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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR DETECTING A FIRE ACCORDING TO THE SCATTERED LIGHT PRINCIPLE WITH A STAGGERED ADDITION OF A FURTHER LED UNIT FOR RADIATING IN FURTHER LIGHT PULSES WITH DIFFERENT WAVELENGTHS AND SCATTERED LIGHT ANGLES, AND SUCH SCATTERED LIGHT SMOKE DETECTORS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/036754
Kind Code:
A1
Abstract:
In the method, light pulses of a first wavelength λ1 and a second wavelength λ2 radiated into a scattered light volume (SV) and a first scattered radiation intensity I1F and second scattered radiation intensity I2F, produced by forward scattering in the scattered light volume, are measured. The second wavelength λ2 is longer than the first wavelength λ1. A first quotient Q1 is ascertained from the first scattered radiation intensity I1F and the second scattered radiation intensity I2F and this quotient is compared to a first comparison value F0 and a second comparison value S0. The first comparison value F0 is greater than the second comparison value S0. If the first quotient Q1 lies between the first comparison value F0 and the second comparison value S0, light pulses with the second wavelength λ2 are radiated into the scattered light volume and a third scattered radiation intensity I2R, produced by backward scattering in the scattered light volume, is measured. Then, a second quotient Q2 is ascertained from the first scattered radiation intensity I1F and the third scattered radiation intensity I2R and this second quotient is compared to a third comparison value F. If the second quotient Q2 exceeds the third comparison value F, a fire alarm (AL) is output. Furthermore, the invention relates to two corresponding scattered light smoke detectors (100).

Inventors:
DURIC ALEKSANDAR (CH)
STAEGER MATHIAS (CH)
WALKER STEFAN (CH)
Application Number:
PCT/EP2017/069320
Publication Date:
March 01, 2018
Filing Date:
July 31, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS SCHWEIZ AG (CH)
International Classes:
G08B17/107
Foreign References:
DE102011119431A12013-05-29
DE19902319A12000-07-27
DE102010039230B32012-01-26
EP1619640A12006-01-25
DE102011119431A12013-05-29
EP1408469A22004-04-14
EP1884904A12008-02-06
EP2336993A12011-06-22
EP1430457A12004-06-23
EP2908298A12015-08-19
DE202014009739U12015-01-23
DE202015000820U12015-03-04
Attorney, Agent or Firm:
MAIER, Daniel (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Branddetektion nach dem Streulichtprinzip, mit folgenden Schritten:

a) Einstrahlen von Lichtimpulsen einer ersten Wellenlänge λι in ein Streulichtvolumen (SV) und Messen einer durch Vorwärtsstreuung im Streulichtvolumen (SV) erzeugten ersten Streustrahlungsintensität IiF;

b) Einstrahlen von Lichtimpulsen einer zweiten Wellenlänge λ2 in das Streulichtvolumen (SV) und Messen einer durch Vorwärtsstreuung im Streulichtvolumen (SV) erzeugten zweiten Streustrahlungsintensität I2F, wobei die zweite Wellenlänge λ2 größer ist als die erste Wellenlänge λι,

c) Ermitteln eines ersten Quotienten Ql aus der ersten und zweiten Streustrahlungsintensität IiF, ±2F sowie Vergleichen des ersten Quotienten Ql mit einem ersten und zweiten Vergleichswert F0, SO, wobei der erste Vergleichswert F0 größer ist als der zweite Vergleichswert SO, und

d) wenn der erste Quotient Ql zwischen dem ersten und dem zweiten Vergleichswert F0, SO liegt:

e) Einstrahlen von Lichtimpulsen der zweiten Wellenlänge λ2 in das Streulichtvolumen (SV) und Messen einer durch Rückwärtsstreuung im Streulichtvolumen (SV) erzeugten dritten Streustrahlungsintensität ±2R ,

f) Ermitteln eines zweiten Quotienten Q2 aus der ersten und dritten Streustrahlungsintensität I IF , I2R und Vergleichen des zweiten Quotienten Q2 mit einem dritten Vergleichswert F , und

g) Ausgeben eines Brandalarms (AL) , wenn der zweite Quotient Q2 den dritten Vergleichswert F übersteigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verfahrensschritt e) bereits zusammen mit dem Verfahrensschritt b) und/oder der Verfahrensschritt f) bereits zusammen mit dem Verfahrensschritt c) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei

wenn der erste Quotient Ql den ersten Vergleichswert F0 erreicht oder übersteigt:

h) Einstrahlen von Lichtimpulsen der ersten Wellenlänge λι in das Streulichtvolumen (SV) und Messen einer durch Rückwärtsstreuung im Streulichtvolumen (SV) erzeugten vierten Streustrahlungsintensität IiR,

i) Ermitteln eines dritten Quotienten Q3 aus der vierten und ersten Streustrahlungsintensität IiR, I±F und Vergleichen des dritten Quotienten Q3 mit einem vierten Vergleichswert OF, und

j) Ausgeben eines Brandalarms für offenes Feuer (AL-OF) , wenn der dritte Quotient Q3 den vierten Vergleichswert OF übersteigt sowie

k) Ausgeben eines Brandalarms für Schwelbrand (AL-SB) im

anderen Fall.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Verfahrensschritt bereits zusammen mit dem Verfahrensschritt a) und/oder de Verfahrensschritt i) bereits zusammen mit dem Verfahrensschritt c) des Anspruchs 1 erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei anstelle des dritten Quotienten Q3 ein vierter Quotient Q4 aus der vierten und zweiten Streustrahlungsintensität IiR, ±2F ermittelt wird und wobei der vierte Quotient Q4 mit einem fünften Vergleichswert OF Λ verglichen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Brandalarm (AL) ausgegeben wird, wenn der erste Quotient Ql den ersten Vergleichswert F0 erreicht oder übersteigt.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Einstrahlen der Lichtimpulse der zweiten Wellenlänge λ2 und das Messen der zweiten und dritten Streustrahlungsintensität I2F, I2R erst dann erfolgt, wenn die erste Streustrahlungsintensität IIF einen Mindeststreulichtpegel MIN für die Rauch- detektion überschreitet.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Einstrahlen der Lichtimpulse der ersten und zweiten Wellenlänge λι, λ2 mit höherer Wiederholungsfrequenz in das Streulichtvolumen (SV) erfolgt, wenn die erste Streustrahlungsintensität I IF einen Mindeststreulichtpegel MIN für die Rauch- detektion überschreitet.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste und zweite Quotient Ql, Q2 auf einen gleichen Verhältniswert, vorzugsweise auf einen Wert von 2, und wobei der dritte oder vierte Quotient Q3, Q4 auf die Hälfte dieses gleichen Verhältniswertes, vorzugsweise auf einen Wert von 1, für Streuteilchen mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 1,5 μηι kalibriert werden.

10. Streulichtrauchmelder mit einer nach dem Streulichtprinzip arbeitenden Detektionseinheit (10), welcher aufweist

- eine erste und zweite LED-Einheit (1F, 1R) zum Einstrahlen von Lichtimpulsen in ein Streulichtvolumen (SV) sowie einen hierauf spektral empfindlichen Photosensor (2), wobei die erste LED-Einheit (1F) mit dem Photosensor (2) unter einem Vorwärtsstreuwinkel (aF) und die zweite LED-Einheit (1R) mit dem Photosensor (2) unter einem Rückwärtsstreuwinkel (aR) angeordnet ist, wobei die erste und zweite LED-Einheit (1F, 1R) jeweils zum Aussenden von Lichtimpulsen einer ersten und zweiten Wellenlänge λι, λ2 ausgebildet sind, wobei die zweite Wellenlänge λ2 größer ist als die erste Wellenlänge λι, und

- eine prozessorgestützte Steuereinheit (15), welche mit der ersten und zweiten LED-Einheit (1F, 1R) sowie mit dem Photosensor (2) verbunden ist, und welche Ausgabemittel zumindest für einen Brandalarm (AL, AL-OF, AL-SB) sowie einen mit einem Computerprogramm (PRG) ladbaren elektronischen Speicher aufweist, wobei das Computerprogramm (PRG) durch die prozessorgestützte Steuereinheit (15) ausführbare Instruktionen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche 1, 3, 5 bis 9 aufweist.

