JP2010003248A

JP2010003248A - 火災警報器

Info

Publication number: JP2010003248A
Application number: JP2008163589A
Authority: JP
Inventors: Hideki Takahashi; 英樹高橋; Hisafumi Ozawa; 尚史小澤; Hiromasa Takashima; 裕正高島
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2010-01-07

Abstract

【課題】煙センサ１２を備えた火災警報器において、煙センサ１２のノイズによる出力の影響を防止する。
【解決手段】制御部１１がセンサ駆動回路１３により煙センサ１２の発光部をパルス発光させるとともに受光部からの受光信号を入力する。この受光信号を制御部１１内でＡ／Ｄ変換して実測データとして取り込む。実測データをＲＡＭ１１ｃのリングバッファに順次格納する。リングバッファの３つの実測データの移動平均演算を行う。移動平均演算の演算結果を煙濃度Ｓｉとして記憶する。煙濃度Ｓｉと火災判定閾値（１０％／ｍ）と比較し、火災判定閾値以上を５回検出すると警報状態とする。また、警報状態で警報解除閾値（８％／ｍ）以下を２回検出すると警報を解除する。今回の実測データと前回の実測データとの差の絶対値が８％／ｍ（変動許容範囲）を越えた場合には今回の実測データは削除し、移動平均演算に用いない。
【選択図】図１

Description

本発明は、煙センサにより監視領域における煙濃度を検出して火災警報を出力する火災警報器に関する。

従来の火災警報器としては、例えば特開２００８−７７３０７号公報（特許文献１）に開示されたものがある。この従来の火災警報器は、火災センサのセンサ出力の移動平均値を火災検出信号とし、この移動平均による火災検出信号と火災判定閾値とにより火災発生を判定するものである。そして、この移動平均値を採用することにより、調理等の一過性の煙が発生した場合の瞬間的な煙濃度の上昇による誤報の発生を軽減するものである。
特開２００８−７７３０７号公報

しかしながら、煙センサは、例えばＬＥＤを発光させて煙に照射し、その散乱された光をフォトディテクタで受光し、その受光信号（受光量）の強度により煙りの濃度を実測するものである。また、この受光信号は大きな増幅率で増幅され、Ａ／Ｄ変換して実測データとして取り込まれる。このため煙センサではノイズの影響を受け易く、このノイズによる実測データは極端に大きくなったり小さくなったりする。このため、火災の誤判定の要因になる。なお、前記移動平均演算等のノイズ低減手段によりある程度のノイズの影響は低減できるが、ノイズによる実測データの変動は大きい場合が多く、このようなノイズ低減手段だけでは改良の余地がある。

そこで本発明は、火災警報器において、煙センサの実測データからノイズの影響を低減して、火災判定の精度を高めることを課題とする。

請求項１の火災警報器は、
煙濃度を検出する煙センサと、前記煙センサの実測データを所定のタイミングで取り込む実測データ取り込み手段と、前記実測データ取り込み手段で取り込んだ実測データを演算して煙濃度を算出する算出手段と、前記算出手段で算出した煙濃度に基づいて火災警報を出力する警報判定手段とを備えた火災警報器において、前記算出手段が、前記実測データ取り込み手段で取り込んだ今回の実測データとその直前の実測データとの差の絶対値が、予め設定された所定の変動許容範囲を超える場合、今回の実測データを排除して前回の実測データに基づいて煙濃度を算出するようにしたことを特徴とする。なお、所定の変動許容範囲は例えば絶対値８％／ｍである。

請求項２の火災警報器は、請求項１に記載の火災警報器であって、前記算出手段が、前記複数の実測データに基づいて移動平均演算して前記煙濃度を算出することを特徴とする。

請求項１記載の火災警報器によれば、前回の実測データと今回の実測データの差の絶対値（変動量）が所定の変動許容範囲を超える場合は、今回の実測データをノイズとして排除するので、火災判定の基となる煙濃度に対して、ノイズの影響を低減することができ、火災判定の精度を高めることができる。

