CN101192330A - 火灾的判别方法、火灾警报器及火灾接收机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种火灾的判别方法、火灾警报器及火灾接收机。当烹饪时的烟或香烟的烟等烟浓度急剧变化时，发挥耐干扰性，而且当在火灾时烟浓度缓慢增加时，警报输出不会迟缓。在火灾警报器和火灾接收机的火灾的判别方法中，将烟浓度数字化，再进行低通滤波处理，将进行该处理后的滤波值与规定的阈值相比较而判别火灾。

Description

火灾的判别方法、火灾警报器及火灾接收机

技术领域

本发明涉及适用于具有烟传感器且判别为火灾则输出警报的火灾警报器和火灾接收机中的火灾的判别方法。

背景技术

作为根据烟浓度判别火灾的判别方法的以往例，以下专利文献1中记载了一种烟检测器，当烟浓度在阈值以上时，进行递加计数动作，另一方面，当未超过阈值时进行递减计数动作，且在计数器的值达到了预先设定的最大值或最小值的时刻，进行火灾发报或火灾复原，其中，能对递加计数动作时的计数幅度和递减计数动作时的计数幅度的至少任意之一进行可变设定，由此提高耐干扰性。

专利文献1：特开2004-62299号

不过，在所述专利文献1的构成中，对于烹饪时的烟或香烟的烟等急剧增加而又迅速恢复原来状态的烟浓度的变化而言，由于计数器的值难以达到一定以上，因此虽然估计会有某种程度的效果，但在烟浓度缓慢增加的火灾的初期时，由于计数器值不会达到阈值，因此会有警报输出迟缓的问题。

发明内容

本发明的课题在于，当急剧变化时发挥耐干扰性，另一方面，当烟浓度缓慢增加时警报输出不迟缓。

为了解决所述问题，在本发明的判别方法中，将烟浓度数字化，再进行低通滤波处理，将进行该处理后的滤波值与规定的阈值相比较而判别火灾。在此，也可以保持所述处理后的滤波值，作为所述低通滤波处理，在每一规定时间比较该时刻的烟浓度和所保持的滤波值，再根据其比较结果，使所保持的滤波值以规定的变动幅度逐级变化。

另外，该判别方法可适用于具有烟传感器且判别为火灾时则输出警报的火灾警报器，其构成包括：加变换机构，其使由所述烟传感器计测的烟浓度数字化；滤波机构，其对已数字化的烟浓度进行低通滤波处理；比较机构，其将该处理后的滤波值与规定的阈值相比较而判别火灾。在此，也可以保持所述处理后的滤波值，作为所述低通滤波处理，在每一规定时间比较该时刻的烟浓度和所保持的滤波值，再根据其比较结果，使所保持的滤波值以规定的变动幅度逐级变化。

另外，该判别方法可适用于从火灾检测器接收已数字化的烟浓度且判别为火灾则输出警报的火灾接收机，其构成包括：通信机构，其与所述检测器进行通信；滤波机构，其将从所述检测器接收的烟浓度进行低通滤波处理；比较机构，其将该处理后的滤波值与规定的阈值相比较而判别火灾。在此，也可以保持所述处理后的滤波值，作为所述低通滤波处理，在每一规定时间比较该时刻的烟浓度和所保持的滤波值，再根据其比较结果，使所保持的滤波值以规定的变动幅度逐级变化。

在本发明的判别方法中，将烟浓度数字化，再进行低通滤波处理，将进行该处理后的滤波值与规定的阈值相比较而判别火灾，因而当烟浓度急剧变化时，根据使高频率信号衰减的低通滤波器的一般性质，滤波值微弱地输出，因此能够发挥耐干扰性，另一方面，当在火灾时烟浓度缓慢增加的情况下，滤波值随着烟浓度增加，因此不会延迟到达判别为火灾的阈值，具有警报输出不会延迟的效果。另外，能以保持处理后的滤波值，在每一规定时间比较该时刻的烟浓度和所保持的滤波值，再根据其比较结果，使所保持的滤波值以规定的变动幅度逐级变化的简单结构，来构成用于发挥所述效果的滤波器。