11. Streulichtrauchmelder mit einer nach dem Streulichtprinzip arbeitenden Detektionseinheit (10), welcher aufweist

- eine LED-Einheit (1) zum Einstrahlen von Lichtimpulsen in ein Streulichtvolumen (SV) sowie einen hierauf spektral empfindlichen ersten und zweiten Photosensor (2F, 2R) , wobei der erste Photosensor (2F) mit der LED-Einheit (1) unter einem Vorwärtsstreuwinkel (aF) und der zweite Photosensor (2R) mit der LED-Einheit (1) unter einem Rückwärts- streuwinkel (aR) angeordnet ist, wobei die LED-Einheit (1) zum Aussenden von Lichtimpulsen einer ersten und zweiten

Wellenlänge λι, λ2 ausgebildet ist, wobei die zweite Wellenlänge λ2 größer ist als die erste Wellenlänge λι,

- eine prozessorgestützte Steuereinheit (15), welche mit der LED-Einheit (1) sowie mit dem erstem und zweiten Photosen- sor (2F, 2R) verbunden ist, und welche Ausgabemittel zumindest für einen Brandalarm (AL, AL-OF, AL-SB) sowie einen mit einem Computerprogramm (PRG) ladbaren elektronischen Speicher aufweist, wobei das Computerprogramm (PRG) durch die prozessorgestützte Steuereinheit (15) ausführbare Instruktionen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche 2, 4 bis 9 aufweist.

12. Streulichtrauchmelder nach Anspruch 10 oder 11, wobei die jeweilige LED-Einheit (1F, 1R; 1) zum Aussenden von Licht der ersten Wellenlänge λι im Bereich von 350 nm bis 550 nm und zum Aussenden von Licht der zweiten Wellenlänge λ2 im Bereich von 665 nm bis 1000 nm ausgebildet ist, insbesondere zum Aussenden von Licht der ersten Wellenlänge λι von 460 nm + 40 nm oder 390 nm + 40 nm und zum Aussenden von Licht der zweiten Wellenlänge λ2 von 940 nm + 40 nm oder 860 nm + 40 nm.

13. Streulichtrauchmelder nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die jeweilige LED-Einheit (1F, 1R; 1) eine Zweifarben- Leuchtdiode zum Aussenden des Lichts der ersten und zweiten Wellenlänge λι, λ2 ist.

14. Streulichtrauchmelder nach einem der Ansprüche 10 bis 13,

- wobei die jeweilige LED-Einheit (1F, 1R; 1) zwei benachbart angeordnete und optisch gleich ausgerichtete einfarbige Leuchtdioden zum Aussenden des Lichts der ersten und der zweiten Wellenlänge λι, λ2 umfasst und/oder

- wobei die jeweilige LED-Einheit (1F, 1R; 1) zwei einfarbige Leuchtdioden (lFXi, 1FX2, lRXi, 1RX2; Ιλι, 1λ2) zum Aussenden des Lichts der ersten und der zweiten Wellenlänge (λι, λ2) umfasst, wobei die zwei einfarbigen Leuchtdioden (lFXi, 1FX2, lRXi, 1RX2; Ιλι, 1X2) der jeweiligen LED-Einheit (1F,

1R; 1) räumlich voneinander getrennt angeordnet und unter einem gleichen Streulichtwinkel (aF, aR) zum jeweiligen Photosensor (2; 2R, 2F) auf das gemeinsame Streulichtvolumen (SV) ausgerichtet sind.

15. Streulichtrauchmelder nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei die Steuereinheit (15) dazu eingerichtet ist, die jeweilige LED-Einheit (1F, 1R, 1) abwechselnd zum Aussenden der Lichtimpulse der ersten Wellenlänge Xi und der zweiten

Wellenlänge X2 anzusteuern.

Description:
Beschreibung

Verfahren zur Branddetektion nach dem Streulichtprinzip mit gestaffelter Zuschaltung einer weiteren LED-Einheit zum Einstrahlen weiterer Lichtimpulse unterschiedlicher Wellenlänge und Streulichtwinkel sowie derartige Streulichtrauchmelder

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Branddetektion nach dem Streulichtprinzip. Dabei werden Lichtimpulse einer ersten Wellenlänge λι, wie z.B. von blauem Licht oder nahem UV-Licht (UV-A) , und Lichtimpulse einer zweiten Wellenlänge λ 2 , wie z.B. von rotem Licht oder nahem infrarotem Licht (NIR) , in ein gemeinsames Streulichtvolumen bzw. Messvolumen eingestrahlt. Vorzugsweise werden Leuchtdioden zum Einstrahlen der Lichtimpulse verwendet. Mittels eines Photosensors, wie z.B. einer Photodiode, oder gegebenenfalls mittels eines weiteren Photosensors werden Streustrahlungsintensitäten gemessen, die durch Vorwärts- und Rückwärtsstreuung im Streulichtvolumen erzeugt werden. Durch geeignete Quotientenbildung aus den gemessenen Streustrahlungsintensitäten ist es möglich, Informationen über die Größe und Beschaffenheit der im Streulichtvolumen detektierten Teilchen zu gewinnen.

Derartige Verfahren sind z.B. aus der DE 10 2011 119 431 AI, aus der EP 1 408 469 A2, aus der EP 1 884 904 AI oder aus EP 2 336 993 AI bekannt.

Aus der EP 1 430 457 AI ist ferner ein Verfahren bekannt, bei dem eine zweite Leuchtdiode erst dann eingeschaltet wird, wenn das von der ersten Leuchtdiode stammende Streulichtsignal einen Mindestpegel überschritten hat.

Ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik ist es somit eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Rauchdetektionsverfahren anzugeben. Eine weitere Aufgabe ist es, ein stromsparenderes Rauchdetektionsverfahren anzugeben. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten und/oder besonders stromsparenden Streulichtrauchmelder anzugeben .

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur Branddetektion nach dem Streulichtprinzip, mit folgenden Schritten :

a) Einstrahlen von Lichtimpulsen einer ersten Wellenlänge λι in ein Streulichtvolumen und Messen einer durch Vorwärtsstreuung im Streulichtvolumen erzeugten ersten Streustrahlungsintensität Ii F ;

b) Einstrahlen von Lichtimpulsen einer zweiten Wellenlänge λ 2 in das Streulichtvolumen und Messen einer durch Vorwärtsstreuung im Streulichtvolumen erzeugten zweiten Streustrahlungsintensität I 2F , wobei die zweite Wellenlänge λ 2 größer ist als die erste Wellenlänge λι,

c) Ermitteln eines ersten Quotienten Ql aus der ersten und zweiten Streustrahlungsintensität I iF , I 2F sowie Vergleichen des ersten Quotienten Ql mit einem ersten und zweiten Vergleichswert F0, SO, wobei der erste Vergleichswert F0 größer ist als der zweite Vergleichswert SO, und

d) wenn der erste Quotient Ql zwischen dem ersten und dem zweiten Vergleichswert F0, SO liegt:

e) Einstrahlen von Lichtimpulsen der zweiten Wellenlänge λ 2 in das Streulichtvolumen und Messen einer durch Rückwärtsstreuung im Streulichtvolumen erzeugten dritten Streustrahlungsintensität I 2R ,

f) Ermitteln eines zweiten Quotienten Q2 aus der ersten und dritten Streustrahlungsintensität I iF , I 2R und Vergleichen des zweiten Quotienten Q2 mit einem dritten Vergleichswert F, und

g) Ausgeben eines Brandalarms, wenn der zweite Quotient Q2 den dritten Vergleichswert F übersteigt.

Der Kern der Erfindung liegt in der gestaffelten Einstrahlung von Lichtimpulsen in das Streulichtvolumen. Diese erfolgt vorteilhaft erst dann, wenn keine eindeutigen Aussagen über die Größe und Beschaffenheit der detektierten Teilchen ge- macht werden kann, sodass weder ein eindeutiger Brandalarm noch eine eindeutige Störgrößenmeldung, wie z.B. bei detek- tiertem Staub oder Dampf, ausgegeben werden kann.

