Bearbeiten von „Flammenmelder DIN EN 54 Teil 10“

==Die Anatomie einer Flamme==

[[Datei:Anatomie eines Feuers.jpg|left|thumb|600px]]

Die wesentliche Reaktion ist:

HC + O2 = CO2 + H2O

HC:   Kohlenwasserstoffe

O2:    Sauerstoff

CO2:  Kohlendioxid

H2O:  Wasser

Es entstehen Brandgase / Rauch / Wasserdampf, dazu Wärme und die Lichtstrahlung
































==Zulässige Raumhöhen==

[[Datei:Flamm-Vergleich.gif|left|thumb|900px]]
<br style="clear:both;"/>

== Das sichtbare Spektrum==

[[Datei:Lichtspektrum.jpg|left|thumb|900px]]
<br style="clear:both;"/>

[[Datei:Tabelle5.gif|left|thumb|900px]]
<br style="clear:both;"/>


==Sonnenlicht-Erdatmosphäre==


[[Datei:Relative Intensität.jpg|left|thumb|900px]]
<br style="clear:both;"/>


'''Das Sonnenlicht wird in der Atmosphäre gedämpft'''

Die relative Strahlungsintensität, aufgetragen über die Wellenlänge 
1µm = 0,000.000.001m 
1nm = 0,000.000.000.001m




==Licht offener Flammen==

[[Datei:Sichtbares Licht.jpg|left|thumb|900px]]
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'''Dieses Licht strahlen offene Flammen ab, wir sehen nur einen kleinen Teil'''

Das UV-Licht reicht von ca. 1 nm bis 379 nm, das IR-Licht von 780 nm bis 2.500 nm 
und dazwischen liegt das für uns sichtbare Sonnenlicht ca. 380 nm bis ca. 779 nm





==Licht von Sonne und Flammen==

[[Datei:Sonnenlicht und Flammenlicht.jpg|left|thumb|900px]]
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Auf der Erde kommt kein 
'''UV-Licht''' der Sonne 
'''kleiner ca. 300 nm''' an.

Bei den Wellenlängen 
'''2.800 nm und 4.300 nm''' kommt auch kein '''IR-Licht''' 
der Sonne auf der Erde an.

Das Sonnenlicht dieser Wellenlängen wird von der Erd- Atmosphäre absorbiert. 

Man nennt Flammenmelder, die bei diesen Wellenlängen arbeiten  

'''-sonnenlichtblind-'''


==Sonnenlichtblinde Flammenmelder==

'''Wesentliche Frequenzen des Sonnenlichts werden in der Atmosphäre absorbiert.''' 

Im Infrarot-Bereiche bei: 
ca. 2.800 nm ( 2,8 µm ) und 4.300 nm ( 4,3 µm ) 

Im Ultra-Violett-Bereich: 
unterhalb von ca. 300 nm ( 0,3 µm ) 

Auffallend ist bei offener Flammen die Spitze des abgestrahlten 
Infrarot-Lichts bei ca. 4.300 nm ( 4,3 µm ) 


Die Bezeichnung '''SONNENLICHTBLIND''' verdreht Ursache und Wirkung, 
denn es gibt hier kein störendes Sonnenlicht, bei diesen Frequenzen detektieren die Flammenmelder

==Störquelle Enladungslampen==

[[Datei:Störstrahlung verschiedener Leuchtmittel.jpg|left|thumb|900px]]


Störstrahlungen verschiedener Leuchtmittel

Glühlampen

Halogen-Leuchten

Quecksilber-Hochdruck

Leuchten

strahlen vom UV- bis in den IR-Bereich. 

Ihre Intensität ist nur ca. 1 bis 10% eines Testfeuers.

Diese Störquellen strahlen in der Regel konstantes Licht
Eine besondere Falschalarm-Gefahr nur bei Ein- und Ausschaltvorgängen ein, 
auch das Flackern defekter Leuchten kann stören.

==Störquelle Enladungslampen und Flammenmelder==

[[Datei:Störstrahlung 2.jpg|left|thumb|900px]]
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Glühlampen, Halogen-Leuchten und Quecksilber-Hochdruck-Leuchten die Strahlung ist konstant.

