ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ТРЕВОЖНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ СИГНАЛИЗАТОРА ОПАСНОСТИ
DETERMINING SIGNALLING TIME OF ALARM DEVICE

Предлагаемое изобретение относится к области техники тревожной сигнализации. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу определения момента времени инициирования сигнализатора опасности, момент времени инициирования которого зависит от определенного измеренного значения, которое является показательным для потенциала опасности в пределах контролируемой области. Кроме того, настоящее изобретение относится к сигнализатору опасности с устройством детектирования для определения подобного измеренного значения и с устройством оценки, которое выполнено с возможностью осуществления указанного способа. Кроме того, настоящее изобретение относится к программному элементу для определения момента времени инициирования для оповещения о тревоге сигнализатора, который может загружаться в блок оценки сигнализатора опасности и побуждать выполнение вышеуказанного способа.
Чтобы своевременно распознавать нежелательное возникновение опасной ситуации, как например утечка и/или возникновение опасного газа, часто применяются сигнализаторы опасности, которые в контролируемой области, например внутри здания, размещаются в подходящих местах. В зависимости от соответственно распознаваемой опасной ситуации сигнализатор опасности оснащается соответствующим детектором, который на основе физического измерения по возможности своевременно может распознавать опасную ситуацию. В случае обусловленной газом опасной ситуации детектор обычно является датчиком газа, который является чувствительным к обнаруживаемому газу или к нескольким обнаруживаемым газам.
Сигнализатор опасности может быть частью системы тревожной сигнализации или включающей ее в себя системы управления зданием, которая наряду с центральным пультом имеет несколько сигнализаторов опасности, выполненных как периферийные приборы. Периферийные приборы могут быть связаны прямо или косвенно с центральным пультом проводным или беспроводным коммуникационным соединением.
Из US 4088986 известна система тревожной сигнализации с центральным пультом и множеством датчиков газа. Если различные датчики газа оповещают центральный пульт об опасной, лежащей выше заданных пороговых значений, концентрации газа, выдается сигнал тревоги.
2
Из WO 2005/119618 A2 известен алгоритм для выдачи сигнала пожарной тревоги, который в качестве входных величин применяет выходные сигналы детектора дыма, датчика газа СО и датчика газа CO. Когда возрастания показаний различных датчиков в отдельности или совместно превышают определенные пороговые значения, инициируется оповещение о тревоге.
Из EP 0880764 B1 известен многосигнатурный сигнализатор о пожаре, в котором показательный для концентрации дыма сигнал и сигнал, показательный для так называемой опасной концентрации, могут перемножаться друг с другом. Если при этом перемножении превышается предварительно определенное значение, то выдается сигнал тревоги. Кроме того, сигнал тревоги выдается, если только изменение во времени концентрации газа превышает определенное значение.
Сигнализаторы газа или сигнализаторы газа и дыма должны соответствовать нормативным предписаниям. Эти предписания, которые обычно закреплены в стандарте (норме), должны выполняться соответствующим сигнализатором, прежде чем он получит разрешение на использование в соответствующей стране.
В Европе, например, для обнаружения окиси углерода в жилых домах существуют заданные способы проверки и требования, предъявляемые к режиму работы сигнализаторов газа СО. Они описаны в стандарте № EN 50291.
Фиг.4 показывает на диаграмме 450 некоторые технические условия допуска к эксплуатации нормы EN 50291 для сигнализатора газа СО. Норма EN 50291 определяет некоторые условия тревожной сигнализации, первое условие 451а тревожной сигнализации, второе условие 452а тревожной сигнализации, третье условие 453а тревожной сигнализации и четвертое условие 454а тревожной сигнализации. Эти условия тревожной сигнализации указывают соответственно для измеренного значения концентрации СО определенное минимальное время ожидания, которое должно выдерживаться после появления измеренного значения, прежде чем может осуществляться тревожная сигнализация. Также эти условия тревожной сигнализации указывают максимальное время ожидания, в течение которого после появления соответствующего измеренного значения должно самое позднее выдаваться оповещение о тревоге. Времена ожидания нанесены на диаграмме 450 по оси абсцисс. Измеренные значения для концентрации СО нанесены по оси ординат.
Первое условие 451а тревожной сигнализации предписывает, что при появлении концентрации СО, равной 330±30 промилле, оповещение о тревоге должно следовать самое позднее спустя 3 минуты. Второе условие 452а тревожной сигнализации предписывает, что при появлении концентрации СО, равной 110±10 промилле, (а) оповещение о тревоге может следовать самое раннее спустя 10 минут и (b) оповещение о тревоге должно следовать самое позднее спустя 40 минут после возникновения соответствующей концентрации СО. Третье условие 453а тревожной сигнализации предписывает, что при появлении концентрации СО, равной 55±5 промилле, (а) оповещение о тревоге может следовать самое раннее спустя 60 минут и (b) оповещение о тревоге должно следовать самое позднее спустя 90 минут после возникновения соответствующей концентрации СО. Четвертое условие 454а тревожной сигнализации предписывает, что при появлении концентрации СО, равной 33±3 промилле, оповещение о тревоге может следовать самое раннее после времени ожидания 120 минут. На практике для каждого из условий 454а, 453а и 452а тревожной сигнализации соответствующий диапазон измеренных значений расширяется до нижнего измеренного значения следующего относительно измеренного значения более высокого условия 453а, 452а и 451а тревожной сигнализации. При этом получаются изображенные на диаграмме 450 возможные диапазоны 451, 452, 453 и 454 тревожной сигнализации.
