JP2552148B2 - 火災検知方法及び装置 - Google Patents
火災検知方法及び装置Info
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- JP2552148B2 JP2552148B2 JP62230906A JP23090687A JP2552148B2 JP 2552148 B2 JP2552148 B2 JP 2552148B2 JP 62230906 A JP62230906 A JP 62230906A JP 23090687 A JP23090687 A JP 23090687A JP 2552148 B2 JP2552148 B2 JP 2552148B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、赤外線検出方式に基づく火災検知方法及び
装置に関するものであり、特には入射赤外線を複数の波
長帯に分離し、それぞれの波長帯での出力比較により温
度を求め、かつ、その温度における一つ又は幾つかの出
力をあらかじめ設定した値と比較して発熱面積を求め、
該温度及び発熱面積がある一定時間以上増加傾向にあれ
ば、火災と判断することを特徴とする火災検知方法及び
装置に関する。
装置に関するものであり、特には入射赤外線を複数の波
長帯に分離し、それぞれの波長帯での出力比較により温
度を求め、かつ、その温度における一つ又は幾つかの出
力をあらかじめ設定した値と比較して発熱面積を求め、
該温度及び発熱面積がある一定時間以上増加傾向にあれ
ば、火災と判断することを特徴とする火災検知方法及び
装置に関する。
本発明は、電熱器、ガスコンロ、ストーブ等の非火災
源による誤報を無くし、信頼性の高い且つ高感度の火災
検知を可能ならしめ、一般住宅、ビルディング、倉庫等
における火災防止システムにおいて好適に利用すること
ができる。
源による誤報を無くし、信頼性の高い且つ高感度の火災
検知を可能ならしめ、一般住宅、ビルディング、倉庫等
における火災防止システムにおいて好適に利用すること
ができる。
（従来技術とその問題点） 従来より火災発生を自動的に検出する火災検知方法及
び装置が多数提唱されている。これらは一定の監視範囲
内で火災の発生の有無を検知することが目的であり、非
火災熱源に基づく誤動作が少なく、火災を高感度で検知
することが重要である。
び装置が多数提唱されている。これらは一定の監視範囲
内で火災の発生の有無を検知することが目的であり、非
火災熱源に基づく誤動作が少なく、火災を高感度で検知
することが重要である。
これまで例えば、光電管やバイメタルを利用する火災
検知器が多く用いられたが、光電管の場合紫外線領域の
波長に敏感に感応し、太陽光や電灯等からの光線によっ
て誤動作しやすく、他方バイメタル型のものは感度が低
すぎて実用性に乏しかった。テレビジョンカメラにて監
視する方式も使用されたが、状況判断がしづらく、テレ
ビカメラの設置台数も多くなりすぎ、加えて常時監視す
ることを必要とするので、所期程の成果が得られていな
い。
検知器が多く用いられたが、光電管の場合紫外線領域の
波長に敏感に感応し、太陽光や電灯等からの光線によっ
て誤動作しやすく、他方バイメタル型のものは感度が低
すぎて実用性に乏しかった。テレビジョンカメラにて監
視する方式も使用されたが、状況判断がしづらく、テレ
ビカメラの設置台数も多くなりすぎ、加えて常時監視す
ることを必要とするので、所期程の成果が得られていな
い。
こうした状況において、近頃では、炎から発せられる
赤外線を検知する赤外線検知方式に大きな関心と期待が
寄せられている。こうした赤外線検知方式においても、
単に一定水準の赤外線出力信号を検知する単純なものか
ら進んで、赤外線検出器の出力信号レベルがある時間以
上増加傾向にあるか否かを識別する識別回路を組込んだ
火災検知器が提唱された（特公昭56−7196号）。
赤外線を検知する赤外線検知方式に大きな関心と期待が
寄せられている。こうした赤外線検知方式においても、
単に一定水準の赤外線出力信号を検知する単純なものか
ら進んで、赤外線検出器の出力信号レベルがある時間以
上増加傾向にあるか否かを識別する識別回路を組込んだ
火災検知器が提唱された（特公昭56−7196号）。
しかし、信頼性向上のため、火炎からの赤外線放射を
２種以上の波長帯で別々に検知し、それらの情報に基い
て火災か否かを判断する方式の開発に努力が注がれてき
た。その一つは、可視又は近赤外域を検知するセンサと
赤外線を検知するセンサという２種類のセンサを利用し
て、電灯等赤外域の輻射強度に比較して可視又は近赤外
域の輻射強度が大きい場合は非火災と判断する方式であ
る。この方式は、通常的な電灯による誤報を少なくはし