因而，适用了本发明的火灾警报器和火灾接收机可期待所述效果。

附图说明

图1是说明将本发明适用于住户用的火灾警报器中的例子的功能框图。

图2是说明火灾警报器的基本动作的流程图。

图3是对于烟浓度急剧变化的例子说明低通滤波处理的框图。

图4是对于烟浓度缓慢变化的例子说明低通滤波处理的框图。

图5是说明将本发明适用于由火灾接收机及检测器构成的系统中的例子的功能框图。

图中：1-火灾警报器，1a-烟传感器，1b-A/D变换机构，1c-滤波机构，1d-比较机构，2-火灾接收机，2b-通信机构，10-检测器。

具体实施方式

以下，对将本发明适用于设置在住户的天花板面等上的火灾警报器中的例子、及适用于具备火灾接收功能的家庭安全系统等由检测器及火灾接收机构成的系统中的例子，通过图面进行说明。

[实施例1]

图1是说明将本发明适用于火灾警报器中的例子的功能框图，火灾警报器1具备：烟传感器1a，其检测因火灾等产生的烟，输出其烟浓度V；A/D变换机构1b，其将烟传感器1a输出的烟浓度V数字化；滤波机构1c，其将该已数字化的烟浓度V进行低通滤波处理；比较机构1d，其将该处理后的滤波值F与规定的阈值Ft相比较而判别火灾；输出机构1e，其在判别为火灾时输出警报；存储机构1f，其存储各种设定值；操作机构1g，其用于停止警报。

滤波机构1c具备保持处理后的滤波值F即自身的输出值的寄存器1h，作为低通滤波处理，在每ΔT的规定时间比较该时刻的烟浓度V和所保持的滤波值F，再根据其比较结果，使所保持的滤波值F以规定的变动幅度ΔF逐级变化。在此，本发明利用了减弱高频率的输入，而不减弱低频率的输入并使其通过的低通滤波器的一般性质，但只要是满足这种性质的滤波器，则滤波机构1c不限于在此说明的构成。

存储机构1f是预先存储阈值Ft或变动幅度ΔF等设定值的存储机构，可以由不能重写的ROM构成，也可以由能够重写的EEROM构成。当形成为后一构成时，为了使火灾警报器1的动作根据设置场所等条件合理化，优选进一步设置可变更这些设定值的设定机构1h。

接着，根据图2的流程图，对火灾报警器1的基本动作进行说明。

在该基本动作中，用烟传感器1a计测烟浓度V，根据A/D变换机构1b将该烟浓度V数字化，进一步通过滤波机构1c进行低通滤波处理，利用比较机构1d将该处理后的滤波值F与阈值Ft进行比较，如果达到该阈值Ft，则在每ΔT的规定时间(例如每5秒)执行判别为火灾的一连串步骤(101～105)。还有，在不执行这些步骤的期间停止各部，或者使其成为待机状态，由此可以削减电力消耗、延长电源的电池寿命。

而且，当判别为火灾时，从输出机构1e通过蜂鸣音或“发生火灾”等声音而输出警报，进而判断是否由操作机构1g接受了警报停止操作，当已接受时，使该警报输出仅停止规定时间(106～108)。还有，如果在该停止中烟浓度V没有下降，则再开通警报输出。

在此，进一步详细说明作为本发明的特征的烟浓度V的低通滤波处理，作为其前提条件，开始基本操作时滤波值F设为初始值“0”。低通滤波处理虽然每ΔT的规定时间执行一次，作为其1次处理而言，如下所示，执行如下的处理：比较在该时刻的烟浓度V和上一次处理后的滤波值F，再根据其比较结果使滤波值F逐级变化。还有，为了使滤波值F在适度的范围内变化，优选烟浓度V在进行数字化时计数。

[表1]

