JP2000215364A - 炎検出装置 - Google Patents
炎検出装置Info
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- JP2000215364A JP2000215364A JP11017539A JP1753999A JP2000215364A JP 2000215364 A JP2000215364 A JP 2000215364A JP 11017539 A JP11017539 A JP 11017539A JP 1753999 A JP1753999 A JP 1753999A JP 2000215364 A JP2000215364 A JP 2000215364A
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- flame
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- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 有効検知エリアの拡大と無効検知エリアの縮
小を共に達成する。 【構成】 赤外線エネルギーを電気信号に変換する検知
素子を含む検知系を複数備え、複数の検知系毎の検出感
度をそれぞれ異ならせるとともに、複数の検知系毎の検
知素子を直近且つ同方向を向くように配置するようにし
たので、遠距離検知限界線を遠くに置くことと近距離検
知限界線を近くに置くことを両立でき、実質的な有効検
知エリアを拡大できる。
小を共に達成する。 【構成】 赤外線エネルギーを電気信号に変換する検知
素子を含む検知系を複数備え、複数の検知系毎の検出感
度をそれぞれ異ならせるとともに、複数の検知系毎の検
知素子を直近且つ同方向を向くように配置するようにし
たので、遠距離検知限界線を遠くに置くことと近距離検
知限界線を近くに置くことを両立でき、実質的な有効検
知エリアを拡大できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、火災によって生じた物
理現象（熱、煙、炎）を利用し、自動的に火災の発生を
検出する火災検出装置のうちの赤外線式炎検出装置（以
下、単に「炎検出装置」という）に関するものである。
理現象（熱、煙、炎）を利用し、自動的に火災の発生を
検出する火災検出装置のうちの赤外線式炎検出装置（以
下、単に「炎検出装置」という）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の炎検出装置としては、例えば、図
１６に示すようなものが知られている。図１６におい
て、１は光学的な波長バンドパスフィルタ、２は検知素
子、３は周波数フィルタ、４は比較器である。なお、実
際には、信号増幅用のアンプなども構成に含まれるが、
説明の簡単化のために省略する。
１６に示すようなものが知られている。図１６におい
て、１は光学的な波長バンドパスフィルタ、２は検知素
子、３は周波数フィルタ、４は比較器である。なお、実
際には、信号増幅用のアンプなども構成に含まれるが、
説明の簡単化のために省略する。
【０００３】この従来の炎検出装置は、有効検知エリア
（後述）内の赤外線エネルギーを検知素子２で電気信号
に変換し、周波数フィルタ３によって、その電気信号の
「所定の低域周波数成分」を取り出すとともに、その低
域周波数成分のレベルが基準レベルを越えた場合に、火
災検出信号を出力するというものである。ここで、「所
定の低域周波数成分」とは、炎から放射される赤外線エ
ネルギーのゆらぎ（又はちらつき）の周波数ｆｃを含む
成分である。
（後述）内の赤外線エネルギーを検知素子２で電気信号
に変換し、周波数フィルタ３によって、その電気信号の
「所定の低域周波数成分」を取り出すとともに、その低
域周波数成分のレベルが基準レベルを越えた場合に、火
災検出信号を出力するというものである。ここで、「所
定の低域周波数成分」とは、炎から放射される赤外線エ
ネルギーのゆらぎ（又はちらつき）の周波数ｆｃを含む
成分である。
【０００４】図１７は、有炎燃焼に伴う赤外線エネルギ
ーの放射強度を時間軸上で観測した場合のグラフであ
る。炎から放射される赤外線エネルギーは熱源からのエ
ネルギーＥと内外炎のエネルギーｅとを足し合わせたも
ので、Ｅはほぼ一定のレベルで推移しほとんど変動しな
いのに対して、ｅはＣＯ2共鳴放射や燃焼に伴う酸素の
消耗と周囲からの供給のサイクルに従って数Ｈｚ程度の
低い周波数（上記のｆｃに相当）で周期的に変動するこ
とが知られており、周波数フィルタ３の通過中心周波数
をｆｃに合わせておけば、火災による「炎」を検出でき
る。
ーの放射強度を時間軸上で観測した場合のグラフであ
る。炎から放射される赤外線エネルギーは熱源からのエ
ネルギーＥと内外炎のエネルギーｅとを足し合わせたも
ので、Ｅはほぼ一定のレベルで推移しほとんど変動しな
いのに対して、ｅはＣＯ2共鳴放射や燃焼に伴う酸素の
消耗と周囲からの供給のサイクルに従って数Ｈｚ程度の
低い周波数（上記のｆｃに相当）で周期的に変動するこ
とが知られており、周波数フィルタ３の通過中心周波数
をｆｃに合わせておけば、火災による「炎」を検出でき
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の炎検出装置にあっては、検知素子２が一つ設けら
れ、その検知素子２の検知面前面に設定される検知エリ
ア内の赤外線エネルギーを検知して、例えば、その変動
成分（上記の周波数ｆｃに相当する成分）を検出するも
のであるが、検知素子２の検知面に到達する赤外線エネ
ルギーの強さは検知エリア内の火点位置に応じて大きく
変化（例えば、検知面からの距離の二乗に反比例）する
ため、例えば、微弱な赤外線エネルギーを検知しようと
すれば、検知素子２を含む検知系の検出感度を高くしな
ければならないものの、そうすると、距離が近い火点か
らの赤外線エネルギーに対して感度オーバーとなってし
まい、検知系の出力範囲を越えて出力が飽和するという
不都合がある。さらに、一つの検知素子２の担当する検
知エリア内の火点位置をまったく把握できないという不
都合がある。
来の炎検出装置にあっては、検知素子２が一つ設けら
れ、その検知素子２の検知面前面に設定される検知エリ
ア内の赤外線エネルギーを検知して、例えば、その変動
成分（上記の周波数ｆｃに相当する成分）を検出するも
のであるが、検知素子２の検知面に到達する赤外線エネ
ルギーの強さは検知エリア内の火点位置に応じて大きく
変化（例えば、検知面からの距離の二乗に反比例）する
ため、例えば、微弱な赤外線エネルギーを検知しようと
すれば、検知素子２を含む検知系の検出感度を高くしな
ければならないものの、そうすると、距離が近い火点か
らの赤外線エネルギーに対して感度オーバーとなってし
まい、検知系の出力範囲を越えて出力が飽和するという
不都合がある。さらに、一つの検知素子２の担当する検
知エリア内の火点位置をまったく把握できないという不
都合がある。
【０００６】このことを詳説すると、図１８は、検知素
子２の検知エリアを平面的に見た図であり、６は検知素
子２の検知面の法線５に対して所定の角度２θ（θは一
般に５０度程度）で放射状に広がる検知エリアである。
Ｌｍａｘは検知素子２を含む検知系の遠距離検知限界距
離（一般に２０ｍ程度）であり、規定の火災モデル（例
えば、０．１又は０．５平方メートルの角皿に入れられ
たノーマル・ヘプタン燃料の燃焼炎）を火災として検知
できる限界の距離である。検知素子２の検知面に到達す
る赤外線エネルギーの強さは、火点から検知素子２まで
の距離の二乗に反比例し、また、上記法線５に対する赤
外線入射角が大きくなるにつれて減少するため、同赤外
線エネルギーの強さは、結局、検知エリア６内の火点位
置に応じて大きく変化することになる。
子２の検知エリアを平面的に見た図であり、６は検知素
子２の検知面の法線５に対して所定の角度２θ（θは一
般に５０度程度）で放射状に広がる検知エリアである。
Ｌｍａｘは検知素子２を含む検知系の遠距離検知限界距
離（一般に２０ｍ程度）であり、規定の火災モデル（例
えば、０．１又は０．５平方メートルの角皿に入れられ
