JP2020115097A

JP2020115097A - 炎検知装置

Info

Publication number: JP2020115097A
Application number: JP2019006348A
Authority: JP
Inventors: 恵亮村上; Keisuke Murakami; 和彦東; Kazuhiko Azuma
Original assignee: Takenaka Engineering Co Ltd
Current assignee: Takenaka Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2020-07-30

Abstract

【課題】誤動作がなく、不動作状態となることがない信頼性の高い炎検知装置を実現する。【解決手段】人体検出部は、人体検出信号を人体判定部へ出力し、人体判定部は、人体検出信号をもとに人体が存在しているかどうかを判定し、人体が存在していると判定した場合、人体検知信号を出力判定部へ出力し、紫外線検出部は、紫外線検出信号を炎判定部へ出力し、炎判定部は、紫外線検出信号をもとに炎が存在しているかどうかを判定し、炎が存在していると判定した場合、炎検知信号を出力判定部へ出力し、出力判定部は、人体検知信号入力後、予め設定した第１の設定時間内に炎検知信号が入力された場合、または、炎検知信号入力後、予め設定した第２の設定時間内に人体検知信号が入力された場合に、威嚇信号を出力し、威嚇信号出力後、予め設定した第３の設定時間内に炎検知信号が入力された場合、通報信号を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、不審火の発見や放火の検知、威嚇などに使用する炎検知装置に関するものである。

従来、放火や火災を報知する炎検知装置として、いくつかの種類のものが存在する。その中には、炎から放出される紫外線を検出する方式の炎検知装置がある（例えば、特許文献１参照）。しかし、紫外線は炎だけでなく、溶接作業による光、ハロゲンランプ、殺菌灯、電車の架線におけるスパーク放電等も発生源となるため、この方式では炎以外の紫外線による誤動作が生じるという問題があった。

その炎以外の紫外線による誤動作を低減するために、炎から放出される紫外線を検出する方式と炎から放出される赤外線を検出する方式とを組み合わせた炎検知装置がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、この方式では、赤外線を検出する方式の方が紫外線を検出する方式よりも相対的に検出感度が低いため、赤外線を検出する方式の検出距離に合わせる必要があり、検出距離が短くなってしまうという問題があった。また、同様の誤動作を低減するために、炎から放出される紫外線を検出する方式の炎検知部と人体を検知する人体検知部とを組み合わせた炎検知装置がある（例えば、特許文献３、４参照）。

特開２００２−２１４０３６号公報特開平０８−０２２５８４号公報特開２０００−１２３２６６号公報特開２００７−３１７１３５号公報

しかしながら、従来の炎検知装置では１種類の出力信号しかなく、火災後の警報信号出力のみとなっており、事前に放火を防ぐことが全くできなかった。また、特許文献３、４では人体を検知した後に炎を検知する場合しか信号出力を行わないが、人体検知部に使用されている受動型赤外線方式やマイクロ波方式などでは検知速度が遅かったり、検知エリアの端がぼやけて検知しにくかったりするため、炎を検知した後に人体を検知することもあり、検知信号を出力しない不動作状態となる可能性があった。

上記課題を解決するために、本発明の炎検知装置は、人体を検出する人体検出部と炎を検出する紫外線検出部とを備え、
前記人体検出部は、人体検出信号を人体判定部へ出力し、
前記人体判定部は、前記人体検出信号をもとに人体が存在しているかどうかを判定し、人体が存在していると判定した場合、人体検知信号を出力判定部へ出力し、
前記紫外線検出部は、紫外線検出信号を炎判定部へ出力し、
前記炎判定部は、前記紫外線検出信号をもとに炎が存在しているかどうかを判定し、炎が存在していると判定した場合、炎検知信号を前記出力判定部へ出力し、
前記出力判定部は、前記人体検知信号入力後、予め設定した第１の設定時間α１内に前記炎検知信号が入力された場合、または、前記炎検知信号入力後、予め設定した第２の設定時間α２内に前記人体検知信号が入力された場合に、威嚇信号を出力し、
前記威嚇信号出力後、予め設定した第３の設定時間α３内に前記炎検知信号が入力された場合、通報信号を出力する。

