Gefahren-Melder: elektronische Lebensretter

Gefahrenmelder
Gefahrenmelder | Bild: Sentello fotolia.com

Durch Blinken und Piepen machen Melder auf sich aufmerksam, sobald sie eine gefährliche Situation detektiert haben. Besonders beim Brandschutz gibt es Gefahrenmelder zu den verschiedensten Verwendungszwecken, seien es Rauchmelder, CO-Melder oder Gasmelder. Aber auch bei der Objektsicherheit und im Bereich Pflege können Melder Leben retten. Auf diese und mehr soll im folgenden Beitrag näher eingegangen werden.

Was sind Melder?

Melder bestehen mindestens aus Sender und Empfänger und melden sich, wenn eine ungewöhnliche Situation eintritt. So meldet sich der Rauchmelder bei einer erhöhten Konzentration von Rauchgas, während Bewegungsmelder zum Beispiel Unterschiede in der Umgebungstemperatur wahrnehmen. Wird eine bestimmte Grenze überschritten bzw. eine ungewöhnliche Situation herbeigeführt, macht sich der Melder über ein visuelles und/oder akustisches Signal bemerkbar.

Gefahrenmelder: Gasmelder | Bild: GEV, Rauchmelder | Bild: Abus, Stromausfallmelder | Bild: Protector
Gefahrenmelder: Gasmelder | Bild: GEV, Rauchmelder | Bild: Abus, Stromausfallmelder | Bild: Protector

Die Bauweise richtet sich nach dem entsprechenden Verwendungszweck. Bei allen automatisch aktivierten Gefahren-Meldern ähnlich sind dabei folgende Komponenten: Es sind immer Sensoren vorhanden, die etwas detektieren. Ebenso finden Sie in jedem Melder einen Signalüberträger sowie Signalauslöser.

Um unabhängig vom Strom zu sein, arbeiten diese elektronischen Geräte mit Batterien oder Akku. Eine Kontrollleuchte weist auf die Notwendigkeit des Batteriewechsels hin. Auch ein akustisches Signal kann auf den Batterieleerstand verweisen.

Melder im Einsatz

Im Folgenden erfahren Sie mehr zu den Meldern hinsichtlich ihres eigentlichen Arbeitsbereiches.

Brandschutz: Rauchmelder

Rauchmelder besitzen ein Gehäuse, in dem sich Messkammer mit Sensor und Signalgeber befinden. Ab Erreichen einer bestimmten Rauchgas-Konzentration wird der Alarm ausgelöst. Gemäß ihrer Technologie unterteilen sie sich in mehrere Arten.

Rauchmelder mit Streulicht-Prinzip

Die Detektion von Rauchgas erfolgt über einen Infrarotstrahl als Prüfstrahl. Stößt der Strahl an die Rauchgaspartikel, wird er an den Partikeln in Teilen (als Streulicht) zurückgeworfen (reflektiert).

Rauchmelder mit Streulichtprinzip und Fliegenschutzgitter | Bild: Bosch
Rauchmelder mit Streulichtprinzip und Fliegenschutzgitter | Bild: Bosch

Als Streulicht  erreicht er einen lichtsensiblen Sensor, den er im gefahrlosen Zustand nicht treffen würde. Der Sensor registriert also nicht das Rauchgas, sondern den gestreuten Infrarotstrahl, der erst durch Rauchgaspartikel auf ihn reflektiert wird. Da diese Technologie mit Licht arbeitet, spricht man von einem optischen oder photoelektrischen Melder. Prüfung und Lichtstreuung erfolgen geschützt im Rauchmelder, sodass der Sensor nicht durch andere Lichtpartikel versehentlich getroffen wird. Da auch Fliegen und andere kleinere Insekten in den Melder gelangen könnten, gibt es außerdem Rauchmelder mit Fliegenschutzgitter.

