JP2606749B2 - Fire detection method - Google Patents
Fire detection methodInfo
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- JP2606749B2 JP2606749B2 JP2061951A JP6195190A JP2606749B2 JP 2606749 B2 JP2606749 B2 JP 2606749B2 JP 2061951 A JP2061951 A JP 2061951A JP 6195190 A JP6195190 A JP 6195190A JP 2606749 B2 JP2606749 B2 JP 2606749B2
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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、赤外線検知方式に基づく火災検知技術に関
するものであり、特に入射赤外線を複数の波長帯に分離
し、各分離波長帯の赤外線強度をセンサで検出し、その
出力の比から温度を算出するとともに、いずれかの波長
帯の赤外線強度とセンサ出力とから火災面積を算出し、
温度と面積から火災の判定および火災の進行状況を把握
する火災検知方法に関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a fire detection technology based on an infrared detection method, and more particularly to a method for separating incident infrared light into a plurality of wavelength bands, and detecting the infrared intensity of each separated wavelength band. With a sensor, calculate the temperature from the output ratio, calculate the fire area from the infrared intensity of any wavelength band and the sensor output,
The present invention relates to a fire detection method for judging a fire and grasping the progress of a fire from a temperature and an area.
[従来の技術] 従来より火災発生を自動的に検知する火災検知方法お
よ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、
ストーブのような火災ではない熱源に基づく誤動作が少
なく、かつ高感度で火災を検知できることが要望され
る。[Prior Art] Many fire detection methods and apparatuses for automatically detecting the occurrence of a fire have been proposed. These are intended to detect the presence or absence of a fire within a certain monitoring range,
It is demanded that fires can be detected with high sensitivity with less malfunction due to a heat source that is not a fire such as a stove.
これまで、例えば光電管やバイメタル等を利用する火
災検知器が提供されているが、光電管の場合は紫外線領
域の波長に敏感に感応するため、太陽光や電灯等からの
光線によって誤動作しやすいという欠点がある。一方、
バイメタル型のものは感度が低すぎて有効性に乏しい。Until now, fire detectors using, for example, phototubes and bimetals have been provided.However, phototubes are sensitive to wavelengths in the ultraviolet region, and are susceptible to malfunction due to sunlight or light from electric lamps. There is. on the other hand,
Bimetallic types are too low in sensitivity and poor in effectiveness.
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が止せら
れている。こうした赤外線検知方式においても、単に一
定水準以上の赤外線を検知したときに火災を判定する単
純なものから一歩進んで、赤外線検知器の出力信号レベ
ルがある一定時間以上増加傾向にあるか否かを識別する
識別回路を組み込んだ火災検知器が提唱された(特公昭
56−7196号)。Under these circumstances, there has recently been a great deal of interest in infrared detection methods for detecting infrared rays emitted from flames. In such an infrared detection method as well, one step forward from the simple method of judging a fire when simply detecting infrared light of a certain level or more, is to check whether the output signal level of the infrared detector is increasing for a certain time or more. A fire detector incorporating an identification circuit has been proposed.
No. 56-7196).
また、信頼性の向上のため、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、それらの情報に基づい
て火災か否かを判断する技術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、電灯等からの放射のように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
と判定する方式である。In order to improve reliability, the infrared radiation
Efforts have been made to develop a technology for detecting separately in different wavelength bands and determining whether there is a fire based on such information. One is to use two types of sensors, a sensor that detects the visible or near-infrared region and a sensor that detects the infrared, and compare the intensity of visible or near-infrared radiation such as radiation from electric lights. When the radiation intensity in the infrared region is large, it is determined that a fire is not occurring.
もう一つの方法は、炎な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第2図実線A,Cの
ようにブランクの法則に従い、発熱物体の温度が高くな
るほどスペクトルのピーク値は短波長側にシフトする。
これに対し、炎を伴う赤外線放射物体は、別の特有の特
性を示す。すなわち、第2図に実線Bで示すように、凹
凸のあるスペクトル分布を持つ。これは、CO2分子共鳴
放射として知られる現象により起こるものであり、波長
4.3μm付近で高いピークを示す。従って、原理的に
は、このCO2分子共鳴放射による波長4.3μm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できる。Another method is to detect a peculiar spectral distribution. In general, the spectral distribution of infrared radiation emitted from an infrared radiation source without a flame follows the law of blanks as shown by the solid lines A and C in FIG. 2, and the peak value of the spectrum shifts to shorter wavelengths as the temperature of the heating object increases. .