Следует отметить, что для других стран также имеются другие нормы, которые предписывают для различных концентраций СО другие времена ожидания до инициирования оповещения о тревоге. В этой связи следует, в частности, упомянуть действующую в США норму UL 2034.
Чтобы создать сигнализатор газа, который выполняет соответствующую норму, необходимо в блоке оценки сигнализатора газа реализовать соответствующий алгоритм, который каждому любому измеренному значению предписывает совместимое с нормой время ожидания для инициирования оповещения о тревоге.
В значительной степени постоянные во времени концентрации газа могут еще относительно просто выполнять специфические для страны нормы за счет соответственно согласованных для конкретной страны алгоритмов. Однако если имеют место нарастающие или спадающие концентрации газа, то возникают ситуации, которые в отношении однозначного соответствия времени ожидания определенному измеренному значению могут стать проблематичными. Эта проблематика поясняется ниже на основе приведенного для примера временного нарастания концентрации СО, равного 2 промилле в минуту. Это нарастание показано на диаграмме 450 посредством прямого графика 480 нарастания.
В момент t=15 минут концентрация СО достигла значения 30 промилле. Сигнал тревоги должен был бы тогда последовать во время t_alarm=15+120=135 минут. В момент t=24 минут концентрация СО достигла значения 48 промилле, и сигнал тревоги должен был бы по-прежнему последовать во время t_alarm=15+120=135 минут. Спустя одну минуту, в момент t=25 минут концентрация СО достигла значения 30 промилле, и с этого момента сигнал тревоги должен был бы уже последовать во время t_alarm=25+60=85 минут. Как видно из фиг.4, аналогичные скачки имеются для требуемого момента тревожной сигнализации при переходе от t=49 минут (сигнал тревоги должен последовать спустя 85 минут) к t=50 минут (сигнал тревоги должен последовать спустя 50+10=60 минут).
В основе изобретения лежит задача улучшить вычисление времен тревожной сигнализации сигнализатора опасности таким образом, чтобы при изменяющихся измеренных значениях можно было бы избежать скачков при определении моментов времени тревожной сигнализации и чтобы тревожная сигнализация осуществлялась по возможности раньше, но все еще в пределах временного интервала, предписываемого нормами.
Эта задача решается предметом изобретения согласно независимым пунктам формулы изобретения. Предпочтительные формы выполнения предложенного изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно первому аспекту изобретения описан способ для определения момента времени инициирования для оповещения о тревоге сигнализатора опасности. Способ содержит (а) определение измеренного значения в момент времени измерения, причем измеренное значение показательно для потенциала опасности в пределах контролируемой области, (b) определение времени ожидания посредством функции, которая для множества различных измеренных значений выдает соответственно сопоставленное время ожидания и которая имеет постоянную характеристику, и (с) определение момента времени инициирования на основе момента времени измерения и определенного времени ожидания.
Под постоянной функцией в рамках этой заявки понимаются также функции, характеристика которых постоянна и первая производная которых либо также имеет непрерывную характеристику, либо не являющуюся непрерывной характеристику. Это означает, что также функции с точками перегиба, которые обуславливают внезапно изменяющуюся первую производную, также представляют собой постоянные функции в смысле настоящей заявки.
В основе описываемого способа лежит знание того, что посредством постоянной функции для определения для каждого любого получаемого измеренного значения можно определить подходящее время ожидания, причем зависимость времени ожидания от измеренного значения не имеет никаких скачков или разрывов. Это может означать, что при фиктивном незначительном увеличении измеренного значения соответствующее время ожидания также изменяется лишь незначительно.
Исключение разрывов при зависимом от измеренного значения определении подходящего времени ожидания имеет преимущество, состоящее в том, что, в частности, при изменяющихся во времени измеренных значениях определение времени ожидания и/или определение момента времени инициирования не приводит ни к каким двусмысленным результатам. Тем самым можно гарантировать особенно надежное определение моментов времени инициирования оповещения о тревоге.
Описанную постоянную функцию можно визуализировать в двумерной системе координат, в которой по одной оси нанесены различные измеренные значения, а по другой оси - соответствующие соотнесенные времена ожидания. Постоянная функция при этом может быть выбрана таким образом, что автоматически должно выполняться множество норм, которые должны выполняться для допуска к эксплуатации соответствующего сигнализатора тревоги. Под понятием «норма» в этой связи может пониматься предусмотренное законом предписание, которое в типовом случае для различных стран различается и которое устанавливает критерии, должна ли и когда при определенном измеренном значении сигнализатором тревоги, который работает по описанному способу, инициироваться тревога.