たノーマル・ヘプタン燃料の燃焼炎）を火災として検知
できる限界の距離である。検知素子２の検知面に到達す
る赤外線エネルギーの強さは、火点から検知素子２まで
の距離の二乗に反比例し、また、上記法線５に対する赤
外線入射角が大きくなるにつれて減少するため、同赤外
線エネルギーの強さは、結局、検知エリア６内の火点位
置に応じて大きく変化することになる。
【０００７】いま、火災モデルの位置を検知エリア６内
の「イ」とすると、その火点からの赤外線エネルギーの
変動成分は検知素子２を含む検知系によってぎりぎり火
災として検知できるが、一方、火災モデルよりも小さな
炎、例えば、ライターの炎等であっても、検知素子２に
近い、例えば、「ロ」にあれば、検知素子２の検知面に
到達する赤外線エネルギーは大きいので、検知系は同様
に検知し、火災と判断してしまう場合がある。また、
「ロ」の位置に前述の火災モデルに相当する規模の炎が
ある場合には、検知素子２の検知面に到達する赤外線エ
ネルギーが過大となって、検知系の出力範囲を越えてし
まい、その火点からの赤外線エネルギーの変動成分を抽
出して火災判断するような信号解析はできなくなる。
の「イ」とすると、その火点からの赤外線エネルギーの
変動成分は検知素子２を含む検知系によってぎりぎり火
災として検知できるが、一方、火災モデルよりも小さな
炎、例えば、ライターの炎等であっても、検知素子２に
近い、例えば、「ロ」にあれば、検知素子２の検知面に
到達する赤外線エネルギーは大きいので、検知系は同様
に検知し、火災と判断してしまう場合がある。また、
「ロ」の位置に前述の火災モデルに相当する規模の炎が
ある場合には、検知素子２の検知面に到達する赤外線エ
ネルギーが過大となって、検知系の出力範囲を越えてし
まい、その火点からの赤外線エネルギーの変動成分を抽
出して火災判断するような信号解析はできなくなる。
【０００８】位置ロを含む範囲６ａは無効検知エリア
（火災と非火災とを適切に判断して火災のみを検出でき
ることを保証できないエリア）と呼ばれており、有炎燃
焼に伴う赤外線エネルギーを検知し、火災と非火災とを
適切に判断して火災のみを検出できることを保証できる
範囲は検知エリア６から無効検知エリア６ａを除外した
ハッチングで示すエリア（有効検知エリア）６ｂであ
る。
（火災と非火災とを適切に判断して火災のみを検出でき
ることを保証できないエリア）と呼ばれており、有炎燃
焼に伴う赤外線エネルギーを検知し、火災と非火災とを
適切に判断して火災のみを検出できることを保証できる
範囲は検知エリア６から無効検知エリア６ａを除外した
ハッチングで示すエリア（有効検知エリア）６ｂであ
る。
【０００９】言うまでもなく、炎検出装置の目的は検知
エリア６内の、所定規模を超える炎を検知することにあ
り、遠距離検知限界距離Ｌｍａｘをできるだけ長くし
て、有効検知エリア６ｂを拡大するとともに、無効検知
エリア６ａをできるだけ狭くすることが求められるもの
の、検知系の検出感度を高めてＬｍａｘを長くして有効
検知エリア６ｂを拡大しようとすると、結果、無効検知
エリア６ａも広がり、一方、検知系の検出感度を低くし
て無効検知エリア６ａを狭くしようとすると、結果、Ｌ
ｍａｘが短くなって有効検知エリア６ｂも縮小するとい
う相反する結果となり、有効検知エリア６ｂの拡大と無
効検知エリア６ａの縮小という二つの命題をともに達成
できないという第一の問題点がある。
エリア６内の、所定規模を超える炎を検知することにあ
り、遠距離検知限界距離Ｌｍａｘをできるだけ長くし
て、有効検知エリア６ｂを拡大するとともに、無効検知
エリア６ａをできるだけ狭くすることが求められるもの
の、検知系の検出感度を高めてＬｍａｘを長くして有効
検知エリア６ｂを拡大しようとすると、結果、無効検知
エリア６ａも広がり、一方、検知系の検出感度を低くし
て無効検知エリア６ａを狭くしようとすると、結果、Ｌ
ｍａｘが短くなって有効検知エリア６ｂも縮小するとい
う相反する結果となり、有効検知エリア６ｂの拡大と無
効検知エリア６ａの縮小という二つの命題をともに達成
できないという第一の問題点がある。
【００１０】また、実質的な検知エリア（有効検知エリ
ア）６ｂで発生した炎の検知は可能であるものの、その
検知エリア内での火点位置は大雑把にせよ把握できない
ため、例えば、放水銃との連動システムを構成した場
合、放水銃装置に対してピンポイントの放水地点情報を
提供できず、有効検知エリア６ｂの全範囲に対して万遍
なく放水することを余儀なくされるから、給水設備の大
規模化を招き、設備コストがアップすると共に消火まで
に時間がかかるという第二の問題点がある。
ア）６ｂで発生した炎の検知は可能であるものの、その
検知エリア内での火点位置は大雑把にせよ把握できない
ため、例えば、放水銃との連動システムを構成した場
合、放水銃装置に対してピンポイントの放水地点情報を
提供できず、有効検知エリア６ｂの全範囲に対して万遍
なく放水することを余儀なくされるから、給水設備の大
規模化を招き、設備コストがアップすると共に消火まで
に時間がかかるという第二の問題点がある。
【００１１】そこで本発明は、有効検知エリアの拡大と
無効検知エリアの縮小を共に達成することを第一の目的
とし、検知エリアで発生した炎の位置を大まかに把握す
ることを第二の目的とするものである。
無効検知エリアの縮小を共に達成することを第一の目的
とし、検知エリアで発生した炎の位置を大まかに把握す
ることを第二の目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、赤外線エネル
ギーを電気信号に変換する検知素子を含む検知系を複数
備え、複数の検知系毎の検出感度をそれぞれ異ならせる
とともに、複数の検知系毎の検知素子を直近且つ同方向
を向くように配置するようにした。
ギーを電気信号に変換する検知素子を含む検知系を複数
備え、複数の検知系毎の検出感度をそれぞれ異ならせる
とともに、複数の検知系毎の検知素子を直近且つ同方向
を向くように配置するようにした。
【００１３】具体的には、赤外線エネルギーを電気信号
に変換する検知素子と、前記検知素子の出力信号から炎
の赤外線成分を抽出する抽出手段と、前記抽出手段の出
力信号を所定の増幅率により増幅して出力する増幅手段
と、前記増幅手段から出力される出力信号により火災の
判定を行う判定手段とを含む検知系を複数備え、前記複
数の検知系毎の検出感度をそれぞれ異ならせるととも
に、前記複数の検知系毎の検知素子を直近且つ同方向を
向くように配置することを特徴とする。また、前記増幅
手段の増幅率、又は、検知波長帯域、又は、前記判定手
段の火災判定を行うためのしきい値を前記複数の検知系
毎に異ならせることで検出感度をそれぞれ異ならせるこ
とを特徴とする。また、前記増幅手段の増幅率、前記判
定手段の火災判定を行うためのしきい値、検知波長帯域
のうちの少なくとも２つを組み合わせて前記複数の検知
系毎に異ならせることで検出感度をそれぞれ異ならせる
ことを特徴とする。また、前記複数の検知系の判定手段
での判定結果に基づいて火災発生位置を特定する位置判
定部を備えたことを特徴とする。また、前記複数の検知
系の増幅手段から出力される出力信号のレベルの相関関
係に基づいて火災発生位置を特定する位置判定部を備え
たことを特徴とする。また、前記複数の検知系毎の有効
検知エリアの広がり角を略同一にする有効検知エリア制
限手段を備えたことを特徴とする。また、前記複数の検
知系毎の検知素子は、一体的にパッケージ化されたこと
を特徴とする。
に変換する検知素子と、前記検知素子の出力信号から炎
の赤外線成分を抽出する抽出手段と、前記抽出手段の出
力信号を所定の増幅率により増幅して出力する増幅手段
と、前記増幅手段から出力される出力信号により火災の
判定を行う判定手段とを含む検知系を複数備え、前記複
数の検知系毎の検出感度をそれぞれ異ならせるととも
に、前記複数の検知系毎の検知素子を直近且つ同方向を
向くように配置することを特徴とする。また、前記増幅
手段の増幅率、又は、検知波長帯域、又は、前記判定手
段の火災判定を行うためのしきい値を前記複数の検知系
毎に異ならせることで検出感度をそれぞれ異ならせるこ
とを特徴とする。また、前記増幅手段の増幅率、前記判
定手段の火災判定を行うためのしきい値、検知波長帯域