UV-Melder werden kaum tangiert, IR-Melder mit steigender Wellenlänge weniger.

Die Kombination IR-Melder mit einem zusätzlichen UV-Anteil begrenzt die Reichweite.
Es werden mehrkanalige IR-Melder eingesetzt. 

'''Nur extrem nahe und stark flackernde defekte Leuchten können theoretisch stören.'''

==Maßnahmen zur Betriebssicherheit==

• Durch die Wahl geeigneter Detektions-Frequenzen sind  
Flammenmelder sonnenlicht-blind

• Durch die Wahl geeigneter Detektions-Frequenzen werden 
Störeinflüsse minimiert.

• Es werden die Flackerfrequenzen ( 2 bis 30 Hz ) der offenen 
Flammen bewertet 

• Flammenmelder bewerten die Strahlungsintensität, sie sind 
unempfindlich bei Spiegelungen und Reflektionen

• Flammenmelder nutzen Algorithmen, mathematische
Berechnungen, Vergleiche, Trendanalysen und Verknüpfungen

'''Diese komplexen Auswertungsverfahren und die Wahl der geeigneten Frequenzen'''
'''machen die Flammenmelder außerordentlich funktions- und betriebssicher'''

==Der UV/IR-Melder==

[[Datei:40-40 UV-IR.jpg|left|thumb|600px|Testfeuer 33cm * 33cm: Gasoline (Benzin) 15m / 5 Sek. ; Büropapier 5m / 5 Sekunden ]]


'''2 Kanal UV/IR- Flammenmelder 40/40 UV/IR'''

Der UV/IR-Flammenmelder wird in 2 unterschiedlichen Versionen geliefert:



40/40 L (LB) 
UV: 0,185 µm bis 0,260 µm 
IR: 2,5 µm bis 3,0 µm
Kohlenwasserstoffe, Wasserstoff, anorganische Stoffe, Metallbrände



40/40 L4 (L4B)
UV: 0,185 µm bis 0,260 µm 
IR: 4,4 µm bis 4,6 µm
Kohlenwasserstoffe.
























==Der 3-Kanal IR-Melder==

[[Datei:40-40 UV-IR.jpg|left|thumb|600px|Testfeuer 33cm x 33cm: Gasoline (Benzin) 65m / 5 Sek. ; Büropapier 10m / 5 Sekunden ]]

'''3 Kanal IR-Flammenmelder 40/40 I'''

Der 3 Kanal IR-Flammenmelder arbeitet im Bereich 
 
3,0 µm bis 5,0 µm
er ist zur Überwachung sehr großer Flächen ausgelegt.

Brände von Material mit Kohlenwasserstoffen

Höchste Sicherheit gegen Fehlauslösungen aller Art.

==Auswahl der geeigneten Flammenmelder==

Flammen von Brände in Verbindung mit Kohlenwasserstoffen strahlen im IR-Bereich, 
es werden in der Regel IR-Melder verwendet. 
Innen setzt man einfache Flammenmelder ein, mit max. 15m Reichweite, 
bei großen Flächen Mehrkanalmelder mit bis zu 65m Reichweite.
  
Unsichtbare Flammen von Metallbränden, von Ammoniak, von Silanen und anderen organischen Stoffen detektiert man mit UV-Meldern. Die potentielle Reichweite von UV- Meldern reicht kaum
über 15m hinaus, die Umgebungs-Atmosphäre dämpft stark. 

Wasserstoff-Brände (nicht sichtbare Flammen) sind im UV-Bereich und im nahen IR- Bereich detektierbar. 

Mit einem UV-Melder erzielt man Reichweiten von ca. 10m ca. 2/3 der max. Reichweite

Mit einem UV/IR-Melder ca. , also ca. 1/3 der max. Reichweite 

Mit dem Mehrkanal- Melder ca. 30m, fast ½ der max. Reichweite.