Es werden daher zeitlich nachfolgend weitere Lichtimpulse der zweiten Wellenlänge λ 2 in das Streulichtvolumen eingestrahlt, um eine durch Rückwärtsstreuung im Streulichtvolumen erzeugte dritte Streustrahlungsintensität ±2R als zusätzliche „Information" für die aktuelle Bewertung zu messen. Dabei hat sich gezeigt, dass wenn diese dritte Streustrahlungsintensität ±2R in das Verhältnis zur ersten Streulichtintensität I ± F gesetzt wird, nun eine vorteilhaft eindeutige Zuordnung des vorherigen unbestimmten Ergebnisses zu einem Brandalarm oder zu einer Störgrößenmeldung möglich ist. Wesentlich ist hier die geeignete Festlegung des dritten Vergleichswerts F.

Diese gestaffelte Auswertung führt somit vorteilhaft zu einer besonders zuverlässigen Brandanalyse. Dadurch dass diese „unbestimmten" Fälle vergleichsweise selten auftreten und daher selten weitere Lichtimpulse eingestrahlt werden müssen, ist dieses erfindungsgemäße Verfahren besonders stromsparend.

Es wird angemerkt, dass anstelle der ersten und zweiten Quotientenbildung auch der jeweilige Kehrwert ermittelt werden kann. In diesem Fall weisen auch die Vergleichswerte F0, SO und F den Kehrwert auf. Zudem kehren sich die Vergleichsoperatoren wie kleiner oder größer ebenfalls um.

Nach einer Verfahrensvariante erfolgt der Verfahrensschritt e) bereits zusammen mit dem Verfahrensschritt b) und/oder der Verfahrensschritt f) bereits zusammen mit dem Verfahrens- schritt c) .

Diese Variante ist dann besonders vorteilhaft, wenn sowohl die Vorwärtsstreuung als auch zeitgleich die Rückwärtsstreuung sozusagen „auf Vorrat" gemessen werden kann. Dies ist dann der Fall, wenn die Vorwärtsstreuung und die Rückwärtsstreuung jeweils mit einem separaten Photosensor erfasst wer- den. Die Ermittlung des zweiten Quotienten Q2 und gegebenenfalls der Vergleich mit dem dritten Vergleichswert F erfolgen somit nur dann, wenn das Ergebnis der Ermittlung des ersten Quotienten Ql unbestimmt sein sollte, oder alternativ im An- schluss an das Messen der dritten Streustrahlungsintensität ±2R. Im ersteren Fall wird im Mittel, da die Ermittlung des Quotienten Q2 nur bedarfsweise ausgeführt wird, weniger Rechenleistung benötigt.

Nach einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante weist das erfindungsgemäße Verfahren folgende zusätzliche Verfahrensschritte auf, wenn der erste Quotient Ql den ersten Vergleichswert F0 erreicht oder übersteigt:

h) Einstrahlen von Lichtimpulsen der ersten Wellenlänge λι in das Streulichtvolumen und Messen einer durch Rückwärtsstreuung im Streulichtvolumen erzeugten vierten Streustrahlungsintensität Il R ,

i) Ermitteln eines dritten Quotienten Q3 aus der vierten und ersten Streustrahlungsintensität Ii R , I ± F und Vergleichen des dritten Quotienten Q3 mit einem vierten Vergleichswert OF, und

j) Ausgeben eines Brandalarms für offenes Feuer, wenn der dritte Quotient Q3 den vierten Vergleichswert übersteigt sowie

k) Ausgeben eines Brandalarms für Schwelbrand im anderen

Fall .

In diesem Fall steht bereits fest, dass ein eindeutiger Brand vorliegt, da der erste Quotient Ql den ersten Vergleichswert F0 erreicht oder überstiegen hat.

Gemäß der Erfindung ist nun vorteilhaft eine Differenzierung des ermittelten Brandes in ein offenes Feuer oder in einen Schwelbrand möglich. Die so gewonnene Information kann alternativ oder zusätzlich auch zu einem allgemeinen unspezifischen Brandalarm ausgegeben werden. Diese zusätzliche Information über die Art des Brandes ist für die Einsatz kräfte bei der Lagebewertung sowie für die Auswahl der Brandbekämpfungs- mittel besonders hilfreich. Weiterhin können die aufgetretenen Ereignisse SB, OB, WS melderseitig weiterverarbeitet werden, um z.B. die Reaktionszeit des Melders zu steuern. Der Melder kann z.B. nach dem erstmaligen Auftreten eines detek- tierten Schwelbrands SB oder offenen Feuers OF im Sinne einer Schleife wieder eine neue Messung starten und auswerten. So kann melderseitig erst dann ein Alarm nach außen abgegeben werden, wenn ein bestimmtes Ereignis wie Schwelbrand SB oder offenes Feuer OF z.B. mehrmals innerhalb einer vorgegebenen Zeit von z.B. 10 Sekunden aufgetreten ist.

Wesentlich ist hier wiederum die geeignete Festlegung des vierten Vergleichswerts OF.

Nach einer Verfahrensvariante erfolgt der Verfahrensschritt h) bereits zusammen mit dem Verfahrensschritt a) und/oder der Verfahrensschritt i) bereits zusammen mit dem vorherigen Verfahrensschritt c) .

Auch hier erfolgt das Messen der vierten Streustrahlungsintensität I IR vorteilhaft sozusagen „auf Vorrat". Die Ermittlung des dritten Quotienten Q3 und gegebenenfalls der Vergleich mit dem vierten Vergleichswert OF erfolgen somit nur dann, wenn eine Differenzierung des Brandes in „offenes Feuer" oder in „Schwelbrand" gewünscht oder gefordert ist, oder alternativ im Anschluss an das Messen der vierten Streustrahlungsintensität I IR . Im ersteren Fall wird im Mittel, da die Ermittlung des Quotienten Q3 nur bedarfsweise ausgeführt wird, weniger Rechenleistung benötigt.

Alternativ kann anstelle des dritten Quotienten Q3 ein vierter Quotient Q4 aus der vierten und zweiten Streustrahlungsintensität I IR , ± 2F ermittelt und dieser mit einem fünften Vergleichswert OF Λ verglichen werden. Auch in diesem alternativen Fall ist vorteilhaft eine Differenzierung des ermittelten Brandes in ein offenes Feuer oder in einen Schwelbrand möglich. Wesentlich ist hier wiederum die geeignete Festlegung des fünften Vergleichswerts OF Λ . Nach einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante erfolgt das Einstrahlen der Lichtimpulse der zweiten Wellenlänge λ 2 und das Messen der zweiten und dritten Streustrahlungsintensität I 2F , I2 R erst dann, wenn die erste Streustrahlungsinten- sität I IF einen Mindeststreulichtpegel MIN für die Rauchde- tektion überschreitet bzw. überschritten hat.

Alternativ können auch Lichtimpulse der zweiten Wellenlänge λ 2 wiederholt, insbesondere zyklisch, in das Streulichtvolu- men eingestrahlt werden. Erreicht oder überschreitet die gemessene zweite Streustrahlungsintensität I 2F dann einen Mindeststreulichtpegel MIN für die Rauchdetektion , so werden dann Lichtimpulse der ersten Wellenlänge λι in das Streulichtvolumen eingestrahlt und die erste Streustrahlungsinten- sität I IF und gegebenenfalls die vierte Streustrahlungsintensität I IR gemessen.

Typischerweise werden die Lichtimpulse der ersten Wellenlänge λι wiederholt, insbesondere zyklisch, in das Streulichtvolu- men eingestrahlt, wie z.B. mit einer Wiederholungsfrequenz im Bereich von 0,1 bis 5 Hz . Im zeitlichen Mittel betrachtet erreicht die gemessene erste Streustrahlungsintensität I ± F nur selten den Mindeststreulichtpegel MIN. Nur wenn eine ausreichende Konzentration von Rauchpartikeln, Staub oder Dampf in das Streulichtvolumen gelangt, wird der Mindeststreulichtpegel MIN überschritten.