За счет применения описанной постоянной функции для определения времени ожидания можно, таким образом, для разнотипных сигнализаторов опасности предоставить простой и универсально применимый метод, с помощью которого как для слабо изменяющихся во времени, так и для сильно изменяющихся во времени измеренных значений может гарантироваться надежное определение момента времени срабатывания для оповещения о тревоге. Кроме того, за счет соответствующего выбора постоянной функции и за счет соответствующей реализации описанного способа в сигнализаторе опасности могут выполняться все возможные нормы для сигнализатора опасности.
Постоянная функция может, например, осуществляться посредством математического согласования, при котором один или более параметров функции согласуются подходящим образом, так что для всех случаев выполняются требуемые соответствующими нормами чувствительности соответствующих сигнализаторов опасности.
Согласно примеру выполнения изобретения функция обеспечивается таким образом, что она внутри заданного нормой диапазона времен ожидания превосходит также заданное нормой соответствующее нижнее граничное значение для измеренного значения.
В этом смысле посредством нормы может быть задан, например, диапазон тревожной сигнализации, в вышеописанной двумерной системе координат имеет форму прямоугольника. Если в этой системе координат по оси ординат нанесены измеренные значения, а по оси абсцисс нанесены соответствующие времена ожидания, нижнее граничное значение для измеренного значения определяется посредством нижней горизонтальной линии ограничения диапазона времен тревожной сигнализации. Эта горизонтальная линия ограничения затем внутри заданного диапазона времен ожидания пересекается функцией.
Описанное нижнее граничное значение для измеренного значения, которое внутри заданного диапазона времен ожидания должно приниматься постоянной функцией по меньшей мере один раз, представляет для определения постоянной функции условие, которое должно выполняться. Это условие может, например, выполняться посредством соответствующего согласования одного или нескольких параметров, которые характеризуют постоянную функцию.
Согласно другому примеру выполнения изобретения функция имеет такие свойства, что она не спадает ниже зависимого от времени ожидания минимального граничного значения для измеренного значения.
Зависимое от времени ожидания минимальное граничное значение представляет абсолютный нижний предел для измеренного значения, ниже которого инициирование сигнала тревоги не может осуществляться. Подобное минимальное граничное значение может также предписываться установленными законом нормами, чтобы независимо от временной характеристики измеренного значения, которое, однако, постоянно меньше, чем минимальное граничное значение, избежать непреднамеренных ложных тревог. Тем самым принимается во внимание общеизвестный факт, что относительные статистические и/или обусловленные устройством детектирования неопределенности при определении измеренного значения тогда являются наибольшими, когда определенные измеренные значения являются очень малыми.
В вышеописанной системе координат, при которой по оси абсцисс нанесено время ожидания, а по оси ординат - измеренные значения, зависимое от времени ожидания минимальное граничное значение для измеренного значения представляет горизонтальную нижнюю линию ограничения. Оно может только асимптотически приближаться к постоянной функции и не может ее пересекать.
На этом месте следует указать на то, что постоянная функция, разумеется, может быть визуализирована также в системе координат, в которой по оси ординат нанесено время ожидания, а по оси абсцисс нанесены измеренные значения. В вышеописанном техническом отношении и относительно вышеописанных преимуществ, однако, не изменяется ничего посредством измененной визуализации.
Согласно другому примеру выполнения изобретения функция обеспечивается таким образом, что она в пределах предусмотренного другой (дополнительной) нормой диапазона измеренных значений также превышает заданное другой нормой соответствующее прежнее граничное значение. Также в этом случае посредством другой нормы может задаваться диапазон времен тревожной сигнализации, который в вышеописанной двумерной системе координат имеет, например, форму прямоугольника. Если и в этом случае по оси ординат нанесено измеренное значение, а по оси абсцисс - время ожидания, то прежнее граничное значение для времени ожидания определяется посредством левой, например, вертикальной линии ограничения соответствующего времени тревожной сигнализации. Эта, например, вертикальная линия ограничения затем пересекается постоянной функцией.
Согласно другому примеру выполнения изобретения функция обеспечивается таким образом, что она внутри диапазона измеренных значений с особенно высокими измеренными значениями асимптотически приближается к времени ожидания, равному нулю. Таким способом может гарантироваться, что начиная с определенной высоты определенного измеренного значения независимо от предыдущей временной характеристики измеренного значения, которое в этом случае типично имеет очень быстрое нарастание, немедленно инициируется оповещение о тревоге. Также этот режим может требоваться установленными законом нормами, чтобы в случае резкого нарастания измеренного значения гарантировать незамедлительное инициирование сигнала тревоги.
В вышеописанной системе координат, в которой по оси ординат нанесены измеренные значения, а по оси абсцисс - соответствующие времена ожидания, соответствующая норма, которая требует, чтобы при высоких измеренных значениях немедленно следовало бы оповещение о тревоге, представляет диапазон времен тревожной сигнализации, у которого вертикальная левая линия ограничения не пересекается пороговой функцией, а только может касаться.
Согласно другому примеру выполнения изобретения функция определяется посредством одного и более параметров и посредством переменной функции. Тип функции может при этом выбираться свободно, так что функция аппроксимирует или приближается к заданным каждой соответствующей нормой диапазонам времен тревожной сигнализации в вышеуказанном смысле. Параметры могут также обозначаться как коэффициенты. Это может означать, что для каждой любой нормы, например, в рамках процедуры согласования определяются оптимальные параметры или коэффициенты.