のうちの少なくとも２つを組み合わせて前記複数の検知
系毎に異ならせることで検出感度をそれぞれ異ならせる
ことを特徴とする。また、前記複数の検知系の判定手段
での判定結果に基づいて火災発生位置を特定する位置判
定部を備えたことを特徴とする。また、前記複数の検知
系の増幅手段から出力される出力信号のレベルの相関関
係に基づいて火災発生位置を特定する位置判定部を備え
たことを特徴とする。また、前記複数の検知系毎の有効
検知エリアの広がり角を略同一にする有効検知エリア制
限手段を備えたことを特徴とする。また、前記複数の検
知系毎の検知素子は、一体的にパッケージ化されたこと
を特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、赤
外線式炎検出装置（以下、単に「炎検出装置」）に適用
した実施例として図面を参照しながら説明する。
外線式炎検出装置（以下、単に「炎検出装置」）に適用
した実施例として図面を参照しながら説明する。
【００１５】図１は、本実施の形態における炎検出装置
１０の概念的な構成図である。この図において、１１Ａ
及び１１Ｂは赤外線エネルギー１２を電気信号１３Ａ、
１３Ｂに変換する検知素子（特に限定しないが例えば焦
電体を用いたもの）、１４Ａ、１４Ｂは炎の赤外線エネ
ルギーのゆらぎ周波数を含む所定周波数域の信号を抽出
する周波数フィルタ（抽出手段に相当；以下「フィル
タ」と略す）、１５Ａ、１５Ｂはフィルタリングされた
信号を増幅する増幅部（増幅手段に相当）、１６Ａ、１
６Ｂは増幅後の信号Ｓ１、Ｓ２を所定のしきい値ＴＨ
１、ＴＨ２と比較して火災の発生を判定した際に検出信
号を出力する判定部（判定手段に相当）、１７は判定部
１６Ａ又は判定部１６Ｂから検出信号が出力されたとき
に火災検出信号を出力する出力部である。
１０の概念的な構成図である。この図において、１１Ａ
及び１１Ｂは赤外線エネルギー１２を電気信号１３Ａ、
１３Ｂに変換する検知素子（特に限定しないが例えば焦
電体を用いたもの）、１４Ａ、１４Ｂは炎の赤外線エネ
ルギーのゆらぎ周波数を含む所定周波数域の信号を抽出
する周波数フィルタ（抽出手段に相当；以下「フィル
タ」と略す）、１５Ａ、１５Ｂはフィルタリングされた
信号を増幅する増幅部（増幅手段に相当）、１６Ａ、１
６Ｂは増幅後の信号Ｓ１、Ｓ２を所定のしきい値ＴＨ
１、ＴＨ２と比較して火災の発生を判定した際に検出信
号を出力する判定部（判定手段に相当）、１７は判定部
１６Ａ又は判定部１６Ｂから検出信号が出力されたとき
に火災検出信号を出力する出力部である。
【００１６】ここで、符号に“Ａ”を付した構成要素、
すなわち、検知素子１１Ａ、フィルタ１４Ａ、増幅部１
５Ａ及び判定部１６ＡをＡ系の検知系と呼称し、同様に
“Ｂ”を付した検知素子１１Ｂ、フィルタ１４Ｂ、増幅
部１５Ｂ及び判定部１６ＢをＢ系の検知系と呼称するこ
とにすると、これら二つの検知系は、以下に説明する目
的のため、検出感度が異なるように調節されている点に
特徴がある。
すなわち、検知素子１１Ａ、フィルタ１４Ａ、増幅部１
５Ａ及び判定部１６ＡをＡ系の検知系と呼称し、同様に
“Ｂ”を付した検知素子１１Ｂ、フィルタ１４Ｂ、増幅
部１５Ｂ及び判定部１６ＢをＢ系の検知系と呼称するこ
とにすると、これら二つの検知系は、以下に説明する目
的のため、検出感度が異なるように調節されている点に
特徴がある。
【００１７】図２はＡ系の検知系（以下「Ａ系」と略
す）の検知エリア平面図、図３はＢ系の検知系（以下
「Ｂ系」と略す）の検知エリア平面図である。これら両
図において、２０はＡ系の遠距離検知限界線、２１はＢ
系の遠距離検知限界線、２２はＡ系の近距離検知限界
線、２３はＢ系の近距離検知限界線、２４はＡ系の有効
検知エリア、２５はＢ系の有効検知エリアである。Ａ系
の遠距離検知限界線２０が最も遠く、Ｂ系の遠距離検知
限界線２１、Ａ系の近距離検知限界線２２及びＢ系の近
距離検知限界線２３の順に炎検出装置１０（検知素子１
１Ａ、１１Ｂ）に近くなっている。
す）の検知エリア平面図、図３はＢ系の検知系（以下
「Ｂ系」と略す）の検知エリア平面図である。これら両
図において、２０はＡ系の遠距離検知限界線、２１はＢ
系の遠距離検知限界線、２２はＡ系の近距離検知限界
線、２３はＢ系の近距離検知限界線、２４はＡ系の有効
検知エリア、２５はＢ系の有効検知エリアである。Ａ系
の遠距離検知限界線２０が最も遠く、Ｂ系の遠距離検知
限界線２１、Ａ系の近距離検知限界線２２及びＢ系の近
距離検知限界線２３の順に炎検出装置１０（検知素子１
１Ａ、１１Ｂ）に近くなっている。
【００１８】Ａ系の遠距離検知限界線２０と近距離検知
限界線２２の位置は例えばＡ系の検出感度で決まり、同
様に、Ｂ系の遠距離検知限界線２１と近距離検知限界線
２３の位置はＢ系の検出感度で決まる。そして、各検知
系の検出感度は、Ａ系の増幅部１５ＡとＢ系の増幅部１
５Ｂで各々独立して調節できる。例えば、Ａ系の増幅部
１５Ａの増幅率を、Ｂ系の増幅部１５Ｂの増幅率より高
く設定すれば、Ｂ系の検出感度に比べてＡ系の検出感度
が高く設定されるため、これら四つの限界線２０〜２３
を図示の位置関係にすることができる。
限界線２２の位置は例えばＡ系の検出感度で決まり、同
様に、Ｂ系の遠距離検知限界線２１と近距離検知限界線
２３の位置はＢ系の検出感度で決まる。そして、各検知
系の検出感度は、Ａ系の増幅部１５ＡとＢ系の増幅部１
５Ｂで各々独立して調節できる。例えば、Ａ系の増幅部
１５Ａの増幅率を、Ｂ系の増幅部１５Ｂの増幅率より高
く設定すれば、Ｂ系の検出感度に比べてＡ系の検出感度
が高く設定されるため、これら四つの限界線２０〜２３
を図示の位置関係にすることができる。
【００１９】図４は、検出感度を高く設定した場合（図
４（ａ））と低く設定した場合（図４（ｂ））で距離と
の受信信号レベルとの関係を示す図である。この図にお
いて、ＯＶＦは検知系の出力飽和レベル、ＬＣは火炎か
らの赤外線エネルギーを同一とした場合の距離に応じた
受信レベルの変化を示す線（実際には指数関数曲線であ
るが図では便宜的に直線で表している）である。なお、
ＴＨはレベル比較で火災と判断する場合のしきい値であ
る。
４（ａ））と低く設定した場合（図４（ｂ））で距離と
の受信信号レベルとの関係を示す図である。この図にお
いて、ＯＶＦは検知系の出力飽和レベル、ＬＣは火炎か
らの赤外線エネルギーを同一とした場合の距離に応じた
受信レベルの変化を示す線（実際には指数関数曲線であ
るが図では便宜的に直線で表している）である。なお、
ＴＨはレベル比較で火災と判断する場合のしきい値であ
る。
【００２０】図４（ａ）に示すように、検出感度が充分
に高い場合、近距離Ｌ１からの赤外線エネルギーによる
受信レベルＭ１がＯＶＦを超えるような場合でも、遠距
離Ｌ２からの赤外線エネルギーによる受信レベルＭ２
は、その離隔距離だけＬＣに沿って減少する結果、Ｍ２
＜Ｍ１となり、ＯＶＦを下回る小さなレベルになる。一
方、図４（ｂ）に示すように、同一の条件で検出感度を
低くした場合を考えると、近距離Ｌ１と遠距離Ｌ２から
の赤外線エネルギーによる受信レベルＭ３、Ｍ４は、検
出感度を高くした場合のＭ１、Ｍ２に比べて当然低くな
る。なお、受信レベルＭ４は、当然、受信レベルＭ３に
比べて低くなる。
に高い場合、近距離Ｌ１からの赤外線エネルギーによる
受信レベルＭ１がＯＶＦを超えるような場合でも、遠距
離Ｌ２からの赤外線エネルギーによる受信レベルＭ２
は、その離隔距離だけＬＣに沿って減少する結果、Ｍ２
＜Ｍ１となり、ＯＶＦを下回る小さなレベルになる。一
方、図４（ｂ）に示すように、同一の条件で検出感度を
低くした場合を考えると、近距離Ｌ１と遠距離Ｌ２から
の赤外線エネルギーによる受信レベルＭ３、Ｍ４は、検
出感度を高くした場合のＭ１、Ｍ２に比べて当然低くな
る。なお、受信レベルＭ４は、当然、受信レベルＭ３に
比べて低くなる。
【００２１】以上のことから、 （ａ）検出感度を高くした場合 利点：遠距離Ｌ２からの赤外線エネルギーの信号レベル
Ｍ２が大きいため、有効検知エリアを拡大できる。 欠点：近距離Ｌ１からの赤外線エネルギーの信号レベル
Ｍ１がＯＶＦを超えるため、無効検知エリアも拡大す
る。。 （ｂ）検出感度を低くした場合 利点：近距離Ｌ１からの赤外線エネルギーの信号レベル