請求項２記載の火災警報器によれば、請求項１の効果に加えて、移動平均演算によりさらにノイズの影響を低減することができる。

以下、本発明に係る火災警報器の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係る火災警報器の構成を示すブロック図である。火災警報器１は、制御部１１と、煙センサ１２と、センサ駆動回路部１３と、記憶部１４と、警報出力部１５とを有している。火災警報器１は、合成樹脂等のケースを有し、一般家庭における適切な設置場所（たとえば台所）に設置される。そして、火災警報器１は、商用電源等からなる図示しない電源部から供給される電力によって動作している。

制御部１１は、たとえば、ＣＰＵ１１ａ（中央処理装置）、ＲＯＭ１１ｂ（読み出し専用メモリー）、及びＲＡＭ１１ｃ（随時書き込み読み出しメモリー）を含むマイクロコンピュータから構成される。ＣＰＵ１１ａは、ＲＯＭ１１ｂに記憶されている制御プログラムにしたがって本実施形態に係る制御を含む各種の処理を実行する。ＲＡＭ１１ｃは、ＣＰＵ１１ａが各種の処理を実行するためのワーキングエリアとして使用されるとともにプログラム等が適宜記憶され、所定の記憶領域として、移動平均演算を行うために実測データを記憶するリングバッファが設定されている。

煙センサ１２は、ＬＥＤ等の発光部の光を煙に照射し、その煙の散乱光をフォトディテクタ等の受光部で受光し、その受光信号（受光量）の強度により煙りの濃度を実測データ（例えば電圧値）としてする周知の光電式煙センサである。

センサ駆動回路部１３は、制御部１１に指令されて、所定のインターバルで間欠的に、煙センサ１２を駆動する回路である。

記憶部１４は、たとえば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）等で構成されており、予め設定された火災判定閾値（１０％／ｍ）、警報解除閾値（８％／ｍ）及び変動許容範囲の値を記憶している。

警報出力部１５は、制御部１１から出力される警報信号に応答して、火災警報を出力するための、警報音や警報音声メッセージを発するブザーやスピーチプロセッサ等の音声出力回路や、警報表示を行うＬＥＤ、ＬＣＤ等の表示出力回路等である。

なお、この種の火災警報器１に装備される、電源回路、インターフェース回路、表示回路等は、本発明を理解するのに必須ではないので、ここでは省略している。

上述の構成により火災警報器１は次のように動作する。制御部１１は、実測データ取り込み手段、算出手段及び警報判定手段を構成しており、センサ駆動回路１３により煙センサ１２の発光部をパルス発光させるとともに受光部からの受光信号を入力する。この受光信号を制御部１１内でＡ／Ｄ変換して実測データとして取り込む。そして、この実測データをＲＡＭ１１ｃのリングバッファに順次格納する。また、このリングバッファの実測データ（この実施形態では過去３つの実測データ）の移動平均演算を行い、その演算結果を煙濃度Ｓｉとして記憶する。そして、この煙濃度Ｓｉと火災判定閾値（１０％／ｍ）と比較し、火災判定閾値以上を５回検出すると警報状態とする。また、警報状態で警報解除閾値（８％／ｍ）以下を２回検出すると警報を解除する。なお、この実施形態では、実測データは常時１秒間隔でサンプリングする。

図２は実測データＤ１，Ｄ２，…と移動平均演算による煙濃度Ｓ１，Ｓ２，…の一例を示す図である。実測データＤ１，Ｄ２，…は次第に増加しており、煙濃度Ｓ３は実測データＤ１，Ｄ２，Ｄ３の移動平均演算により算出され、煙濃度Ｓ４は実測データＤ２，Ｄ３，Ｄ４の移動平均演算により算出される。通常は、以下同様に現時点と前回２つの３つの実測データの移動平均演算により濃度が算出される。しかし、実測データＤ６のように直前の実測データＤ５との差の絶対値が８％／ｍ以上となった場合、すなわち実測データが変動許容範囲（実際の火災で検出できる瞬間的な煙濃度の変動範囲）を超えた場合には、その実測データＤ６は削除して移動平均演算に用いない。すなわち、煙濃度Ｓ７は実測データＤ４，Ｄ５，Ｄ７の移動平均演算により算出され、煙濃度Ｓ８は実測データＤ５，Ｄ７，Ｄ８の移動平均演算により算出される。