たが、火災以外の発熱体であっても、可視又は近赤外線
を放射しないもの或いはそれが弱いものであれば火災と
判断し、誤報を発する。即ち、電熱器等では誤報を発
し、その適用に制約が大きい。
２種以上の波長帯で別々に検知し、それらの情報に基い
て火災か否かを判断する方式の開発に努力が注がれてき
た。その一つは、可視又は近赤外域を検知するセンサと
赤外線を検知するセンサという２種類のセンサを利用し
て、電灯等赤外域の輻射強度に比較して可視又は近赤外
域の輻射強度が大きい場合は非火災と判断する方式であ
る。この方式は、通常的な電灯による誤報を少なくはし
たが、火災以外の発熱体であっても、可視又は近赤外線
を放射しないもの或いはそれが弱いものであれば火災と
判断し、誤報を発する。即ち、電熱器等では誤報を発
し、その適用に制約が大きい。
もう一つの方式は、炎に特有なスペクトル分布を検知
するものである。一般に炎を伴わない赤外線放射源から
放射される赤外線のスペクトル分布はプランクの法則に
従う（第２図参照）。物体ピーク温度が高くなる程スペ
クトルのピーク値は短波長側にシフトする。他方、炎を
伴う赤外線放射物体は別の特有の特性を示す。即ち、同
じく第２図に示すように、凹凸のあるスペクトル分布を
持つ。これは、CO2共鳴放射として知られる現象により
起るものであり、4.3μ付近で高いピークを示す。従っ
て、原理的には、このCO2共鳴放射による4.3μ付近のピ
ークを検知することにより炎を検知することが出来る。
そこで、従来、この4.3μピークをとらえる為の幾つか
の試みが提案されている。例えば、特開昭50−2497号
は、4.3μとその前後の２波長における放射線量を検出
し、4.3μと他の２波長における放射線量が一定値以上
になった場合に炎として判断している。特開昭57−6949
2号は、２つの凸部間に谷間が存在するか否かを判別し
て炎の発生を関知することを提唱している。しかしなが
ら、この方式の場合、炎を検知することはできても、そ
の炎が火災に由来するものか或いは有益な熱源に由来す
るものかは検知できない。即ち、ガスレンジ、ガススト
ーブ等の炎で誤報を発する欠点がある。
するものである。一般に炎を伴わない赤外線放射源から
放射される赤外線のスペクトル分布はプランクの法則に
従う（第２図参照）。物体ピーク温度が高くなる程スペ
クトルのピーク値は短波長側にシフトする。他方、炎を
伴う赤外線放射物体は別の特有の特性を示す。即ち、同
じく第２図に示すように、凹凸のあるスペクトル分布を
持つ。これは、CO2共鳴放射として知られる現象により
起るものであり、4.3μ付近で高いピークを示す。従っ
て、原理的には、このCO2共鳴放射による4.3μ付近のピ
ークを検知することにより炎を検知することが出来る。
そこで、従来、この4.3μピークをとらえる為の幾つか
の試みが提案されている。例えば、特開昭50−2497号
は、4.3μとその前後の２波長における放射線量を検出
し、4.3μと他の２波長における放射線量が一定値以上
になった場合に炎として判断している。特開昭57−6949
2号は、２つの凸部間に谷間が存在するか否かを判別し
て炎の発生を関知することを提唱している。しかしなが
ら、この方式の場合、炎を検知することはできても、そ
の炎が火災に由来するものか或いは有益な熱源に由来す
るものかは検知できない。即ち、ガスレンジ、ガススト
ーブ等の炎で誤報を発する欠点がある。
その他、特開昭61−32195号は、近赤外線域の波長の
放射線を検出する第１の放射線検出手段と、写真赤外線
域の波長の放射線を検出する第２の放射線検出手段と、
前記第１及び第２放射線検出手段からの出力信号を受信
し、これらの出力信号のレベル差と同期性とにより出力
信号の理論的組合せを演算する演算手段と、演算手段か
らの組合せ出力信号により火災信号とノイズ信号とを判
別する検出手段を具備する火災感知装置を開示する。こ
れは、発炎火災と可視光ノイズが2.3μｍと0.9μｍとの
相関関係に同期性を有し、燻焼火災は同期性を示さず、
また発炎火災と燻焼火災が近赤外線強度が写真赤外線強
度より大きく、可視光ノイズは近赤外線強度が写真赤外
線強度より小さいことを利用し、上記２種の放射線を比
較して、火災と可視光ノイズの区別、及び発炎火災と燻
焼火災を区別するものである。しかしながら、火災の種
類、燃え方によっては必ずしも、ここで言う同期性が見
られるとの保証はなく、信頼性を欠く。
放射線を検出する第１の放射線検出手段と、写真赤外線
域の波長の放射線を検出する第２の放射線検出手段と、
前記第１及び第２放射線検出手段からの出力信号を受信
し、これらの出力信号のレベル差と同期性とにより出力
信号の理論的組合せを演算する演算手段と、演算手段か