Rauchmelder mit Durchlicht-Prinzip

Ebenfalls mit Licht arbeitet ein Rauchmelder mit Durchlicht. Im Inneren befindet sich in zwei Kanälen je ein Lichtstrahl. Der eine ist komplett geschützt, der andere in einem Messkanal. Im Normalzustand wird Licht gesendet und kommt beim Empfänger an. Dieser ist zugleich der Signalüberträger für den Alarmauslöser. Gelangen Rauchpartikel in den Messkanal, wird der sich dort befindliche Lichtstrahl schwächer, sodass eine Differenz zwischen der Stärke des einen und des anderen Lichtstrahls entsteht. Liegt die Differenz über der zulässigen Grenze, wird der Alarm ausgelöst.

Rauchmelder/Hitzemelder GS 558 | Bild: Protector
Rauchmelder/Hitzemelder GS 558 | Bild: Protector

Rauchmelder mit Wärmesensor

Ist der Rauchmelder mit Wärmesensoren ausgestattet, wird ein Temperaturunterschied detektiert. Dazu befindet sich ein Heißmessleiter im Melder. Dieses Bauteil ist stromleitend. Da der Heißmessleiter – wie der Name schon sagt – den Storm bei hoher Temperatur stärker leitet, ist dies das Zeichen für eine höhere Temperatur in der Umgebungsluft. Eine höhere Temperatur wird als „Hitze durch Feuer“ verstanden, sodass eine bessere Leitung des Stroms zugleich das Signal für den Auslöser darstellt. Rauchmelder mit optischen und Wärmesensoren finden Sie unter der Bezeichnung thermo-optische Rauchmelder.

Ionisationsrauchmelder

Eine weitere Technologie für den Rauchmelder ist das Detektieren durch radioaktive Strahlung. Sie basiert auf der Erzeugung von Ionen (Ionen-Strom). Können sich die Ionen frei bewegen, fließen sie schnell, befindet sich der Melder in Normalzustand. Docken Rauchpartikel an, verringert sich die Geschwindigkeit des Ionen-Stromes, was zum Auslösen des Alarms führt.

Hinweis: Da hier permanent radioaktive Strahlung zur Ionenerzeugung verwendet wird, sind diese Rauchmelder nur bedingt zulässig.

Viele Feuerwehren verbieten den Einsatz der Ionisations-Rauchmelder (kurz: IRM oder I-Melder) gänzlich.

Um einen Ionisationsrauchmelder ein- oder auszubauen, müssen Sie über eine Genehmigung nach § 7 des Strahlenschutz-Verordnung (StlSchV). verfügen oder eine Firma aufsuchen, die über eine Genehmigung verfügt. Entsorgt werden müssen diese Rauchmelder als radioaktiver Sondermüll, sodass auch bei der Entsorgung entsprechende Mehrkosten anfallen. Die Rauchmelder detektieren bereits kleinste Rauchpartikel und werden aus diesem Grunde außerhalb der EU sehr gern gekauft. Ihre Technologie macht sie jedoch zu einem Gesundheitsrisiko.

Fehlalarm vermeiden

Da ZigarettenrauchKüchendämpfe oder Wasserdampf eine ähnliche Konsistenz aufweisen wie Rauchgas, können diese ebenso den Alarm auslösen. Der erzeugte Fehlalarm kann Konsequenzen nach sich ziehen, inwiefern, lässt sich beispielsweise in einem Interview auf rauchmeldungen.de nachlesen.

Spezielle Rauchmelder

Für Kinder und Gehörlose wurden spezielle Brandmeldesysteme entwickelt. Kinder reagieren beispielsweise nur sehr schlecht auf das Alarmsignal. Sie reagieren aber umso besser auf die Stimme ihrer Eltern. Die Industrie hat als Lösung Brandmelder entwickelt, die mit einer Rufbotschaft von den Eltern besprochen werden können. Für Gehörlose gibt es Systeme, welche mit fühlbaren Impulsgebern und Lichtblitzen arbeiten. Der Impulsgeber ist mit dem Melder über Funk oder durch ein Kabel verbunden. Das Gerät können Hörgeschädigte unter das Kopfkissen legen. Löst der Alarm aus, vibriert gleichzeitig der Impulsgeber unter dem Kissen.