Относительно числа требуемых для описания функции параметров не имеется никакой принципиальной верхней границы. Чем выше число применяемых параметров, тем точнее может быть согласована функция с различными установленными законом нормами и/или желательными диапазонами тревожной сигнализации. Разумеется, с повышением числа применяемых параметров также возрастает сложность, в частности, процедуры согласования, подходящей для установления параметров для конкретного случая использования. На практике хорошим компромиссом между сложностью и достижимой точностью постоянной функции оказалось применение трех, четырех или пяти параметров для описания функции.
Разумеется, число предпочтительным образом применяемых параметров также зависит от типа функции. Функция может иметь одну или несколько составных частей. Эти составные части могут иметь, например, полином, гиперболу, тригонометрическую функцию, логарифмическую функцию, экспоненциальную функцию и т.д. Разумеется, функция может также иметь комбинацию из различных названных или других, не упомянутых в настоящей заявке, математических составных частей.
Согласно другому примеру выполнения изобретения параметр или параметры выбраны таким образом, что функция дает постоянное измеренное значение, не зависимое от времени ожидания, которое представляет граничное измеренное значение. Это граничное измеренное значение может, в частности, описываться параметром, который в пределах функции представляет постоянную. Это означает, что при достижении этого граничного измеренного значения немедленно инициируется сигнал тревоги. Это может усматриваться в том, что в вышеописанной двумерной системе координат измеренному значению, которое идентично граничному измеренному значению, в том числе может соответствовать время ожидания, равное нулю.
Согласно другому примеру выполнения изобретения переменная функции является временем ожидания или измеренным значением. Это означает, что постоянная функция может быть нанесена в вышеописанной двумерной системе координат, причем не принципиально, наносится ли время ожидания по оси абсцисс или по оси ординат и измеренное значение по оси ординат или по оси абсцисс.
Если время ожидания нанесено по оси абсцисс, а измеренное время - по оси ординат, то время ожидания, соответствующее определенному измеренному значению, простым способом определяется тем, что вышеназванная постоянная функция инвертируется, и определенное измеренное значение вставляется в инвертированную функцию. Момент времени инициирования может затем получаться простым суммированием соответствующего момента времени измерения и соответственно определенного времени ожидания. Момент времени инициирования может математически быть представлен следующим уравнением:
-1
t_alarm=t_mess+f(a, b, c, …, измеренное значение),
при этом
t_alarm - момент времени инициирования,
t_mess - момент времени измерения,
-1
f - инвертированная постоянная функция f,
-1
a, b, c, … - соответствуют отдельным параметрам функции f или f, и
«измеренное значение» - это измеренное значение, определенное во время t_mess.
Если измеренное значение нанесено по оси абсцисс и время ожидания - по оси ординат, то время ожидания, соответствующее определенному измеренному значению, можно определить простым способом путем подстановки измеренного значения в постоянную функцию g. Момент времени инициирования можно затем получить соответствующим образом путем простого сложения соответствующего момента времени измерения и соответственно определенного времени ожидания. Обратная функция, таким образом, здесь не должна использоваться. Это можно математически представить соответствующим уравнением:
t_alarm=t_mess+g (a, b, c, …, измеренное значение),
при этом
t_alarm - момент времени инициирования,
t_mess - момент времени измерения,
g - постоянная функция,
a, b, c, … - соответствуют отдельным параметрам функции g, и
«измеренное значение» - это измеренное значение, определенное во время t_mess.
Соответственно другому примеру выполнения изобретения функция имеет несколько отрезков, причем соответственно два соседних отрезка связаны между собой точкой перегиба функции.
Линейные частичные функции могут при этом определяться определенными точками нормированных условий тревожной сигнализации, причем каждая точка определяется измеренным значением и соответствующим временем ожидания. Применение функции с несколькими отрезками, которые могут также обозначаться как сегментированная функция, имеет преимущество, состоящее в том, что любые нормированные условия тревожной сигнализации могут особенно хорошо аппроксимироваться. При этом число сегментов, необходимых для хорошей аппроксимации, может зависеть от числа и от распределения отдельных условий тревожной сигнализации в пределах двумерной системы координат, в которой по одной оси нанесены различные измеренные значения, а по другой оси - соответствующие времена ожидания.
Согласно другому примеру выполнения изобретения способ, кроме того, содержит (а) определение другого измеренного значения в другой момент времени измерения, причем также другое измеренное значение показательно для потенциала опасности в пределах контролируемой области, (b) определение другого времени ожидания посредством функции и (с) определение другого момента времени инициирования на основе другого момента времени измерения и определенного другого времени ожидания.
Повторное выполнение всего способа может осуществляться с регулярными временными интервалами. В зависимости от интенсивности ожидаемых изменений измеренного значения может осуществляться определение измеренного значения и, при необходимости, также последующая оценка измеренного значения с целью определения другого момента времени инициирования или других моментов времени инициирования с различными временными интервалами. В качестве подходящей, например, оказалась разность по времени в две секунды. Однако способ может повторно выполняться также с любыми другими временными промежутками.
