FI87023C - Analog branddetektor och analogt brandalarmsystem utnyttjande densamma - Google Patents

Description

1 87023

Analoginen paloilmaisin ja sitä käyttävä analoginen palohälytys-jär j es telinä Tämä keksintö liittyy palohälytysjärjestelmään, johon kuuluu keskussignaaliasema, joukko on-ei-tyyppisiä paloilmaisimia, jotka on kytketty keskussignaaliasemalta johdettujen tehonsyöttö/-signaalilinjojen pariin sillä tavoin, että signaalilinjat oi-kosuljetaan pienimpedanssisiksi, kun palon muuttaman fysikaalisen suureen arvo ylittää kynnysarvon, ja älykkään tyyppinen paloilmaisin, joka on asennettu tietyille alueille, jonne signaalilinjat on ulotettu, kuten tärkeälle valvottavalle alueelle tai alueelle, jolla väärän hälytyksen esiintyminen on todennäköistä, ja joka on sovitettu oikosulkemaan mainitut linjat pienimpedanssisiksi, kun palon muuttaman fysikaalisen suureen ennustettu arvo tyydyttää ennalta määrätyt palo-olosuhteet, ja keksintöön kuuluu myös paloilmaisin, joka on kytketty keskussignaaliasemalta johdetun tehonsyöttö/signaalilinjaparin väliin yhden tai useamman palon muuttaman fysikaalisen suureen ilmaisemiseksi analogisessa muodossa ja palosignaalin antamiseksi oikosulkemal-la mainitut tehonsyöttö/signaalilinjat, kun fysikaalisen suureen ennustustieto tyydyttää ennalta määrätyn palo-olosuhteen. Tavanomaisissa palohälytysjärjestelmissä käytetään niin sanottuja on-ei-tyyppisiä paloilmaisimia, jotka on sovitettu sulkemaan koskettimensa palon havaitessaan ja lähettämään palosignaalin keskussignaaliasemalle. Viime aikoina on kuitenkin esitetty analogista tyyppiä oleva palohälytysjärjestelmä, jossa on-ei-tyyp-pisten paloilmaisimien käyttämisen sijasta käytetään analogisia tuntoelimiä palon aiheuttaman lämpötilan tai savun tiheyden havaitsemiseksi, ilmaisutieto lähetetään keskussignaaliasemalle suorittamatta palonmääritystä ilmaisimissa ja palonmääritys suoritetaan analogisen ilmaisutiedon perusteella keskussignaali-asemaan sisältyvän prosessorin laskentakäsittelyllä.

Koska palonmääritys suoritetaan tässä analogista tyyppiä olevassa palohälytysjärjestelmässä prosessorin ohjelmallisella käsittelyllä keskussignaaliasemalla, väärät hälytykset voidaan minimoida ja se mahdollistaa varhaisen palonilmaisun tavanomaiseen on-ei-tyyppisiä paloilmaisimia käyttävään palohälytysjärjestei nään verrattuna, jossa palonmäärityksen suorittavat ilmaisimien piirit.

2 87023

Kuitenkin myös tässä analogista tyyppiä olevassa palohälytysjär-jestelmässä on joitakin ongelmia. Täsmällisemmin esitettynä, vaikka keskussignaaliasemalla palonmäärityksen suorittavalla analogista tyyppiä olevalla palohälytysjärjestelmällä voidaan taata keskussignaaliaseman prosessorin tarkka ja nopea palonmää-ritys, järjestelmässä tarvitaan kiertokyselytoimintaa analogisten tuntoelinten kutsumiseksi peräkkäin keskussignaaliasemalta, jotta kunkin annettaisiin lähettää vuorollaan käsillä oleva analoginen tieto. Lisäksi koska tätä analogista tyyppiä olevaa palohälytys järjestelmää ei voida sisällyttää tavanomaiseen, on-ei-tyyppisiä paloilmaisimia käyttävään järjestelmään, sitä ei voida sovittaa jo asennettuun palohälytysjärjestelmään.

Lisäksi on huomattava, että sellaisia paikkoja, joissa tarvitaan analogista tyyppiä olevan palohälytysjärjestelmän erityisen tarkkaa ja nopeaa palonmääritystä, on vähän. Toisin sanoen analogisia antureita on pakko asentaa paikkoihin, joissa ei koskaan käytetä tulta, tai paikkoihin, joissa ilmeisesti ei ole pelkoa palon alkamisesta, ja analogisten anturien asentaminen tällaisiin paikkoihin tarkan palonmäärityksen suorittamiseksi ei ole taloudellista. Näissä paikoissa tavanomaiset on-ei-tyyppiset paloilmaisimet riittävät alueiden valvontaan. Kuitenkin silloin kun tarvitaan analogisen järjestelmän osittaista soveltamista, jo asennettu järjestelmä olisi poistettava ja koko järjestelmä olisi korvattava täydellisesti uudella analogisella palohälytys-järjestelmällä, koska analogista järjestelmää ei voida yksinkertaisesti lisätä tavanomaiseen järjestelmään. Tämä on vakava ongelma nykyisessä tilanteessa, jossa on-ei-tyyppisiä paloilmaisimia käyttävä palohälytysjärjestelmä on vallitsevana.

Esillä oleva keksintö on syntynyt pyrittäessä välttämään edellä mainitut ongelmat, ja esillä olevan keksinnön tarkoituksena on saada aikaan analoginen paloilmaisin, joka itse kykenee suorittamaan tarkan ja nopean palonmäärityksen, ja analoginen palohälytysjärjestelmä, joka kykenee suorittamaan palonmäärityksen 3 87023 analogisessa muodossa tärkeällä alueella tai alueella, jossa todennäköisesti voi sattua vääriä hälytyksiä, samalla sallien tavanomaisen, on-ei-tyyppisiä paloilmaisimia käyttävän palohäly-tysjärjestelmän hyväksikäytön.