Brandschutz: CO-Melder

CO-Melder reagieren auf eine erhöhte Konzentration an Kohlenstoffmonoxid (CO) in der Umgebungsluft. Wenn aus Kohlenstoff (C) und Wasserstoff (H) aus organischen Bestandteilen wie Holz unter Sauerstoffhinzugabe (O2) nicht sachgemäß Wasser (H2O) und Kohlenstoffdioxid (CO2) werden, dann bildet sich Kohlenmonoxid.

CO-Melder | Bild: Protector
CO-Melder | Bild: Protector

Vereinfacht ausgedrückt: Bei einer unsachgemäßen Verbrennung (zu wenig Sauerstoff) entsteht Kohlenstoffmonoxid anstelle von Kohlenstoffdioxid.

Das Gefährliche an Kohlenmonoxid ist seine starke Bindungsaffinität. So bindet sich CO sehr schnell an das Blut an und verdrängt auf diese Weise den Sauerstoff (O2). Atemnot bis zum völligen Ersticken sind die Folge. Mehr dazu finden Sie in unserem Beitrag Kohlenmonoxidvergiftung.

CO-Melder haben daher die Aufgabe, die Konzentration an CO in der Umgebung zu überwachen und bei der Überschreitung einer bestimmten Grenze Alarm zu schlagen. Sensoren der CO-Melder bestehen in der Regel aus Zinndioxid (SnO2). Dockt Kohlenmonoxid an dieses Element an, zerfällt es in CO2 und Zinn.

Die Formel dazu lautet: SnO2 + CO = Sn + CO2.

Die Entstehung von CO2 vermindert die Leitfähigkeit des Sensors. Wird eine bestimmte Schwelle überschritten, löst der Alarm aus. Das Alarmieren geschieht je nach CO-Konzentration in Phasen. Bei einer sehr hohen Konzentration wird sofort Alarm geschlagen.

Hinweis: In diesem Fall sollten Sie sich so schnell wie möglich aus dem Gefahrenbereich begeben und am besten das Haus bzw. Ihre Wohnung mit allen Angehörigen verlassen.

Bei einer geringeren Konzentration wird der Alarm zeitverzögert abgegeben. Haben Sie ein Display an Ihrem CO-Melder, können Sie die aktuellen Werte ablesen. So bleibt Ihnen noch Zeit, die Fenster zu öffnen und Frischluft (Sauerstoff) in den Raum einströmen zu lassen, sodass die CO-Konzentration wieder sinken kann bzw. sich die Sauerstoffkonzentration zugunsten Ihrer Gesundheit ausreichend erhöht.

Gasmelder RM 400 | Bild: Elro
Gasmelder RM 400 | Bild: Elro

Brandschutz: Gasmelder

Gasmelder sind darauf konditioniert, brennbare Gase wie Propan, Butan oder Ethan in der Umgebungsluft zu detektieren. In der Regel bestehen Gasmelder aus einem Gehäuse und einem Draht mit Stromanschluss (oder Batteriefach) sowie einem Auslöser. Der Draht befindet sich stetig unter Strom. Gelangt nun eines der brennbaren Gase an den Draht, wird es verbrannt. Die Verbrennung erhöht unter anderem die Temperatur des Drahtes, was den Alarm auslöst.

Stromausfallmelder

Wer ständig auf der Hut sein muss, ob der Stromkreis aktiv ist und nicht schon wieder die Sicherung herausgesprungen ist bzw. sich der FI-Schalter umgelegt hat, für den ist ein Stromausfallmelder eine empfehlenswerte Ergänzung.