Другое определение измеренного значения и последующая другая оценка измеренного значения с целью определения другого времени ожидания или другого момента времени инициирования не должны обязательно означать, что предыдущее определение времени ожидания или момента времени инициирования больше не является релевантным. Напротив, предыдущий способ может продолжать выполняться вместе с последующим способом. Это означает, что определяются два момента времени срабатывания. Фактическое инициирование сигнала тревоги может тогда, в частности, определяться в наиболее ранний момент времени срабатывания.
Для изменяющихся во времени измеренных значений может также определяться постоянно новый момент времени срабатывания. Если момент времени срабатывания меньше или равен значению времени для текущего времени, то инициируется оповещение о тревоге.
Согласно другому примеру выполнения изобретения дополнительное измеренное значение отличается от измеренного значения по меньшей мере на заданное значение. Это может означать, что другой способ только тогда выполняется, если (а) измеренное значение во времени не является постоянным и если (b) между моментом времени измерения и другим моментом времени измерения прошел определенный временной интервал, так что устанавливается требуемое минимальное различие между измеренным значением и другим измеренным значением.
Заданное значение, описывающее различие измеренных значений, может при этом являться абсолютным или относительным значением. В случае абсолютного различия измеренных значений другое измеренное значение отличается от измеренного значения на по меньшей мере одно постоянное значение, которое не зависит от высоты измеренного значения. В случае относительного различия измеренных значений другое измеренное значение отличается от измеренного значения на значение, зависимое от высоты измеренного значения и/или другого измеренного значения.
Согласно другому примеру выполнения изобретения (а) наряду с другим моментом времени инициирования и далее используется момент времени инициирования, если другое измеренное значение больше, чем измеренное значение, и (b) момент времени инициирования отбрасывается, если другое измеренное значение меньше, чем измеренное значение.
Это может означать, что в случае нарастания измеренного значения может учитываться множество моментов времени инициирования, причем фактическое инициирование сигнала тревоги тогда осуществляется в самый ранний момент времени инициирования. Тем самым может гарантироваться, что ни при каких обстоятельствах не происходит запоздавшее инициирование сигнала тревоги.
Если, однако, после нарастания измеренного значения происходит спад измеренного значения и измеренное значение после этого остается на, в частности, безопасном для здоровья человека уровне, то можно за счет стирания или отбрасывания по меньшей мере первоначального момента времени инициирования избежать не требующегося оповещения о тревоге. Это имеет место особенно в том случае, когда времена ожидания выше сравнительно очень длинного промежутка времени не учитываются и тем самым не приводят ни к какому инициированию сигнала тревоги, и/или если надежному измеренному значению поставлено в соответствие бесконечно длинное время ожидания.
Согласно другому примеру выполнения изобретения измеренное значение является показательным для концентрации газа. Газом может являться любое газообразное вещество, которое потенциально могло бы представлять опасность для человека и/или машин. В частности, в случае газа речь может идти об окиси углерода, которая для человека является нераспознаваемой, однако начиная с некоторой концентрации может стать очень опасной для человека.
Для определения концентрации газа может применяться каждый подходящий для соответствующего газа датчик газа. Сюда относятся, например, электрохимические датчики газа, биохимические датчики газа, инфракрасные датчики газа, чувствительные к массе датчики газа и/или термохимические датчики газа. Датчик газа может также создаваться как полупроводниковый компонент.
Газ также может представлять собой вещество, отсутствие которого могло бы привести к опасности для человека и/или машин. В этом случае соответствующее измеренному значению время ожидания становится все меньше с уменьшением измеренного значения.
Здесь также следует отметить, что измеренное значение и при обстоятельствах другое измеренное значение также могут быть показательными для любых других потенциалов опасности. Так, измеренное значение может, например, описывать концентрацию дыма внутри опасной области, контролируемой сигнализатором опасности. Кроме того, измеренное значение может быть измеренным значением температуры. Это имеет смысл, в частности, тогда, когда изменение температуры может быть обусловлено, например, химической реакцией, посредством которой высвобождаются опасные для людей ядовитые вещества.
Кроме того, измеренное значение может быть показательным для влажности воздуха, например, внутри помещения для хранения овощей и/или цветов. Кроме того, измеренное значение может быть определенным давлением, которое имеет место в жидкостях или газах гидравлической установки. Также сила ветра, например, в связи с ветряными турбинами, число оборотов любого ротора или протяженность здания или моста могут быть соответствующим измеренным значением, которое является показательным для определенного потенциала опасности.
Независимо от типа измеренного значения справедливо, что чем больше потенциал опасности измеренной величины, тем короче должен быть интервал времени, в течение которого потенциал опасности может проявляться без оповещения о тревоге. Это означает, что интервал времени до оповещения о тревоге должен быть тем меньше, чем больше соответствующий потенциал опасности.