==Flammemmelder-Klassen nach EN54==

'''DIN EN 54-10 Produktnorm für punktförmige Flammenmelder'''

Testbrand 1:gelbe rußende Flamme
ca. 500ml n-Heptan ( kettenförmiger Kohlenwasserstoff) mit ca. 3% Toluol 

Testbrand 2: klare, unsichtbare Flamme
ca. 1500ml  Brennspiritus mit min. 90 % Äthylalkohol 

Testwanne aus 2mm Stahlblech, 330 mm * 330 mm und 50 mm tief 

Ansprechzeit, Start bei Vollbrand, innerhalb von 30 Sek. müssen 8 von 8 Meldern ansprechen


	Klasse 1: 26m Reichweite, 8 von 8 Meldern, beide  Brände, max. 30 Sek.
 
	Klasse 2: 17m Reichweite, 8 von 8 Meldern, beide  Brände, max. 30 Sek.

	Klasse 3: 12m Reichweite, 8 von 8 Meldern, beide  Brände, max. 30 Sek. 	 



==Reichweitenmessung==

[[Datei:Melder-Test - Reichweite.jpg|left|thumb|600px ]]



Reichweitentest für SharpEye-Flammenmelder SPECTREX

Platz für Flammenmelder

Mauer mit Blende

Testwanne ca. 0,1m2

Reichweite

Zeit = bis 3 / 5 / 10 Sek.

Wechselnde Stoffe



Steht das brennende Material in Vollbrand, so öffnet man die Blende. Spricht der Melder innerhalb der Ansprechzeit von 3 oder  5 oder 10 Sekunden gerade noch an, so ist diese Entfernung die Reichweite des SharpEye-Flammenmelders für diesen Stoff in dieser Zeit. 






















==Reichweiten-Angaben in den SharpEye-Datenblättern==

[[Datei:4040 M.jpg|left|thumb|900px ]]
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Der Stoff und sein Brandverhalten, die gewünschte Detektions-Reichweite
und welche Flammengröße soll wie schnell gemeldet werden ?







==Das Quadrat-Gesetz über Fläche und Abstand==

[[Datei:quadratisches Gesetz über die Entfernung.jpg|left|thumb|600px ]]





Das Licht schwächt sich quadratisch mit zunehmender Entfernung von seiner Quelle.

Damit beim Flammenmelder die selbe Energie einer Flamme aus der doppelten Entfernung ankommt, muss die Flamme eine vier mal größere Fläche haben.

Die Formel A = c * d 2 gilt nur für kürzere Entfernungen, da das Licht zusätzlich
durch Wasserdampf, Staub und CO2 in der Luft gedämpft wird.










































==Das horizintale Polardiagramm==


[[Datei:Polardiagramm.jpg|left|thumb|600px ]]

Flammenmelder 40/40 horizontales Polardiagramm, 

außer Modelle M & R 

Dieses Polardiagramm hat in Verbindung mit den Datenblättern sehr praktische Bedeutung, z.B.:
40/40 I   3- fach Infrarot-Melder: 

100% ist die Reichweite für

Gasoline (Benzin) = 65 m;
n- Heptane = 65m 

70 % ist die Reichweite für   

Diesel = 45 m



























==Stoffspezifische Polardiagramme==


Flammenmelder 40/40 horizontale Polardiagramme,
außer Modelle M & R

[[Datei:Polardiagramm Diesel.jpg|left|thumb|600px ]]

Diesel / JP5 Flugbenzin 45 m / 70%











































[[Datei:Polardiagramm Methan.jpg|right|thumb|600px ]]


Methan / LPG
Flüssiggas
30m / 45%










































[[Datei:Polardiagramm Ethanol.jpg|left|thumb|600px ]]

Ethanol   Isopropyl -Alcohol 
40 m / 60%










































[[Datei:Polardiagramm Büropapier.jpg|right|thumb|600px ]]

Büropapier
10 m / 15%






















Die Flammen strahlen stoffspezifisches Licht ab, daher reagiert ein
und der selbe Flammenmelder so unterschiedlich !






