Die Verwendung der „blauen" ersten Wellenlänge λι hat dabei den großen Vorteil, dass dieses sowohl an kleinen Rauchparti- kein als auch an großen Partikeln wie Staub oder Dampf gestreut wird. Dagegen wird „rotes" Licht der zweiten Wellenlänge λι nur wenig an den kleinen Rauchpartikeln gestreut. Dadurch ist vorteilhaft eine vollständige Überwachung sowohl auf Rauchpartikel als auch auf Störgrößen gewährleistet.

Zugleich wird durch das gestaffelte Zuschalten der Lichteinstrahlung der zweiten Wellenlänge λ 2 der Stromverbrauch drastisch reduziert. Einer weiteren Verfahrensvariante zufolge erfolgt das Ein ¬ strahlen der Lichtimpulse der ersten und zweiten Wellenlänge λΐ, λ2 mit höherer Wiederholungsfrequenz in das Streulichtvolumen, wenn die erste Streustrahlungsintensität I1F einen Mindeststreulichtpegel MIN für die Rauchdetektion überschrei ¬ tet bzw. überschritten hat. Die Wiederholungsfrequenz kann sich z.B. um den Faktor 2, 4, 5 oder 8 erhöhen. Dadurch ist eine zuverlässigere Detektion eines möglichen Brandes oder einer Störgröße möglich, wie z.B. aufgrund eines dadurch re ¬ sultierenden größeren Signal-zu-Rauschen- erhältnisses oder aufgrund einer dadurch besseren Synchronität der Lichtpulse.

Nach einer bevorzugten Verfahrensvariante werden der erste und zweite Quotient Ql, Q2 auf einen gleichen Verhältniswert, vorzugsweise auf einen Wert von 2 für Streuteilchen mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 1,5 μτ , kalibriert. Es wird weiterhin der dritte oder vierte Quotient Q3, Q4 auf die Hälfte dieses gleichen Verhältniswertes, vorzugs ¬ weise auf einen Wert von 1, kalibriert.

Die Kalibrierung erfolgt typischerweise mit einem Aerosol, das durch das Streulichtvolumen strömt. Es werden im Rahmen eines Kalibrierungsprozesses dann Streuteilchen mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 1,5 μηι in einer vorgegebenen Teilchenkonzentration in das Streuvolumen eingebracht. Die Streuteilchen können alternativ Stäube sein, wie z.B. Zementstaub. Nach Vorliegen stabiler Bedingungen wird dann für jede Streustrahlungsintensität I 1F , I 2 F, IIR, I2R ein Referenzwert IIF I2F IIR I2R- gemessen.

Soll der erste Quotient Ql = I IF / I2F dann den z.B. gewünsch ¬ ten Verhältniswert 2 aufweisen, so ist dieser mit einer Ab ¬ gleichkonstante zu multiplizieren, die sich aus diesem Verhältniswert mal dem Quotienten aus den aktuell gemessenen Re ¬ ferenzwerten I 2 F' / IIF- ergibt. Entsprechendes gilt für die zweiten, dritten und vierten Quotienten Q2, Q3, Q4. Alternativ zur Abgleichkonstante kann die Lichtpulsdauer oder der LED-Strom angepasst werden, bis das gewünschte Verhältnis Q1-Q4 erreicht ist.

Ist der erste Quotient Ql auf den Verhältniswert von 2 bei einer mittleren Teilchengröße von z.B. 0,55 μηι im Rauchkanal kalibriert, so liegt ein erster Vergleichswert F0 für das be sonders zuverlässige Vorliegen von Feuer bei einem Wert von und ein zweiter Vergleichswert SO für das besonders zuverläs sige Vorliegen von Störgrößen bei einem Wert von 0,9 vor.

Ist der zweite Quotient Q2 gleichfalls auf einen Verhältniswert von 2 bei einer mittleren Teilchengröße von z.B. 0,55 μηι im Rauchkanal kalibriert, so liegt ein dritter Vergleichswert F für das besonders zuverlässige Vorliegen von Feuer bei einem Wert von 1 vor.

Ist der dritte Quotient Q3 auf einen Verhältniswert von 1 bei einer mittleren Teilchengröße von z.B. 0,55 μηι im Rauchkanal kalibriert, so liegt ein vierter Vergleichswert OF für das besonders zuverlässige Vorliegen von offenem Feuer bei einem Wert von 1,5 vor.

Ist schließlich der vierte Quotient Q4 auf einen Verhältniswert von 1 bei einer mittleren Teilchengröße von z.B. 0,55 μηι im Rauchkanal kalibriert, so liegt ein fünfter Vergleichswert OF Λ für das besonders zuverlässige Vorliegen von offenem Feuer bei einem Wert von 4 vor.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch einen (ersten) Streulichtrauchmelder mit einer nach dem Streulichtprinzip arbeitenden Detektionseinheit gelöst. Der Streulichtrauchmelder umfasst hierbei eine erste und zweite LED-Einheit zum Einstrahlen von Lichtimpulsen in ein Streulichtvolumen sowie einen hierauf spektral empfindlichen (gemeinsamen) Photosensor. Die erste LED-Einheit ist mit dem Photosensor unter einem Vorwärtsstreuwinkel und die zweite LED-Einheit mit dem Photosensor unter einem Rückwärtsstreuwinkel angeordnet. Die erste und zweite LED-Einheit sind jeweils zum Aussenden von Lichtimpulsen einer ersten und zweiten Wellenlänge λι, λ 2 ausgebildet, wobei die zweite Wellenlänge λ 2 größer ist als die erste Wellenlänge λι . Weiterhin weist der Streulichtrauchmelder eine prozessorgestützte Steuereinheit auf, welche mit der ersten und zweiten LED-Einheit sowie mit dem Photosensor verbunden ist. Zudem weist die Steuereinheit Ausgabemittel zumindest für einen Brandalarm sowie einen mit einem Computerprogramm ladbaren elektronischen Speicher auf. Das Computerprogramm weist gemäß der Erfindung durch die prozessorgestützte Steuereinheit ausführbare Instruktionen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf.

Der Photosensor ist insbesondere eine Halbleiter-Photodiode, insbesondere eine Silizium-PIN-Photodiode. Sie ist vorzugsweise eine Silizium-PIN-Photodiode mit verbesserter Blauempfindlichkeit .

Das Computerprogramm ist vorzugsweise in einem nichtflüchtiger elektronischen Speicher des MikroControllers geladen, wie z.B. in einem Flash-Speicher. Der MikroController weist typischerweise eine Reihe von integrierten Hardware-Funktionseinheiten auf, wie z.B. Analog-/Digital-Umsetzer, Digital- Analog-Umsetzer, Timmer, digitale Ein-/Ausgabe-Einheiten sowie Busschnittstellen, unter anderem als Ausgabemittel für einen Brandalarm oder einer Störgrößenmeldung.

Bei dieser Ausführungsform des Streulichtrauchmelders sind somit zwei LED-Einheiten sowie ein gemeinsamer Photosensor vorhanden .

Die prozessorgestützte Steuereinheit ist dabei zum individuellen Ansteuern der beiden LED-Einheiten, zum Messen einer durch Vorwärtsstreuung der ersten und zweiten Wellenlänge λι, λ 2 erzeugten ersten und zweiten Streustrahlungsintensität I i F , I 2F sowie zum Messen einer durch Rückwärtsstreuung der zweiten Wellenlänge λ 2 erzeugten dritten Streustrahlungsintensität I 2R jeweils mittels des Photosensors eingerichtet. Somit ist die Steuereinheit dazu eingerichtet,

- aus der ersten und zweiten Streustrahlungsintensität I iF , I 2F den ersten Quotienten Ql zu ermitteln und diesen mit dem ersten und zweiten Vergleichswert F0, SO zu verglei- chen,

- die zweite LED-Einheit zum Aussenden von Lichtimpulsen anzusteuern und die dritte Streustrahlungsintensität I 2R zu messen, falls der erste Quotient Ql zwischen dem ersten und zweiten Vergleichswert F0, SO liegt,

- einen zweiten Quotienten Q2 aus der ersten und dritten

Streustrahlungsintensität I iF , I 2R zu ermitteln und diesen Quotienten Q2 mit einem dritten Vergleichswert F zu vergleichen, und

- den Brandalarm auszugeben, wenn der zweite Quotient Q2 den dritten Vergleichswert F übersteigt.