Кроме того, следует отметить, что инициирование сигнала тревоги может коррелироваться с другими измеренными значениями. Так, например, также возможно, что описанный способ применяется в так называемом многокритериальном сигнализаторе, например, в связи с определенной концентрацией газа, причем определенный с помощью описанного способа момент времени инициирования может еще модифицироваться с помощью физически другого измеренного значения, например концентрации дыма, температуры, уровня жидкости и т.д.
Согласно другому аспекту изобретения описан сигнализатор опасности для инициирования оповещения о тревоге. Сигнализатор опасности содержит (а) устройство детектирования, выполненное с возможностью определения измеренного значения, которое является показательным для потенциала опасности в контролируемой области, и (b) устройство оценки, которое связано с устройством детектирования и которое выполнено с возможностью осуществления способа по любому из вышеприведенных пунктов.
В основе описываемого сигнализатора опасности лежит знание того, что вышеописанный способ, который для определения подходящего момента времени инициирования для оповещения о тревоге применяет постоянную функцию, может простым образом быть реализован в уже существующих сигнализаторах опасности. Для этого только требуется загрузить соответствующее программное обеспечение в устройство оценки, которое, например, является обычным процессором для обработки данных.
Описанный сигнализатор опасности может также иметь дополнительное устройство детектирования, которое служит для определения другого, основанного на другом физическом измерении, измеренного значения. Как объяснено выше в связи с примером выполнения, относящимся к способу, дополнительное устройство детектирования может применяться, например, для измерения концентрации дыма, температуры или любого другого измеряемого параметра, который также показателен для потенциала опасности.
Описываемый сигнализатор опасности может, кроме того, иметь приемопередающее устройство, которое пригодно для проводной и/или беспроводной связи с центральным пунктом системы тревожной сигнализации.
С устройством оценки может также быть сопоставлено энергонезависимое запоминающее устройство (ЗУ) сигнализатора опасности. В случае определения постоянной функции через один или несколько параметров эти параметры могут сохраняться в энергонезависимом ЗУ. Если сигнализатор опасности позже должен будет удовлетворять другим нормам, то потребуется только сохранить другой набор значений параметров в энергонезависимом ЗУ.
Согласно другому аспекту изобретения описан программный элемент для определения момента времени инициирования для оповещения о тревоге сигнализатора опасности. Программный элемент, когда он исполняется блоком оценки, приспособлен для выполнения вышеописанного способа.
Программный элемент может быть реализован как считываемый компьютером код инструкций на любом подходящем языке программирования, например на JAVA, C/C++ и т.д. Программный элемент может быть сохранен на считываемом компьютером носителе хранения (CD-ROM, DVD, сменный дисковод, энергозависимое или энергонезависимое ЗУ, встроенное ЗУ/процессор и т.д.). Код инструкций может программировать компьютер или другие программируемые приборы таким образом, чтобы выполнялись желательные функции. Кроме того, программный элемент может быть предоставлен в сети, такой как, например, Интернет, из которой он может скачиваться, при необходимости, пользователем.
В смысле настоящей заявки упоминание такого программного элемента является равнозначным с упоминанием компьютерного программного продукта и/или машиночитаемого носителя, который содержит инструкции для управления компьютерной системы, чтобы надлежащим образом координировать работу сигнализатора об опасности, чтобы могли быть реализованы действия, связанные с соответствующим изобретению способом.
Следует отметить, что изобретение может быть реализовано как посредством компьютерной программы, то есть программного обеспечения, так и посредством одной или более специализированных электронных схем, то есть аппаратных средств, или в любой гибридной форме, то есть посредством программных компонентов и аппаратных компонентов. Реализация изобретения посредством программного обеспечения является предпочтительной ввиду ее простоты.
Кроме того, следует отметить, что формы выполнения изобретения были описаны со ссылкой на различные предметы изобретения. В частности, некоторые формы выполнения изобретения описаны пунктами формулы изобретения на способ, а другие формы выполнения изобретения - пунктами формулы изобретения на устройство. Однако для специалиста в данной области техники на основе изучения настоящего описания будет очевидно, что, если в явной форме не указано иное, дополнительно к комбинации признаков, которые относятся к одному типу предмета изобретения, также возможны любые комбинации признаков, которые относятся к различным типам предметов изобретения.
Дополнительные преимущества и признаки предложенного изобретения следуют из нижеследующего описания предпочтительных в настоящее время форм выполнения. Отдельные фигуры чертежей настоящей заявки следует рассматривать только как представленные схематично, но не как в истинном масштабе.
На фиг.1 показана система тревожной сигнализации, которая содержит центральный пункт и сигнализатор опасности с устройством оценки, которое выполнено с возможностью выполнения способа для определения момента времени инициирования для оповещения о тревоге сигнализатора опасности.
На фиг.2 показана диаграмма, на которой представлены две постоянные функции вместе с условиями тревожной сигнализации, требуемыми в соответствии с нормой, для сигнализатора газа СО.
Фиг.3 показывает диаграмму, на которой представлена сегментированная постоянная функция, которая имеет четыре точки перегиба и которая аппроксимирует условия тревожной сигнализации, требуемые в соответствии с нормой, для сигнализатора газа СО.