本発明によれば、炎以外の紫外線による誤動作を低減することができ、人体を検知した後に炎を検知した場合でも、炎を検知した後に人体を検知した場合でも、信号出力を行うため、不動作状態となることがない信頼性の高い炎検知装置を実現することができる。また、２種類の信号出力を備えており、威嚇信号の出力により、放火による火災を事前に防ぐことのできる確率が上がる。

本発明の炎検知装置の一実施形態のブロック図である。本発明の炎検知装置の一実施形態における人体検知信号１２と第１の設定時間α１の計測との関係を示したタイムチャートである。本発明の炎検知装置の一実施形態における人体検知信号１２、炎検知信号１４、威嚇信号１５の関係を示したタイムチャートである。本発明の炎検知装置の一実施形態における人体検知信号１２、炎検知信号１４、威嚇信号１５、通報信号１６の関係を示したタイムチャートである。

図１は、本発明の炎検知装置の一実施形態のブロック図である。図１の炎検知装置は、人体から放射される赤外線を検出する人体検出部１と、人体検出部１から出力された人体検出信号１１をもとに人体が存在しているかどうかの判定を行う人体判定部２と、炎から放射される紫外線を検出する紫外線検出部３と、紫外線検出部３から出力された紫外線検出信号１３をもとに炎が存在しているかどうかの判定を行う炎判定部４と、人体判定部２から出力された人体検知信号１２と炎判定部４から出力された炎検知信号１４とをもとに後述する処理により威嚇信号１５と通報信号１６とを出力する出力判定部５と、出力判定部５から出力された威嚇信号１５、通報信号１６をそれぞれ外部へ出力する威嚇出力部６、通報出力部７とで、構成されている。

人体検出部１は、赤外線エネルギーを集束させる放物面反射鏡やフレネルレンズ等の集光光学系と、その光学系の焦点位置に配置された焦電型赤外線検出素子等の赤外線検出素子とを備えており、赤外線検出素子から得られる検出信号を人体検出信号１１として人体判定部２へ出力する。人体判定部２は、人体検出部１から入力された人体検出信号１１の大きさや時間をもとに、人体が存在しているかどうかを判定し、人体が存在していると判定した場合に人体検知信号１２を出力判定部５へ出力する。

紫外線検出部３は、紫外線検出管を備えており、紫外線検出管は、監視範囲内に存在する炎が放出する紫外線によって引き起こされる光電子放出効果を利用し、紫外線の入光量が所定の値を超えるとパルス信号を出力する。紫外線検出部３はこのパルス信号を紫外線検出信号１３として炎判定部４へ出力する。炎判定部４は、紫外線検出部３から入力された紫外線検出信号１３の発生頻度から炎が存在しているかどうかを判定し、炎が存在していると判定した場合に炎検知信号１４を出力判定部５へ出力する。

まず、出力判定部５から威嚇信号１５を出力するための処理を説明する。出力判定部５では、人体検知信号１２が入力されると予め設定した第１の設定時間α１の計測を開始し、炎検知信号１４が入力されると予め設定した第２の設定時間α２の計測を開始する。出力判定部５は、人体検知信号１２が入力された後、予め設定した第１の設定時間α１内に炎検知信号１４が入力された場合、または、炎検知信号１４が入力された後、予め設定した第２の設定時間α２内に人体検知信号１２が入力された場合に威嚇信号１５を出力する。

図２は、出力判定部５に入力される人体検知信号１２と第１の設定時間α１の計測との関係を示したタイムチャートであり、図２の（１）は第１の設定時間α１の計測を示している。出力判定部５は、タイミングＳ１で人体検知信号１２の入力をトリガーとして第１の設定時間α１の計測を開始する。タイミングＳ２からＳ３のように第１の設定時間α１を計測中に人体検知信号１２が入力されるとタイミングＳ３で第１の設定時間α１の計測をリトリガーする。また、タイミングＳ４からＳ５のように人体検知信号１２が入力され続けた場合、人体検知信号１２の入力が終了するタイミングＳ５から第１の設定時間α１の計測を開始することとなる。

