JP2521121B2

JP2521121B2 - 火災警報装置

Info

Publication number: JP2521121B2
Application number: JP63069300A
Authority: JP
Inventors: 朝次関根; 紀生宮本
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPH01243199A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は火災警報装置に関し、さらに詳言すれば炎か
ら放射されるふく射エネルギーのレベルによりデジタル
系で構成された火災判定手段を動作状態にするようにし
た火災警報装置に関する。

（従来の技術）従来の火災警報装置は、たとえば第４図に示す如く構
成されていた。すなわち、炎から放射されるふく射エネ
ルギー中、長波長のスペクトルを第１のセンサ31₁で検
出して電気信号に変換し、同様に短波長のスペクトルを
第２のセンサ31₂で検出して電気信号に変換する。第１
のセンサ31₁からの出力電圧は第１の狭帯域バンドパス
フイルタ32₁を介して第１の増幅器33₁で増幅し、第１の
平滑回路34₁で平滑し、同様に第２のセンサ31₂からの出
力電圧は第２の狭帯域バンドパスフイルタ32₂を介して
第２の増幅器33₂で増幅し、第２の平滑回路34₂で平滑化
する。第１および第２の平滑回路34₁および34₂からの出
力電圧はアナログ比較器35で比較して、火災のもつ波長
エネルギー分布の特徴に合うか否かの判断をする。火災
のもつ波長エネルギー分布の特徴に合うと判定されたと
きのアナログ比較器35からの出力は遅延回路36により所
定期間遅延させて火災の持続性を判定し、火災持続のと
きの遅延回路36からの出力をパルス信号発生回路37に供
給して、パルス状の火災警報信号を出力している。

（発明が解決しようとする課題）しかるに火災警報装置では四六時中火災発生の監視を
行なつていなければならず、このため火災警報装置では
電力消費量が少ないことが望まれる。これは、商用電源
の停電中に火災警報装置をバツクアツプするための蓄電
池容量を大きくしないためにも望まれることである。

一方、火災判定をより正確に行なうためにセンサから
の出力電圧をデジタル的に処理して火災判定を行なうデ
ジタル回路で構成した場合、正確に火災判定ができる利
点はあるものの、上記したアナログ回路で構成された火
災警報装置に対し電力消費量が大きい問題点があつた。

（課題を解決するための手段）上記の課題を解決するために本発明は第１図に示す如
く構成した。

すなわち、本発明は、炎から放射されるふく射エネル
ギーをふく射エネルギーに対応したアナログ電気信号に
変換する変換手段１と、アナログ回路で構成され、かつ
変換手段１からの出力を受けて変換手段１からの出力が
火災判定を必要とする基準値を超えたか否かを判別する
判別手段３、炎に代わって光を変換手段１に放射する点
検のための図示しない基準光源と、判別手段３からの判
別信号に基づいて稼働または休止状態に制御され、稼働
状態に制御されている期間中において変換手段１からの
出力を受けて火災か否かを判定すると共に、休止状態に
制御されている期間中における点検指示信号に基づいて
稼働状態に制御されて基準光源を駆動しかつ変換手段１
からの出力を受けて擬似火災か否かを判定するデジタル
回路で構成された火災判定手段２と、火災判定手段２か
らの判定出力を表示する図示しない表示手段とを備え
た。

（作用）本発明においては、変換手段１により炎から放射され
るふく射エネルギーがふく射エネルギーに対応したアナ
ログ電気信号に変換される。

また、変換手段１によって変換された電気信号は火災
判定を必要とする基準値を超えたか否かが判別手段３に
よって判別され、判別手段３からの出力に基づいて火災
判定手段２が稼働状態に、または休止状態に制御される
ことになる。

火災判定手段３により、稼働状態に制御されている期
間中において変換手段１からの出力を受けて火災か否か
が判定されると共に、休止状態に制御されている期間中
における点検指示信号に基づいて稼働状態に制御されて
基準光源が駆動されかつ変換手段１からの出力を受けて
擬似火災か否かが判定される。