らの組合せ出力信号により火災信号とノイズ信号とを判
別する検出手段を具備する火災感知装置を開示する。こ
れは、発炎火災と可視光ノイズが2.3μｍと0.9μｍとの
相関関係に同期性を有し、燻焼火災は同期性を示さず、
また発炎火災と燻焼火災が近赤外線強度が写真赤外線強
度より大きく、可視光ノイズは近赤外線強度が写真赤外
線強度より小さいことを利用し、上記２種の放射線を比
較して、火災と可視光ノイズの区別、及び発炎火災と燻
焼火災を区別するものである。しかしながら、火災の種
類、燃え方によっては必ずしも、ここで言う同期性が見
られるとの保証はなく、信頼性を欠く。
（発明の目的） 本発明は、上述したような欠点を排除し、電熱器、ガ
スコンロ、ストーブ等での誤報を極力無くし、且つ高感
度な火災検知技術の開発を目的とする。
スコンロ、ストーブ等での誤報を極力無くし、且つ高感
度な火災検知技術の開発を目的とする。
（発明の概要） 本発明者等は、火災と非火災との原理的差異に基いて
考察を進めた。
考察を進めた。
火災以外の熱源の場合、発熱面積は一定ないしは数分
間で定常に至る。また、温度も一定ないしは数分間で定
常に至る。例えば、暖房器具などでは、発熱面積は一定
であり、温度は数分間で定常に至る。また、マッチ、ラ
イター等は、温度、発熱面積が一定であるだけでなく、
数秒ないしは数分で消える。
間で定常に至る。また、温度も一定ないしは数分間で定
常に至る。例えば、暖房器具などでは、発熱面積は一定
であり、温度は数分間で定常に至る。また、マッチ、ラ
イター等は、温度、発熱面積が一定であるだけでなく、
数秒ないしは数分で消える。
これに対し、火災では、発熱面積、温度ともに増加
し、しかも数分間経過しても増加傾向を示すといった特
徴がある。第３図に、燻焼状態から火災に至る過程での
温度変化、第４図に発熱面積の変化を示す。ここでTFは
発炎時刻である。
し、しかも数分間経過しても増加傾向を示すといった特
徴がある。第３図に、燻焼状態から火災に至る過程での
温度変化、第４図に発熱面積の変化を示す。ここでTFは
発炎時刻である。
火災の場合、既燃焼部での高温化と延焼部での新たな
炎の発生が併発するため、炎からの赤外線を短〜長にわ
たる複数の波長帯に分離すると、それぞれの波長帯の検
出出力は時間と共に増大し、しかもその検知出力の比の
時間的変化も特有の挙動を示す。各波長帯での検知出力
の増加／時間の比は概略一定である。非火災の場合、定
常状態に至った後は、こうした時間的変化は見られな
い。従って、この差異に基いて、赤外線源が火災か否か
を判断することが可能となる。
炎の発生が併発するため、炎からの赤外線を短〜長にわ
たる複数の波長帯に分離すると、それぞれの波長帯の検
出出力は時間と共に増大し、しかもその検知出力の比の
時間的変化も特有の挙動を示す。各波長帯での検知出力
の増加／時間の比は概略一定である。非火災の場合、定
常状態に至った後は、こうした時間的変化は見られな
い。従って、この差異に基いて、赤外線源が火災か否か
を判断することが可能となる。
上記の知見に基いて、本発明は、赤外線源から放射さ
れる赤外線を２〜６の波長帯に分離し、それぞれの波長
帯での赤外線検知出力比較により温度を求め、かつ、そ
の温度における一つ又は幾つかの出力をあらかじめ設定
した値と比較して発熱面積を求め、該温度及び発熱面積
がある一定時間以上増加傾向にあれば、火災と判断する
ことを特徴とする火災検知方法を提供する。
れる赤外線を２〜６の波長帯に分離し、それぞれの波長
帯での赤外線検知出力比較により温度を求め、かつ、そ
の温度における一つ又は幾つかの出力をあらかじめ設定
した値と比較して発熱面積を求め、該温度及び発熱面積
がある一定時間以上増加傾向にあれば、火災と判断する
ことを特徴とする火災検知方法を提供する。
上記方法を実施するための装置として、本発明はま
た、赤外線源から放射される赤外線を２〜６の波長帯に
分離するバンドパスフィルタと、各バンドパスフィルタ
を透過した赤外線を検出する赤外線検出器と、赤外線源
から放射される赤外線を周期的に分断して、各バンドパ
スフィルタに入射せしめるチョッパとを備える赤外線検
出部並びにそれぞれの波長帯での赤外線検知出力比較に
より温度を求め、かつ、その温度における一つ又は幾つ
かの出力をあらかじめ設定した値と比較して発熱面積を
求め、該温度及び発熱面積がある一定時間以上増加傾向
にあるか否かを判断する信号処理回路を具備することを
特徴とする火災検知装置を提供する。
た、赤外線源から放射される赤外線を２〜６の波長帯に
分離するバンドパスフィルタと、各バンドパスフィルタ
を透過した赤外線を検出する赤外線検出器と、赤外線源
から放射される赤外線を周期的に分断して、各バンドパ