Ｍ３がＯＶＦを超えないため、無効検知エリアを縮小で
きる。 欠点：遠距離Ｌ２からの赤外線エネルギーの信号レベル
Ｍ４が小さいため、有効検知エリアも縮小する。 という相反する特性が得られることが分かる。このこと
から、Ａ系とＢ系の検出感度を異ならせることにより、
両系の合成特性として、遠距離Ｌ２からの赤外線エネル
ギーの信号レベルが大きく、且つ、近距離Ｌ１からの赤
外線エネルギーの信号レベルがＯＶＦを超えない、とい
う両系の利点を兼ね備えた好ましい特性を得られるので
ある。すなわち、この好ましい特性を持つことにより、
有効検知エリアを拡大でき、且つ、無効検知エリアを縮
小できるのである。
Ｍ２が大きいため、有効検知エリアを拡大できる。 欠点：近距離Ｌ１からの赤外線エネルギーの信号レベル
Ｍ１がＯＶＦを超えるため、無効検知エリアも拡大す
る。。 （ｂ）検出感度を低くした場合 利点：近距離Ｌ１からの赤外線エネルギーの信号レベル
Ｍ３がＯＶＦを超えないため、無効検知エリアを縮小で
きる。 欠点：遠距離Ｌ２からの赤外線エネルギーの信号レベル
Ｍ４が小さいため、有効検知エリアも縮小する。 という相反する特性が得られることが分かる。このこと
から、Ａ系とＢ系の検出感度を異ならせることにより、
両系の合成特性として、遠距離Ｌ２からの赤外線エネル
ギーの信号レベルが大きく、且つ、近距離Ｌ１からの赤
外線エネルギーの信号レベルがＯＶＦを超えない、とい
う両系の利点を兼ね備えた好ましい特性を得られるので
ある。すなわち、この好ましい特性を持つことにより、
有効検知エリアを拡大でき、且つ、無効検知エリアを縮
小できるのである。
【００２２】図５は、以上のように設定したＡ系及びＢ
系の検知エリアを重畳させた平面図であり、Ａ系の有効
検知エリア２４とＢ系の有効検知エリア２５が一部でオ
ーバラップ（符号２４／２５で示すクロスハッチング部
分）している様子が示されている。この図において、ａ
〜ｆは規定の火災モデルによる火点であり、検知素子１
１Ａ、１１Ｂの検知面に到達する赤外線エネルギーＬ＊
（＊はａ〜ｆ）を強さ順に並べると、Ｌａ＜Ｌｂ＜Ｌｃ
＜Ｌｄ＜Ｌｅ＜Ｌｆである。ここに、ＬａはＡ系の火災
判定のためのしきい値ＴＨ１以下のレベル、ＬｂはＡ系
のしきい値ＴＨ１を若干上回るレベル、ＬｃはＢ系の火
災判定のためのしきい値ＴＨ２を若干上回るレベル、Ｌ
ｄはＡ系の出力飽和レベルＯＶＦ１を若干下回るレベ
ル、ＬｅはＢ系の出力飽和レベルＯＶＦ２を若干下回る
レベル、ＬｆはＢ系の出力飽和レベルＯＶＦ２を完全に
上回るレベルである。なお、火災判定のためのしきい値
ＴＨ１及びＴＨ２の適切なレベルは、各検知系の有効検
知エリア２４、２５の遠距離検知限界線２０、２１上に
火災モデルを置いたときに、その有炎燃焼に伴う赤外線
エネルギーを、他の赤外線放射源（例えば、ランプ類や
ライターの炎）が近距離検知限界線２１、２３上のどこ
にあっても、それらと誤認することなく検知できるレベ
ルで与えられる。
系の検知エリアを重畳させた平面図であり、Ａ系の有効
検知エリア２４とＢ系の有効検知エリア２５が一部でオ
ーバラップ（符号２４／２５で示すクロスハッチング部
分）している様子が示されている。この図において、ａ
〜ｆは規定の火災モデルによる火点であり、検知素子１
１Ａ、１１Ｂの検知面に到達する赤外線エネルギーＬ＊
（＊はａ〜ｆ）を強さ順に並べると、Ｌａ＜Ｌｂ＜Ｌｃ
＜Ｌｄ＜Ｌｅ＜Ｌｆである。ここに、ＬａはＡ系の火災
判定のためのしきい値ＴＨ１以下のレベル、ＬｂはＡ系
のしきい値ＴＨ１を若干上回るレベル、ＬｃはＢ系の火
災判定のためのしきい値ＴＨ２を若干上回るレベル、Ｌ
ｄはＡ系の出力飽和レベルＯＶＦ１を若干下回るレベ
ル、ＬｅはＢ系の出力飽和レベルＯＶＦ２を若干下回る
レベル、ＬｆはＢ系の出力飽和レベルＯＶＦ２を完全に
上回るレベルである。なお、火災判定のためのしきい値
ＴＨ１及びＴＨ２の適切なレベルは、各検知系の有効検
知エリア２４、２５の遠距離検知限界線２０、２１上に
火災モデルを置いたときに、その有炎燃焼に伴う赤外線
エネルギーを、他の赤外線放射源（例えば、ランプ類や
ライターの炎）が近距離検知限界線２１、２３上のどこ
にあっても、それらと誤認することなく検知できるレベ
ルで与えられる。
【００２３】図６は、図５の各火点位置（ａ〜ｆ）に対
応する赤外線エネルギーレベル（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌ
ｄ、Ｌｅ、Ｌｆ）と、しきい値（ＴＨ１、ＴＨ２）及び
出力飽和レベル（ＯＶＦ１、ＯＶＦ２）との関係を示す
概念図である。なお、図中の赤外線エネルギーレベル
（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ、Ｌｅ、Ｌｆ）の順番は、図
面の下から上になるにつれて強く（大きく）なっている
が、その間隔やスケールは実際の強度レベルを表すもの
ではない。単に強度の順位を示しているにすぎない。
応する赤外線エネルギーレベル（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌ
ｄ、Ｌｅ、Ｌｆ）と、しきい値（ＴＨ１、ＴＨ２）及び
出力飽和レベル（ＯＶＦ１、ＯＶＦ２）との関係を示す
概念図である。なお、図中の赤外線エネルギーレベル
（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ、Ｌｅ、Ｌｆ）の順番は、図
面の下から上になるにつれて強く（大きく）なっている
が、その間隔やスケールは実際の強度レベルを表すもの
ではない。単に強度の順位を示しているにすぎない。
【００２４】この図において、ＤＲ１はＡ系の火災とし
て適切に判別できる範囲、ＤＲ２はＢ系の火災として適
切に判別できる範囲である。ＤＲ１の出力飽和レベルＯ
ＶＦ１に対してＤＲ２の出力飽和レベルＯＶＦ２は強
（大）レベル側にシフトし、同様に、ＤＲ１の下限を決
めるしきい値ＴＨ１に対してＤＲ２の下限を決めるしき
い値ＴＨ２も強（大）レベル側にシフトしている。
て適切に判別できる範囲、ＤＲ２はＢ系の火災として適
切に判別できる範囲である。ＤＲ１の出力飽和レベルＯ
ＶＦ１に対してＤＲ２の出力飽和レベルＯＶＦ２は強
（大）レベル側にシフトし、同様に、ＤＲ１の下限を決
めるしきい値ＴＨ１に対してＤＲ２の下限を決めるしき
い値ＴＨ２も強（大）レベル側にシフトしている。
【００２５】以上の構成を有する本実施の形態の炎検出
装置１０によれば、その動作フローチャートを図７に示
すように、Ａ系の増幅部１５Ａの出力信号Ｓ１がしきい
値ＴＨ１を越えた場合（ＳＴＥＰ１のＹＥＳ判定）、ま
たは、Ｂ系の増幅部１５Ｂの出力信号Ｓ２がしきい値Ｔ
Ｈ２を越えた場合（ＳＴＥＰ２のＹＥＳ判定）に火災検
出信号を出力する（ＳＴＥＰ３）という作用が得られ
る。
装置１０によれば、その動作フローチャートを図７に示
すように、Ａ系の増幅部１５Ａの出力信号Ｓ１がしきい
値ＴＨ１を越えた場合（ＳＴＥＰ１のＹＥＳ判定）、ま
たは、Ｂ系の増幅部１５Ｂの出力信号Ｓ２がしきい値Ｔ
Ｈ２を越えた場合（ＳＴＥＰ２のＹＥＳ判定）に火災検
出信号を出力する（ＳＴＥＰ３）という作用が得られ
る。
【００２６】すなわち、図６のＬｄ、Ｌｃ又はＬｂで考
えると、これらはＡ系のしきい値ＴＨ１を越えるととも
にＡ系の出力飽和レベルＯＶＦ１を下回っているから、
Ｌｄ、Ｌｃ又はＬｂの検知に伴って火災検出信号を出力
でき、また、Ｌｅ、Ｌｄ又はＬｃで考えると、これらは
Ｂ系のしきい値ＴＨ２を越えるとともにＢ系の出力飽和
レベルＯＶＦ２を下回っているから、Ｌｅ、Ｌｄ又はＬ
ｃの検知に伴って火災検出信号を出力でき、結局、従来
技術では検知できなかった位置「ｅ」の火点を加えて、
「ｄ」、「ｃ」及び「ｂ」の各位置の火点を検出できる
という作用効果が得られる。
えると、これらはＡ系のしきい値ＴＨ１を越えるととも
にＡ系の出力飽和レベルＯＶＦ１を下回っているから、
Ｌｄ、Ｌｃ又はＬｂの検知に伴って火災検出信号を出力
でき、また、Ｌｅ、Ｌｄ又はＬｃで考えると、これらは
Ｂ系のしきい値ＴＨ２を越えるとともにＢ系の出力飽和
レベルＯＶＦ２を下回っているから、Ｌｅ、Ｌｄ又はＬ
ｃの検知に伴って火災検出信号を出力でき、結局、従来