Фиг.4 показывает диаграмму, на которой представлены определяемые нормой EN 50291 условия тревожной сигнализации для сигнализатора газа СО.
Здесь необходимо отметить, что ссылочные позиции показанных на различных чертежах одинаковых или соответствующих компонентов отличаются только своей первой цифрой. Кроме того, следует отметить, что описанные далее формы выполнения представляют только ограниченный выбор из возможных вариантов выполнения изобретения. В частности, является возможным признаки отдельных форм выполнения соответствующим образом комбинировать друг с другом, так что для специалиста, с помощью представленных здесь в явном виде вариантов выполнения, множество различных форм выполнения должно рассматриваться как явно раскрытое.
На фиг.1 показана система тревожной сигнализации, которая содержит центральный пункт 110 тревожной сигнализации и сигнализатор 120. Согласно представленному примеру выполнения сигнализатор опасности является сигнализатором газа, который является чувствительным к концентрации СО. Это, однако, никоим образом не исключает, что сигнализатор 120 опасности не мог бы также быть чувствительным к другим газам и/или предназначаться для определения других потенциалов опасности, как например дыма.
Для определения концентрации газа сигнализатор 120 опасности содержит устройство 122 детектирования. Устройство 122 детектирования имеет подробно не показанный датчик газа, пригодный для измерения концентраций СО.
За устройством 122 детектирования подключено устройство 124 оценки. Устройство 124 оценки содержит вычислительный блок 124а, который выполнен с возможностью осуществления описываемого в настоящей заявке способа для определения момента времени инициирования для оповещения о тревоге сигнализатора 120 опасности. Сигнализатор 120 опасности содержит, кроме того, приемопередающее устройство 126, которое передает предоставленный устройством 124 оценки результат в центральный пункт 110 тревожной сигнализации через соединение радиосвязи или проводное соединение 126.
В вычислительном блоке 124а с применением постоянной функции f(A, B, C, D, E; t) определяется, следует ли и когда выдавать сигнал тревоги. При этом A, B, C, D и E - параметры, посредством которых постоянная функция определена таким образом, что выполняется норма, действующая в соответствующей стране, по отношению к временам инициирования или ожидания.
Далее представлено несколько примеров постоянной функции. Разумеется, параметры A, B, C, D и E, если они вообще применяются для соответствующей функции, должны быть согласованы с соответствующей действующей нормой.
В этом перечне «/» обозначает оператор деления, «^» - возведение в степень, «exp» - экспоненциальную функцию с основанием е, «ln» - логарифм при основании е.
В процессе моделирования, проведенного изобретателем, было обнаружено, что все известные в настоящее время нормы для работы так называемого сигнализатора газа СО могут с хорошим приближением аппроксимироваться одной и той же постоянной функцией. Это справедливо для всех приведенных выше функций от f1 до f9. Коэффициенты A, B, C и при обстоятельствах D и E являются при этом различными для разных норм, но структура соответствующих функций от f1 до f9 может оставаться неизменной для хорошей аппроксимации диапазонов тревожной сигнализации, задаваемых различными нормами. Таким образом, соответствующий алгоритм для определения времени ожидания или момента времени инициирования может оставаться идентичным для всех норм, которые должен выполнять сигнализатор газа или сигнализатор газа и дыма, и необходимо только оценивать применяемую постоянную функцию f1, f2,… или f9, чтобы независимо от концентрации СО определить момент времени для оповещения о тревоге.
Здесь необходимо явно сослаться на то, что указанные здесь функции от f1 до f9 не представляют исключительный перечень возможных функций, которые пригодны для описываемого в настоящей заявке способа для определения момента времени инициирования для оповещения о тревоге.
Фиг.2 показывает диаграмму 250, на которой обе вышеназванные постоянные функции f4 и f9 приведены в системе координат, в которой по оси ординат нанесено измеренное значение концентрации СО в единицах промилле, а по оси абсцисс нанесено время ожидания, которое вместе с соответствующим временем измерения определяет момент времени инициирования для оповещения о тревоге. Функция f9 представлена пунктирной линией и обозначена ссылочной позицией 261. Функция f4 представлена сплошной линией и обозначена ссылочной позицией 262.
Как видно из фиг.2, параметры А, В и С функции f4 и параметры A, B, C, D и E функции f9 выбраны таким образом, что заданные нормой EN 50291 условия тревожной сигнализации, первое условие 251а тревожной сигнализации, второе условие 252а тревожной сигнализации, третье условие 253а тревожной сигнализации и четвертое условие 254 тревожной сигнализации, и представленные для примера диапазоны тревожной сигнализации, первый диапазон 251 тревожной сигнализации, второй диапазон 252 тревожной сигнализации, третий диапазон 253 тревожной сигнализации и четвертый диапазон 254 тревожной сигнализации, очень хорошо аппроксимируются.
Параметры функций f4 и f9 при этом выбраны таким образом, что для всех условий 251а, 252а, 253а и 254а тревожной сигнализации соответственно пересекается самая нижняя горизонтальная линия ограничения. Места, в которых соответствующая функция f4 или f9 пересекает эти линии ограничения, определяют соответствующие максимальные времена ожидания, которые получаются при пересечении соответствующего граничного значения.