Tavoitteen saavuttamiseksi keksinnön analogisessa paloilmaisi-messa on tuntoelinväline fysikaalisen suureen ilmaisemiseksi analogisessa muodossa, näytteenottoväline näytteiden ottamiseksi tuntoelinvälineen ilmaisulähdöstä ennalta määrätyllä jaksolla, palonmääritysväline, joka on sovitettu ennustamaan tulevat palo-tiedon muutokset näytteenottotiedoista ja kehittämään palonmää-rityslähtö, kun ennustustieto tyydyttää ennalta määrätyt palo-olosuhteet, ja kytkentäväline, joka on sovitettu oikosulkemaan mainitut tehonsyöttö/signaalilinjat pienimpedanssisiksi palon-määrityslähdön perusteella.

Keksinnön analogiselle palohälytysjärjestelmälle on tunnusomaista, että älykäs paloilmaisin sisältää yhden tai useamman tuntoelinvälineen yhden tai useammanlaisen palon muuttaman fysikaalisen suureen ilmaisemiseksi analogisessa muodossa, näytteenottovälineen näytteiden ottamiseksi tuntoelinvälineen ilmaisulähdöistä ennalta määrätyllä jaksolla, palonmääritysvä-lineen, joka ennustaa tulevat palotiedon muutokset näytteenotto-tiedoista ja kehittää palonmäärityslähdön, kun ennustustieto tyydyttää ennalta määrätyt palo-olosuhteet, ja palosignaalin antavan osan mainittujen tehonsyöttö/signaalilinjojen oikosulke-miseksi pienimpedanssisiksi palonmäärityslähdön perusteella.

Kuvio 1 on lohkokaavio esillä olevan keksinnön ensimmäisessä suoritusmuodossa käytettävästä analogisesta paloilmaisimesta, kuvio 2 on lohkokaavio kuvion 1 ilmaisinta käyttävästä analogisesta palohälytysjärjestelmästä, kuvio 3 on selittävä kuvio, joka esittää tietojen keskiarvolas-kentaa, kuvio 4 on selittävä kuvio, joka esittää tuntoelimen laskennan-aloitustason ja keskussignaaliaseman palonmääritykseen käyttämän vaaratason välisen suhteen, 87023 kuvio 5 on palonmäärityskäsittelyn vuokaavio, kuviot 6 ja 7 ovat selittäviä kuvioita, jotka esittävät ilman paloa suoritettavaa turvakäsittelyä, kuvio 8 on selittävä kuvanto neliöllisestä funktioennustus-laskennasta, kuvio 9 on selittävä kuvanto, joka esittää vaaratason saavuttamiseen vaadittavaa aikaa, kuvio 10 on lohkokaavio esillä olevassa keksinnössä käytettävän analogisen paloilmaisimen toisesta muodosta, kuvio 11 on lohkokaavio esillä olevan keksinnön sisältävän analogisen palohälytysjärjestelmän toisesta muodosta, kuvio 12 on esillä olevassa keksinnössä käytettävän analogisen paloilmaisimen kolmas muoto, kuvio 13 on vuokaavio palonmäärityskäsittelystä kuvion 12 paloilmaisimessa ja kuvio 14 on kaavio, joka esittää kuvion 12 ilmaisimen palon-määritystä.

Kuvio 1 esittää lohkokaaviot esillä olevan keksinnön analogisen paloilmaisimen yhdestä muodosta.

Tämä analoginen paloilmaisin 1 on niin sanottua älykästä tyyppiä oleva ilmaisin. Aluksi selitetään älykkään paloilmaisimen 1 järjestelyä. 1a on analoginen tuntoelinosa, joka ilmaisee analogisessa muodossa palon aiheuttaman tilan, kuten lämpötilan, savun tiheyden, CO-kaasupitoisuuden jne. määrän muutokset, 2 on näytteenottopiiri, joka ottaa ennalta määrätyllä jaksolla näytteitä analogisen tuntoelinosan 1a analogisista ilmaisusignaaleista, 3 on A/D-muunnin, joka muuntaa näytetiedon digitaaliseksi tiedoksi. A/D-muuntimen 3 digitaaliseksi tiedoksi muuntama palotieto syötetään keskiarvonlas-kentaosalle 5.

Tämä keskiarvonlaskentaosa 5 laskee näytteenottotiedon liukuvan keskiarvon ja yksinkertaisen keskiarvon. Täsmällisemmin selitettynä kuten kuviossa 2 on esitetty, kolmen peräk- 5 87023 käin saadun näytteenottotiedon keskiarvoja (KESKIARVO) lasketaan peräkkäin ja tämän jälkeen lasketaan kuuden liukuvan keskiarvon laskennan antaman tiedon yksinkertaiset keskiarvot muodostamaan yhden keskussignaaliasemalle lähetettävän tiedon.

Tämä keskiarvonlaskentakäsittely, joka käsittää liukuvan keskiarvon laskennan ja yksinkertaisen keskiarvon laskennan, toimii digitaalisena alipäästösuotimena analogisiin ilmai-susignaaleihin sisältyvien palon lämpötilaan tai savuun liittyvien perustaajuuskomponenttien kehittämien korkeampien harmonisten komponenttien poistamiseksi. Tämän digitaalisen alipäästösuotimen avulla alkuperäinen signaali voidaan toistaa totuudenmukaisesti. Lisäksi riittää, kun keskiarvonlas-kentaosa 5 suorittaa keskiarvon laskennan vain liukuvalla keskiarvolla, koska digitaalinen suodin voi muodostua vain liukuvan keskiarvon laskennasta.