スフィルタに入射せしめるチョッパとを備える赤外線検
出部並びにそれぞれの波長帯での赤外線検知出力比較に
より温度を求め、かつ、その温度における一つ又は幾つ
かの出力をあらかじめ設定した値と比較して発熱面積を
求め、該温度及び発熱面積がある一定時間以上増加傾向
にあるか否かを判断する信号処理回路を具備することを
特徴とする火災検知装置を提供する。
複数のバンドパスフィルタ及び赤外線検出器は単一ユ
ニットとして集合されたパッケージ型とすることもでき
る。赤外線検出器は焦電型であることが好ましい。信号
処理回路にマイクロコンピュータを用いることが好まし
い。
ニットとして集合されたパッケージ型とすることもでき
る。赤外線検出器は焦電型であることが好ましい。信号
処理回路にマイクロコンピュータを用いることが好まし
い。
更には、Si−フォトトランジスタ又はSi−フォトダイ
オードを用いる近赤外域検出器を設置することもでき
る。
オードを用いる近赤外域検出器を設置することもでき
る。
（周辺技術との比較） これまでにも、複数の赤外線放射を検知する技術は存
在する。特開昭53−44937号には、赤外線源から放射さ
れる赤外線を複数の波長帯に分離し、それぞれの波長帯
での赤外線検知出力の絶対量及び相対比により該赤外線
源が火災か否かを判断することが記載されているが、赤
外線出力の絶対量の時間的変化に関する記憶はない。特
開昭56−7196号は、火災の熱源からの放射エネルギーが
ある時間を経過してもなお増加傾向にあることを着目し
て、赤外線検出器と該検出器からの出力レベルがある時
間以上増加傾向にあるか否かを識別する識別回路とから
成る火災検知器を記載する。出力の絶対量の時間的変化
により該赤外線源が火災か否かを判断することだけしか
記載されていない。赤外線源からは放射される赤外線を
２〜６の波長帯に分離し、それぞれの波長帯での赤外線
検知出力比較により温度を求め、かつ、その温度におけ
る一つ又は幾つかの出力をあらかじめ設定した値と比較
して発熱面積を求め、該温度及び発熱面積がある一定時
間以上増加傾向にあれば、火災と判断することを記載若
しくは示唆するものではない。
在する。特開昭53−44937号には、赤外線源から放射さ
れる赤外線を複数の波長帯に分離し、それぞれの波長帯
での赤外線検知出力の絶対量及び相対比により該赤外線
源が火災か否かを判断することが記載されているが、赤
外線出力の絶対量の時間的変化に関する記憶はない。特
開昭56−7196号は、火災の熱源からの放射エネルギーが
ある時間を経過してもなお増加傾向にあることを着目し
て、赤外線検出器と該検出器からの出力レベルがある時
間以上増加傾向にあるか否かを識別する識別回路とから
成る火災検知器を記載する。出力の絶対量の時間的変化
により該赤外線源が火災か否かを判断することだけしか
記載されていない。赤外線源からは放射される赤外線を
２〜６の波長帯に分離し、それぞれの波長帯での赤外線
検知出力比較により温度を求め、かつ、その温度におけ
る一つ又は幾つかの出力をあらかじめ設定した値と比較
して発熱面積を求め、該温度及び発熱面積がある一定時
間以上増加傾向にあれば、火災と判断することを記載若
しくは示唆するものではない。
（実施例の説明） 第１図は、本発明の基本構成図である。赤外線源Ｓか
ら放射される赤外線および可視光線は、赤外線検出部Ｄ
に入射する。赤外線検出部Ｄにおいて、赤外線は複数の
波長帯に分離されそしてそれぞれの波長帯での赤外線強
度が検出される。
ら放射される赤外線および可視光線は、赤外線検出部Ｄ
に入射する。赤外線検出部Ｄにおいて、赤外線は複数の
波長帯に分離されそしてそれぞれの波長帯での赤外線強
度が検出される。
赤外線検出部Ｄは、赤外線を周期的に分断するチョッ
パ１と、ここでは４つとして示す、それぞれ異なる透過
帯域を持つバンドパスフィルタ２、３、４、５と、各バ
ンドパスフィルタと関連してその透過赤外線を検出する
赤外線検出器６、７、８、９を備えている。火炎から放
射された赤外線は、チョッパ１で周期的に分断された
後、透過波長帯の異なるバンドパスフィルタ２、３、
４、５を通過しそして赤外線検出器６、７、８、９に入
射する。バンドパスフィルタの透過帯の中心波長は、こ
こに示した４分割方式の場合では例えばフィルタ２が１
〜２μｍ、フィルタ３が２〜３μｍ、フィルタ４が３〜
４μｍそしてフィルタ５が４〜５μｍと適宜選択され、
透過帯域巾はそれぞれ0.3〜１μｍとされる。分割波長
帯の数は４分割に限られるものでなく、２〜６分割まで
できる。
パ１と、ここでは４つとして示す、それぞれ異なる透過
帯域を持つバンドパスフィルタ２、３、４、５と、各バ
ンドパスフィルタと関連してその透過赤外線を検出する
赤外線検出器６、７、８、９を備えている。火炎から放