しかるに、火災発生か否かの監視のためには常に変換
手段１および判別手段３が稼働しており、判別手段３に
より変換手段１からの電気信号が基準値を超えたと判別
されたとき（炎の発生により変換手段１の出力が増加す
る場合）、火災の可能性があり、判別手段３の制御のも
とに火災判定手段２を稼働状態にして火災か否かを判定
すれば足りる。また、逆に前記の例では変換手段１から
の電気信号が基準値以下のときは火災でない場合であ
り、この場合には火災判定手段３を休止状態にして無為
に電力が消費されることを防止している。

さらに、休止状態に制御されている期間中においても
点検指示信号に基づいて火災判定手段２が稼働状態に制
御されて基準光源が駆動されて変換手段１からの出力を
受けて擬似火災か否かが判定される。

上記のように本発明では、変換手段１からの出力によ
り火災判定を必要とする基準値を超えたときおよび点検
指示がされたときにのみ火災判定手段２を稼働状態にし
ているため、常時の電力消費は少なくてすむ。さらに変
換手段１および判別手段３はアナログ回路で構成されて
おり、消費電力は少ない。

（実施例）以下、本発明を実施例により説明する。

第２図は本発明の一実施例の構成を示すブロツク図で
あり、ふく射光中の２波長スペクトルを検出、比較して
火災警報を出力する場合を例示している。

本実施例においてはアナログ回路部分51とマイクロコ
ンピユータで構成した火災判定機能部分52とを備えてい
る。

アナログ回路部分51は、第１および第２のセンサ31₁
および31₂、第１および第２の増幅器33₁および33₂、第
１および第２の可変減衰器39₁および39₂、第１および第
２のアナログ比較器35₁および35₂、後記する信号処理駆
動制御部54の作動指示のための基準電圧を出力する規準
電圧源40₁および40₂を備えている。

炎から放射されたふく射光は光学受光系の第１の保護
窓23₁を通して第１のセンサ31₁に入射し、ふく射光中の
長波長スペクトル成分を電圧に第１のセンサ31₁により
変換し、第１の増幅器33₁で増幅のうえ、第１の可変減
衰器39₁を介して第１のアナログ比較器35₁に供給し、可
変減衰器39₁からの出力電圧が基準電圧源40₁の出力電圧
を超えたか否かを検出する。

同様に、炎から放射されたふく射光は光学受光系の第
２の保護窓23₂を通して第２のセンサ31₂に入射し、ふく
射光中の短波長スペクトル成分を第２のセンサ31₂によ
り電圧に変換し、第２の増幅器33₂で増幅のうえ、第２
の可変減衰器39₂を介して第２のアナログ比較器35₂に供
給し、第２の可変減衰器39₂からの出力電圧が基準電圧
源40₂の出力電圧を超えたか否かを検出する。

したがつて、第１の可変減衰器39₁からの出力電圧レ
ベルが基準電圧源40₁の出力電圧レベルを超えたとき、
第１のアナログ比較器35₁からの出力電圧を割り込み信
号として信号処理部53を駆動する信号処理駆動制御部54
に供給する。

同様に、第２の可変減衰器39₂からの出力電圧レベル
が基準電圧源40₂の出力電圧レベルを超えたときも第２
のアナログ比較器35₂からの出力信号を割り込み信号と
して信号処理駆動制御部54に供給する。

火災判定機能部分52は、前記した如くマイクロコンピ
ユータからなり、CPU、ROM、RAM、入力ポートおよび出
力ポートを基本的に備えている。更に入力ポートを介し
て供給されたアナログ信号をROMに記憶させたプログラ
ムに伴つて読み込みデジタルデータに変換するA/D変換
処理機能のほかに、マイクロコンピユータの動作タイミ
ングを定めるためのクロツク発振器の発振出力を分周し
た信号を計数して所定時間間隔でパルスを発生するカウ
ンタタイマコントローラー等を備えている。第２図にお
いては火災判定機能部分52を機能的に表示してある。

火災判定機能部分52は、信号処理部53、信号処理部53
の起動、作動休止を制御する信号処理駆動制御部54、信
号処理部53と診断用タイマ21を共用する故障診断部55、
入力ポート部56および出力ポート部57を備えている。