In contrast, infrared emitting objects with flames exhibit other unique properties. That is, as shown by a solid line B in FIG. This is caused by a phenomenon known as CO 2 molecular resonance radiation,
It shows a high peak around 4.3 μm. Therefore, in principle, a flame can be detected by detecting a peak near a wavelength of 4.3 μm due to the CO 2 molecule resonance radiation.
そこで、従来、この波長4.3μmのピークをとらえる
ためのいくつかの試みが提案されている。例えば、特開
昭50−2497号は、4.3μmとその前後の2波長における
放射線量を検知し、4.3μm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判定している。ま
た、特開昭57−96492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検知することを提唱し
ている。Therefore, some attempts have been conventionally proposed to catch the peak at the wavelength of 4.3 μm. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-2497 detects a radiation dose at 4.3 μm and two wavelengths before and after 4.3 μm, and determines that a flame is present when the radiation dose at 4.3 μm and the other two wavelengths exceeds a certain value. I have. Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-96492 proposes that the occurrence of a flame is detected by determining whether or not a valley exists between two convex portions.
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、電灯光のような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
災と判定する方式では、日常的な電灯による誤報が少な
くなるが、例えば電熱器のような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あるいはそれ
が弱いものであれば火災判断し、誤報を発するためその
適用に制約が多い。[Problems to be Solved by the Invention] However, when the radiation intensity in the visible or near-infrared region is larger than the radiation intensity in the infrared region such as electric light, it is determined that the fire is not a fire. Although false alarms are reduced, for example, if a heating element other than a fire such as an electric heater does not emit visible or near-infrared rays or if it is weak, a fire will be judged and a false alarm will be issued. Many.
また、波長4.3μmとその前後の2波長における放射
線量を検知し、4.3μm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判断する方法では、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
かあるいは有益な熱源に由来するものかは検知できな
い。すなわち、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。In the method of detecting the radiation dose at the wavelength 4.3 μm and the two wavelengths before and after that, and judging it as a flame when the radiation dose at 4.3 μm and the other two wavelengths exceeds a certain value, it is not possible to detect the flame. If possible, it is not possible to detect whether the flame is from a fire or a useful heat source. That is, there is a defect that a false alarm is generated by a flame of a gas range, a gas stove, or the like.
さらに、従来の火災検知装置は火災の発生をいつどの
時点で判定し、報知するかに主眼が置かれており火災の
進行状況を正確に把握できるようなものはなかった。Furthermore, the conventional fire detection device focuses on when and when to determine the occurrence of a fire and reports the occurrence of the fire, and there is no device that can accurately grasp the progress of the fire.
本発明の目的は、上述したような欠点を排除し、電熱
器、ガスコンロ、ストーブ等生活環境における有益な熱
源に基づく誤報が非常に少なく、かつ高感度で火災を検
知するとともに、火災の進行状況をも把握できるような
火災検知方式を提供することにある。An object of the present invention is to eliminate the above-described drawbacks, to minimize false alarms based on a useful heat source in a living environment such as an electric heater, a gas stove, a stove, and to detect a fire with high sensitivity and to determine the progress of the fire. It is an object of the present invention to provide a fire detection method that can detect a fire.
[課題を解決するための手段] 本発明者らは火災と非火災との現象的差異に基づいて
考察を行い、以下のような差異を見出した。[Means for Solving the Problems] The present inventors have considered based on the phenomenal difference between fire and non-fire, and found the following difference.
すなわち、火災以外の熱源の場合、発熱面積および温
度は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滅す
る。That is, in the case of a heat source other than a fire, the heating area and the temperature reach a steady state within a certain or several minutes. For example, in a heating appliance or the like, the heat generation area is constant, and the temperature reaches a steady state within several minutes. In addition, matches, lighters, etc., not only have constant temperature and heat generation area, but also disappear in seconds or minutes.
これに対し、火災では発熱面積、温度が共に増加し、
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
時点である。また、燻焼状態を経ない火災、例えば放火
などのような火災の場合においては、第3図、第4図の
TF点以降の温度変化、発熱面積変化を示す。On the other hand, in the case of a fire, both the heating area and the temperature increase,
In addition, there is a characteristic that it shows an increasing tendency even after several minutes. FIG. 3 shows the temperature change in the process from the smoldering state to the fire, and FIG. 4 shows the change in the heating area. Here, TF is the point of time of inflammation. Further, in the case of a fire that does not pass through a smoldering state, for example, a fire such as an arson, etc., FIG.