射された赤外線は、チョッパ１で周期的に分断された
後、透過波長帯の異なるバンドパスフィルタ２、３、
４、５を通過しそして赤外線検出器６、７、８、９に入
射する。バンドパスフィルタの透過帯の中心波長は、こ
こに示した４分割方式の場合では例えばフィルタ２が１
〜２μｍ、フィルタ３が２〜３μｍ、フィルタ４が３〜
４μｍそしてフィルタ５が４〜５μｍと適宜選択され、
透過帯域巾はそれぞれ0.3〜１μｍとされる。分割波長
帯の数は４分割に限られるものでなく、２〜６分割まで
できる。
光学フィルタは、ZnSe或いはZnS或いはGeその他の誘
電帯をSi等基板上に交互に真空蒸着して多層膜としたも
のであり、目標とする透過波長帯に応じて適宜選択され
る。
電帯をSi等基板上に交互に真空蒸着して多層膜としたも
のであり、目標とする透過波長帯に応じて適宜選択され
る。
赤外線検出器としては、半導体赤外線検出器、焦電型
赤外線検出器等いずれも使用しうるが、特に好ましいも
のは焦電型のものである。焦電型検出器は温度の変化分
にのみ応答する微分型の検出器であり、温度増加を測定
する本発明目的に好適である。焦電型検出器は、タンタ
ル酸リチウムに代表される焦電体の薄板の表及び裏面に
蒸着等により電極を形成した既知構造のものである。
赤外線検出器等いずれも使用しうるが、特に好ましいも
のは焦電型のものである。焦電型検出器は温度の変化分
にのみ応答する微分型の検出器であり、温度増加を測定
する本発明目的に好適である。焦電型検出器は、タンタ
ル酸リチウムに代表される焦電体の薄板の表及び裏面に
蒸着等により電極を形成した既知構造のものである。
第１図の実施例においては、精度向上のために、0.8
〜1.0μｍの波長帯域の近赤外線をも検知するためSi−
フォトダイオード10が配置されている。Si−フォトトラ
ンジスタを使用することもできる。Si−フォトダイオー
ド10の直前には、可視光をカットするためのフィルタ11
が配置されている。フィルタ11は、ガラス光学フィル
タ、有機色素着色の薄膜光学フィルタ等である。
〜1.0μｍの波長帯域の近赤外線をも検知するためSi−
フォトダイオード10が配置されている。Si−フォトトラ
ンジスタを使用することもできる。Si−フォトダイオー
ド10の直前には、可視光をカットするためのフィルタ11
が配置されている。フィルタ11は、ガラス光学フィル
タ、有機色素着色の薄膜光学フィルタ等である。
チョッパ１の回転を検出するために、フォトインタラ
プタ12が配置される。
プタ12が配置される。
赤外線検出器６、７、８、９、からの出力信号並びに
フォトダイオード10及びフォトインタラプタ12からの出
力信号は、信号処理回路13で処理される。信号処理回路
13は、各赤外線検出器からの出力の大きさ、それらの出
力の相対比並びにそれらの時間的変化から対象赤外線源
が火災か否かを判別する。
フォトダイオード10及びフォトインタラプタ12からの出
力信号は、信号処理回路13で処理される。信号処理回路
13は、各赤外線検出器からの出力の大きさ、それらの出
力の相対比並びにそれらの時間的変化から対象赤外線源
が火災か否かを判別する。
第５図は信号処理の構成例を示す。赤外線検出器６、
７、８、９からの出力信号及びフォトダイオード10から
の出力信号は、増巾回路14〜18に送られ、必要なレベル
まで増巾される。増巾回路15〜18からの出力は、フォト
インタラプタ12の出力信号を同期信号として同期検波回
路19〜22において検波される。これらは、Ａ−Ｄ変換回
路24〜27にてディジタル信号に変換される。フォトダイ
オード10からの増巾出力もＡ−Ｄ変換回路23にてディジ
タル変換される。
７、８、９からの出力信号及びフォトダイオード10から
の出力信号は、増巾回路14〜18に送られ、必要なレベル
まで増巾される。増巾回路15〜18からの出力は、フォト
インタラプタ12の出力信号を同期信号として同期検波回
路19〜22において検波される。これらは、Ａ−Ｄ変換回
路24〜27にてディジタル信号に変換される。フォトダイ
オード10からの増巾出力もＡ−Ｄ変換回路23にてディジ
タル変換される。
上記出力信号は、時系列コンパレータ28及びコンパレ
ータ29を経て演算回路にて火災か否かの判断に必要な情
報を与える。これらは、マイクロコンピュータＣにおい
て処理されることが好ましい。
ータ29を経て演算回路にて火災か否かの判断に必要な情
報を与える。これらは、マイクロコンピュータＣにおい
て処理されることが好ましい。
マイクロコンピュータＣは、対象となる赤外線源を火
災と判断するとき、リレードライブ及びリレーを経由し
て警報器を作動させるか或いは制御器を介して防火シャ
ッター、スプリンクラー等を作動させる。