信号処理部53はA/D変換処理部16、信号処理部本体1
7、入力ポート部56のアナログ入力ポート部分56_-1およ
びデジタル入力ポート部分56_-2の一部からなり、信号処
理部本体17のROMには信号処理駆動制御部54による起動
後において、第１の可変減衰器39₁の出力信号、第２の
可変減衰器39₂の出力信号およびアナログ回路部分51の
電源電圧をデジタル信号化するA/D変換処理、変換した
デジタル信号に基づいて火災判定を行なう火災判定処
理、外部からの入力および火災警報の出力の管理などを
行なうプログラムが格納されており、アナログ入力ポー
ト部分56_-1から入力されたアナログ信号をデジタル信号
に変換し、このデジタル信号とデジタル入力ポート部分
56_-2から入力された比率設定器18からのデジタル信号を
処理して火災の判定を行ない、出力ポート部57を介して
パルス状火災警報信号を警報器24、表示器25および通信
装置たとえばモデム26へ出力する。また信号処理部53の
信号処理駆動制御部54による起動後においてはアナログ
入力ポート部56_-1に入力され、A/D変換されたデジタル
信号は信号処理部53のRAM（以下、単にRAMとも記す）に
記録される。

なお、警報器24は火災判定機能部分52から離れた位置
に設けられており、表示器25は火災判定機能部分52の設
置位置に設けられている。また、モデム26からは遠隔位
置に設けてある火災警報受信盤28に火災警報信号が供給
される。

信号処理駆動制御部54は処理起動制御部19と処理休止
制御部20とデジタル入力ポート部分56_-2の残部とからな
つている。第１のアナログ比較器35₁からの出力電圧、
第２のアナログ比較器35₂からの出力電圧、光学的巡回
チエツク信号を受けて電気信号に変換した光電変換器27
からの出力電圧および火災警報受信盤28からモデム26に
送信されて復調された遠隔点検信号等の２値信号はデジ
タル入力ポート部分56_-2に入力される。デジタル入力ポ
ート部分56_-2に入力された上記の２値信号の１つが高電
位のとき、信号処理駆動制御部54は信号処理部53を動作
状態に制御し、デジタル入力ポート部分56_-2に入力され
た２値信号の総てが低電位のとき、信号処理駆動制御部
54は信号処理部53のRAMをバツクアツプして信号処理部5
3を休止状態にして、火災判定機能部分52の消費電力を
低減させる。したがつて、火災判定機能部分52は一旦低
消費電力になつたときは、信号処理駆動制御部54に外部
から信号処理部53を起動する信号が供給されるまで、低
消費電力の状態で待機していることになる。

火災判定機能部分52の上記待機からの解除は、第１の
可変減衰器39₁からの出力電圧が第１の基準電圧源40₁の
電圧を超えたときの第１のアナログ比較器35₁からの出
力電圧、第２の可変減衰器39₂からの出力電圧が第２の
基準電圧源40₂の電圧を超えたときの第２のアナログ比
較器35₂からの出力電圧、光電変換器27を介して供給さ
れた巡回チエツク信号、またはモデム26を介して遠隔点
検信号が供給されたときである。

巡回チエツクは火災警報装置が設置された後、保守用
員が巡回し、点検を行なう場合を示している。一方、火
災警報による放水等を考慮して火災警報装置の構造を防
滴型にするのが普通である。このため巡回チエツクのた
めのスイツチを筐体内に設けることは適切ではなく、光
駆動方式として巡回保守用員がテスト用発光器を光源と
し、このテスト用発光器からの光を光電変換器27に照射
することにより火災警報装置の自己診断を可能として、
筐体の密閉性を確保している。

また遠隔点検は、火災警報装置の情報が集約される火
災警報受信盤28からの指示により火災警報装置の自己診
断を可能としている。

故障診断部55は診断用タイマ部21および信号処理部53
の一部と、ドライバ12とドライバ12によつて駆動される
基準光源11とからなつている。巡回チエツク信号または
遠隔点検信号が供給されたとき自己診断が行なわれる。