==Reichweitentabelle für Stoffe und Melder==

[[Datei:Tabelle22.gif|left|thumb|900px]]


















































==Reichweite und überwachte Flächen==

[[Datei:überwachte Fläche 1.jpg|left|thumb|400px ]]
[[Datei:überwachte Fläche 2.jpg|right|thumb|400px ]]

'''Große Reichweiten ergeben große überwachte Flächen'''

Melder mit 60m und 90 Grad

Melder mit 15m und 120 Grad 





der Wandecke bleiben
die 20 bis 30 Grad ungenutzt



'''Ausschlaggebend ist die Fläche, die mit einem Melder überwacht werden kann'''














==Wichtige Fragen zur Projektierung==




Welches Material (Brennstoff) beinhaltet ein Brandrisiko ? 

Welche Flammengröße soll erkannt und gemeldet werden ?

Auf welche Entfernung soll überwacht werden ?

Wie schnell soll gemeldet werden ?

Welche störenden Strahlenquellen sind vorhanden ?

Welche belastenden Umgebungseinflüsse sind zu erwarten ?



Bedenken Sie Risiken, Schutzziele und schätzen Sie Ihre Möglichkeiten realistisch ein


==Hindernisse sind Schattenspender==

Ein Flammenmelder soll hoch montiert sein und freie Sicht haben

Flammen im Schattenbereich müssen schon riesig sein, um vom Melder endlich gesehen zu werden. 

Die Montagehöhe soll min. doppelt so hoch sein wie das Hindernis.

Montieren Sie einen weiteren Melder mit Blick hinter das Hindernis


==Reichweitentest in einem Flughangar==

In dem Hangar sind gar nicht so viele Melder montiert...

[[Datei:Hangar - Melder 2.jpg|left|thumb|600px ]]
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Flammenmelder mit ihren großen Reichweiten überwachen riesige Flächen...

Seite 27
Freie Sicht für die Flammenmelder, hier müssen Redundanzen her...

Seite 28
Aus der E DIN VDE 0833-2 (VDE 0833-2) : 2007-05, Text

Anordnung von punktförmigen Flammenmdeldern
Anzahl, Anbringung und Ausrichtung der Flammenmelder sind so zu wählen, dass eine ausreichende und möglichst gleichmäßige Raumüberwachung gegeben ist. Dabei ergibt sich die erforderliche Anzahl der Flammenmelder aus dem zu überwachenden Raumvolumen und den räumlichen Gegebenheiten.

Da sich Flammenstrahlung wie Licht geradlinig ausbreitet, ist eine direkte Sichtverbindung zwischen jedem möglichen Brandort und einem Flammenmelder anzustreben. Einbauten
oder andere Hindernisse, die zu Schattenbildungen führen, sind dabei zu berücksichtigen.

Bei der Montage von Flammenmeldern in Raumecken oder an Wänden ist die optische Achse des Melders in einem Winkel von 45° zum Boden und zu einer Wand auszurichten, so dass ein Flammenmelder mit einem rotationssymmetrischen Öffnungswinkel von mindestens 90° ein quaderförmiges Raumvolumen überwachen kann. Die Zuordnung der maximal zulässigen Kantenlängen des Quaders zur Klasse der Flammenmelder ist in Bild 6 angegeben.

Seite 29
Aus der E DIN VDE 0833-2 (VDE 0833-2) : 2007-05, Skizzen

Bei Zweimeldungsabhängigkeit Typ B sind die Melder mit unterschiedlichen
Blickwinkeln auf denselben Überwachungsbereich zu richten.

Bild 6  - Anordnung und Überwachungsbereich von Flammenmeldern bei Raumecken- und Wandmontage

Bei Räumen mit Raumhöhen RH größer 26 m sind die Überwachungsbereiche von Flammenmeldern gesondert festzulegen.


Seite 30
Flammenmelder sind in Raumecken und an Wänden zu montieren. 
Die Detektions-Achse soll um 45 Grad geneigt sein 

Klasse 1 
Kante 26 m
Diagonale = min. 45 m
= Reichweite Melder

Klasse 2
Kante 20 m
Diagonale = min. 33 m

Klasse 3
Kante 13 m
Diagonale = min. 23 m 

SPECTREX
Kante 37 m
Diagonale = 65 m

SPECTREX 40/40  SharpEye 3* IR


Seite 31
In der Praxis ergeben sich damit
diese max. überwachten
Flächen bei optimalen Montage-
höhen und Reichweiten....