It shows the temperature change and the heat generation area change after the TF point.
さらに火災の場合、放射される赤外線を短〜長波長に
わたる複数の波長帯に分離すると、それぞれの波長帯の
検知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。すなわち、検知出力
の大きさは発熱部分の面積と温度を反映するのに対し、
検知出力の比は発熱部分の温度を反映するため燻焼火災
の場合には、それぞれの波長の検知出力およびその検知
出力の比が共に徐々に増大する傾向を示し、発炎火災に
移行した時点で、検知出力、およびその比は急増する。
また、その後は、発熱源の面積増加に対して温度上昇は
飽和する傾向にあるので、検知出力は増大するが、その
比はほぼ一定となる。そして、発炎火災に移行した時点
で、CO2分子の共鳴放射が著しく増大し、火災面積の増
加に伴ってその強度が増加する。一方、火災以外の炎の
場合、定常状態に至った後はこうした時間的変化がはみ
られない。Furthermore, in the case of fire, if the emitted infrared rays are separated into multiple wavelength bands ranging from short to long wavelengths, the detection output of each wavelength band will increase with time, and the temporal change in the ratio of the detection output will also be a unique behavior. Is shown. In other words, while the magnitude of the detection output reflects the area and temperature of the heat-generating part,
Since the ratio of the detection output reflects the temperature of the heat-generating part, in the case of a smoldering fire, the detection output of each wavelength and the ratio of the detection output both tend to increase gradually, and at the time of transition to a flaming fire Thus, the detection output and its ratio increase rapidly.
After that, since the temperature rise tends to be saturated with the increase in the area of the heat source, the detection output increases, but the ratio becomes almost constant. Then, at the time of the transition to the flaming fire, the resonance emission of the CO 2 molecule increases remarkably, and the intensity increases as the fire area increases. On the other hand, in the case of a flame other than a fire, such a temporal change is not observed after reaching a steady state.
本発明は、上記の知見に基づいてなされたもので、監
視域から放射される赤外線の2以上の波長帯を検知する
複数の赤外線検知器の出力の比に基づいて赤外線源の温
度を算出し、この温度から上記いずれかの波長帯の赤外
線放射強度を求め、この赤外線放射強度およびその波長
帯を検出する赤外線検知器の出力とに基づいて発熱面積
を算出することにより火災の状況判定を行なう。The present invention has been made based on the above findings, and calculates the temperature of an infrared source based on the ratio of the outputs of a plurality of infrared detectors that detect two or more wavelength bands of infrared radiation emitted from a monitoring area. From this temperature, the infrared radiation intensity of any of the above-mentioned wavelength bands is obtained, and the heat generation area is calculated based on the infrared radiation intensity and the output of the infrared detector that detects the wavelength band to determine the fire situation. .
また、上記赤外線検知器の一つにCO2分子の共鳴放射
波長帯を検知する赤外線検知器を含ませ、それ以外の赤
外線検知器の出力に基づいて所定の計算式により算出さ
れた温度と発熱面積とからCO2分子の共鳴波長帯域にお
ける赤外線源の黒体放射強度を計算し、その値と、CO2
分子の共鳴放射波長帯を検知する赤外線検知器の出力と
を比較することにより、CO2分子の共鳴放射の有無を検
知し、該共鳴放射を検知したときに火災と判定すること
を提案する。In addition, one of the infrared detectors includes an infrared detector for detecting a resonance radiation wavelength band of CO 2 molecules, and the temperature and heat calculated by a predetermined calculation formula based on the outputs of the other infrared detectors. the black body radiation intensity of the infrared source at the resonant wavelength band of CO 2 molecules from the area calculated, and its value, CO 2
It is proposed to detect the presence or absence of resonance emission of CO 2 molecules by comparing the output of an infrared detector that detects the resonance emission wavelength band of the molecule, and to judge a fire when the resonance emission is detected.