Im anderen Fall, d.h. wenn der zweite Quotient Q2 den dritten Vergleichswert F nicht übersteigt, kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, eine Störgrößenmeldung auszugeben, wie z.B. eine Staub- oder Dampfwarnung.

Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, wieder eine neue Messung zu starten und dieses Ereignis zu ignorieren. Denn es ist ja gerade die besonders zuverlässige Ermittlung des Vorhandenseins einer Störgröße wie Staub oder Dampf, welche die Ausgabe eines sonst möglichen Fehlalarms vorteilhaft unterbindet.

Die zweite LED-Einheit kann auch zusätzlich zum Aussenden von Lichtimpulsen der ersten Wellenlänge λι ausgebildet sein.

Bei dieser Ausführungsform kann dann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein,

- die zweite LED-Einheit zum Aussenden von Lichtimpulsen der ersten Wellenlänge λι anzusteuern und eine durch Rückwärtsstreuung der ersten Wellenlänge λι erzeugte vierte Streustrahlungsintensität I IR zu messen, falls der erste Quoti- ent Ql den ersten Vergleichswert F0 erreicht oder übersteigt,

- einen dritten Quotienten Q3 aus der vierten und ersten

Streustrahlungsintensität I i R , I ± F zu ermitteln und diesen Quotienten Q3 mit einem vierten Vergleichswert OF zu vergleichen, und

- einen Brandalarm auszugeben, insbesondere einen Brandalarm für offenes Feuer, wenn der dritte Quotient Q3 den vierten Vergleichswert übersteigt, oder einen Brandalarm für

Schwelbrand im anderen Fall auszugeben.

Der Vorwärtsstreuwinkel liegt in einem Bereich von 20° bis 90°, insbesondere von 30° bis 70°. Der Rückwärtsstreuwinkel liegt in einem Bereich von mehr als 90° bis 160°, insbesonde- re von 110° bis 150°. Bevorzugte Werte für den Vorwärts- und Rückwärtstreulichtwinkel liegen bei 60° und 120° .

Die jeweilige LED-Einheit ist zum Aussenden von Licht der ersten Wellenlänge λι im Bereich von 350 nm bis 550 nm und zum Aussenden von Licht der zweiten Wellenlänge λ 2 im Bereich von 665 nm bis 1000 nm ausgebildet. Sie ist insbesondere zum Aussenden von Licht der ersten Wellenlänge λι von 460 nm + 40 nm oder 390 nm + 40 nm und zum Aussenden von Licht der zweiten Wellenlänge λ 2 von 940 nm + 40 nm oder 860 nm + 40 nm ausgebildet, d.h. zum Aussenden von monochromatischen Licht.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch einen (zweiten) Streulichtrauchmelder mit einer nach dem Streulichtprinzip arbeitenden Detektionseinheit gelöst.

Die Streulichtanordnung des zweiten Streulichtrauchmelders basiert im Vergleich zum ersten Streulichtrauchmelder auf einer alternativen dualen Streulichtanordnung. Denn wie die Figuren FIG 5 und FIG 6 zeigen, existieren zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens prinzipiell zwei duale Streulichtanordnungen. Im ersten Fall gemäß FIG 5 sind zwei LED- Einheiten auf ein gemeinsames Streulichtvolumen gerichtet, jedoch im Bezug zu einem einzigen Photosensor unter einem Vorwärts- und Rückwärtsstreuwinkel . Im zweiten Fall gemäß FIG 6 ist eine einzige LED-Einheit auf das Streulichtvolumen gerichtet, wobei hier nun zwei Photosensoren im Bezug auf die LED-Einheit unter einem Vorwärts- und Rückwärtsstreuwinkel zur LED-Einheit angeordnet sind. Das Ergebnis der Streulichterfassung ist für beide Anordnungen prinzipiell gleich.

Der (zweite) Streulichtrauchmelder weist hierbei eine (einzige) LED-Einheit zum Einstrahlen von Lichtimpulsen in ein Streulichtvolumen sowie einen hierauf spektral empfindlichen ersten und zweiten Photosensor auf. Der erste Photosensor ist mit der LED-Einheit unter einem Vorwärtsstreuwinkel und der zweite Photosensor mit der LED-Einheit unter einem Rückwärtsstreuwinkel angeordnet. Die erste LED-Einheit ist zum Aussenden von Lichtimpulsen einer ersten und zweiten Wellenlänge λι, λ 2 ausgebildet, wobei die zweite Wellenlänge λ 2 wieder größer ist als die erste Wellenlänge λι . Der Streulichtrauchmelder weist weiterhin eine prozessorgestützte Steuereinheit auf, welche mit der LED-Einheit sowie mit dem ersten und zweiten Photosensor verbunden ist. Die Steuereinheit umfasst zudem Ausgabemittel zumindest für einen Brandalarm sowie einen mit einem Computerprogramm ladbaren elektronischen Speicher. Das Computerprogramm weist gemäß der Erfindung durch die prozessorgestützte Steuereinheit ausführbare Instruktionen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf.

Bei dieser Ausführungsform sind somit nur eine gemeinsame LED-Einheit sowie zwei Photosensoren vorhanden.

In diesem Fall ist die prozessorgestützte Steuereinheit zum Ansteuern der (einzigen) LED-Einheit, zum Messen einer vom ersten Photosensor ausgegebenen ersten und zweiten Streustrahlungsintensität IIF , I2F der ersten und zweiten Wellenlänge λι, λ 2 sowie zum Messen einer vom zweiten Photosensor ausgegebenen dritten Streustrahlungsintensität I 2R der zweiten Wellenlänge λ 2 eingerichtet. Somit ist die Steuereinheit dazu eingerichtet,

- aus der ersten und zweiten Streustrahlungsintensität I iF , I2 F einen ersten Quotienten Ql zu ermitteln und diesen mit einem ersten und zweiten Vergleichswert F0, SO zu verglei- chen,

- einen zweiten Quotienten Q2 aus der ersten und dritten

Streustrahlungsintensität I iF , I2 R zu ermitteln, falls der erste Quotient Ql zwischen dem ersten und zweiten Vergleichswert F0, SO liegt,

- den zweiten Quotienten Q2 mit einem dritten Vergleichswert F zu vergleichen, und

- den Brandalarm auszugeben, wenn der zweite Quotient Q2 den dritten Vergleichswert F übersteigt. Im anderen Fall kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, eine Störgrößenmeldung auszugeben, wie z.B. eine Stauboder Dampfwarnung. Sie kann wiederum zusätzlich oder alternativ dazu eingerichtet sein, dann wieder eine neue Messung zu starten und dieses Ereignis zu ignorieren.

Die Steuereinheit kann darüber hinaus zusätzlich dazu eingerichtet sein,

- eine vom zweiten Photosensor ausgegebene vierte Streustrahlungsintensität I IR der ersten Wellenlänge λι zu messen und einen dritten Quotienten Q3 aus der vierten und ersten

Streustrahlungsintensität Ii R , I ± F zu ermitteln, falls der erste Quotient Ql den ersten Vergleichswert F0 erreicht oder übersteigt,

- den dritten Quotienten Q3 mit einem vierten Vergleichswert OF zu vergleichen, und

- einen Brandalarm auszugeben, insbesondere einen Brandalarm für offenes Feuer, wenn der dritte Quotient Q3 den vierten Vergleichswert übersteigt, oder einen Brandalarm für

Schwelbrand im anderen Fall auszugeben.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die jeweilige LED- Einheit eine Zweifarben-Leuchtdiode zum Aussenden des Lichts der ersten und zweiten Wellenlänge λι, λ 2 . Eine solche Zwei- farben-LED ist z.B. aus der EP 2 908 298 AI, aus der DE 20 2014 009 739 Ul oder aus der DE 20 2015 000 820 Ul bekannt.