図３は制御部１１が行う処理の一例を示すフローチャートであり、このフローチャートは一般火災モード時の警報判定ロジックの動作である。この一般火災モードでは、１秒毎に煙濃度を計測し、３回の移動平均の煙濃度が１０％／ｍ（火災判定閾値）以上を５回検出した時点で警報状態となる。また、８％／ｍ（警報解除閾値）未満が２回検出されると警報状態を解除する。なお、以下の処理では、この回数を計測するために第１カウンタ及び第２カウンタを用いる。

先ず、ステップＳ１で、実測データをサンプリングする間隔を１秒に設定し、ステップＳ２でそのサンプリングタイミングになると実測データを取得する。次に、ステップＳ３で実測データが変動許容範囲内であるかを判定する。すなわち今回の実測データと前回の実測データ（初期値は０）との差の絶対値が８％／ｍ以内であるか否かを判定する。変動許容範囲内でなければステップＳ２に戻り、変動許容範囲内であればステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、実測データをバッファに記憶する。次に、ステップＳ５で、バッファ内に記憶されている前回３つの実測データの移動平均演算を行う。そして、その演算値を煙濃度Ｓｉとして記憶する。次に、ステップＳ６で煙濃度Ｓｉが１０％／ｍ（火災判定閾値）以上であるかを判定し、１０％／ｍ以上でなければステップＳ１０に進み、１０％／ｍ以上であれば、ステップＳ７で第１カウンタをインクリメントし、ステップＳ８で第１カウンタの値が５に達したかを判定する。第１カウンタの値が５に達していなければステップＳ２に戻り、第１カウンタの値が５に達していれば、ステップＳ９で警報を出力してステップＳ２に戻る。

ステップＳ１０では、煙濃度Ｓｉが８％／ｍ（警報解除閾値）未満であるかを判定し、８％／ｍ未満でなければステップＳ１に戻り、８％／ｍ未満であれば、ステップＳ１１で第２カウンタをインクリメントし、ステップＳ１２で第２カウンタの値が２に達したかを判定する。第２カウンタの値が２に達していなければステップＳ１に戻り、第２カウンタの値が２に達していれば、ステップＳ１３で警報を解除し、ステップＳ１４で第１カウンタ及び第２カウンタをリセットしてステップＳ１に戻る。

図２の一点鎖線は、変動許容範囲外となった実測データＤ６をそのまま移動平均演算に用いた場合の煙濃度の変化を示している。この場合、実測データＤ６を削除した場合（破線の移動平均）の変化から大きくずれている。ここで、この煙濃度の変化の傾きにより火災の種類に応じた火災判定も行われる。例えば、煙濃度が２．５％／ｍ〜６．０％／ｍの範囲において煙濃度の変化の傾き、ゆらぎ、２．５％／ｍから６．０％／ｍまでの到達時間等に基づいて火災判定を行う。この場合、図の一点鎖線のように、ノイズにより大きくずれが生じると誤判定の基にもなる。しかしながら、実施例によればこのような場合でもノイズによる誤判定を低減することができる。

本発明の実施形態に係る火災警報器の構成を示すブロック図である。実施形態に係る実測データと移動平均演算による煙濃度の一例を示す図である。実施形態に係る制御部が行う一般火災モード時の警報判定ロジックのフローチャートである。

符号の説明

１火災警報器
１１制御部（実測データ取り込み手段、算出手段及び警報判定手段）
１２煙センサ
１３センサ駆動回路部
１４記憶部
１５警報出力部

Claims

煙濃度を検出する煙センサと、前記煙センサの実測データを所定のタイミングで取り込む実測データ取り込み手段と、前記実測データ取り込み手段で取り込んだ実測データを演算して煙濃度を算出する算出手段と、前記算出手段で算出した煙濃度に基づいて火災警報を出力する警報判定手段とを備えた火災警報器において、
前記算出手段が、前記実測データ取り込み手段で取り込んだ今回の実測データとその直前の実測データとの差の絶対値が、予め設定された所定の変動許容範囲を超える場合、今回の実測データを排除して前回の実測データに基づいて煙濃度を算出するようにしたことを特徴とする火災警報器。
前記算出手段が、前記複数の実測データに基づいて移動平均演算して前記煙濃度を算出することを特徴とする請求項１に記載の火災警報器。