[作用] 上記した手段によれば、ガスコンロ、ストーブ等炎を
伴う有益な熱源の場合は、CO2分子の共鳴放射が検知さ
れるものの、面積の増大は認められず一定時間後には、
定常状態に落ち着くため非火災と判定できる。また、電
熱器など炎を伴わない有益熱源の場合は、面積が一定時
間後に定常状態になるのみならず、CO2分子の共鳴放射
が検知されないため非火災と判断される。これによっ
て、有益な熱源による誤作動をなくすことができ、精度
のよい火災検知が可能になるとともに、面積の増加をモ
ニタ等に表示させることにより火災の進行状況の把握が
可能となる。[Action] According to the above-described means, in the case of a useful heat source involving a flame such as a gas stove or a stove, although resonance emission of CO 2 molecules is detected, the area is not increased and after a certain time,
Since it settles in a steady state, it can be determined that there is no fire. In addition, in the case of a useful heat source without a flame such as an electric heater, not only the area becomes a steady state after a certain period of time but also the resonance emission of CO 2 molecules is not detected, so that it is judged as non-fire. As a result, a malfunction due to a useful heat source can be eliminated, fire detection can be performed with high accuracy, and the progress of a fire can be grasped by displaying an increase in area on a monitor or the like.
[発明の具体的説明] 第1図は本発明方法が適用される火災検知装置の基本
構成図である。赤外線源Sから放射される赤外線は、赤
外線検知部Dに入射する。赤外線検知部Dにおいて、赤
外線は複数の波長帯に分離され、それぞれの波長帯での
赤外線強度が検知される。[Specific description of the invention] Fig. 1 is a basic configuration diagram of a fire detection device to which the method of the present invention is applied. The infrared light emitted from the infrared light source S enters the infrared light detection unit D. In the infrared detecting section D, the infrared light is separated into a plurality of wavelength bands, and the infrared intensity in each wavelength band is detected.
赤外線検知部Dは、赤外線を周期的に分断する回転式
チョッパ1と、特に限定されないがそれぞれ異なる透過
帯域をもつ4つの光学フイルタからなるバンドパスフイ
ルタ2a,2b,2c,2dと、各バンドパスフィルタ2a〜2dと関
連してその透過赤外線を検知する赤外線検知器3a,3b,3
c,3dを備えている。バンドパスフィルタ2a〜2d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
えばフイルタ2aが2〜3μm、フイルタ2bが3〜4.5μ
m、フィルタ2cが4〜5.5μm、フィルタ2dが8〜15μ
mの範囲内でそれぞれ適当な波長が選択され、透過波長
帯幅はそれぞれ0.1〜1.5μmとされる。これらのフイル
タ2a〜2dのうち、1つは、CO2分子の共鳴放射波長帯
(4.3μm)を透過するものが選択される。ここでは、
フィルタ2bがCO2分子の共鳴放射波長帯を透過するよう
になっている。また、5.5〜8μmの波長帯は、空気中
の水蒸気による吸収が非常に大きいので、避けている。
分割波長帯の数は、上記のように4分割に限られるもの
ではなく、2分割以上任意の数に分割できるが、3分割
でも可能であり、実用上は5〜6分割までで十分であ
る。The infrared detecting section D includes a rotary chopper 1 for periodically separating infrared rays, a band pass filter 2a, 2b, 2c, 2d including, but not limited to, four optical filters each having a different transmission band. Infrared detectors 3a, 3b, 3 for detecting transmitted infrared rays in connection with filters 2a to 2d
c, 3d. The center wavelength of the transmission band of the bandpass filters 2a to 2d is, for example, 2 to 3 μm for the filter 2a and 3 to 4.5 μm for the filter 2b in the case of the four-division system shown here.
m, filter 2c is 4 ~ 5.5μm, filter 2d is 8 ~ 15μ
An appropriate wavelength is selected within the range of m, and the transmission wavelength bandwidths are each 0.1 to 1.5 μm. One of these filters 2a to 2d is selected to transmit the resonance radiation wavelength band (4.3 μm) of the CO 2 molecule. here,
The filter 2b transmits the resonance radiation wavelength band of the CO 2 molecule. Further, the wavelength band of 5.5 to 8 μm is avoided because the absorption by water vapor in the air is very large.
The number of divided wavelength bands is not limited to four as described above, and can be divided into any number of two or more. However, three divisions are possible, and practically five to six divisions are sufficient. .
光学フィルタは、ZnSeあるいはZnSあるいはGeその他
の誘電体をSi等の基板上に交互は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膜厚が
決定される。The optical filter is formed by alternately vacuum depositing ZnSe, ZnS, Ge, or another dielectric material on a substrate such as Si to form a multilayer film, and the film thickness is determined according to a target transmission wavelength band.