技術では検知できなかった位置「ｅ」の火点を加えて、
「ｄ」、「ｃ」及び「ｂ」の各位置の火点を検出できる
という作用効果が得られる。
【００２７】かかる効果は、炎検出装置１０に二つの検
知系を備えるとともに、各検知系の検出感度を異ならせ
たことによって、遠距離検知限界線を遠くに置くことと
近距離検知限界線を近くに置くことを両立できたからで
あり、遠距離検知限界距離Ｌｍａｘを犠牲にすることな
く、無効検知エリアを縮小することができ、実質的な有
効検知エリア（有効検知エリア２４＋有効検知エリア２
５）を拡大できたからである。
知系を備えるとともに、各検知系の検出感度を異ならせ
たことによって、遠距離検知限界線を遠くに置くことと
近距離検知限界線を近くに置くことを両立できたからで
あり、遠距離検知限界距離Ｌｍａｘを犠牲にすることな
く、無効検知エリアを縮小することができ、実質的な有
効検知エリア（有効検知エリア２４＋有効検知エリア２
５）を拡大できたからである。
【００２８】なお、上記実施の形態では、Ａ系とＢ系の
検出感度を異ならせる方法として増幅部の増幅率を調節
しているが、本発明はこれに限らない。要は、Ａ系とＢ
系の検出感度を異ならせて、検知エリアを図２や図３の
ようにすればよく、例えば、Ａ系とＢ系の検知波長帯域
を異ならせたり、しきい値レベルを異ならせたりしても
よい。
検出感度を異ならせる方法として増幅部の増幅率を調節
しているが、本発明はこれに限らない。要は、Ａ系とＢ
系の検出感度を異ならせて、検知エリアを図２や図３の
ようにすればよく、例えば、Ａ系とＢ系の検知波長帯域
を異ならせたり、しきい値レベルを異ならせたりしても
よい。
【００２９】図８は、有炎燃焼の赤外線エネルギーのス
ペクトル分布図であり、４．５μｍ付近のピークは、い
わゆるＣＯ2共鳴放射によるものである。今、Ａ系とＢ
系の増幅率やしきい値レベル等の検知波長帯以外の条件
を同一にするとともに、Ａ系の検知素子１１Ａの検知面
前面に広帯域（例えば３〜５μｍ）の光学波長フィルタ
を設け、且つ、Ｂ系の検知素子１１Ｂの検知面前面に挟
帯域（例えば４．５μｍを中心とするもの）の光学波長
フィルタを設ければ、これら二つの検知系で同一の炎を
検出したときに得られる赤外線エネルギーの強度は、Ａ
系の場合に右下がりハッチング部分、Ｂ系の場合にクロ
スハッチング部分の面積相当となって、広帯域側（Ａ
系）で強く、挟帯域側（Ｂ系）で弱くなるから、結果的
に検出感度を異ならせることとなり、上記実施の形態と
同様の作用効果を得ることができる。なお、この実施の
形態の場合には、光学波長フィルタ以外の回路構成を同
一にでき、且つ、回路特性を揃えることができるので、
製造コストを抑制できるというメリットが得られる。
ペクトル分布図であり、４．５μｍ付近のピークは、い
わゆるＣＯ2共鳴放射によるものである。今、Ａ系とＢ
系の増幅率やしきい値レベル等の検知波長帯以外の条件
を同一にするとともに、Ａ系の検知素子１１Ａの検知面
前面に広帯域（例えば３〜５μｍ）の光学波長フィルタ
を設け、且つ、Ｂ系の検知素子１１Ｂの検知面前面に挟
帯域（例えば４．５μｍを中心とするもの）の光学波長
フィルタを設ければ、これら二つの検知系で同一の炎を
検出したときに得られる赤外線エネルギーの強度は、Ａ
系の場合に右下がりハッチング部分、Ｂ系の場合にクロ
スハッチング部分の面積相当となって、広帯域側（Ａ
系）で強く、挟帯域側（Ｂ系）で弱くなるから、結果的
に検出感度を異ならせることとなり、上記実施の形態と
同様の作用効果を得ることができる。なお、この実施の
形態の場合には、光学波長フィルタ以外の回路構成を同
一にでき、且つ、回路特性を揃えることができるので、
製造コストを抑制できるというメリットが得られる。
【００３０】図９は、火点位置を大まかに把握できるよ
うに改良した炎検出装置の構成図であり、上記実施例と
共通する構成要素に同一の符号を付すことにすれば、相
違点は、Ａ系の判定部１６Ａの火災判定結果とＢ系の判
定部１６Ｂの火災判定結果に基づいて火点位置を三つの
領域ＥA〜ＥCに判定する位置判定部３１と、位置判定部
３１による火災位置の判定結果を火災検出信号としてす
る位置情報出力部３２とを備えた点にある。
うに改良した炎検出装置の構成図であり、上記実施例と
共通する構成要素に同一の符号を付すことにすれば、相
違点は、Ａ系の判定部１６Ａの火災判定結果とＢ系の判
定部１６Ｂの火災判定結果に基づいて火点位置を三つの
領域ＥA〜ＥCに判定する位置判定部３１と、位置判定部
３１による火災位置の判定結果を火災検出信号としてす
る位置情報出力部３２とを備えた点にある。
【００３１】図１０は、位置判定部３１における判定概
念図であり、位置判定部３１は、Ａ系とＢ系の火災判定
結果の組み合わせ（Ａ系だけの火災判定、ＡＢ両系の火
災判定、Ｂ系だけの火災判定、両系の非火災判定）のう
ちの（４）を除く、（１）〜（３）について、火点エリ
アＥA、ＥB及びＥCにおける火災発生を判定する。
念図であり、位置判定部３１は、Ａ系とＢ系の火災判定
結果の組み合わせ（Ａ系だけの火災判定、ＡＢ両系の火
災判定、Ｂ系だけの火災判定、両系の非火災判定）のう
ちの（４）を除く、（１）〜（３）について、火点エリ
アＥA、ＥB及びＥCにおける火災発生を判定する。
【００３２】これらの組み合わせを図５の検知エリア平
面図に当てはめると、（１）はＥCに相当し、（２）は
ＥBに相当し、（３）はＥAに相当し、（４）はエリア外
又は無効検知エリアに相当するから、結局、Ａ系の火災
判定結果とＢ系の火災判定結果を利用することにより、
火点位置の判定を行うことができる。
面図に当てはめると、（１）はＥCに相当し、（２）は
ＥBに相当し、（３）はＥAに相当し、（４）はエリア外
又は無効検知エリアに相当するから、結局、Ａ系の火災
判定結果とＢ系の火災判定結果を利用することにより、
火点位置の判定を行うことができる。
【００３３】図１１は、火点位置を大まかに把握できる
ように改良した炎検出装置の他の構成図であり、上記実
施例と共通する構成要素に同一の符号を付すことにすれ
ば、相違点は、Ａ系の増幅部１５Ａの出力信号Ｓ１とＢ
系の増幅部１５Ｂの出力信号Ｓ２の相関値を六つのしき
い値ＴＨ３〜ＴＨ８と比較して火点位置を三つの領域Ｅ
A〜ＥCで判定する位置判定部３１′と、火災検出信号の
出力時に位置判定部３１′による火災位置の判定結果を
火点検出信号として出力する位置情報出力部３２′とを
備えた点にある。
ように改良した炎検出装置の他の構成図であり、上記実
施例と共通する構成要素に同一の符号を付すことにすれ
ば、相違点は、Ａ系の増幅部１５Ａの出力信号Ｓ１とＢ
系の増幅部１５Ｂの出力信号Ｓ２の相関値を六つのしき
い値ＴＨ３〜ＴＨ８と比較して火点位置を三つの領域Ｅ
A〜ＥCで判定する位置判定部３１′と、火災検出信号の
出力時に位置判定部３１′による火災位置の判定結果を
火点検出信号として出力する位置情報出力部３２′とを
備えた点にある。
【００３４】図１２は、位置判定部３１′及び位置情報
出力部３２′の動作フローチャートであり、このフロー
では、まず、Ｓ１／Ｓ２を変数Ｒにセット（ＳＴＥＰ１
０）した後、ＴＨ３＜Ｒ＜ＴＨ４、ＴＨ５＜Ｒ＜ＴＨ６
及びＴＨ７＜Ｒ＜ＴＨ８の各判定条件を順次に評価し
（ＳＴＥＰ１１〜ＳＴＥＰ１３）、それぞれの条件を満
たしたときに火災検出位置ＥA、ＥB又はＥCを判定し、
火災検出信号の出力に合わせて各検出位置の情報を出力
する（ＳＴＥＰ１４〜ＳＴＥＰ１６）というものであ
る。
出力部３２′の動作フローチャートであり、このフロー
では、まず、Ｓ１／Ｓ２を変数Ｒにセット（ＳＴＥＰ１
０）した後、ＴＨ３＜Ｒ＜ＴＨ４、ＴＨ５＜Ｒ＜ＴＨ６
及びＴＨ７＜Ｒ＜ＴＨ８の各判定条件を順次に評価し
（ＳＴＥＰ１１〜ＳＴＥＰ１３）、それぞれの条件を満
たしたときに火災検出位置ＥA、ＥB又はＥCを判定し、
火災検出信号の出力に合わせて各検出位置の情報を出力
する（ＳＴＥＰ１４〜ＳＴＥＰ１６）というものであ
る。
【００３５】Ｓ１／Ｓ２は、火災を判定した検知系がＡ
系であるか又はＢ系であるか若しくはその両方の系であ
るかを判定するための演算値である。すなわち、Ａ系の
みで火災を検出した場合はＳ２は０に近づきＲは最大と
なり、Ｂ系のみで火災を検出した場合はＳ１は０に近づ