災と判断するとき、リレードライブ及びリレーを経由し
て警報器を作動させるか或いは制御器を介して防火シャ
ッター、スプリンクラー等を作動させる。
マイクロコンピュータにおいては、数秒おきに演算を
行い、赤外線源の温度と発熱面積の増大の様相を数分に
わたりデータ蓄積している。前述したように、温度と発
熱面積とが常に増加している場合火災と判断する。
行い、赤外線源の温度と発熱面積の増大の様相を数分に
わたりデータ蓄積している。前述したように、温度と発
熱面積とが常に増加している場合火災と判断する。
例えば、火災の場合、赤外線検出器６、７、８、９の
出力は、第６図に示すようになる。赤外線検出器６、
７、８、９の出力は温度上昇と延焼に伴って９、８、
７、６の順で増加する。非火災の場合、赤外線源は所定
時間で定常状態或いは消滅状態となるので、各波長帯す
べてが増加傾向を示すことはない。こうして、赤外線検
出器６、７、８、９の出力の時間的変化或いはそれらの
相対比の時間的変化を知ることにより火災を検知するこ
とができる。
出力は、第６図に示すようになる。赤外線検出器６、
７、８、９の出力は温度上昇と延焼に伴って９、８、
７、６の順で増加する。非火災の場合、赤外線源は所定
時間で定常状態或いは消滅状態となるので、各波長帯す
べてが増加傾向を示すことはない。こうして、赤外線検
出器６、７、８、９の出力の時間的変化或いはそれらの
相対比の時間的変化を知ることにより火災を検知するこ
とができる。
こうして、温度及び発熱面積がある一定時間以上（数
分間）増加傾向にあれば、火災と判断できるのである。
分間）増加傾向にあれば、火災と判断できるのである。
本発明は、温度及び発熱面積に基づいて、きわめて実
際的な火災原理に立脚しているので従来技術と異なり誤
報を著しく低減する。
際的な火災原理に立脚しているので従来技術と異なり誤
報を著しく低減する。
第７〜９図は、パッケージ型のバンドパスフィルタ−
赤外線検出器の構造例を示す。第10図はその回路を示
す。ここでは、先の具体例において別々に設けられた４
つの赤外線検出器が単一のユニットとして集合された形
となっている。このパッケージ型バンドパスフィルタ−
赤外線検出器Ｐは、第９図に示されるように円板状の端
板42の各象現に焦電体６′、７′、８′、９′を形成
し、それに対面する窓44が各焦電体に対応する４分割型
バンドパスフィルタとして構成され、端板と窓とがシー
ルカン46により接合され、全体として４種の赤外波長帯
を検知しうるパッケージ構造となっている。窓を４分割
したバンドパスフィルタ２′、３′、４′、５′は、例
えばその透過中心波長を２′が1.6μｍ、３′が2.4μ
ｍ、４′が3.3μそして５′が5.0μとするものであり、
透過波長帯域巾はいずれも0.4μｍである。この４分割
フィルタは、１枚の基板上に誘電体多層膜を４回に分け
て蒸着するか或いは４枚のバンドパスフィルタを貼合わ
せて作製される。フィルタ２′、３′、４′、５′、を
透過した赤外線は焦電体６′、７′、８′、９′で別々
に検知され、先と同様に信号処理回路13により処理され
る。筒内の空間を４つに仕切る区画壁を設けることが好
ましい。
赤外線検出器の構造例を示す。第10図はその回路を示
す。ここでは、先の具体例において別々に設けられた４
つの赤外線検出器が単一のユニットとして集合された形
となっている。このパッケージ型バンドパスフィルタ−
赤外線検出器Ｐは、第９図に示されるように円板状の端
板42の各象現に焦電体６′、７′、８′、９′を形成
し、それに対面する窓44が各焦電体に対応する４分割型
バンドパスフィルタとして構成され、端板と窓とがシー
ルカン46により接合され、全体として４種の赤外波長帯
を検知しうるパッケージ構造となっている。窓を４分割
したバンドパスフィルタ２′、３′、４′、５′は、例
えばその透過中心波長を２′が1.6μｍ、３′が2.4μ
ｍ、４′が3.3μそして５′が5.0μとするものであり、
透過波長帯域巾はいずれも0.4μｍである。この４分割
フィルタは、１枚の基板上に誘電体多層膜を４回に分け
て蒸着するか或いは４枚のバンドパスフィルタを貼合わ
せて作製される。フィルタ２′、３′、４′、５′、を
透過した赤外線は焦電体６′、７′、８′、９′で別々
に検知され、先と同様に信号処理回路13により処理され
る。筒内の空間を４つに仕切る区画壁を設けることが好
ましい。
パッケージ型バンドパスフィルタ−赤外線検出器は、
取扱い及び設置を容易ならしめる。
取扱い及び設置を容易ならしめる。
（試験例） 第１図に示したようにチョッパの回転軸を中心とした
同一円周上に焦電型赤外線センサを４つ配置した。バン
ドパスフィルタの中心透過波長は1.6μｍ、2.4μｍ、3.
3μｍ及び5.0μｍとし、透過波長帯域巾はいずれも0.4