Koska analogisista ilmaisusignaaleista otetaan näytteitä, todennäköisyys sille, että pulssihäiriö otetaan näytteenot-totiedoksi, pienenee. Lisäksi vaikka pulssihäiriö otettaisiin näytteenottotiedoksi, keskiarvonlaskennalla voidaan saada riittävä häiriönvaimennus.

Kuviossa viitenumero 6 on ennustava palonmääritysosa, joka aloittaa ennustavan laskennan komparaattorilta 7 tulevan ylemmäntasoisen lähdön perusteella, kun ylitetään ennalta määrätty komparaattorin 7 vertailujännitelähteen 8 asettama laskennanohjaustaso, joka syötetään tulona yhdessä keskiar-vonlaskentaosan 5 lähdön kanssa. Lisäksi tämä ennustava palonmääritysosa 6 sisältää muistitoiminnan, joka uudistaa ja tallentaa tuntoelintiedot, jotta keskiarvonlaskentaosa 5 voi suorittaa laskennan. Ennustustieto ennustavalta palonmää-ritysosalta 6 syötetään edelleen komparaattorille 9. Komparaattorissa 9 kynnysarvon ennustustiedon määrittämiseksi paloksi asettaa vertailujännitelähde 10. Kun ennustustieto 87023 ylittää vertailujännitelähteen 10 määräämän kynnysarvon, palonmäärityslähtö kehitetään komparaattorin 9 ylempitasoi-sena lähtönä. Ennustavan palonmääritysosan 6 lähtö syötetään palosignaalin antavaan osaan 11 ja palosignaalin antava osa 11 kääntää kytkinelementin johtavaksi palonmääritysläh-dön perusteella palosignaalin lähettämiseksi siten, että hälytysvirran sallitaan kulkea keskussignaaliasemalta johdetun signaalilinjan kautta. Palosignaalin antava osa 11 voi vaihtoehtoisesti olla sen tyyppinen, joka lähettää palo-signaalin vastaussignaalina vastaukseksi keskussignaaliasemalta tulevaan kiertokyselyyn. 12 on jännitestabilisaattori, jolle syötetään tehoa keskussignaaliasemalta vakiojännitteen antamiseksi asianomaisille piireille.

Kuvio 2 on selittävä kuvio, joka esittää esillä olevan keksinnön mukaisen analogisen paloinformaatiojärjestelmän kokonaisrakenteen .

Aluksi selitetään kokoonpano. 21 on keskussignaaliasema. Keskussignaaliasemalta 21 on johdettu signaalilinjan 22a, 22b ja yhteisen linjan 23 käsittävät tehonsyöttö/signaali-linjaparit kullekin valvonta-alueelle, esim. jokaisen kerroksen valvonta-alueelle.

Signaalilinjan 22a ja yhteisen linjan 23 väliin on kytketty joukko on-ei-tyyppisiä paloilmaisimia 24 keskenään rinnan kutakin valvonta-aluetta varten. Signaalilinjan päähän on kytketty päätevastus 26. Lisäksi tärkeään paikkaan, kuten tietokonesaliin ym. tai sellaiseen paikkaan, kuten keittiöön, jossa virhehälytyksiä voidaan odottaa, ja joka sisältyy alueeseen, johon signaalilinja 22a on asetettu, signaalilinjan 22a ja yhteisen linjan 23 väliin on rinnankytketty älykäs paloilmaisin 25 samalla tavalla kuin on-ei-tyyppiset palo-ilmaisimet 24. Tällaiset on-ei-tyyppisen paloilmaisimen 24 ja älykkään paloilmaisimen 25 kytkennät on tehty myös signaalilinjan 22b tapauksessa.

7 87023

On-ei-tyyppinen paloilmaisin 24 sulkee kytkentäkosketti-mensa signaalilinjän 22a tai 22b ja yhteisen linjan 23 oiko-sulkeraiseksi pienellä impedanssilla, kun palon aiheuttaman fysikaalisen ilmiön, kuten lämpötilan tai savun tiheyden muutoksen ilmaisusignaali ylittää kiinteän kynnysarvon. Keskussignaaliasema 21 havaitsee on-ei-tyyppisen paloilmai-simen 24 kytkeytyessä johtavaksi signaalilinjän 22a, 22b ja yhteisen linjan 23 välillä kulkevan virran kasvun ja antaa palohälytyksen.

Toisaalta älykäs paloilmaisin 25 voi olla oleellisesti samanlainen kuin kuvion 1 paloilmaisin 1, mutta se sisältää prosessorin, kuten myöhemmin selitetään yksityiskohtaisesti, sen määräämiseksi onko kysesssä palo vai ei ja kun määritetään palon esiintyvän, signaalilinjän 22a, 22b ja yhteisen linjan 23 oikosulkemiseksi pienellä impedanssilla kytkin-piirin toiminnalla samoin kuin on-ei-tyyppisissä paloilmai-simissa palosignaalin lähettämiseksi keskussignaaliasemalle 21 .

Täsmällisemmin esitettynä kytkinpiiri 11, joka on palosignaalin antavana osana, toimii liitäntänä älykkään paloilmai-simen 25 kytkemiseksi tavanomaisen palohälytysjärjestelmän signaalilinjaan. Kytkinpiiri 11 kytkee siihen rakennetun tyristorin tai vastaavan, kun ennustavalta palonmääritys-osalta 6 saadaan palosignaali, keskussignaaliasemalta 21 johdetun tehonsyöttö/signaalilinjaparin välin oikosulkemiseksi pienellä impedanssilla.