出力判定部５に入力される炎検知信号１４と第２の設定時間α２との関係も、出力判定部５に入力される人体検知信号１２と第１の設定時間α１との関係と同様である。出力判定部５は、炎検知信号１４の入力をトリガーとして第２の設定時間α２の計測を開始する。第２の設定時間α２を計測中に炎検知信号１４が入力されると第２の設定時間α１の計測をリトリガーする。また、炎検知信号１４が入力され続けた場合、炎検知信号１４の入力が終了するタイミングから第２の設定時間α２の計測を開始することとなる。

図３は、出力判定部５に入力される人体検知信号１２、出力判定部５に入力される炎検知信号１４、及び出力判定部５から出力される威嚇信号１５の関係を示したタイムチャートである。図３の（１）は第１の設定時間α１の計測、（２）は第２の設定時間α２の計測を示している。

出力判定部５は、タイミングＡからＢのように、人体検知信号１２が入力され、第１の設定時間α１を計測終了後に炎検知信号１４が入力されても、威嚇信号１５は出力しない。同様に、タイミングＢからＣのように、炎検知信号１４が入力され、第２の設定時間α２を計測終了後に人体検知信号１２が入力されても、威嚇信号１５は出力しない。

タイミングＣからＤのように、人体検知信号１２が入力され、第１の設定時間α１を計測中に炎検知信号１４が入力されると、威嚇信号１５を出力する。同様に、タイミングＥからＦのように、炎検知信号１４が入力され、第２の設定時間α２を計測中に人体検知信号１２が入力されると、威嚇信号１５を出力する。

タイミングＧからＨのように、人体検知信号１２が入力され、第１の設定時間α１を計測中に炎検知信号１４が入力されると、威嚇信号１５を出力し、タイミングＨからＩにかけて炎検知信号１４が入力され続けているため、威嚇信号１５も出力し続けることとなる。同様に、タイミングＪからＫのように、炎検知信号１４が入力され、第２の設定時間α２を計測中に人体検知信号１２が入力されると、威嚇信号１５を出力し、タイミングＫからＬにかけて人体検知信号１２が入力され続けているため、威嚇信号１５も出力し続けることとなる。

次に、出力判定部５から通報信号１６を出力するための処理を説明する。出力判定部５では、威嚇信号１５を出力すると予め設定した第３の設定時間α３の計測を開始する。出力判定部５は、威嚇信号１５を出力した後、予め設定した第３の設定時間α３内に炎検知出力１４が入力された場合に通報信号１６を出力する。また、出力判定部５では、通報出力１６を出力すると予め設定した第５の設定時間α５の計測を開始する。出力判定部５は、通報信号１６を出力した後、予め設定した第５の設定時間α５内に炎検知出力１４が入力された場合も通報信号１６を出力する。また、炎検知出力１４が、１５〜３０秒などある程度長い目に予め設定した第４の設定時間α４以上入力され続けた場合も通報信号１６を出力する。

出力判定部５が出力する威嚇信号１５と第３の設定時間α３の計測との関係も、出力判定部５に入力される人体検知信号１２と第１の設定時間α１との関係と同様である。出力判定部５は、威嚇信号１５の出力をトリガーとして第３の設定時間α３の計測を開始する。第３の設定時間α３を計測中に威嚇信号１５を出力すると第３の設定時間α３の計測をリトリガーする。威嚇信号１５を出力し続けた場合、その出力が終了するタイミングから第３の設定時間α３の計測を開始することとなる。

出力判定部５が出力する通報信号１６と第５の設定時間α５の計測との関係も、出力判定部５に入力される人体検知信号１２と第１の設定時間α１との関係と同様である。出力判定部５は、通報信号１６の出力をトリガーとして第５の設定時間α５の計測を開始する。第５の設定時間α５を計測中に通報信号１６を出力すると第５の設定時間α５の計測をリトリガーする。通報信号１６を出力し続けた場合、その出力が終了するタイミングから第５の設定時間α５の計測を開始することとなる。