赤外線検知器3a〜3dとしては、半導体赤外線検知器、
サーモパイル、焦電型赤外線検知器等いずれも使用し得
るが、半導体赤外線検知器は冷却が必要なため適当でな
く、サーモパイルまたは焦電型赤外線検知器が望まし
く、中でも焦電型のものが特に好ましい。また、チョッ
パ1は、赤外線検知器にサーモパイルを使用した場合に
は省略することもできる。As the infrared detectors 3a to 3d, a semiconductor infrared detector,
Although any of a thermopile and a pyroelectric infrared detector can be used, a semiconductor infrared detector is not suitable because it requires cooling, and a thermopile or a pyroelectric infrared detector is desirable, and a pyroelectric one is particularly preferable. . Further, the chopper 1 can be omitted when a thermopile is used for the infrared detector.
焦電型検知器は、タンタル酸リチウムやPbxZryO3に代
表される焦電体の薄板の表面および裏面に蒸着等により
電極を形成したものである。また、波長1μm付近の近
赤外線域を検知する場合には、Siフォトダイオードを使
用することもできる。The pyroelectric detector is one in which electrodes are formed on the front and back surfaces of a thin plate of a pyroelectric material represented by lithium tantalate or PbxZryO 3 by vapor deposition or the like. When detecting a near-infrared region near a wavelength of 1 μm, a Si photodiode can be used.
チョッパ1の回転駆動には、パルスモーター、直流モ
ーターなどが適しているが、直流モーターの場合にはチ
ョッパの回転数を検知するためのフォトインタラプタの
ような回転検知器4が必要である。パルスモータでチョ
ッパを駆動する場合には、駆動回路から回転数を知るこ
とができるので、フォトインタラプタは不用となる。A pulse motor, a DC motor, or the like is suitable for rotationally driving the chopper 1, but a DC motor requires a rotation detector 4 such as a photo interrupter for detecting the number of rotations of the chopper. When the chopper is driven by the pulse motor, the number of rotations can be known from the drive circuit, so that the photo interrupter is unnecessary.
赤外線検知器3a〜3dからの出力信号およびチョッパの
回転検知信号は、信号処理回路10で処理される。信号処
理回路10は、各赤外線検知器3a〜3d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変化を演
算し、その結果に基づいて対象赤外線源が火災か否かを
判別し、火災と判断したときは警報器やモニタの駆動信
号を出力する。Output signals from the infrared detectors 3a to 3d and chopper rotation detection signals are processed by the signal processing circuit 10. The signal processing circuit 10 calculates the magnitude of the output from each of the infrared detectors 3a to 3d, the relative ratio of those outputs, and their temporal changes, and determines whether the target infrared source is a fire based on the result. When it is determined that a fire has occurred, a drive signal for an alarm or monitor is output.
第5図は、信号処理回路10の構成例を示す。赤外線検
知器3a〜3dからの出力信号は、増幅回路11a,11b,11c,11
dに送られ、所望のレベルまで増幅される。増幅された
検出出力は、A/D変換器17a〜17dでA/D変換されて同期検
波回路13に供給され、検波される。同期検波回路13の検
波出力は、マイクロコンピュータ等からなる信号処理装
置18に供給され、90゜位相をずらした2つの検波出力の
2乗平均をとることによって、チョッパと赤外線検知器
間の位置ずれ等に起因する位相のずれが取り除かれる。FIG. 5 shows a configuration example of the signal processing circuit 10. Output signals from the infrared detectors 3a to 3d are amplified by amplifier circuits 11a, 11b, 11c, 11
d and amplified to the desired level. The amplified detection output is A / D converted by the A / D converters 17a to 17d, supplied to the synchronous detection circuit 13, and detected. The detection output of the synchronous detection circuit 13 is supplied to a signal processing device 18 composed of a microcomputer or the like, and by taking the root mean square of the two detection outputs shifted in phase by 90 °, the positional shift between the chopper and the infrared detector is obtained. And so on, and the phase shift due to the above is removed.