Kuvio 4 esittää palonmäärityksiin käytettyjen kynnystasojen ja analogisen tason välistä suhdetta. Palonmääritystä varten asetetaan laskennanaloitustaso ennustavan laskennan käynnistämiselle funktioapproksimaatiolla ja vaarataso ennen palon saavuttamista jäljellä olevan ajan saamiseksi ennustavan laskentatuloksen perusteella. Vaarataso määrätään sellaisten ympäristöolosuhteiden lämpötilan tai savun tiheyden perusteella, joissa ihminen ei voi oleskella.

8 87023

Kuvio 5 on vuokaavio älykkäässä paloilmaisimessa olevan ennustavan palonmääritysosan suorittaman palonmäärityskäsit-telyn eräästä esimerkistä. Tässä vuokaaviossa on esitetty esimerkkinä funktioapproksimaation avulla suoritettu ennustava laskentakäsittely.

Palon ennustavan laskentakäsittelyn sisältö on seuraava: a) korkeampien harmonisten häiriöiden poistaminen keskiarvo-laskennalla, b) turvakäsittely ilman paloa annettavaa hälytystä varten, c) palon ennustava laskenta funktioapproksimoinnin mukaan.

Aluksi lohkossa 26 analogisen tuntoelimen 1a ilmaisutiedois-ta otetaan näytteitä näytteenottopiirillä 2 ja niille suoritetaan keskiarvolaskenta lohkossa 27. Lohkossa 28 tutkitaan onko viimeisin keskiarvotieto ylittänyt laskennanaloi-tustason eli tuleeko komparaattorilta 7 ylempitasoinen tulo, kuten kuviossa 4 on esitetty.

Ennustava palonmääritysosa 6 tallentaa peräkkäin tuntoelin-tietoja esimerkiksi 20 tuntoelintietoa LD1 - LD20 edellä mainitussa muistitoiminnassa funktioapproksimaatiolla suoritettavaa laskentakäsittelyä varten. Jos viimeksi saatu tuntoelintieto LD20 ylittää laskennanaloitustason, vaihe etenee lohkoon 29 ilman paloa suoritettavaa turvakäsittelyä varten.

Kuvio 6 esittää kulmakertoimet y1 - y3 ilmaisuesimerkkeinä. Tässä tapauksessa kulmakerroin y1 on negatiivinen ja kulmakertoimet y2 ja y3 ovat positiivisia. Positiivisten kulma-kerrointen y2 ja y3 osalta tutkitaan ovatko ne ennaltamää-rättyä kulmakerrointa yk suurempia vai ei ja kulmakerrointa yk suurempien kulmakertoimien lukumäärä n lasketaan. Kun kulmakerrointa yk suurempien kulmakertoimien lukumäärä n ylittää arvon kaksi, kuten kuviossa 6 on esitetty, todetaan, että palon mahdollisuus on olemassa ja vaihe etenee seuraa-vaan vaiheeseen 30 ennustavan laskennan käynnistämiseksi funktioapproksimoinnilla.

9 87023

Kun toisaalta kuten kuviossa 7 kulmakerrointa yk suurempien kulmakerrointen lukumäärä n on pienempi kuin kaksi, todetaan, että tietojen muutos johtuu tupakan savusta jne. ja ennustavaa laskentaa funktioapproksimaatiolla ei suoriteta.

Lohkossa 29 suoritetun ilman paloa suoritettavan turvakäsit-telyn läpäisseelle tiedolle suoritetaan ennustava laskenta lohkossa 30.

Tässä ennustavassa laskennassa palosta johtuvaa lämpötilan tai savun ajallista muutosta approksimoidaan yhtälöllä: 2 y = ax + bx + c ja kuviossa 8 esitetyn neliöllisen funktion kertoimien a, b ja c arvot saadaan 20 tiedosta LD1 - LD20, jotka on saatu keskiarvonlaskennalla. Kertoimet a, b ja c saadaan laskemalla samanaikaisista yhtälöistä, jotka muodostuvat determinanteista, pienimmän neliösumman mukaan Gauss-Jordanin menetelmällä.

Jos kertoimet a, b ja c saadaan, tulevien tiedonmuutosten ura voidaan määrätä, kuten kuviossa 9 on esitetty.

Siten seuraavasssa lohkossa 31 aika tr, joka on vaaratason saavuttamiseen tarvittava aika, saadaan kuvion 8 neliöllisen funktionperusteella ja sillä hetkellä tn vaaratason saavuttamiseen jäljellä oleva ennustettu aika Tpu lasketaan.

Koska todellisen palon todennäköisyys on sitä suurempi mitä lyhyempi aika vaaratason saavuttamiseen on jäljellä, aikaa verrataan päätöslohkossa 32 esimerkiksi kynnysaikaan 800 s ja jos aika on lyhyempi kuin 800 s, se määritetään paloksi ja palohälytys annetaan lohkossa 33.

10 87023

Ennustava laskentakäsittely suoritetaan samalla tavalla kuvion 1 esimerkissä. Vaikka tässä suoritusmuodossa käytetään neliöllistä funktioapproksimaatiota, myös lineaarista funktioapproksimaatiota voidaan käyttää.

Kuvio 10 on esillä olevassa keksinnössä käytettäväksi soveltuvan älykkään paloilmaisimen toisen muodon lohkokaavio.

Kuvion 2 muodossa älykäs paloilmaisin 21 antaa yksinkertaisesti paloilmaisusignaalin on-ei-muodossa keskussignaali-asemalle, kun taas tässä muodossa voidaan lähettää yksilöllinen signaali, joka edustaa älykkään paloilmaisimen 35 osoitetta.