Bei der zweifarbigen Leuchtdiode handelt es sich um ein einstückiges bzw. einteiliges optoelektronisches Bauelement, mit anderen Worten also um eine Baueinheit. Vorzugsweise ist eine solche zweifarbige Leuchtdiode eine Leuchtdiode mit einem transparenten (Standard- ) Gehäuse mit einem Durchmesser von 3 mm oder 5 mm. Derartige 3 mm- oder 5 mm-Leuchtdioden werden bekanntermaßen „off the shelf" als massenhaftes

Consumerprodukt verkauft. Sie kann alternativ auch als SMD- Bauteil für die Oberflächenmontage realisiert sein.

Der besondere Vorteil der Zweifarben-Leuchtdiode als LED- Einheit ist, dass im Vergleich zur Detektionseinheit gemäß der EP 1 408 469 A2 anstelle von vier (einteiligen) optoelektronischen Bauelementen nur drei (einteilige) optoelektronische Bauelementen benötigt werden. Neben der Ersparnis eines Bauelements ist vorteilhaft der verbleibende Fehler nach einer Kalibrierung des optischen Pfads in der Detektionseinheit reduziert. Typischerweise ergeben sich bei der Montage von zwei separaten Leuchtdioden größere relative Abweichungen in Ausrichtung und Platzierung zueinander als bei einer zweifarbigen Leuchtdiode.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass durch den nun möglichen Entfall der vierten Komponente eine optisch streuende Störgröße entfällt. An der Stelle der sonst vierten Komponen- ten können weitere lichtabsorbierende oder lichtweglenkende Komponenten als Lichtfalle in der Detektionseinheit eingesetzt werden. Dadurch reduziert sich der messtechnisch störende Grundimpuls erheblich. Alternativ dazu kann die jeweilige LED-Einheit auch zwei benachbart angeordnete und optisch gleich ausgerichtete einfarbige Leuchtdioden zum Aussenden des Lichts der ersten und der zweiten Wellenlänge λι, λ 2 umfassen. In diesem Fall verlaufen die optischen Sendeachsen der beiden einfarbigen LEDs in der Weise, dass sie sich im Streulichtzentrum schneiden.

Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige LED-Einheit zwei einfarbige Leuchtdioden zum Aussenden des Lichts der ersten und zweiten Wellenlänge λι, λ 2 umfassen, wobei die zwei Leuchtdioden der jeweiligen LED-Einheit zwar räumlich voneinander getrennt angeordnet, jedoch unter einem gleichen Streulichtwinkel zum jeweiligen Photosensor auf das gemeinsa- me Streulichtvolumen ausgerichtet sind. Das gestreute Licht der beiden Leuchtdioden trifft somit unter einem gleichen Winkel auf den gemeinsamen Photosensor auf.

Typischerweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die jeweilige LED-Einheit abwechselnd zum Aussenden der Lichtimpulse der ersten Wellenlänge λι und der zweiten Wellenlänge λ2 anzusteuern. Zeitlich synchronisiert erfolgt dann die messtechnische Erfassung des zugehörigen Streulichts aus dem Streulichtvolumen mittels des jeweiligen Photosensors.

Derartige Streulichtrauchmelder weisen typischerweise ein Meldergehäuse mit zumindest einer Raucheintrittsöffnung sowie eine im Meldergehäuse aufgenommene Detektionseinheit für die Rauchdetektion auf. Die Detektionseinheit umfasst vorzugswei- se eine gegen Umgebungslicht abgeschirmte, jedoch für zu de- tektierenden Rauch durchlässige optische Messkammer. Letztere weist üblicherweise eine Vielzahl von Umgebungslicht abschirmenden Lamellen auf und wird daher auch als Labyrinth bezeichnet. Die optische Detektionseinheit umfasst dabei die zuvor beschriebene jeweilige LED-Einheit und den jeweiligen Photosensor in Vorwärts- und Rückwärtsstreulichtanordnung .

Alternativ kann der Streulichtrauchmelder ein sogenannter offener Streulichtrauchmelder sein. In diesem Fall weist der Streulichtrauchmelder kein Labyrinth auf. Vielmehr sind die jeweilige LED-Einheit und der jeweilige Photosensor im

Meldergehäuse angeordnet. Sie sind zudem in einer Vorwärts- und Rückwärtsstreulichtanordnung mit einem außerhalb des Meldergehäuses und somit mit einem außerhalb des gesamten Streulichtrauchmelders liegenden Streulichtvolumen angeordnet .

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden am Beispiel der nachfolgenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:

FIG 1 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm gemäß einer Ver- fahrensvariante zur Erläuterung des erfindungsge- mässen Verfahrens,

FIG 2 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm gemäß einer zweiten Verfahrensvariante,

FIG 3 ein beispielhaftes Ablaufdiagramm gemäß einer dritten Verfahrensvariante,

FIG 4 ein Beispiel für einen Streulichtrauchmelder mit einer Steuereinheit mit einem Computerprogramm zur

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

FIG 5 eine beispielhafte nach dem Streulichtprinzip arbeitende erste Ausführungsform einer Detektions- einheit für einen Rauchmelder mit zwei LED-Einheiten und einem Photoempfänger gemäß der Erfindung,

FIG 6 eine zweite Ausführungsform einer Detektionseinheit für einen Rauchmelder mit einer LED-Einheit und zwei Photoempfängern gemäß der Erfindung,

FIG 7 eine alternative Ausführungsform der Detektionseinheit zum Beispiel gemäß der FIG 5, und

FIG 8 eine alternative Ausführungsform der Detektionseinheit zum Beispiel gemäß der FIG 6. FIG 1 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm gemäß einer Verfahrensvariante zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens .

Die einzelnen Schritte Vl-Vll werden vorzugsweise durch geeignete Programmschritte eines Computerprogramms nachgebildet und auf einer prozessorgestützten Steuereinheit eines Streulichtrauchmelders, wie z.B. auf einem MikroController, ausgeführt .

Im Schritt VI wird ein Lichtimpuls mit einer ersten Wellenlänge λι, wie z.B. ein blauer Lichtimpuls, in ein Streulichtvolumen eingestrahlt und eine durch Vorwärtsstreuung im Streulichtvolumen SV erzeugte erste Streustrahlungsintensität IIF gemessen. Im Schritt V2 wird ein Lichtimpuls mit einer zweiten Wellenlänge λ 2 , wie z.B. ein infraroter Lichtimpuls, in das Streulichtvolumen eingestrahlt und eine durch Vorwärtsstreuung im Streulichtvolumen SV erzeugte zweite Streustrahlungsintensität I2F gemessen. Die beiden Schritte VI, V2 können auch umgekehrt erfolgen. Im nachfolgenden Schritt V3 wird ein erster Quotient Ql aus der ersten und zweiten Streustrahlungsintensität IIF, I2F ermittelt. Nachfolgend wird im Schritt V4 der erste Quotient Ql mit einem ersten Vergleichswert F0 und mit einem zweiten Vergleichswert SO verglichen. Der erste Vergleichswert F0 ist dabei betragsmäßig größer als der zweite Vergleichswert SO . Erreicht oder übersteigt der erste Quotient Ql den ersten Vergleichswert F0, so wird im Schritt V5 ein Brandalarm AL ausgegeben. Ist der erste Quotient Ql gleich oder kleiner als der zweite Vergleichswert SO, so wird im Schritt V6 eine Störgrößenmeldung WS ausgegeben. Dies ist z.B. dann der Fall, wenn Staub oder Wasserdampf de- tektiert worden ist. Anderenfalls liegt der erste Quotient Ql zwischen den beiden Vergleichswerten F0 und SO, und wird als unbestimmt eingestuft. Mit „unbestimmt" ist gemeint, dass keine zuverlässige Aussage darüber getroffen werden kann, ob ein Brand, d.h. Rauchteilchen, oder ob lediglich Staubteilchen oder Wasserdampf vorliegen. Im unbestimmten Fall wird daher im Schritt V7 ein Lichtimpuls mit der zweiten Wellenlänge λ 2 in das Streulichtvolumen eingestrahlt und eine durch Rückwärtsstreuung im Streulichtvolumen erzeugte dritte Streustrahlungsintensität I2 R gemessen. Es wird anschließend im Schritt V8 ein zweiter Quotient Q2 aus der ersten und dritten Streustrahlungsintensität I iF , I2 R ermittelt. In Anschluss wird im Schritt V9 dieser Quotient Q2 mit einem dritten Vergleichswert F verglichen. Übersteigt der zweite Quotient Q2 nun den dritten Vergleichswert F, so wird im Schritt Vll ein Brandalarm AL ausgegeben. Im anderen Fall wird im Schritt V10 eine Störgrößenmeldung WS ausgegeben.