図４は、出力判定部５に入力される人体検知信号１２、出力判定部５に入力される炎検知信号１４、出力判定部５から出力される威嚇信号１５、及び出力判定部５から出力される通報信号１６の関係を示したタイムチャートである。図４の（１）は第１の設定時間α１の計測、（２）は第２の設定時間α２の計測、（３）は第３の設定時間α３の計測、（５）は第５の設定時間α５の計測を示している。

出力判定部５が出力する威嚇信号１５は、前述で図３を用いて説明したように出力判定部５に入力される人体検知信号１２と炎検知信号１４とをもとに出力される。出力判定部５は、タイミングａからｅのように第３の設定時間α３を計測終了後に、人体検知信号１２が入力されても、炎検知信号１４が入力されても、通報信号１６は出力しない。また、タイミングｅからｇのように第３の設定時間α３を計測中に人体検知信号１２が入力されても、通報信号１６は出力しない。

タイミングｈからｌのように、人体検知信号１２が入力され、第１の設定時間α１を計測中に炎検知信号１４が入力されて、威嚇信号１５を出力する。その威嚇信号１５の出力をトリガーとして第３の設定時間α３の計測を開始する。第３の設定時間α３を計測中に炎検知信号１４が入力されると通報信号１６を出力する。その通報信号１６をトリガーとして第５の設定時間α５の計測を開始する。第５の設定時間α５を計測中に炎検知信号１４が入力されると通報信号１６を出力するとともに、第５の設定時間α５の計測をリトリガーする。また、タイミングｌからｍにかけて炎検知信号１４が入力され続けているため、通報信号１６も出力し続けることとなる。

タイミングｎからｑのように、炎検知信号１４が入力され、第２の設定時間α２を計測中に人体検知信号１２が入力されて、威嚇信号１５を出力する。その威嚇信号１５の出力をトリガーとして第３の設定時間α３の計測を開始する。第３の設定時間α３を計測中に炎検知信号１４が入力されると通報信号１６を出力する。その通報信号１６をトリガーとして第５の設定時間α５の計測を開始する。第５の設定時間α５を計測中に炎検知信号１４が入力されると通報信号１６を出力するとともに、第５の設定時間α５の計測をリトリガーする。また、タイミングｑからｒにかけて炎検知信号１４が入力され続けているため、威嚇信号１５も出力し続けることとなる。タイミングｐにおいて、第１の設定時間α１を計測中に炎検知信号１４が入力されているが、通報信号１６の出力を優先し、強制的に威嚇信号１５を出力しないようにしている。

タイミングｓからｕのように、予め設定した第４の設定時間α４以上、炎検知信号１４が入力され続けた場合、第１の設定時間α１、第２の設定時間α２、第３の設定時間α３、及び第５の設定時間α５とは関係なしに通報信号１６を出力する。その通報信号１６の出力をトリガーとして、第５の設定時間α５の計測を開始する。このときの通報出力１６は、入力され続けている炎検知信号１４の入力がなくなるまで出力され続けることとなる。また、その後のタイミングｖでも第５の設定時間α５の計測中に炎検知信号１４が入力されるため、通報信号１６を出力する。

出力判定部５から出力された威嚇信号１５は威嚇出力部６に入力され、威嚇出力部６は、その入力された信号をワンショット信号に変換したりオフディレイさせたりして、リレーの接点信号等の形で外部の通報機、音声報知器、フラッシュライト等へ信号を出力する。同様に、出力判定部５から出力された通報信号１６は通報出力部７に入力され、通報出力部７は、その入力された信号をワンショット信号に変換したりオフディレイさせたりして、リレーの接点信号等の形で外部の通報機、音声報知器、フラッシュライト等へ信号を出力する。