Analoginen palontuntoelinosa 19, ennustava palonmääritysosa 6, palos.ignaalin antava osa 11 ja jännitestabilisaattori 12 ovat olennaisesti samanlaisia kuin kuviossa 2, mutta palo-signaalin antavan osan 11 kanssa on lisäksi kytketty sarjaan yksilöllisen signaalin lähetysosa 36. Ennustavan palonmääri-tysosan 6 palonmäärityslähtö ohjaa kytkinpiirin 11 lisäksi samanaikaisesti myös yksilöllisen signaalin lähetysosaa 36. Yksilöllisen signaalin lähetysosa 36 lähettää yksilöllisen signaalin, jolla on ennakolta valittu taajuus, tai osoite-signaalin koodisignaalina keskussignaaliasemalle. Keskussig-naaliasema vastaanottaa palosignaalin antavan osan 11 kautta lähetetyn paloilmaisusignaalin ja samanaikaisesti yksilöllisen signaalin palon alkamisalueen esittämiseksi.

Kuvio 11 on analoginen palohälytysjärjestelmä, jossa kaikki tehonsyöttö/signaalilinjojen 22a, 22b väliin kytketyt ilmaisimet ovat esillä olevan keksinnön analogisia paloilmaisi-mia 1, 25, 35. Kuviossa 37 on päätevastus linjojen mahdollisen katkeamisen ilmaisemiseksi.

Kuvio 12 on lohkokaavio, joka esittää analogisen paloilmaisimen vielä erästä muotoa. Tässä analogisen paloilmaisimen muodossa ennustava palonmääritys suoritetaan palon aiheuttamien erilaisten fysikaalisten ilmiöiden muutosten perusteella.

11 87023

Kuviossa 12 1a - 1n ovat analogisia tuntoelimiä, jotka kukin on sovitettu ilmaisemaan palosta johtuvien tilojen, esimerkiksi lämpötilan, savun tiheyden CO-kaasun pitoisuuden, määrien erilaisia muutoksia. Analogisten antureiden 1a - 1n ilmaisulähdöt syötetään näytteenottopiirille 2, muunnetaan digitaaliseksi tiedoksi A/D-muuntimella 3 ja syötetään edelleen ennustavalle palonmääritysosalle 6. Ennustava palonmääritysosa 6 sisältää ennustavan vektori-laskentaosan 38, joka ennustaa tulevat tietomuutokset n erilaisen palotiedon muodostavasta vektorista, ja vektori-määritysosan 39, joka määrittää palon esiintyvän, kun ennus-tavasti laskettu vektoritieto ylittää n-ulotteisessa avaruudessa asetetun kynnysarvon.

Seuraavassa selitetään esillä olevan suoritusmuodon mukaisen palonmäärityksen periaatetta.

Jos palolle tunnusomaisten n erilaisen tilan määrien, jotka analogisten tuntoelinten 1a - 1n on havaittava, oletetaan olevan x1, x2, ... xn ja kun tarkastellaan n-ulotteista avaruutta tilan x1 - xn määrän ollessa ordinaattana tai abskis-sana, synteettinen vektori X n-ulotteisessa avaruudessa voidaan esittää lausekkeella: X = x1i1 + x2i2 + ...+ xnin jossa ii (i + 1, 2, ...n) edustaa yksikkövektoria asianomaisissa koordinaattisuunnissa. Jos synteettiseen vektoriin X sisältyy aikaelementti t, synteettinen vektori X muuttuu n-ulotteisessa avaruudessa palon kehittymisen mukana ja synteettisen vektorin X kärjen piirtämä ura osoittaa ympäristön muutoksen. Ympäristön paloon liittyvät olosuhteet voidaan siten esittää vektorilla X(t) n-ulotteisessa avaruudessa.

n fysikaalisen muutoksen määräämässä n-ulotteisessa avaruudessa ilmaistava vaarataso, ts. taso, jossa ihmisten on vaikea oleskella, voidaan asettaa n-ulotteiseksi suljetuksi I2 87023 pinnaksi. Vaaratason määrittelevän n-ulotteisen suljetun pinnan esittää seuraava kaava: f (x1, x2, ... xn) = 0 Tässä tapauksessa kun tilan määrien x1 - xn määräämän vektorin X kärki kulkee suljetun pinnan läpi, voidaan olettaa, että palo on saavuttanut vaaratason.

Jos suljettu pinta f (x1 ... xn) = 0 on kolmiulotteinen ellipsipinta, kaava (2) voidaan ilmaista muodossa.

(a1x12 + a2x22 + a3x32) -1=0

Jos suureisiin x1 - xn sisällytetään vakiot a1 - an ja suoritetaan normalisointi arvoiksi x1 - xn, vaaratasoa edustava suljettu pinta voidaan katsoa kolmiulotteiseksi pallopinnak-si, jolla on säde r ja joka voidaan esittää lausekkeella: 2 2 2 2 (x1z + x2z + x3 ) - r = 0

Toisin sanoen vakioita a1 - an voidaan muuttaa analogisten tietojen 1a - 1n arvioimiseksi optimaalisen paloilmaisun aikaansaamiseksi .

Kun n-ulotteinen suljettu pinta vaaratason määräämiseksi on asetettu, hetkellä t ilmaistut tilan määrät x1(t) - Xn(t) sijoitetaan yllä oleviksi arvoiksi x1 - xn. Kun ehto f (xi <t)) >0 on tyydytetty, vektorin X kärki kulkee yllä olevan kaavan määräämän suljetun pinnan läpi ja on suljetun pinnan ulkopuolella ja siten voidaan päätellä, että palon olosuhteet ylittävät vaaratason.

n-ulotteisen vektorin X tulevan aseman ennustamiseksi lineaarisesti vektorin x(t) nykyhetken tO kaltevuus (3x/3t)t ajan t suhteen määrätään ja vektoria X(t) jatketaan kaltevuuden suuntaan, niin että vektorin X kärjen asema ennaltamäärätyn 13 870?? aikajakson kuluttua voidaan ennustaa.