Stromausfallmelder | Bild: Protector
Stromausfallmelder | Bild: Protector

Geräte, die permanent betrieben werden müssen, um zu funktionieren, wie zum Beispiel der Kühlschrank, die Kühltruhe, eine Kontrollierte Wohnraumlüftung (KWL), die Aquarium- oder Terrarium-Heizung und dergleichen mehr, können Sie auf diese Weise schnell wieder ans Netz bringen. Gerade bei Letzterem können diese Melder tatsächlich Leben retten oder zumindest Ihre tierischen Schützlinge vor dem Schlimmsten (Unterkühlung) bewahren.

Die Stromausfallmelder, auch Stromwächter genannt, melden über ein akustisches und ggf. auch visuelles Signal, wenn die Netzspannung aus der Steckdose abbricht. Wie einen Steckdosenadapter stecken Sie den Melder in eine Wandsteckdose. Die Melder selbst sind, wie die meisten Melder, batterie- oder akkubetrieben und funktionieren somit unabhängig vom zu prüfenden Stromkreis.

Sim-Karten-Slot für Alarmanlage
SIM-Karten-Slot für Alarmanlage | Bild: Foodstocker shutterrstock.com

Signale haben nur Sinn, wenn Sie diese auch hören oder sehen. Sollten Sie einmal nicht zuhause sein, können Sie sich zusätzlich über einen stillen Alarm warnen lassen. Dazu benötigen Sie einen Stromwächter mit GSM-Fach, in das Sie eine aktive handelsübliche SIM-Karte einlegen können. Teilen Sie dem Gerät mit, welche Telefonnummer es wählen soll, wenn Stromausfall vorliegt. Per SMS erhalten Sie bei Stromausfall eine Meldung (stiller Alarm).

Einbruch/Diebstahl

Neben gefährlichen Gasen oder plötzlichem Stromausfall gibt es noch zahlreiche andere Möglichkeiten für Melder. Ein großes Gebiet ist dabei die Objektsicherheit. Ob Sie Ihr Fahrrad gegen Diebstahl oder Ihr Gartenhaus vor Einbruch schützen möchten, für all diese Aufgaben finden Sie Melder.

Im Groben sind alle Alarmanlagen eine Kombination aus Sensoren (Melder), Zentrale und Signalgebern (Sirene, Lichteffekte). Melder können zum Beispiel Öffnungsmelder, Bewegungsmelder, Erschütterungsmelder oder dergleichen mehr sein.

Öffnungsmelder

Öffnungsmelder finden Sie immer als Set vor.  Sie bestehen aus Magnet und Kontakt, die demzufolge magnetisch miteinander verbunden werden:

  • Kontakt (Reed), Sender, Sensor, Akku/Batterie
  • Magnet
Öffnungsmelder für die Tür | Bild: Smartwares
Öffnungsmelder für die Tür | Bild: Smartwares

Den Kontakt mit Sensor bringen Sie am Fensterrahmen an, den Magneten in gleicher Höhe am Fensterflügel. Für eine Türsicherung, wie im oberen Bild zu sehen, können Sie den Kontakt mit Sensor am Türblatt befestigen und den Magneten am Türrahmen. Schalten Sie die Anlage bei geschlossener Tür oder geschlossenem Fenster scharf, wird der Alarm ausgelöst, sobald sich das Magnetfeld verändert. Dies passiert, wenn sich die Kontakte voneinander entfernen, wenn also Tür oder Fenster geöffnet werden.

Geräuschmelder

Glasbruch im Fenster
Glasbruch im Fenster | Bild: martposemuckel

Wird bei Ihnen ein Fenster eingeschlagen, kann Sie ein akustischer Glasbruchmelder oder Geräuschmelder  darauf aufmerksam machen. Diese Melder arbeiten mit Schallwellen. Sie reagieren also auf Druckunterschiede in der Umgebung. Sie können passiv oder aktiv sein. Ein aktiver Melder baut ein eigenes Feld (in diesem Fall aus Schallwellen) auf, registrierte Änderungen in diesem Feld führen zum Alarm. Ein passiver Melder baut kein eigenes Feld auf, sondern empfängt Schallwellen (in diesem Fall) aus seiner Umgebung. Neu registrierte Schallwellen lösen den Alarm aus.