きＲは最小となり、ＡＢ両系で火災を検出した場合はＳ
１とＳ２は近づきＲが１に近づくから、Ｒ（＝Ｓ１／Ｓ
２）の値を適当なしきい値と比較することにより、火災
発生の位置（領域）を判定することができる。なお、実
際の演算処理テクニックでは、Ｓ２＝０の場合のゼロ除
算エラーを回避するために、Ｓ１／Ｓ２の演算前にＲに
無限大若しくは事実上無限大とみなすことのできる最大
値（以下、便宜的に∞）をセットするが、ここでは特に
言及しない。
系であるか又はＢ系であるか若しくはその両方の系であ
るかを判定するための演算値である。すなわち、Ａ系の
みで火災を検出した場合はＳ２は０に近づきＲは最大と
なり、Ｂ系のみで火災を検出した場合はＳ１は０に近づ
きＲは最小となり、ＡＢ両系で火災を検出した場合はＳ
１とＳ２は近づきＲが１に近づくから、Ｒ（＝Ｓ１／Ｓ
２）の値を適当なしきい値と比較することにより、火災
発生の位置（領域）を判定することができる。なお、実
際の演算処理テクニックでは、Ｓ２＝０の場合のゼロ除
算エラーを回避するために、Ｓ１／Ｓ２の演算前にＲに
無限大若しくは事実上無限大とみなすことのできる最大
値（以下、便宜的に∞）をセットするが、ここでは特に
言及しない。
【００３６】ここで、六つのしきい値（ＴＨ３〜ＴＨ
８）の大小関係は、ＴＨ３＜ＴＨ４＜ＴＨ５＜ＴＨ６＜
ＴＨ７＜ＴＨ８であり、これらのしきい値のレベルを適
切に設定することによって、検出位置ＥAをＢ系の近距
離検知限界線２３とＡ系の近距離検知限界線２２の間に
置くことができ、また、検出位置ＥBをＡ系の近距離検
知限界線２２とＢ系の遠距離検知限界線２１の間に置く
ことができ、さらに、検出位置ＥCをＢ系の遠距離検知
限界線２１とＡ系の遠距離検知限界線２０の間に置くこ
とができる（図４参照）。
８）の大小関係は、ＴＨ３＜ＴＨ４＜ＴＨ５＜ＴＨ６＜
ＴＨ７＜ＴＨ８であり、これらのしきい値のレベルを適
切に設定することによって、検出位置ＥAをＢ系の近距
離検知限界線２３とＡ系の近距離検知限界線２２の間に
置くことができ、また、検出位置ＥBをＡ系の近距離検
知限界線２２とＢ系の遠距離検知限界線２１の間に置く
ことができ、さらに、検出位置ＥCをＢ系の遠距離検知
限界線２１とＡ系の遠距離検知限界線２０の間に置くこ
とができる（図４参照）。
【００３７】したがって、図９又は図１１に示す実施の
形態の場合、火点位置を三つの領域（ＥA、ＥB、ＥC）
に分けて把握できるので、例えば、放水銃に対する放水
ポイントを同領域の大きさで指定することができ、従来
技術に比べて狭い範囲への放水指示が可能になるので、
放水量を節約して給水設備の簡素化を図ることができる
という格別な効果が得られる。
形態の場合、火点位置を三つの領域（ＥA、ＥB、ＥC）
に分けて把握できるので、例えば、放水銃に対する放水
ポイントを同領域の大きさで指定することができ、従来
技術に比べて狭い範囲への放水指示が可能になるので、
放水量を節約して給水設備の簡素化を図ることができる
という格別な効果が得られる。
【００３８】なお、上記の各実施の形態において、図１
３に示すように、二つの検知素子１１Ａ、１１Ｂを一つ
のパッケージ４０に収めるようにすると、炎検出装置へ
の実装が容易になるうえ、小型化も図れるから望まし
く、さらに、パッケージ４０を焦電薄膜型赤外線素子を
用いたアレイ構造とすれば、従来型の焦電素子に比べて
熱応答がよくなり、良好な感度特性が得られるので好ま
しい。
３に示すように、二つの検知素子１１Ａ、１１Ｂを一つ
のパッケージ４０に収めるようにすると、炎検出装置へ
の実装が容易になるうえ、小型化も図れるから望まし
く、さらに、パッケージ４０を焦電薄膜型赤外線素子を
用いたアレイ構造とすれば、従来型の焦電素子に比べて
熱応答がよくなり、良好な感度特性が得られるので好ま
しい。
【００３９】図１４は、二つの検知素子１１Ａ、１１Ｂ
のレイアウト図である。検知素子１１Ａ、１１Ｂはでき
るだけ接近して隣り合うように、且つ、その検知面が同
方向を向くように配置されている。具体的には、検知素
子１１Ａ、１１Ｂは、パッケージ４１Ａ、４１Ｂ内に実
装され、パッケージ４１Ａ、４１Ｂの前面に設けられた
受光窓４２Ａ、４２Ｂを介して入射される赤外線を受光
する。４３Ａ、４３Ｂはこうが区は値用バンドパスフィ
ルタで、受光窓４２Ａ、４２Ｂに実装されている。検知
素子１１Ａ、１１Ｂと受光窓４２Ａ、４２Ｂとの位置関
係等で決まる検知素子１１Ａ、１１Ｂの各々の検知角度
（有効検知エリアの広がり角）はともに２θであるが、
充分に離れた場所で見た場合、これら二つの検知素子１
１Ａ、１１Ｂの合成検知角度は正確には≒２θであるも
のの単一の検知角度２θと等値とみなして差し支えな
い。
のレイアウト図である。検知素子１１Ａ、１１Ｂはでき
るだけ接近して隣り合うように、且つ、その検知面が同
方向を向くように配置されている。具体的には、検知素
子１１Ａ、１１Ｂは、パッケージ４１Ａ、４１Ｂ内に実
装され、パッケージ４１Ａ、４１Ｂの前面に設けられた
受光窓４２Ａ、４２Ｂを介して入射される赤外線を受光
する。４３Ａ、４３Ｂはこうが区は値用バンドパスフィ
ルタで、受光窓４２Ａ、４２Ｂに実装されている。検知
素子１１Ａ、１１Ｂと受光窓４２Ａ、４２Ｂとの位置関
係等で決まる検知素子１１Ａ、１１Ｂの各々の検知角度
（有効検知エリアの広がり角）はともに２θであるが、
充分に離れた場所で見た場合、これら二つの検知素子１
１Ａ、１１Ｂの合成検知角度は正確には≒２θであるも
のの単一の検知角度２θと等値とみなして差し支えな
い。
【００４０】なお、検知素子毎の検知角度のバラツキに
より、合成検知角度と単一の検知角度との差を無視でき
ない場合は、図１５に示すように、二つの検知素子１１
Ａ、１１Ｂの周囲に適当な遮光部材（有効検知エリア制
限手段に相当）５０、５１を設けることが望ましい。遮
光部材５０、５１の位置や高さなどを調節することによ
り、二つの検知素子１１Ａ、１１Ｂの合成検知角度を２
θ′に設定することができる。
より、合成検知角度と単一の検知角度との差を無視でき
ない場合は、図１５に示すように、二つの検知素子１１
Ａ、１１Ｂの周囲に適当な遮光部材（有効検知エリア制
限手段に相当）５０、５１を設けることが望ましい。遮
光部材５０、５１の位置や高さなどを調節することによ
り、二つの検知素子１１Ａ、１１Ｂの合成検知角度を２
θ′に設定することができる。
【００４１】なお、上記実施の形態にあっては、検知系
をＡ系とＢ系の二系統にしているが、三系統若しくはそ
れ以上の多系統にして、各系の検知系毎に検出感度を異
ならせてもよい。また、検知系を増やすことで、図９や
図１１に示す実施の形態の場合、更に細かく火点位置を
特定することができる。
をＡ系とＢ系の二系統にしているが、三系統若しくはそ
れ以上の多系統にして、各系の検知系毎に検出感度を異
ならせてもよい。また、検知系を増やすことで、図９や
図１１に示す実施の形態の場合、更に細かく火点位置を
特定することができる。
【発明の効果】本発明によれば、赤外線エネルギーを電
気信号に変換する検知素子を含む検知系を複数備え、複
数の検知系毎の検出感度をそれぞれ異ならせるととも
に、複数の検知系毎の検知素子を直近且つ同方向を向く
ように配置するようにしたので、遠距離検知限界線を遠
くに置くことと近距離検知限界線を近くに置くことを両
立でき、実質的な有効検知エリアを拡大できる。
気信号に変換する検知素子を含む検知系を複数備え、複
数の検知系毎の検出感度をそれぞれ異ならせるととも
に、複数の検知系毎の検知素子を直近且つ同方向を向く
ように配置するようにしたので、遠距離検知限界線を遠
くに置くことと近距離検知限界線を近くに置くことを両
立でき、実質的な有効検知エリアを拡大できる。
【００４２】また、前記検知系は、検知素子の出力信号
から炎の赤外線成分を抽出する抽出手段、抽出手段の出
力信号を所定の増幅率により増幅して出力する増幅手
段、及び、増幅手段から出力される出力信号により火災
の判定を行う判定手段を備え、前記複数の検知系の判定
手段での判定結果に基づいて火災発生位置を特定する位
置判定部、若しくは、前記複数の検知系の増幅手段から
出力される出力信号のレベルの相関関係に基づいて火災
発生位置を特定する位置判定部を有するので、検知エリ