この自己診断は出力ポート部57を介してドライバ12を
駆動して基準光源11を点灯させ、基準光源11からの光を
第１および第２のセンサ31₁および31₂で受けて、擬似火
災として検出するか否かをチエツクすることによりなさ
れる。特に遠隔点検信号による自己診断のときは上記し
た基準光源11の点灯による擬似火災の検出をするのみで
なく、第１の保護窓23₁、第２の保護窓23₂の汚れによる
不動作（擬似火災として検出されない）のときに対応す
るために、擬似火災として検出されるように第１の可変
減衰器39₁の減衰率、第２の可変減衰器39₂の減衰率の制
御を行なう。遠隔点検信号による自己診断の結果、擬似
火災の検出が行なわれれば、出力ポート部57およびモデ
ム26を介して火災警報受信盤28に出力され、擬似火災を
検出したことが表示される。また、第１の保護窓23₁、
第２の保護窓23₂が汚れていて、第１の可変減衰器39₁の
減衰率または／および第２の可変減衰器39₂の減衰率を
最小にしても、擬似火災信号が出力されないときは、出
力ポート部57およびモデム26を介して火災警報受信盤28
に故障（汚損）信号を出力する。

診断用タイマ部21はカウンタタイマコントローラに対
応し、一定周期のクロツク信号を発生する。診断用タイ
マ部21を設けた理由は次の如くである。その１つは、信
号処理部53の診断に使用するためである。これは所謂ウ
オツチドツグタイマの働をさせるものである。診断用タ
イマ部21から一定間隔の時間割り込み信号を信号処理部
53に出力し、このタイミングに対してリセツト信号が返
されないときは信号処理部53の故障と判断して、診断用
タイマ部21の出力にて処理休止部20が駆動されて、信号
処理部53は休止状態に制御される。この場合においても
信号処理部53のRAMはバツクアツプされて記憶内容を破
壊してしまうことはない。その２は自己診断に用いてい
る基準光源11のフリツカ信号として用いる。このフリツ
カ信号は炎のちらつき状態をシミユレートしたものであ
る。このフリツカによる基準光源11からの発光のちらつ
き周期が炎のちらつき周期と正確に一致させることによ
り自己診断をより本当の火災とみなせるようになる。そ
の３は火災警報信号波整形のタイミング信号として使用
している。火災警報装置から火災警報受信盤28に送る火
災警報は公知の如くパルス状の波形であることがフエイ
ルセーフのために必要である。このパルスの周期の管理
に診断用タイマ部21から出力されるクロツク信号の周期
を使用する。したがつて診断用タイマ部21から出力され
るクロツク信号が停止状態となつたときは、上記“その
1"で使用する所謂ウオツチドツグタイマの機能が停止す
るほか、上記“その3"での機能も失ない、パルス波形の
火災警報を外部に出力することができない。これによ
り、信号処理部本体17の機能不良による非火災報が出力
されることを防止している。

また、上記した如く、信号処理部53が信号処理駆動制
御部54によつて休止状態にされるが、信号処理部53のRA
Mはバツクアツプされているため、信号処理部53が動作
状態にされていたときのアナログ入力ポート部分56_-1か
らの入力信号に対するデータはRAMに記憶されており、
後刻、たとえば非火災報を発した場合等にRAMの記憶内
容をダンプさせることが可能となる。このダンプは、モ
デム26を用いて火災判定機能部分52に指示し、モデム26
を用いて火災警報受信盤28側へ送信するようにすること
もできる。

つぎに本発明の一実施例における作用を第３図に示す
フローチヤートにより説明する。

電源の投入によりプログラムが開始される。

プログラムの開始についで初期設定がなされ（ステツ
プａ）、続いて第１の可変減衰器39₁からの出力信号、
第２の可変減衰器39₂からの出力信号および電源電圧の
アナログ信号、比率設定器18からの設定信号が読み込ま
れ（第３図においてはセンサデータ読み込みと表示して
ある）、信号処理部53のRAMに一旦記憶される（ステツ
プｂ）。ステツプｂにおいて記憶した第１および第２の
可変減衰器39₁および39₂の出力電圧の最大値_Maxが判別
され、上記RAMに記憶される（ステツプｃ）。最大値_Max
は予め記憶させてあるしきい値Th₁より大きいか否かが
チエツクされ（ステツプｄ）、最大値_Max＞しきい値Th₁
のときは火災判定がなされる（ステツプｅ）。ステツプ
ｄおよびｅを火災判定ということもできる。（ステツプ
de）。