Täsmällisemmin esitettynä vektori X(t0 + ta) ajan ta sekuntia kuluttua nykyhetkestä tO voidaan approksimoida seuraavasti : X(tO + ta) = X(tO) + ta(9X/9t)t0

Kaltevuus (9X/9t)t voidaan saada ennaltamäärätyn aikavälin At taaksepäin nykyajasta tO vallinneen vektorin aseman X(tO - At), ja vektorin aseman X(t) erotuksesta seuraavasti: (9X/9t)t0=X(tO)-X(tO-At)/At

Jos tämä kaava ilmaistaan asianomaisten fysikaalisten muutosten x1 - xn avulla, saadaan seuraavat: x1 (t0+ta)=x1 (tO)+ta(9X1/9t) I t • » * >

• I

, I

• t xn(tO+ta)=xn(tO)+ta(9Xn/9t)

Asianomaisten analogisten tuntoelinten 1a - 1n tietojen kulmakertoimet voidaan ilmaista seuraavasti: ( 9x1/31)tQ=x1 (t0)-x1 (tO-At)/At ( 9x2/9t)t0=x2(tO)-x2(tO-At)/At ( 9xn/9t) tQ=xn (t;0) -xn (tO-At) / At

Jos i = 1, 2 ... n, xi(t0 + ta) = xi + ta(9xi/9t)tQ ( 9xi/9t)tQ=xi(tO)-xi(tO-At)/At

Jos liukuvat keskiarvotiedot LDlm, LD2m...LDnmlasketaan nykyhetkellä tO, kunkin anturin 1a - 1 n tilan määrä ennaltamäärätyn aikavälin ta jälkeen voidaan ilmaista seuraavasti: 14 87023 xlm+M=LDlm+MAt(3x2/3t)t0 x2rn+M_LD2m+MAt (3x2/3t)rt • tu » » t xnm+^=LDnin+MAt ( 3xn/3t) ^ (ta=MAt)

Derivaatat voidaan ilmaista seuraavasti: (3x1/3t)t0=LDim-LD1m-1/At (3x2/3t)t0=LD2m-LD2m_1/At i ( (3xn/3t)t0=LDnm-LDnm~1/At

Ennustava vektorilaskentaosa 38 ennustaa synteettisen vektorin X kärjen aseman käyttämällä ennaltamäärätyn aikavälin jälkeisiä tietoja x1m+M, x2m+M ... xnm+M, jotka on laskettu kuten edellä on selitetty. Täsmällisemmin selitettynä nämä tiedot sijoitetaan suljetun pinnan ennaltamäärättyyn yhtälöön arvojen laskemiseksi. Jos ennaltamäärätty yhtälö on f(x)D = (a1(x1)2 + a2(x2)2 + ... +an(xn)2) - 1 sen suljettu pinta f(xm+M)D ennaltamäärätyn ajan ta kuluttua nykyajasta t^ lasketaan seuraavasti: _, . , .m+M.2 , nm+M.2 , m+M.2. .

f (x = (a1 (x1 ) + a2 (x2 ) + ... +an(xn ) ) - 1

m+M D

in+M

Koska edellä mainitussa kaavassa xi sisältää aikaelemen-tin, synteettisten vektorien X kärkien asemat, jotka on saatu syntetoimalla asianomaisten tietojen tulevat arvot, on esitetty suhteessa ennaltamäärättyyn suljettuun pintaan f(x)D=o.

Vektorimääritysosa 39 määrittää, että synteettisen vektorin X kärki on suljetulla pinnalla f(x)D=0 tai sen ulkopuolella, kun .m+M.2^ ,.ιη+Μ.2, , m+M. 2 a1 (x1 ) +a2 (x2 ) +.....+an (xn ) -1>0 is 87023 ja kehittää lähtösignaalin palosignaalin antavalle osalle 11 .

Synteettisen vektorin X kärjen aseman approksimoimiseksi neliölliseen kertalukuun asti voidaan käyttää seuraavaa neliöllistä approksimaatiota ja differentiaalista kerrointa X(tO+ta)=X(tO)+ta(3X/at)t0+ta2(92X/9t2)t0/2 (92X/8t2) 0=X(tO)-2X(tO-At)+X(tO-2At)/At2

Vektorin ennustaminen voidaan suorittaa samalla tavalla n (kolmannen tai suuremman) -kertaluvun approksimaation osalta.

Kuvio 13 on vuokaavio, joka esittää ennustavan vektorilas-kentaosan 38 ja kuvion 12 vektorimääritysosan 39 suorittamaa palonmääritystä.

Kuviossa 13 otetaan näytteitä n erilaisesta analogisesta tiedosta ja niille suoritetaan tämän jälkeen keskiarvolaskenta häiriöiden poistamiseksi lohkossa 40 erilaisten palolle tunnusomaisten tilojen määrien x1, x2,... xn saamiseksi tämän avulla kunkin tuntoelimen 1a - 1n tapauksessa.

Tämän jälkeen lohkossa 41 suoritetaan vektorielementin xi(tO + tr) ajan tr eteenpäin ennustava laskenta.

Sen jälkeen kun vektorielementin xi(tO + tr) ajan tr eteenpäin nykyhetkestä tO ennustava laskenta on suoritettu, vaihe etenee lohkoon 42 ja ennustava vektorilaskenta suoritetaan sen selville saamiseksi ylittääkö ennustettu vektori X(t0 + tr) suljetun kaarevan pinnan f(x1, x2, ... xn) = 0, joka on asetettu ennakolta n-ulotteiseen avaruuteen muodostamaan vaa-ratason.