比较结果	处理
		烟浓度-滤波值≥变动幅度	滤波值←滤波值+变动幅度
|烟浓度-滤波值|＜变动幅度	滤波值不变
		滤波值-烟浓度≥变动幅度	滤波值←滤波值-变动幅度

该表中，如果烟浓度V和滤波值F的差在变动幅度ΔF以上，则根据两者的大小关系，使滤波值F仅增加或减少变动幅度ΔF，另一方面，如果烟浓度V和滤波值F的差比变动幅度ΔF小，则将滤波值F维持原状。这样一来，滤波值F的平均变化以变动幅度ΔF除以规定时间ΔT而得到的值ΔF/ΔT为最大值而受到限制。

因而，如果适宜设定规定时间ΔT和变动幅度ΔF，则对于例如烹饪时的烟或香烟的烟等急剧增加而又迅速恢复原来状态的烟浓度V的变化而言，滤波值F不追随烟浓度V的变化，因此减弱地输出，另一方面，当在火灾时烟浓度缓慢增加的情况下，滤波值F追随烟浓度而不减弱地输出。

图3、图4是对于烟浓度V急剧变化的例子说明烟浓度V和滤波值F的时间变化的图表、和对于烟浓度V缓慢变化的例子说明烟浓度V和滤波值F的时间变化的图表。两个例子中，变动幅度ΔF均为“5”、阈值Ft均为“40”，时刻轴的刻度均对应于规定时间ΔT。

在图3的烟浓度V急剧变化的例子中，烟浓度V在时刻T3开始增加，在时刻T6～T7达到峰值而开始减少，在时刻T12恢复到原来的水平。相对于此，滤波值F在从时刻T4到时刻T8，由于烟浓度V-滤波值F≥变动幅度ΔF，因此每次增加变动幅度ΔF。而且，在时刻T9，由于|烟浓度V-滤波值F|＜变动幅度ΔF，因此滤波值F维持原状，之后，在时刻T10～T14，由于滤波值F-烟浓度V≥变动幅度ΔF，因此每次减少变动幅度ΔF。该例子中，由于滤波值F未达到阈值Ft，因此不判别为火灾。

另一方面，在图4的烟浓度V缓慢变化的例子中，烟浓度V在时刻T16开始增加，缓慢增加到时刻T26。相对于此，滤波值F在时刻T18，由于烟浓度V-滤波值F≥变动幅度ΔF，因此仅增加变动幅度ΔF，在时刻T19，由于|烟浓度V-滤波值F|＜变动幅度ΔF，因此滤波值F维持原状，在时刻T20～T26，由于烟浓度V-滤波值F≥变动幅度ΔF，因此每次增加变动幅度ΔF。在其途中的时刻T24，由于达到了阈值Ft，因此判别为火灾。

如这些图表所示，在烟浓度V急剧变化的情况下，即烟浓度V的平均变化(绝对值)大于值ΔF/ΔT的情况下，滤波值F被低通滤波的作用减弱且延迟输出，但在烟浓度V缓慢变化的情况下，即烟浓度V的平均变化小于值ΔF/ΔT的情况下，不被减弱且不延迟输出。

还有，火灾警报器1还具有以有线或无线方式与其他火灾警报器1相互通信的通信机构，当自身判别为火灾而输出警报时，也可以向其他火灾警报器1输出连动警报。

[实施例2]

图5是说明将本发明适用于由火灾接收机及检测器构成的系统中的例子的功能框图，从火灾接收机2导出连接了具有烟传感器的多个检测器10的检测电路N。这样的构成例如可以以具备火灾接收功能的家庭安全系统等实现。在该功能框图的构成要素中，对与所述的实施例共同的部分标注相同的参照符号，并省略重复的说明。