FIG 2 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm gemäß einer zweiten Verfahrensvariante.

Die einzelnen Schritte W1-W10 werden wieder vorzugsweise durch geeignete Programmschritte eines Computerprogramms nachgebildet und auf einer prozessorgestützten Steuereinheit eines Streulichtrauchmelders, wie z.B. auf einem Mikrocont- roller, ausgeführt.

Im Vergleich zur vorhergehenden Verfahrensvariante werden in den beiden ersten Schritte Wl, W2 Lichtimpulse der ersten und zweiten Wellenlänge λι, λ 2 in das Streulichtvolumen eingestrahlt. Es werden neben der ersten und zweiten Streustrahlungsintensität I IF , I2 F - sozusagen auf Vorrat - bereits auch die dritte Streustrahlungsintensität I 2R gemessen und weiter vorzugsweise auch noch die vierte Streustrahlungsintensität I IR aus der Rückwärtsstreuung gemessen. Ein gegebenenfalls später erforderliches nochmaliges Einstrahlen der Lichtimpulse der ersten und zweiten Wellenlänge λι, λ 2 und die Messung der dritten und vierten Streustrahlungsintensität Ii R , I 2R erübrigt sich dann in vorteilhafter Weise.

Im Anschluss wird im Schritt W3 der erste Quotient Ql aus der ersten und zweiten Streustrahlungsintensität Ii F , I 2F und zugleich im Schritt W3 Λ , oder alternativ später im Schritt W7 der zweite Quotient Q2 ermittelt. Die nachfolgenden Schritte W4-W10 entsprechen wieder den Schritten V8-V11 gemäß der vorherigen Verfahrensvariante.

FIG 3 zeigt ein beispielhaftes Ablaufdiagramm gemäß einer dritten Verfahrensvariante.

Die einzelnen Schritte SK, Sl-S 17 werden wiederum vorzugswei- se durch geeignete Programmschritte eines Computerprogramms nachgebildet und auf einer prozessorgestützten Steuereinheit eines Streulichtrauchmelders, wie z.B. auf einem Mikrocon- troller, ausgeführt.

Im Schritt SK erfolgt eine (einmalige) Kalibrierung der Streustrahlungsintensitäten I 1F , I 2 F, IIR, I2R ? wie z.B. mit Streuteilchen, wie z.B. mit einem Aerosol mit einem vorgegebenen mittleren Durchmesser im Bereich von 0,5 bis 1,5 μτ , welches durch das Streulichtvolumen strömt. Vorzugsweise wer ¬ den die Quotienten Ql und Q2 auf einen Verhältniswert von 2 und die Quotienten Q3 oder Q4 auf einen Verhältniswert von 1 kalibriert .

Im Schritt Sl werden ein Lichtimpuls der ersten Wellenlänge λι, wie z.B. ein blauer Lichtimpuls, in ein Streulichtvolumen eingestrahlt und eine durch Vorwärtsstreuung im Streulichtvo ¬ lumen erzeugte erste Streustrahlungsintensität I± F gemessen. Im Schritt S2 wird verglichen, ob der Pegel der gemessenen ersten Streustrahlungsintensität I± F einen Mindestpegel MIN für die Rauchdetektion überschreitet. Ist dies nicht der Fall - was größtenteils der Fall ist - dann wird wieder zum

Schritt Sl für eine neue Messung zurückverzweigt.

Im Schritt S3 werden anderenfalls ein Lichtimpuls mit einer zweiten Wellenlänge X2, wie z.B. ein infraroter Lichtimpuls, in das Streulichtvolumen eingestrahlt und eine durch Vorwärt sstreuung im Streulichtvolumen erzeugte zweite Streustrahlungsintensität I2F gemessen. Im nachfolgenden Schritt S4 wird ein erster Quotient Ql aus der ersten und zweiten Streustrahlungsintensität I iF , I2 F ermittelt. Nachfolgend wird im Schritt S5 der erste Quotient Ql mit einem ersten und zweiten Vergleichswert F0, SO verglichen. Der erste Vergleichswert F0 ist dabei betragsmäßig größer als der zweite Vergleichswert SO .

Erreicht oder übersteigt der erste Quotient Ql den ersten Vergleichswert F0, so wird im Schritt S6 ein Brandalarm AL ausgegeben .

Alternativ oder zusätzlich werden im Schritt S8 - wie im Beispiel der FIG 3 gezeigt - ein Lichtimpuls der ersten Wellenlänge λι in das Streulichtvolumen eingestrahlt und eine durch Rückwärtsstreuung im Streulichtvolumen erzeugte vierte Streustrahlungsintensität I IR gemessen. Im nachfolgenden Schritt S9 wird dann ein dritter Quotient Q3 aus der vierten und ersten Streustrahlungsintensität Ii R , I ± F ermittelt. Daraufhin wird im Schritt S10 der dritte Quotient Q3 mit einem vierten Vergleichswert OF für offenes Feuer verglichen. Übersteigt der dritte Quotient Q3 den vierten Vergleichswert OF, so wird im Schritt S12 ein Brandalarm AL-OF für offenes Feuer ausgegeben, und anderenfalls im Schritt Sil ein Brandalarm AL-SB für Schwelbrand ausgegeben.

Ist der erste Quotient Ql gleich oder kleiner als der zweite Vergleichswert SO, so wird im Schritt S7 eine Störgrößenmel- dung WS ausgegeben. Dies ist z .B. dann der Fall, wenn Staub oder Wasserdampf detektiert worden ist. Alternativ oder zu- sätzlich wird wieder zum Schritt Sl für eine neue Messung verzweigt .

Anderenfalls liegt der erste Quotient Ql zwischen den beiden Vergleichswerten F0, SO, und wird daher als unbestimmt eingestuft. Es werden dann im Schritt S13 ein Lichtimpuls der zweiten Wellenlänge λ 2 in das Streulichtvolumen eingestrahlt und eine durch Rückwärtsstreuung erzeugte dritte Streustrah- lungsintensität I2R gemessen, um im Bezug auf das detektierte unbestimmte Ereignis sozusagen für „Klarheit" zu sorgen.

Es wird anschließend im Schritt S14 ein zweiter Quotient Q2 aus der ersten und dritten Streustrahlungsintensität I iF , I2R ermittelt und dieser anschließend im Schritt S15 mit einem dritten Vergleichswert F für Feuer verglichen. Übersteigt der zweite Quotient Q2 nun den dritten Vergleichswert F, so wird im Schritt S16 ein Brandalarm AL ausgegeben. Im anderen Fall wird im Schritt S17 eine Störgrößenmeldung WS ausgegeben. Alternativ oder zusätzlich wird wieder zum Schritt Sl für eine neue Messung zurückverzweigt und dieses vorliegende Ereignis mehr oder weniger ignoriert.

Generell können anstelle eines einzelnen Lichtimpulses der Wellenlänge λι, λ 2 mehrere Lichtimpulse in das Streulichtvolumen eingestrahlt werden und entsprechend auch mehrere Werte für die jeweilige Streustrahlungsintensität I IF , I2F ? IIR, I2R gemessen werden, um daraus je einen Mittelwert zu bilden.