Täsmällisesti esitettynä lohkossa 41 saadut ajan tr jälkeiset vektorielementit x1(tO + tr)-xn(tO + tr) sijoitetaan ie 87023 lausekkeeseen f(x1, x2, ... xn) sen arvojen saamiseksi.

Tämän jälkeen lohkossa 43 määrätään onko lohkossa 42 saadun ajan tr jälkeisen ennustavan vektorin antama lausekkeen f(x1, x2, ... xn) arvo suurempi kuin nolla vai ei. Jos ennustava vektori ylittää vaaratason muodostavan suljetun kaarevan pinnan, lohkon 42 laskettu arvo on positiivinen ja suurempi kuin nolla, kun taas jos ennustava vektori ei saavuta vaaratason muodostavaa kaarevaa pintaa, laskettu arvo on negatiivinen ja pienempi kuin nolla. Siten jos määritys lohkossa 43 on suurempi kuin nolla, todetaan, että ennustava vektori saavuttaa ajan tr kuluttua vaaratason muodostavan suljetun kaarevan pinnan ja palosignaali annetaan lohkossa 44.

Kuvio 14 on selittävä koordinaatistokuvio, joka esittää palon määritystä, joka suoritetaan kuvion 13 vuokaavion mukaisesti vektorin ennustavan laskennan perusteella lämpötilan ja savun tiheyden kahden analogisen suureen avulla. Esimerkiksi jos lämpötilan vaaratasoksi oletetaan 100°C ja savun tiheyden vaaratasoksi oletetaan 20%m ekstinktiona, katkoviivoin esitetyn absoluuttisen vaaratason sisälle tulee asetetuksi ennakolta esimerkiksi sektoraalinen vaarataso D, joka on esitetty yhtenäisellä viivalla.

Jos tällaisessa lämpötilan ja savun tiheyden kaksiulotteisessa avaruudessa nykyhetkeen tO vektoriksi oletetaan X(tO), nykyhetkestä tO ajan tr jälkeen seuraava vektori X(tO + tr) lasketaan ennustavasti. Jos ennustavasta laskettu vektori X(tO + tr) ylittää vaaratason, kuten on selitetty, se määritetään paloksi ja palosignaali annetaan. Jos vektori X(tO + tr) ei saavuta vaaratasoa D, palosignaalia ei anneta ja vektorin ennustava laskenta suoritetaan uudelleen seuraa-vien näytteenottotietojen perusteella.

Vaikka palonmäärityskäsittely suoritetaan edellä olevissa suoritusmuodoissa ennustavalla laskennalla funktioapproksi- 17 87023 moinnilla, esillä oleva keksintö ei rajoitu tähän ja palon-määrityskäsittely voidaan vaihtoehtoisesti suorittaa sopivalla ohjelmaohjauksella.

Claims (18)

1. Paloilmaisin, joka on kytketty keskussignaaliasemalta (21) johdetun tehonsyöttö/signaalilinjaparin (22a, 22b, 23) väliin yhden tai useamman palon muuttaman fysikaalisen suureen ilmaisemiseksi analogisessa muodossa ja palosignaa-lin antamiseksi oikosulkemalla mainitut tehonsyöttö/signaa-lilinjat, kun fysikaalisen suureen ennustustieto tyydyttää ennalta määrätyn palo-olosuhteen, tunnettu siitä, että siinä on tuntoelinväline (la) fysikaalisen suureen ilmaisemiseksi analogisessa muodossa, näytteenottoväline (2) näytteiden ottamiseksi tuntoelinvälineen ilmaisulähdöstä ennalta määrätyllä jaksolla, palonmääritysväline (6), joka on sovitettu ennustamaan tulevat palotiedon muutokset näytteenottotiedoista ja kehittämään palonmäärityslähtö, kun ennustustieto tyydyttää ennalta määrätyt palo-olosuhteet, ja kytkentäväline (11), joka on sovitettu oikosul-kemaan mainitut tehonsyöttö/signaalilinjat pienimpedanssi-siksi palonmäärityslähdön perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen analoginen paloilmaisin, tunnettu siitä, että mainittu palonmääritysväline ennustaa palotietojen muutoksen funktioapproksimaatiolla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen analoginen palo-ilmaisin, tunnettu siitä, että siinä on lisäksi tiedon-lähetyksen ohjausväline (9), joka estää näytteenottotietojen lähettämisen mainitulle palonmääritysvälineelle (6), kun mainitut tiedot ovat ennalta määrättyä arvoa alempana ja sallivat mainittujen tietojen lähettämisen mainitulle palonmääritysvälineelle, kun mainitut tiedot ylittävät mainitun ennalta määrätyn arvon.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen analoginen paloilmaisin, tunnettu siitä, että sillä aikaansaadaan laskennanaloitus-taso palonmääritysvälineen palonmääritystä varten.

5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen analoginen paloilmaisin, tunnettu siitä, että näytteenottotietojen ennalta määrätty i9 87023 arvo on tuntoelimen kynnystaso, joka on määritelty häiriöiden pienentämistä varten.