Bewegungsmelder

Bei Bewegungsmeldern sind drei Arten zu unterscheiden. Zum einen gibt es die Infrarotmelder und zum anderen Melder, die mit elektromagnetischen Wellen oder Schallwellen arbeiten.

Die beiden letztgenannten Melder bauen eigene Felder auf. Änderungen in diesen Feldern führen zum Alarm. Dies passiert zum Beispiel, wenn jemand den Bereich betritt.

Bewegungsmelder mit Alarmfunktion | Bild: Smartwares
Bewegungsmelder mit Alarmfunktion | Bild: Smartwares

Beim Infrarotmelder erfolgt die Detektion über Temperaturunterschiede. Dazu wird der Infrarotmelder im Normalzustand scharf geschaltet, wenn sich also kein Objekt oder Subjekt im Überwachungsbereich befindet. Der Melder empfängt Wärme und nutzt diese als Standard-Angabe. Nähert sich nun ein Objekt oder Subjekt dem Überwachungsbereich, registriert der Melder die neue Wärmequelle. Diese bedeutet für ihn eine ungewöhnliche Situation. Folglich wird der Alarm ausgelöst. Da der Infrarotmelder nur Empfänger (von Wärme) ist und somit kein eigenes Feld aufbaut, spricht man auch hier von einem passiven Melder, im Englischen: PIR (Passive Infrared).

Pflege/Betreuung

Manchmal können Melder lebensrettend sein, ohne dass Rauchgas in der Luft liegt oder ein Einbrecher ins Haus einsteigen möchte. Denn auch für Senioren, Kranke und generell Pflegebedürftige sind Melder eine mitunter notwendige Unterstützung. Die Melder funktionieren dabei alle ähnlich. Das Set besteht aus einem Funk-Sender mit Druckknopf, den der oder die Betroffene zum Beispiel als Armband um das Handgelenk trägt, und einem Empfänger. Der Sender ist dabei in einem wasserdichten Gehäuse eingefasst, sodass auch alltägliche Handlungen im Bad möglich sein sollten und Schwitzen dem Sender nichts ausmacht. Betrieben wird er mit Batterien oder Akku. Der Empfänger ist mit einem Signalgeber verbunden und wird an eine Stromquelle angeschlossen, die in den meisten Fällen aus einer einfachen Steckdose besteht. Solange der Kontakt zwischen Empfänger und Sender besteht, kann sich ein Betroffener frei bewegen.

Notruf-Armband für Pflegebedürftige, Kranke und ältere Menschen
Notruf-Armband für Pflegebedürftige, Kranke und ältere Menschen

Kommt es  zu einem Notfall, zum Beispiel zu einem Sturz, Schwindelgefühl oder zu Atemnot, drückt der Betroffene den Druckknopf und sendet somit ein Signal an den Empfänger, der wiederum dem Signalgeber mitteilt: Alarm auslösen. Der Alarm wird in den meisten Fällen akustisch ablaufen. Optional gibt es auch Geräte mit stillem Alarm. Dann muss ein GSM-Fach für eine SIM-Karte am Empfänger eingerichtet sein. In diesem Fall kann der Betroffene die Nummer eines Angehörigen eingeben – mit Text – abspeichern. Drückt er nun den Druckknopf, wird zusätzlich oder ausschließlich eine SMS an den Angehörigen mit optional eingespeichertem Text versendet.

Melder für jede Lebenslage

Dieser Artikel soll einen kleinen Abriss geben, in welchen Bereichen sich Melder bereits etabliert haben. Brandschutz und Objektsicherheit machen einen großen Teil aus. Aber auch in der Betreuung spielen die elektronischen Helfer eine lebensrettende Rolle. Die klassischen Melder funktionieren mit visuellen und/oder akustischen Signalen. Moderne Melder können Ihnen auch via stillen Alarm mitteilen, wenn sich eine ungewöhnliche Situation wie ein Brand, ein unerwünschter Grundstückszutritt oder ein anderweitiger Notfall ereignet.

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