图的火灾接收机2具备：与检测器10进行通信的通信机构2a、将从检测器10接收的烟浓度V进行低通滤波处理的滤波机构1c、将该处理后的滤波值F与规定的阈值Ft相比较而判别火灾的比较机构1d、当判别为火灾时输出警报的输出机构1e、存储各种设定值的存储机构1f、和用于停止警报的操作机构1g，且具有从火灾检测器10接收已数字化的烟浓度V，若判别为火灾则输出警报的基本功能。

滤波机构1c与各检测器10对应地具有保持处理后的滤波值F的多个寄存器1h，作为低通滤波处理，在每ΔT的规定时间比较从各检测器10接收的烟浓度V和与该检测器10对应地保持的滤波值F，再根据其比较结果，使该滤波值F以规定的变动幅度ΔF逐级变化。

如果与所述的实施例相同地判别为火灾，则输出机构1g通过蜂鸣音或“发生火灾”等声音而输出警报，不过还可以具备向未图示的其他装置移报的功能。

通信机构2a具备：定时询问功能，其存储分配于各检测器10的多个地址信息，经由检测电路N逐次选择各检测器10，将所选择的检测器10的地址送出到附加的各种控制指令，接收来自对应检测器10的应答；选择通信功能，其根据需要而适宜选择一个检测器，将所选择的检测器10的地址送出到附加的各种控制指令，接收来自对应检测器10的应答。

另一方面，检测器10具备：根据火灾等而检测出烟，将该烟浓度V作为检测信号而输出的烟传感器1a；将通过烟传感器1a计测的烟浓度V数字化的A/D变换机构1b；与火灾接收机2进行通信的通信机构10a。通信机构10a存储分配于该检测器10的地址信息，在接收了附加该地址的控制指令时，以规定的动作进行应答，尤其相对于状态要求指令，返回所检测的烟浓度。

接着，对该系统的基本动作进行说明。火灾接收机2根据定时询问功能，而每ΔT的规定时间与各检测器10进行通信，并读出已数字化的烟浓度V而与该检测器10对应地保持的滤波值F进行比较，根据其比较结果，使滤波值F以规定的变动幅度ΔF逐级变化。这样，相对于从各检测器10读出的烟浓度V，可进行独立的低通滤波处理。而且，如果与检测器10对应地保持的滤波值F的任意之一达到阈值Ft，则火灾接收机2立即判别为火灾而输出警报。

Claims (6)

1.一种火灾的判别方法，其特征在于，

将烟浓度数字化，再进行低通滤波处理，

将进行该处理后的滤波值与规定的阈值相比较而判别火灾。

2.根据权利要求1所述的火灾的判别方法，其特征在于，

保持所述处理后的滤波值，作为所述低通滤波处理，在每一规定时间比较该时刻的烟浓度和所保持的滤波值，再根据其比较结果，使所保持的滤波值以规定的变动幅度逐级变化。

3.一种火灾警报器，其具有烟传感器，且判别为火灾时则输出警报，其特征在于，

具备：

加变换机构，其使由所述烟传感器计测的烟浓度数字化；

滤波机构，其对已数字化的烟浓度进行低通滤波处理；

比较机构，其将该处理后的滤波值与规定的阈值相比较而判别火灾。

4.根据权利要求3所述的火灾警报器，其特征在于，

保持所述处理后的滤波值，作为所述低通滤波处理，在每一规定时间比较该时刻的烟浓度和所保持的滤波值，再根据其比较结果，使所保持的滤波值以规定的变动幅度逐级变化。

5.一种火灾接收机，其从火灾检测器接收已数字化的烟浓度，若判别为火灾则输出警报，其特征在于，

具备：

通信机构，其与所述检测器进行通信；

滤波机构，其将从所述检测器接收的烟浓度进行低通滤波处理；

比较机构，其将该处理后的滤波值与规定的阈值相比较而判别火灾。

6.根据权利要求5所述的火灾接收机，其特征在于，

保持所述处理后的滤波值，作为所述低通滤波处理，在每一规定时间比较该时刻的烟浓度和所保持的滤波值，再根据其比较结果，使所保持的滤波值以规定的变动幅度逐级变化。

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