μｍとした。人為的に火災を発生せしめる模擬試験にお
いて、４つのセンサの検出出力は発火後２分間にわたり
いずれも増加傾向を示し、しかもそれらの立上りは比較
的近似し、マイクロコンピュータは火災と判定した。
同一円周上に焦電型赤外線センサを４つ配置した。バン
ドパスフィルタの中心透過波長は1.6μｍ、2.4μｍ、3.
3μｍ及び5.0μｍとし、透過波長帯域巾はいずれも0.4
μｍとした。人為的に火災を発生せしめる模擬試験にお
いて、４つのセンサの検出出力は発火後２分間にわたり
いずれも増加傾向を示し、しかもそれらの立上りは比較
的近似し、マイクロコンピュータは火災と判定した。
（発明の効果） 従来のような発光スペクトルのピークや同期性を検知
する方式と異なり、火災の基本的原理に基いて火災か否
かを判断するので、実用性が高く、電熱器やガスコン
ロ、ストーブ等での誤報を極力排除しうる火災検知方式
が提供される。
する方式と異なり、火災の基本的原理に基いて火災か否
かを判断するので、実用性が高く、電熱器やガスコン
ロ、ストーブ等での誤報を極力排除しうる火災検知方式
が提供される。
第１図は本発明の基本構成を示す概略図、第２図は炎を
伴わない物体と炎を伴う物体のスペクトルを示すグラ
フ、第３図は火災の発熱温度と時間の関係を示すグラ
フ、第４図は火災の発熱面積と時間の関係を示すグラ
フ、第５図は信号処理回路の具体例を示すブロック図、
第６図は４つの赤外線検出器の時間に対する出力の傾向
を例示するグラフ、そして第７図はパッケージ型バンド
パスフィルタ−赤外線検出器の配置例を示す概略図、第
８図は同パッケージ型検出器の斜視図、第９図は第８図
の分解図そして第10図はパッケージ型検出器の回路図で
ある。 ０……赤外線検出部 １……チョッパ ２、３、４、5:バンドパスフィルタ ６、７、８、9:赤外線検出器 10:フォトダイオード 11:フィルタ 12:フォトインタラプタ 13:信号処理回路 14〜18:増巾回路 19〜22:同期検波回路 23〜27:A−Ｄ変換回路 28:時系列コンパレータ 29:コンパレータ 30:演算回路 C:マイクロコンピュータ P:パッケージ型検出器 42:端板 44:窓 46:筒 ２′、３′、４′、５′：分割バンドパスフィルタ ６′、７′、８′、９′：焦電体
伴わない物体と炎を伴う物体のスペクトルを示すグラ
フ、第３図は火災の発熱温度と時間の関係を示すグラ
フ、第４図は火災の発熱面積と時間の関係を示すグラ
フ、第５図は信号処理回路の具体例を示すブロック図、
第６図は４つの赤外線検出器の時間に対する出力の傾向
を例示するグラフ、そして第７図はパッケージ型バンド
パスフィルタ−赤外線検出器の配置例を示す概略図、第
８図は同パッケージ型検出器の斜視図、第９図は第８図
の分解図そして第10図はパッケージ型検出器の回路図で
ある。 ０……赤外線検出部 １……チョッパ ２、３、４、5:バンドパスフィルタ ６、７、８、9:赤外線検出器 10:フォトダイオード 11:フィルタ 12:フォトインタラプタ 13:信号処理回路 14〜18:増巾回路 19〜22:同期検波回路 23〜27:A−Ｄ変換回路 28:時系列コンパレータ 29:コンパレータ 30:演算回路 C:マイクロコンピュータ P:パッケージ型検出器 42:端板 44:窓 46:筒 ２′、３′、４′、５′：分割バンドパスフィルタ ６′、７′、８′、９′：焦電体
Claims (6)
- 【請求項１】赤外線源から放射される赤外線を２〜６の
波長帯に分離し、それぞれの波長帯での赤外線検知出力
比較により温度を求め、かつ、その温度における一つ又
は幾つかの出力をあらかじめ設定した値と比較して発熱
面積を求め、該温度及び発熱面積がある一定時間以上増
加傾向にあれば、火災と判断することを特徴とする火災
検知方法。 - 【請求項２】赤外線源から放射される赤外線を２〜６の
波長帯に分利するバンドパスフィルタと、各バンドパス
フィルタを透過した赤外線を検出する赤外線検出器と、
赤外線源から放射される赤外線を周期的に分断して、各
バンドパスフィルタに入射せしめるチョッパとを備える
赤外線検出部並びにそれぞれの波長帯での赤外線検知出
力比較により温度を求め、かつ、その温度における一つ
又は幾つかの出力をあらかじめ設定した値と比較して発
熱面積を求め、該温度及び発熱面積がある一定時間以上
増加傾向にあるか否かを判断する信号処理回路を具備す
ることを特徴とする火災検知装置。 - 【請求項３】バンドパスフィルタ及び赤外線検出器がパ
ッケージ型であり、複数のバンドパスフィルタ及び赤外
線検出器が単一ユニットとして集合されている特許請求
の範囲第２項記載の装置。 - 【請求項４】赤外線検出器が焦電型である特許請求の範