[[Datei:Tabelle31.gif|right|thumb|600px ]]
Klasse / VdS	Reichw., max.	Kantenl. Max.	Ü.-Fläche max.
Klasse 1	45 m	26 m	676 m2
Klasse 2	33 m	20 m	400 m2
Klasse 3	23 m	13 m	169 m2

Spectrex Multi IR	65 m	37 m	1.369 m2


Seite 32
Allgemeine Informationen zu der Baureihe 40 / 40 

}Beheiztes Sichtfenster 
}
} Großer Sichtwinkel 
  100º hor. , 95º ver. *

§ HART Protokollierung

§ Verschieden Ausgänge 
   Relaiskontakte, RS485 Modbus
   Stromschnittstelle
§
§ Versiegelte Elektronik 
   getrennte Anschlußbereiche
§
* gilt für die meisten Modelle

Die Melder werden in gleichen Gehäusen geliefert


Seite 33
Schutzdach für die Flammenmelder der Baureihe 40/40

Spectrex- SharpEye 40/40 Flammenmelder werden in allen Klimazonen der Erde eingesetzt.

Schutzart ist meist IP 67

Temperatur-Einsatz-Bereich Standard 
von –50 bis + 75 Grad Celsius

Die eingebaute Heizung, die hohe Schutzart und das Schutzdach
sorgen für den sicheren Betrieb des Melders 


Seite 34
Der Luftschleier verhindert zuverlässig das Verschmutzen der Melder-Optik 

Die Optik der Flammenmelder muß frei von Schmutz und Schmier bleiben.

Mit dem Air Shield wird vor der Optik ein Luftschleier gebildet, dieser  verhindert zuverlässig Verschmutzungen.

Teuere und oft kaum realisierbare Wartungseinsätze werden weitgehend
eingespart.

Die Druckluft soll sauber, trocken und ölfrei sein, der Druck 2 Bar (30 psi)
und der Fluß 3 SCFM. Anschluss über ¼” Schnell-Kupplung.

Seite 35
Das Sichtfeld der Flammenmelder können
Sie mit den Lasern auf dem Boden zeichnen 

2 Laser- Pointer als Testgerät bzw. als eine montierte Ausrichthilfe 

Ein LASER zeigt die Detektionsachse, der zweite LASER kann rotieren und zeigt damit
den Mantel des Überwachungskegels und den optischen Abdruck auf dem Boden


Seite 36
Testlicht-Quelle mit Zielfernrohr zum Auslösen der Flammenmelder ohne eine offene Flamme
 
Reichweite ca. 3m bis 5m

Mit dem Kollimator (Strahlbündelung) werden Reichweiten bis zu 9m erreicht

Es stehen für alle Meldertypen IR3, Multi-IR, UV/IR, IR
und H2 Testgeräte zur Verfügung,
das Testlicht ist angepaßt an die Melder technologie, 
einfaches Licht würde ja zu Falschalarmen führen. 

Zugelassen zum Einsatz in Ex- Bereichen
Es werden in der Regel keine zusätzlichen Gerüste oder Steigehilfen benötigt. 

Seite 37
Die Spectrex-Software dient der Kommunikation mit
den Meldern und zum Konfigurieren der SharpEye Melder:
40/40 ; 20/20SI ; 20/20MI ; 20/20ML 

Die Software ist frei verfügbar 
und dient zum: 

§ Ändern der Melder Konfiguration 
§ Auslösen des manuellen Tests: 
   BIT, built in test   
§ Ansehen / Protokollieren von 
   und Meldersignalen	

Verwenden Sie das Spectrex USB cable c/w RS232/485 zum Anschluss an den Melder

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Weiche Dächer sind hochgefährdet und werden kaum mehr versichert...

Dieses Reeddach wird von 4 Seiten her mit Flammenmeldern außen überwacht.
Bei einem Brand erfolgt das Löschen mit Wassernebel. ( aus Fire & Security Magazine )