アで発生した炎の位置を把握することができる。
から炎の赤外線成分を抽出する抽出手段、抽出手段の出
力信号を所定の増幅率により増幅して出力する増幅手
段、及び、増幅手段から出力される出力信号により火災
の判定を行う判定手段を備え、前記複数の検知系の判定
手段での判定結果に基づいて火災発生位置を特定する位
置判定部、若しくは、前記複数の検知系の増幅手段から
出力される出力信号のレベルの相関関係に基づいて火災
発生位置を特定する位置判定部を有するので、検知エリ
アで発生した炎の位置を把握することができる。
【図１】実施の形態のブロック図である。
【図２】Ａ系の検知エリア平面図である。
【図３】Ｂ系の検知エリア平面図である。
【図４】検出感度と受信信号レベルの関係を示す図であ
る。
る。
【図５】ＡＢ両系を合わせた検知エリア平面図である。
【図６】ＡＢ両系のしきい値及び出力飽和レベルのレベ
ル関係図である。
ル関係図である。
【図７】実施の形態の火災判定フローチャートである。
【図８】有炎燃焼の赤外線エネルギーのスペクトル分布
図である。
図である。
【図９】火点位置判定のための構成図である。
【図１０】火点位置判定の判定概念図である。
【図１１】他の実施の形態のブロック図である。
【図１２】他の実施の形態の火点位置判定フローチャー
トである。
トである。
【図１３】パッケージ化された検知素子を含む要部ブロ
ック構成図である。
ック構成図である。
【図１４】検知素子のレイアウト図である。
【図１５】遮光部材を含む検知素子のレイアウト図であ
る。
る。
【図１６】従来例の概念的な構成図である。
【図１７】有炎燃焼に伴う赤外線エネルギーの放射強度
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図１８】従来例の検知エリア平面図である。
１１Ａ 検知素子 １１Ｂ 検知素子 １４Ａ 周波数フィルタ（抽出手段） １４Ｂ 周波数フィルタ（抽出手段） １５Ａ 増幅部（増幅手段） １５Ｂ 増幅部（増幅手段） １６Ａ 判定部（判定手段） １６Ｂ 判定部（判定手段） ３１、３１′ 位置判定部 ５０、５１ 遮光部材（有効検知エリア制限手段）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年４月１日（１９９９．４．１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】 図４は、検出感度を高く設定した場合
（図４（ａ））と低く設定した場合（図４（ｂ））で距
離との受信信号レベルとの関係を示す図である。この図
において、ＯＶＦは検知系の出力飽和レベル、ＬＣは火
炎からの赤外線エネルギーを同一とした場合の距離に応
じた受信レベルの変化を示す線（実際には指数関数曲線
であるが図では便宜的に直線で表している）である。な
お、ＴＨはレベルで火災と判断する場合のしきい値であ
る。
（図４（ａ））と低く設定した場合（図４（ｂ））で距
離との受信信号レベルとの関係を示す図である。この図
において、ＯＶＦは検知系の出力飽和レベル、ＬＣは火
炎からの赤外線エネルギーを同一とした場合の距離に応
じた受信レベルの変化を示す線（実際には指数関数曲線
であるが図では便宜的に直線で表している）である。な
お、ＴＨはレベルで火災と判断する場合のしきい値であ
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】 図５は、以上のように設定したＡ系及び
Ｂ系の検知エリアを重畳させた平面図であり、Ａ系の有
効検知エリア２４とＢ系の有効検知エリア２５が一部で
オーバラップ（符号２４／２５で示すクロスハッチング
部分）している様子が示されている。この図において、
ａ〜ｆは規定の火災モデルによる火点であり、検知素子
１１Ａ、１１Ｂの検知面に到達する赤外線エネルギーＬ
＊（＊はａ〜ｆ）を強さ順に並べると、Ｌａ＜Ｌｂ＜Ｌ
ｃ＜Ｌｄ＜Ｌｅ＜Ｌｆである。ここに、ＬａはＡ系の火
災判定のためのしきい値ＴＨ１以下のレベル、ＬｂはＡ
系のしきい値ＴＨ１を若干上回るレベル、ＬｃはＢ系の
火災判定のためのしきい値ＴＨ２を若干上回るレベル、
ＬｄはＡ系の出力飽和レベルＯＶＦ１を若干下回るレベ
ル、ＬｅはＢ系の出力飽和レベルＯＶＦ２を若干下回る
レベル、ＬｆはＢ系の出力飽和レベルＯＶＦ２を完全に
上回るレベルである。なお、火災判定のためのしきい値
ＴＨ１及びＴＨ２の適切なレベルは、各検知系の有効検
知エリア２４、２５の遠距離検知限界線２０、２１上に
火災モデルを置いたときに、その有炎燃焼に伴う赤外線
エネルギーを、他の赤外線放射源（例えば、ランプ類や
ライターの炎）が近距離検知限界線２２、２３上のどこ
にあっても、それらと誤認することなく検知できるレベ
ルで与えられる。
Ｂ系の検知エリアを重畳させた平面図であり、Ａ系の有
効検知エリア２４とＢ系の有効検知エリア２５が一部で
オーバラップ（符号２４／２５で示すクロスハッチング
部分）している様子が示されている。この図において、
ａ〜ｆは規定の火災モデルによる火点であり、検知素子
１１Ａ、１１Ｂの検知面に到達する赤外線エネルギーＬ
＊（＊はａ〜ｆ）を強さ順に並べると、Ｌａ＜Ｌｂ＜Ｌ
ｃ＜Ｌｄ＜Ｌｅ＜Ｌｆである。ここに、ＬａはＡ系の火
災判定のためのしきい値ＴＨ１以下のレベル、ＬｂはＡ
系のしきい値ＴＨ１を若干上回るレベル、ＬｃはＢ系の
火災判定のためのしきい値ＴＨ２を若干上回るレベル、
ＬｄはＡ系の出力飽和レベルＯＶＦ１を若干下回るレベ
ル、ＬｅはＢ系の出力飽和レベルＯＶＦ２を若干下回る
レベル、ＬｆはＢ系の出力飽和レベルＯＶＦ２を完全に
上回るレベルである。なお、火災判定のためのしきい値
ＴＨ１及びＴＨ２の適切なレベルは、各検知系の有効検
知エリア２４、２５の遠距離検知限界線２０、２１上に
火災モデルを置いたときに、その有炎燃焼に伴う赤外線
エネルギーを、他の赤外線放射源（例えば、ランプ類や
ライターの炎）が近距離検知限界線２２、２３上のどこ
にあっても、それらと誤認することなく検知できるレベ
ルで与えられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】 図９は、火点位置を大まかに把握できる
ように改良した炎検出装置の構成図であり、上記実施例
と共通する構成要素に同一の符号を付すことにすれば、
相違点は、Ａ系の判定部１６Ａの火災判定結果とＢ系の
判定部１６Ｂの火災判定結果に基づいて火点位置を三つ
の領域ＥA〜ＥCに判定する位置判定部３１と、位置判定
部３１による火災位置の判定結果を火点検出信号として
出力する位置情報出力部３２とを備えた点にある。
ように改良した炎検出装置の構成図であり、上記実施例
と共通する構成要素に同一の符号を付すことにすれば、
相違点は、Ａ系の判定部１６Ａの火災判定結果とＢ系の
判定部１６Ｂの火災判定結果に基づいて火点位置を三つ
の領域ＥA〜ＥCに判定する位置判定部３１と、位置判定
部３１による火災位置の判定結果を火点検出信号として
出力する位置情報出力部３２とを備えた点にある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３９】 図１４は、二つの検知素子１１Ａ、１１
Ｂのレイアウト図である。検知素子１１Ａ、１１Ｂはで
きるだけ接近して隣り合うように、且つ、その検知面が
同方向を向くように配置されている。具体的には、検知
素子１１Ａ、１１Ｂは、パッケージ４１Ａ、４１Ｂ内に
実装され、パッケージ４１Ａ、４１Ｂの前面に設けられ
た受光窓４２Ａ、４２Ｂを介して入射される赤外線を受
光する。４３Ａ、４３Ｂは光学波長バンドパスフィルタ
で、受光窓４２Ａ、４２Ｂに実装されている。検知素子
１１Ａ、１１Ｂと受光窓４２Ａ、４２Ｂとの位置関係等
で決まる検知素子１１Ａ、１１Ｂの各々の検知角度（有
効検知エリアの広がり角）はともに２θであるが、充分
に離れた場所で見た場合、これら二つの検知素子１１
Ａ、１１Ｂの合成検知角度は正確には≒２θであるもの
の単一の検知角度２θと等値とみなして差し支えない。
Ｂのレイアウト図である。検知素子１１Ａ、１１Ｂはで
きるだけ接近して隣り合うように、且つ、その検知面が
同方向を向くように配置されている。具体的には、検知
素子１１Ａ、１１Ｂは、パッケージ４１Ａ、４１Ｂ内に