6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen analoginen paloilmaisin, tunnettu siitä, että sillä aikaansaadaan laskennanaloitus-taso palonmääritysvälineen palonmääritystä varten ja näytteenottotietojen ennalta määrätty arvo on tuntoelimen kynnystaso, joka on määritelty häiriöiden pienentämistä varten.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen analoginen paloilmaisin, tunnettu siitä, että siinä on lisäksi keskiarvon laskentaväline (5) keskiarvon laskennan suorittamiseksi ja jossa mainittu palonmääritysväline (6) ennustaa palotie-tojen muutoksen keskiarvolaskentatietojen perusteella.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-7 mukainen analoginen paloilmaisin, tunnettu siitä, että se on kytketty tehon-syöttö/signaalilinjojen parin väliin ja että siinä on lisäksi palosignaalin antava osapiiri (11), joka on sovitettu oikosulkemaan signaalilinjojen (esim. 22b, 23) väli palonmääritysvälineeltä tulevan lähdön perusteella signaalin kehittämiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen analoginen paloilmaisin, tunnettu siitä, että siinä on lisäksi yksilöllisen signaalin lähetysosa (36) yksilöllisen signaalin, jolla on ennakolta valittu taajuus, tai osoitesignaalin lähettämiseksi signaalilinjojen kautta, kun palosignaalin antava osa antaa lähdön.

10. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen analoginen paloilmaisin, tunnettu siitä, että mainittu palonmääritysväline käsittää lisäksi ennustavan vektorilaskentaosan (38) tulevien palotietojen ennustamiseksi useiden erilaisten näytteenottotietojen muodostamasta vektorista ja vektori-määritysosan (39), joka on sovitettu kehittämään palonmääri-tyslähtö, kun ennustettu vektoritieto ylittää tietyn ulot- 20 8 7 0 2 3 teisessa vektoriavaruudessa ennakolta asetetun ennalta määrätyn tason.

11. Palohälytysjärjestelmä, johon kuuluu keskussignaali-asema, joukko on-ei-tyyppisiä paloilmaisimia (24), jotka on kytketty keskussignaaliasemalta (21) johdettujen tehonsyöt-tö/signaalilinjojen pariin sillä tavoin, että signaalilinjat oikosuljetaan pienimpedanssisiksi, kun palon muuttaman fysikaalisen suureen arvo ylittää kynnysarvon, ja älykkään tyyppinen paloilmaisin (25), joka on asennettu tietyille alueille, jonne signaalilinjat on ulotettu, kuten tärkeälle valvottavalle alueelle tai alueelle, jolla väärän hälytyksen esiintyminen on todennäköistä, ja joka on sovitettu oikosul-kemaan mainitut linjat pienimpedanssisiksi, kun palon muuttaman fysikaalisen suureen ennustettu arvo tyydyttää ennalta määrätyt palo-olosuhteet, tunnettu siitä, että mainittu älykäs paloilmaisin (25) sisältää yhden tai useamman tuntoelin-välineen (la) yhden tai useammanlaisen palon muuttaman fysikaalisen suureen ilmaisemiseksi analogisessa muodossa, näyt-teenottovälineen (2) näytteiden ottamiseksi tuntoelinväli-neen ilmaisulähdöistä ennalta määrätyllä jaksolla, palonmää-ritysvälineen (6), joka ennustaa tulevat palotiedon muutokset näytteenottotiedoista ja kehittää palonmäärityslähdön, kun ennustustieto tyydyttää ennalta määrätyt palo-olosuhteet, ja palosignaalin antavan osan (11) mainittujen tehon-syöttö/-signaalilinjojen oikosulkemiseksi pienimpedanssisiksi palonmäärityslähdön perusteella.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen palohälytysjärjestelmä, tunnettu siitä, että älykkään paloilmaisimen (25) mainittu palonmääritysväline (6) ennustaa palotietojen muutoksen funktioapproksimaatiolla.

13. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen palohälytysjärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu älykäs paloilmaisin (25) sisältää lisäksi tiedon lähetyksen ohjausvälineen (9), joka estää näytteenottotietojen lähettämisen mainitulle palonmääritysvälineelle, kun mainitut tiedot ovat ennalta 2i 87023 määrättyä arvoa alempana ja sallii mainittujen tietojen lähettämisen mainitulle palonmääritysvälineelle, kun mainitut tiedot ylittävät mainitun ennalta määrätyn arvon.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen palohälytysjärjestelmä, tunnettu siitä, että sillä aikaansaadaan laskennanaloitusta-so palonmääritysvälineen palonmääritystä varten.

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen palohälytysjärjestelmä, tunnettu siitä, että näytteenottotietojen ennalta määrätty arvo on tuntoelimen kynnystaso, joka on määritelty häiriöiden pienentämistä varten.

16. Patenttivaatimuksen 13 mukainen palohälytysjärjestelmä, tunnettu siitä, että sillä aikaansaadaan laskennanaloitusta-so palonmääritysvälineen palonmääritystä varten ja näytteenottotietojen ennalta määrätty arvo on tuntoelimen kynnystaso, joka on määritelty häiriöiden pienentämistä varten.

17. Jonkin patenttivaatimuksista 11-16 mukainen palohälytysjärjestelmä, tunnettu siitä, että mainittu älykäs paloilmaisin sisältää lisäksi keskiarvonlaskentavälineen (5) keskiarvon laskennan suorittamiseksi ja jossa mainittu palonmääritysväline (6) ennustaa palotietojen muutoksen keskiarvolaskentatietojen perusteella.

18. Patenttivaatimuksen 11 tai 12 mukainen palohälytysjärjestelmä, tunnettu siitä, että mainitun älykkään paloil-maisimen (25) mainittu palonmääritysväline (6) sisältää lisäksi ennustavan vektorilaskentaosan (38) tulevien palo-tietojen ennustamiseksi useiden erilaisten näytteenotto-tietojen muodostamasta vektorista ja vektorimääritysosan (39), joka on sovitettu kehittämään palonmäärityslähdön, kun ennustettu vektoritieto ylittää tietyn ulotteisessa vektoriavaruudessa ennakolta asetetun ennalta määrätyn tason. 22 87023