Weiterhin erfolgt das gestaffelte Zuschalten des Einstrahlens der Lichtimpulse bis zur letztgültigen Klärung des detektier- ten Ereignisses, d.h. ob ein allgemeiner Brandalarm AL, ein offenes Feuer AL-OF, ein Schwelbrand AL-SB oder eine Störgröße WS detektiert worden ist, kurzzeitig hintereinander. Die Bestimmung des detektierten Ereignisses erfolgt im Hinblick auf die Wiederholungsfrequenz der Branddetektion sozusagen gleichzeitig und somit simultan. Vorzugsweise wird diese Wiederholungsfrequenz noch erhöht, wenn die erste Streustrahlungsintensität IIF einen Mindeststreulichtpegel MIN für die Rauchdetektion überschreitet.

FIG 4 zeigt ein Beispiel für einen Streulichtrauchmelder 100 mit einer Steuereinheit 15 mit einem Computerprogramm PRG zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Der gezeigte Streulichtrauchmelder 100 weist ein Gehäuse 11 mit einem Grundkörper 12 und mit einer Melderhaube 13 auf. Dazwischenliegend sind Raucheintrittsöffnungen OF für den möglichen Durchtritt von zu detektierenden Rauchteilchen in eine innenliegende optische Messkammer 10 vorhanden. Die optische Messkammer 10 umfasst als optische Detektionseinheit eine Vielzahl von Licht abschirmenden Lamellen. Diese dienen insbesondere zur Abschirmung von direktem Umgebungslicht, jedoch sind sie durchlässig für zu detektierenden Rauch. Die optische Detektionseinheit 10 umfasst dabei eine Streulichtanordnung aus zumindest einer LED-Einheit und zumindest einem Photosensor. Mit dem Bezugszeichen 14 ist ein Schaltungsträger bezeichnet, auf dem unter anderem die prozessorgestützte Steuereinheit 15 in Form eines MikroControllers appliziert ist. Mit dem Bezugszeichen 16 ist schließlich ein Insektenschutz bezeichnet.

FIG 5 zeigt eine beispielhafte nach dem Streulichtprinzip arbeitende erste Ausführungsform einer Detektionseinheit 10 für einen Streulichtrauchmelder 100 mit zwei LED-Einheiten 1F, 1R und einem (einzigen) Photoempfänger 2 gemäß der Erfindung.

Im vorliegenden Beispiel ist die erste LED-Einheit 1F unter einem VorwärtStreuwinkel aF von 60° zum Photosensor 2 angeordnet. Die zweite LED-Einheit 1R ist unter einem Rückstreuwinkel aR von 120° zum selben Photosensor 2 angeordnet. Es sind zumindest die erste LED-Einheit 1F, vorzugsweise beide LED-Einheiten 1F, 1R, Zweifarben-Leuchtdioden zum Aussenden des Lichts der ersten und zweiten Wellenlänge λι, λ 2 , d.h. zum Aussenden von Licht im Bereich von 350 nm bis 550 nm und zum Aussenden von Licht im Bereich von 665 nm bis 1000 nm.

Konstruktiv betrachtet sind die beiden Streuwinkel aF, aR durch den Schnittpunkt der jeweiligen Sendeachse SA und der Empfangsachse EA des gemeinsamen Photosensors 2 festgelegt. Der Schnittpunkt liegt dabei im Zentrum des gemeinsamen Streulichtvolumens SV als Schnittvolumen zwischen den ausgesendeten Lichtbündeln der LED-Einheiten 1F, 1R und dem optischen Erfassungsbereich des Photosensors 2. Die beiden Sende- achsen SA sowie die Empfangsachse EA liegen dabei nicht notwendigerweise in einer gemeinsamen Ebene.

1 ist eine gestrichelt dargestellte alternative Position für die zweite LED-Einheit 1R gleichfalls unter einem Rückstreuwinkel aR von 120°. Allerdings ist diese Anordnung messtechnisch ungünstiger, da eine jeweils gegenüberliegende LED-Einheit 1F, 1 für die andere wie ein optischer Streukörper wirkt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn alle Achsen SA, EA in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Alle drei Bauelemente 1F, 1R, 2 sind typischerweise mit einem Schaltungsträger 14 elektrisch verbunden, der sich üblicher- weise ausserhalb der Detektionseinheit 10 befindet und der an diese angrenzt. Auf dem Schaltungsträger können weitere Bau- elemente angeordnet sein wie z .B. ein MikroController, aktive oder passive Bauelemente.

FIG 6 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Detektionsein- heit 10 mit einer (einzigen) LED-Einheit 1 und zwei Photoempfängern 2F, 2R gemäß der Erfindung.

Bei der hier im Vergleich zur vorherigen Anordnung gezeigten dualen und prinzipiell funktionsgleichen Anordnung ist ein erster Photosensor 2F unter einem VorwärtStreuwinkel aF von 60° zur LED-Einheit 1 angeordnet. Der zweite Photosensor 2R ist unter einem Rückstreuwinkel aR von 120° zur selben LED- Einheit 1 angeordnet. Konstruktiv betrachtet sind die beiden Streuwinkel aF, aR durch den Schnittpunkt der jeweiligen Empfangsachsen EA und der Sendeachse SA der gemeinsamen LED- Einheit 1 festgelegt.

2R ist eine gestrichelt dargestellte alternative Position für den zweiten Photosensor 2R gleichfalls unter einem Rückstreuwinkel aR von 120°.

FIG 7 zeigt eine alternative Ausführungsform der Detektions- einheit 10 zum Beispiel gemäß der FIG 5 mit zwei räumlich verteilt angeordneten einfarbigen Leuchtdioden lFXi, 1FX 2 ; lRXi, 1RX 2 jeweils einer LED-Einheit 1F, 1R.

Bei dieser Anordnung sind die beiden LED-Einheiten 1F, 1R nicht jeweils als optoelektronische Baueinheit in Form einer Zweifarben-LED realisiert, sondern aufgeteilt in jeweils zwei einfarbige Leuchtdioden lFXi, 1FX 2 ; lRXi, 1RX 2 , aber jeweils wieder unter einem gleichen Streuwinkel aF, aR. FIG 8 zeigt eine alternative Ausführungsform der Detektions- einheit zum Beispiel gemäß der FIG 6 mit zwei räumlich verteilt angeordneten einfarbigen Leuchtdioden Ιλι, 1X 2 der LED- Einheit 1. Bei dieser Anordnung ist die LED-Einheit 1 nicht als optoelektronische Baueinheit in Form einer Zweifarben-LED realisiert, sondern aufgeteilt in zwei einfarbige Leuchtdioden lXi, 1FX 2 , aber jeweils wieder unter einem gleichen Streuwinkel aF, aR.

Bezugszeichenliste

1, 1F, 1R, LED-Einheit, Zweifarben-LED, Leuchtdiode

1 äquivalente Positionsanordnung

lFXi, 1FX 2 , einfarbige Leuchtdiode einer LED-Einheit

Ιλι, 1λ 2

2, 2F, 2R, Photosensor, Photodiode, Silizium-PIN-Photodiode 2 äquivalente Positionsanordnung

10 Detektionseinheit , Messkammer

11 Meldergehäuse

12 Grundkörper

13 Melderhaube

14 Leiterplatte, Schaltungsträger

15 Steuereinheit, MikroController, Mikrocomputer

16 Insektenschutz, Gitter

100 Rauchmelder, Brandmelder, Streulichtrauchmelder

AL Alarmmeldung, Brandalarm, Feueralarm

AL-SB Brandmeldung für Schwelbrand

AL-OF Brandmeldung für offenes Feuer

EA Empfangsachse, optische Achse, optische Hauptachse des Photosensors

OF Raucheintrittsöffnung

PRG Computerprogramm

SA Sendeachse, optische Achse, optische Hautachse der LED-Einheit

SV Streulichtvolumen, Streuzentrum, Messvolumen

WS Störgrößenmeldung, Staub-/Dampf-Meldung

SK, S1-S17, Verfahrensschritte

Vl-Vll,

W1-W10, W3 Λ

aF Streuwinkel, Vorwärtsstreuwinkel

aR Streuwinkel, Rückwärtsstreuwinkel