ステツプｅの火災判定は第１の可変減衰器39₁からの
出力電圧と第２の可変減衰器39₂からの出力電圧との比
を演算する。ステツプｅにおける演算により求めた比が
予めROMに記憶させてある比と等いか否かを判定し、等
しいとき火災と判定する（ステツプｆ）。ステツプｆに
おけるROMに記憶させてある比は複数であつて、その１
つを予め比率設定器18の出力により選択する。したがつ
て比率設定器18の設定により、火災による長波長のスペ
クトルと短波長のスペクトルとの比を、炎のゆらぎの特
徴に合せて設定しておくことができることになる。さら
に上記比に代つて位相も含めて比較するようにしてもよ
い。

ステツプｆにおいて火災と判定されたときは火災警報
がリセツトされるまで出力され（ステツプｇ、ｈ）、再
びステツプｂが実行される。

なお上記において電源投入のときに、火災が生じてい
る如く説明したが、通常はこの様なことは稀であつて、
電源投入のときに火災は発生しておらず、_Max＞Th₁でな
いとステツプｄにおいて判別され、ステツプｄに続い
て、巡回チエツクが指示されているか否かがチエツクさ
れる（ステツプｉ）。ステツプｉにおいて巡回チエツク
の指示がなされていないときはステツプｉに続いて遠隔
点検が指示されているか否かがチエツクされる（ステツ
プｊ）。ステツプｊにおいて遠隔点検の指示がなされて
いないときはステツプｊに続いて、第１および第２の可
変減衰器39₁および39₂の出力電圧が基準電圧源40₁およ
び40₂の電圧を超えているか否かがチエツクされる（ス
テツプｋ）。ステツプｋにおいて基準電圧源40₁および4
0₂の電圧をTh₀としている。ステツプｋにおいて〔第１
および第２の可変減衰器39₁および39₂の出力電圧≦基準
電圧Th₀〕のときは、信号処理駆動制御部54により信号
処理部53の機能を休止する信号処理機能休止処理がなさ
れ（ステツプｌ）、次のステツプｉの実行に進む。ここ
で基準電圧Th₀＜しきい値Th₁に設定されており、前記し
た如く信号処理機能休止によつても信号処理部53のRAM
はバツクアツプされており、記憶内容が保持されてい
る。

ステツプｋ、ｌ、ｉおよびｊのルートを実行している
ときは信号処理部53のRAMがバツクアツプされている
他、アナログ回路部分51が作用しているのみで、消費電
力は低減された状態となつている。

ステツプｋにおいて〔第１または第２の可変減衰器39
₁または39₂からの出力電圧＞基準電圧Th₀〕と判別され
たときはステツプｋに続いて、信号処理駆動制御部54に
より信号処理部53が動作状態に戻され（ステツプｍ）、
続いてステツプｂが実行される。したがつて信号処理部
53のRAMにはステツプｂにて読み込んだデータが更に記
憶されることになる。

したがつて〔第１および第２の可変減衰器39₁および3
9₂の出力電圧≦基準電圧Th₀〕のときは、信号処理部53
のRAMに格納されている記憶内容は保持され、〔第１ま
たは第２の可変減衰器39₁または39₂の出力電圧＞基準電
圧Th₀〕のときは第１の可減衰器39₁の出力電圧、第２の
可変減衰器39₂の出力電圧、電源電圧等が更に信号処理
部53のRAMに記憶されていくことになる。この結果非火
災警報を発した様な場合、信号処理部53のRAMの記憶内
容をダンプすることにより解析が可能となる。

ステツプｉにおいて巡回チエツクが指示されていると
きは、ステツプｍと同様に信号処理部53が動作状態にさ
れ（ステツプｎ）、ドライバ12を介して基準光源11を点
滅させて自己診断がなされ（ステツプｐ）、自己診断の
結果が出力され（ステツプｓ）、次にステツプｋが実行
される。

ステツプｊにおいて遠隔点検が指示されているとき
は、ステツプｍと同様に信号処理部53が動作状態にされ
（ステツプｑ）、ドライバ12を介して基準光源11を点滅
させ、かつ第１および第２の可変減衰器39₁および39₂の
減衰率が第１および第２の保護窓23₁および23₂の汚れに
対して調整されて、自己診断がなされ（ステツプｒ）、
自己診断の結果が出力される（ステツプｓ）。