実装され、パッケージ４１Ａ、４１Ｂの前面に設けられ
た受光窓４２Ａ、４２Ｂを介して入射される赤外線を受
光する。４３Ａ、４３Ｂは光学波長バンドパスフィルタ
で、受光窓４２Ａ、４２Ｂに実装されている。検知素子
１１Ａ、１１Ｂと受光窓４２Ａ、４２Ｂとの位置関係等
で決まる検知素子１１Ａ、１１Ｂの各々の検知角度（有
効検知エリアの広がり角）はともに２θであるが、充分
に離れた場所で見た場合、これら二つの検知素子１１
Ａ、１１Ｂの合成検知角度は正確には≒２θであるもの
の単一の検知角度２θと等値とみなして差し支えない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相澤 真人 東京都品川区上大崎２丁目10番43号 ホー チキ株式会社内 Ｆターム(参考） 2G065 AB02 BA13 BA34 BA36 BA37 BB26 BB46 BC03 BC14 DA06 5C085 AA13 AB01 AB08 AC03 BA14 CA04 CA07 CA30 FA20
Claims (9)
- 【請求項１】 赤外線エネルギーを電気信号に変換する
検知素子と、 前記検知素子の出力信号から炎の赤外線成分を抽出する
抽出手段と、 前記抽出手段の出力信号を所定の増幅率により増幅して
出力する増幅手段と、 前記増幅手段から出力される出力信号により火災の判定
を行う判定手段とを含む検知系を複数備え、 前記複数の検知系毎の検出感度をそれぞれ異ならせると
ともに、 前記複数の検知系毎の検知素子を直近且つ同方向を向く
ように配置することを特徴とする炎検出装置。 - 【請求項２】 前記増幅手段の増幅率を前記複数の検知
系毎に異ならせることで検出感度をそれぞれ異ならせる
ことを特徴とする請求項１記載の炎検出装置。 - 【請求項３】 検知波長帯域を前記複数の検知系毎に異
ならせることで検出感度をそれぞれ異ならせることを特
徴とする請求項１記載の炎検出装置。 - 【請求項４】 前記判定手段の火災判定を行うためのし
きい値を前記複数の検知系毎に異ならせることで検出感
度をそれぞれ異ならせることを特徴とする請求項１記載
の炎検出装置。 - 【請求項５】 前記増幅手段の増幅率、前記判定手段の
火災判定を行うためのしきい値、検知波長帯域のうちの
少なくとも２つを組み合わせて前記複数の検知系毎に異
ならせることで検出感度をそれぞれ異ならせることを特
徴とする請求項１記載の炎検出装置。 - 【請求項６】 前記複数の検知系の判定手段での判定結
果に基づいて火災発生位置を特定する位置判定部を備え
たことを特徴とする請求項１記載の炎検出装置。 - 【請求項７】 前記複数の検知系の増幅手段から出力さ
れる出力信号のレベルの相関関係に基づいて火災発生位
置を特定する位置判定部を備えたことを特徴とする請求
項１記載の炎検出装置。 - 【請求項８】 前記複数の検知系毎の有効検知エリアの
広がり角を略同一にする有効検知エリア制限手段を備え
たことを特徴とする請求項１記載の炎検出装置。 - 【請求項９】 前記複数の検知系毎の検知素子は、一体
的にパッケージ化されたことを特徴とする請求項１記載
の炎検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01753999A JP3781247B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 炎検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01753999A JP3781247B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 炎検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000215364A true JP2000215364A (ja) | 2000-08-04 |
| JP3781247B2 JP3781247B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=11946734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01753999A Expired - Fee Related JP3781247B2 (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 炎検出装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000321132A (ja) * | 1999-05-14 | 2000-11-24 | Kokusai Gijutsu Kaihatsu Kk | 炎感知器 |
| JP2001356047A (ja) * | 2000-06-14 | 2001-12-26 | Hochiki Corp | 炎検出装置およびその検知感度設定方法 |
| JP2003227750A (ja) * | 2001-11-30 | 2003-08-15 | Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd | 炎感知器 |
| JP2003263688A (ja) * | 2002-03-07 | 2003-09-19 | Nohmi Bosai Ltd | 炎感知器 |
| KR100492189B1 (ko) * | 2002-09-11 | 2005-06-02 | 주식회사 금륜방재산업 | 원 거리 화재 탐지 식별 장치 |
| JP2009075132A (ja) * | 1999-12-28 | 2009-04-09 | Hochiki Corp | 炎検出装置 |
| JP2010175562A (ja) * | 2010-04-28 | 2010-08-12 | Hochiki Corp | 炎検出装置およびその検知感度設定方法 |
| JP2019174321A (ja) * | 2018-03-29 | 2019-10-10 | ホーチキ株式会社 | 炎検出装置 |
| JP2022160504A (ja) * | 2018-03-29 | 2022-10-19 | ホーチキ株式会社 | 炎検出装置 |
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| JPS57173030U (ja) * | 1981-04-24 | 1982-10-30 | ||
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| JPH075036A (ja) * | 1992-12-24 | 1995-01-10 | Gold Star Co Ltd | 人体感知センサー及びその製造方法 |
| JPH08297161A (ja) * | 1995-04-13 | 1996-11-12 | Samsung Electron Co Ltd | 赤外線物体検出装置 |
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-
1999
- 1999-01-26 JP JP01753999A patent/JP3781247B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2022160504A (ja) * | 2018-03-29 | 2022-10-19 | ホーチキ株式会社 | 炎検出装置 |
| JP7184269B2 (ja) | 2018-03-29 | 2022-12-06 | ホーチキ株式会社 | 炎検出装置 |
| JP7400034B2 (ja) | 2018-03-29 | 2023-12-18 | ホーチキ株式会社 | 炎検出装置 |
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| JP3781247B2 (ja) | 2006-05-31 |
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