本実施形態では、炎以外の紫外線による誤動作を低減することができ、人体を検知した後に炎を検知した場合でも、炎を検知した後に人体を検知した場合でも、威嚇信号の出力を行うため、不動作状態となることがない信頼性の高い炎検知装置を実現することができる。

また、威嚇信号と通報信号の２種類の信号出力を備えており、威嚇信号の出力により、放火による火災を事前に防ぐことのできる確率が上がる。

また、通報信号の出力後に第５の設定時間α５内に炎を検知した場合にも再度通報信号を出力するため、外部への通報の確実性が上がる。

また、人体を検知しなくても、炎検知信号が第４の設定時間α４以上入力され続けた場合に、通報信号を出力するため、放火によらず、さまざまな火災においても信号を出力することができ、早急に消火や人命救助などの対応を取ることができる。

なお、前述した実施形態では、タイミングｐにおいて、通報信号１６の出力を優先し、威嚇信号１５を出力しないようにしているが、通報信号１６の出力にかかわらず威嚇信号１５を出力してもよい。

また、第１の設定時間α１、第２の設定時間α２、第３の設定時間α３、及び第５の設定時間α５の計測開始は、トリガーとなる信号の入力または出力開始からとしても、入力または出力の終了からとしても、入力または出力開始から一定時間後からとしてもよく、適宜計測を開始する時を設定すればよい。

また、人体検出部に赤外線検出方式を使用したが、マイクロ波方式など他の方式を使用してもよい。また、威嚇出力部と通報出力部の２つを設けたが、威嚇信号と通報信号の両方を１つの出力部で外部へ出力してもよい。また、威嚇出力部、通報出力部は外部へ信号を送るのではなく、音声を報知したり、ライトを点灯したりしてもよい。

また、人体検知信号、炎検知信号、威嚇信号、及び通報信号の出力時間はワンショット、オフディレイなど適宜設定してもよい。

また、各信号の出力時間や第１の設定時間α１、第２の設定時間α２、第３の設定時間α３、第４の設定時間α４、及び第５の設定時間α５をスイッチで切り替えたり、ボリュームで調整したりできるようにしてもよい。また、第１の設定時間α１、第２の設定時間α２、第３の設定時間α３、第４の設定時間α４、及び第５の設定時間α５は同じ時間に設定してもよい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲は、これに限定するものではなく、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲に含まれるものである。

１・・・人体検出部
２・・・人体判定部
３・・・紫外線検出部
４・・・炎判定部
５・・・出力判定部
６・・・威嚇出力部
７・・・通報出力部
１１・・・人体検出信号
１２・・・人体検知信号
１３・・・紫外線検出信号
１４・・・炎検知信号
１５・・・威嚇信号
１６・・・通報信号

Claims

人体を検出する人体検出部と炎を検出する紫外線検出部とを備えた炎検知装置において、
前記人体検出部は、人体検出信号を人体判定部へ出力し、
前記人体判定部は、前記人体検出信号をもとに人体が存在しているかどうかを判定し、人体が存在していると判定した場合、人体検知信号を出力判定部へ出力し、
前記紫外線検出部は、紫外線検出信号を炎判定部へ出力し、
前記炎判定部は、前記紫外線検出信号をもとに炎が存在しているかどうかを判定し、炎が存在していると判定した場合、炎検知信号を前記出力判定部へ出力し、
前記出力判定部は、前記人体検知信号入力後、予め設定した第１の設定時間α１内に前記炎検知信号が入力された場合、または、前記炎検知信号入力後、予め設定した第２の設定時間α２内に前記人体検知信号が入力された場合に、威嚇信号を出力し、
前記威嚇信号出力後、予め設定した第３の設定時間α３内に前記炎検知信号が入力された場合、通報信号を出力する炎検知装置。
前記出力判定部は、予め設定した第４の設定時間α４以上、前記炎検知信号が入力され続けた場合、前記通報信号を出力する請求項１に記載の炎検知装置。
前記出力判定部は、前記通報信号を出力後、予め設定した第５の設定時間α５内に前記炎検知信号が入力された場合、前記通報信号を出力する請求項１または２に記載の炎検知装置。