以上説明した本発明の一実施例においては、〔第１お
よび第２の可変減衰器39₁および39₂の出力電圧≦基準電
圧Th₀〕のとき信号処理機能を休止状態にすると共に信
号処理部53のRAMの記憶内容を保持状態にし、〔第１ま
たは第２の可変減衰器39₁または39₂の出力電圧＞基準電
圧Th₀〕のときは信号処理部53を動作状態にして信号処
理機能を動作状態にしたため、前者においては消費電力
が低減されると共にRAMの記憶が保持され、後者におい
ては火災判定機能が働き、RAMに第１および第２の可変
減衰器39₁および39₂からの出力電圧、電源電圧が更に記
憶されていくことになる。

したがつてRAMの記憶内容は失なわれることはなく、
非火災警報を発生したような場合、RAMの記憶内容をダ
ンプして解析することができる。

また、火災警報装置の周囲温度も記憶するようにして
もよい。

また、火災判定はデジタル的な波形処理により判定さ
れるため、火災の特徴に合せた設定を比率設定器18によ
り選択することができ、より確実な火災判定が行なえ
る。

さらに、自己診断機能も容易に組み込め、複数種類の
点検指示を受けてそれぞれ自己診断を行なうことがで
き、第１および第２の保護窓23₁および23₂の汚損に対応
したレベル調整が第１および第２の可変減衰器39₁およ
び39₂により行なうことができる。

（発明の効果）以上説明した如く本発明によれば、火災判定を行なう
火災判定手段をデジタル回路で構成し、変換手段からの
アナログ信号が火災判定を必要とする基準値を超えたと
きおよび点検のときのみ火災判定手段を稼働状態にし、
基準値を超えないとき火災判定手段を休止状態にしたた
め、火災発生の常時監視時には変換手段および判別手段
を稼働状態にしておけばよく、火災警報装置として消費
電力量を低減させることができる。

また、一般にアナログ回路に比較してデジタル回路の
消費電力は大きい場合があり、本発明の如く変換手段お
よび判別手段は少なくともアナログ回路で構成されてい
るうえ、上記の如く火災判定を必要としないときは火災
判定手段は休止させてあるため消費電力量はより少なく
てすみ、たとえば既設のアナログ回路構成の火災警報装
置が設置されている場合に、既設のアナログ回路構成の
火災警報装置中の火災判定手段をデジタル回路構成の火
災判定手段に置換して、より正しく火災警報を出力させ
る様な場合、消費電力量は少ないために従来の配線の径
を太くしなくてもすむ効果がある。これは特にトンネル
内に設置された火災警報装置の場合に効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す機能ブロツク図。第２図は本発明の一実施例の構成を示すブロツク図。第３図は本発明の一実施例の作用の説明に供するフロー
チヤート。第４図は従来例の構成を示すブロツク図。１……変換手段、２……火災判別手段、３……判別手
段、11……基準光源、23₁および23₂……第１および第２
の保護窓、28……火災警報受信盤、33₁および33₂……第
１および第２の増幅器、35₁および35₂……第１および第
２のアナログ比較器、51……アナログ回路部分、52……
火災判定機能部分、53……信号処理部、54……信号処理
駆動制御部、55……故障診断部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】炎から放射されるふく射エネルギーをふく
射エネルギーに対応したアナログ電気信号に変換する変
換手段と、アナログ回路で構成され、かつ変換手段からの出力を受
けて変換手段からの出力が火災判定を必要とする基準値
を超えたか否かを判別する判別手段と、炎に代わって光を変換手段に放射する点検のための基準
光源と、判別手段からの判別信号に基づいて稼働または休止状態
に制御され、稼働状態に制御されている期間中において
変換手段からの出力を受けて火災か否かを判定すると共
に、休止状態に制御されている期間中における点検指示
信号に基づいて稼働状態に制御されて基準光源を駆動し
かつ変換手段からの出力を受けて擬似火災か否かを判定
するデジタル回路で構成された火災判定手段と、火災判定手段からの判定出力を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする火災警報装置。