囲第２項記載の装置。 - 【請求項５】信号処理回路にマイクロコンピュータを用
いた特許請求の範囲第２項記載の装置。 - 【請求項６】赤外線源から放射される赤外線を複数の波
長帯に分離するバンドパスフィルタと、各バンドパスフ
ィルタを透過した赤外線を検出する赤外線検出器と、赤
外線源から放射される赤外線を周期的に分断して、各バ
ンドパスフィルタに入射せしめるチョッパとを備える赤
外線検出部並びにそれぞれの波長帯での赤外線検知出力
比較により温度を求め、かつ、その温度における一つ又
は幾つかの出力をあらかじめ設定した値と比較して発熱
面積を求め、該温度及び発熱面積がある一定時間以上増
加傾向にあるか否かを判断する信号処理回路と、Si−フ
ォトトランジスタ又はSi−フォトダイオードを用いる近
赤外域検出器を具備することを特徴とする火災検知装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62230906A JP2552148B2 (ja) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | 火災検知方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62230906A JP2552148B2 (ja) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | 火災検知方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6474695A JPS6474695A (en) | 1989-03-20 |
| JP2552148B2 true JP2552148B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=16915145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62230906A Expired - Fee Related JP2552148B2 (ja) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | 火災検知方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552148B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0378899A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-04 | Nippon Mining Co Ltd | 火災検知装置 |
| JP2606749B2 (ja) * | 1990-03-13 | 1997-05-07 | 株式会社ジャパンエナジー | 火災検知方法 |
| WO2008064396A1 (en) * | 2006-09-07 | 2008-06-05 | Siemens Schweiz Ag | Improvement(s) related to particle monitors and method(s) therefor |
| JP5797992B2 (ja) * | 2011-09-29 | 2015-10-21 | ホーチキ株式会社 | 炎感知器及び炎判定方法 |
| JP5985359B2 (ja) * | 2012-11-05 | 2016-09-06 | ホーチキ株式会社 | 炎検知装置及び炎検知方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50102377A (ja) * | 1974-01-10 | 1975-08-13 | ||
| JPS5934252B2 (ja) * | 1976-10-02 | 1984-08-21 | 国際技術開発株式会社 | 炎感知器 |
| JPS567196A (en) * | 1979-06-29 | 1981-01-24 | Kureha Chemical Ind Co Ltd | Fire detector |
-
1987
- 1987-09-17 JP JP62230906A patent/JP2552148B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6474695A (en) | 1989-03-20 |
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|---|---|---|---|
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