К тому же за счет применения постоянной функции f4 или f9 перекрывается первый дополнительный диапазон 271 тревожной сигнализации, второй дополнительный диапазон 272 тревожной сигнализации и третий дополнительный диапазон 273 тревожной сигнализации. Эти дополнительные диапазоны тревожной сигнализации обеспечивают более быструю тревожную сигнализацию, чем если бы для тревожной сигнализации использовались только заданные нормой условия тревожной сигнализации. За счет применения постоянной функции f4 или f9 однозначным образом каждому измеренному значению сопоставляется время ожидания, причем в случае нарастающего по времени измеренного значения предотвращаются разрывы непрерывности при определении фактического времени инициирования, которые получаются за счет добавления соответствующего времени ожидания к соответствующему измеренному значению.
На диаграмме 250, кроме того, показано минимальное граничное значение 265 для измеренного значения или для концентрации СО. Это минимальное граничное значение 265 не зависит от времени ожидания. Это независимое от времени ожидания минимальное граничное значение 265 представляет, таким образом, абсолютный нижний предел для концентрации СО, ниже которого инициирование тревоги не должно осуществляться. Минимальное граничное значение 265 может также предписываться установленными законом нормами, чтобы независимо от временной характеристики концентрации СО, которая, однако, постоянно является меньшей, чем минимальное граничное значение 265, предотвратить непроизвольные ложные тревоги.
На фиг.3 показана сегментированная постоянная функция g, обозначенная ссылочной позицией 363. Функция 363 изображена в системе координат, в которой на оси абсцисс нанесено измеренное значение или концентрация СО единицах промилле, а на оси ординат нанесено время ожидания. Время ожидания вместе с соответствующим временем измерения определяет точный момент времени инициирования для оповещения о тревоге.
Функция 363 аппроксимирует условия тревожной сигнализации, требуемые нормой, для сигнализатора газа СО. Постоянная функция 363 составлена из всего трех линейных частичных функций gi(ai, bi; измеренное значение), i=1…3, и имеет, таким образом, точки перегиба. При этом линейные частичные функции gi определяются посредством соответствующих нижних левых угловых точек нормированных условий тревожной сигнализации, первого условия 351а тревожной сигнализации, второго условия 352а тревожной сигнализации, третьего условия 353а тревожной сигнализации и четвертого условия 354а тревожной сигнализации. Условия 351а, 352а, 353а и 354а тревожной сигнализации те же самые, что и представленные на фиг.2 условия 251а, 252а, 253а и 254а тревожной сигнализации. То же самое справедливо для сопоставленных соответствующим условиям 351а, 352а, 353а и 354а тревожной сигнализации диапазонов 351, 352, 353 и 354 тревожной сигнализации, которые не предписываются нормой EN 50291.
Согласно представленному здесь примеру выполнения функция g(a, b; измеренное значение) для различных измеренных значений или различных концентраций СО принимает следующие значения:
g(измеренное значение <30 промилле СО): измеренное значение лежит ниже граничного значения, заданного четвертым условием 354а тревожной сигнализации. Функция g, таким образом, не определена для этих измеренных значений. Альтернативно, подобным малым измеренным значениям может также быть сопоставлено «бесконечное» время ожидания;
g(измеренное значение >300 промилле СО)=0: при подобной высокой концентрации немедленно следует оповещение о тревоге;
g(концентрация СО_i < = измеренное значение < = концентрация СО_i+1)=ai × измеренное значение + bi для i=1…3. Как видно из фиг.3, согласно представленному здесь примеру выполнения для СО_1 получается значение 30 промилле, для СО_2 значение 50 промилле, для СО_3 значение 100 промилле и для СО_4 значение 300 промилле. Параметры ai, bi получаются соответственно путем простого согласования соответствующей частичной прямой функции g с нижними левыми угловыми точками двух смежных условий тревожной сигнализации.
Разумеется, постоянная функция g с точками перегиба также может составляться с помощью множества частичных функций gi. При этом также возможно, что по меньшей мере некоторые из частичных функций по сравнению с простой прямой имеют несколько более сложную математическую форму.
Как видно из фиг.3, посредством частичных функций gi, кроме того, определяются дополнительные диапазоны 371, 372 и 373 тревожной сигнализации, которые имеют соответственно форму треугольника. Также дополнительные диапазоны 371, 372 и 373 тревожной сигнализации обеспечивают более быстрое оповещение о тревоге, чем если бы для тревожной сигнализации использовались только заданные нормой условия 351а, 352а, 353а и 354а тревожной сигнализации.
На диаграмме 350, кроме того, показано минимальное граничное значение 365 для концентрации СО, ниже которого инициирование тревоги не может осуществляться. Минимальное граничное значение 365, которое также может предписываться установленными законом нормами, в описываемом здесь примере выполнения, однако, не играет никакой роли, так как функция g определена только в диапазоне измеренных значений, больших или равных 30 промилле и тем самым заметно превышающих представленное минимальное граничное значение. Как уже описано выше, за счет этого при измеренных значениях менее 30 промилле СО не осуществляется никакой тревожной сигнализации.