さらに信号処理装置18においては、同期検波出力に基
づいてタイマ割込み等で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、さらにCO2分子共鳴放射の
有無の様相を数分間にわたりデータを蓄積し、そのデー
タに基づいて温度と発熱面積が常に増大しているか調
べ、増大している場合に火災と判断し、警報器20を駆動
させたり、算出された発熱面積の増大の様子をモニタ21
に表示したりする。Further, the signal processing device 18 performs a calculation every few seconds by a timer interrupt or the like based on the synchronous detection output, and increases the temperature and heat generation area of the infrared source, and furthermore, the data on the presence or absence of CO 2 molecule resonance radiation for several minutes. Is accumulated, and based on the data, it is checked whether the temperature and the heating area are constantly increasing. If the temperature and the heating area are increasing, it is determined that a fire has occurred, the alarm 20 is driven, and the calculated increase in the heating area is checked. Monitor 21
Or to be displayed.
なお、実施例では同期検波回路13と信号処理装置18を
別々の機能回路として示しているが、これらを一つのマ
イクロコンピュータに置き換えて、それぞれの機能をマ
イコンで処理するようにしてもよい。In the embodiment, the synchronous detection circuit 13 and the signal processing device 18 are shown as separate functional circuits. However, these may be replaced by one microcomputer, and each function may be processed by the microcomputer.
次に、信号処理装置18における温度および発熱面積の
算出方式を具体的に説明する。Next, a method of calculating the temperature and the heat generation area in the signal processing device 18 will be specifically described.
前記赤外線検知器3a〜3dに入射する赤外線の受光面単
位面積当たりの強度をPa,Pb,Pc,Pdとし、同期検波回路1
3の出力をVa,Vb,Vc,Vdとすると、Va〜Vdはそれぞれ、 Va=Pa・Aa Vb=Pb・Ab Vc=Pc・Ac Vd=Pd・Ad となる。ここで、Aa〜Adは、センサやフィルター、増幅
器の特性で定まる定数である。ところで、プランクの放
射則より、ある温度Tの物体が波長λで半空間放射する
赤外線の単位面積当たりの黒体放射強度は、次式で表わ
される。The intensity per unit area of the light receiving surface of the infrared light incident on the infrared detectors 3a to 3d is Pa, Pb, Pc, Pd, and the synchronous detection circuit 1
Assuming that the output of 3 is Va, Vb, Vc, Vd, Va to Vd are Va = Pa · Aa Vb = Pb · Ab Vc = Pc · Ac Vd = Pd · Ad, respectively. Here, Aa to Ad are constants determined by characteristics of sensors, filters, and amplifiers. By the way, according to Planck's law of radiation, the blackbody radiation intensity per unit area of infrared rays emitted by an object at a certain temperature T in half space at a wavelength λ is expressed by the following equation.
なお、ここでC1,C2は、C1=2πhc2,C2=h・c/kで決
まる定数である。ただし、hはプランク定数、cは光速
度、kはボルツマン定数である。 Here, C 1 and C 2 are constants determined by C 1 = 2πhc 2 and C 2 = h · c / k. Here, h is Planck's constant, c is light speed, and k is Boltzmann's constant.
上記式(1)に2つの検知器の検出波長帯λ1,λ2と
その波長帯での赤外線強度P1,P2を代入し、温度Tを求
める近似式を導くと、 となる。By substituting the detection wavelength bands λ 1 and λ 2 of the two detectors and the infrared intensities P 1 and P 2 in the wavelength bands into the above equation (1), an approximate expression for obtaining the temperature T is derived. Becomes
ここで、上記(2)式のλ1,λ2の赤外線強度P1,P2
を、λa,λbの波長帯の検知器3a,3bの出力の検波出力V
a,Vdと置き換えて表わすと、式(2)は となる。ここでC′は、定数C2に各波長帯の検波出力の
定数Aa,Adを作用させた定数である。上式より異なった
2波長の赤外線検知器を備えることによって、出力の比
から火災あるいは発熱体の温度が求まることが分かる。Here, the infrared intensities P 1 and P 2 of λ 1 and λ 2 in the above equation (2)
Is the detection output V of the outputs of the detectors 3a and 3b in the wavelength bands of λa and λb.
When expressed by replacing a and Vd, equation (2) is Becomes Here C 'is a constant Aa of the detection output of each wavelength band to a constant C 2, a constant by the action of Ad. It can be seen that by providing infrared detectors of two different wavelengths from the above equation, the fire or the temperature of the heating element can be determined from the output ratio.
次に、上式(3)によって求めた温度Tから、λaに
おける単位面積あたりの黒体放射強度(これをPa′と表
わす)がプランクの放射則すなわち式(1)より求ま
る。Next, from the temperature T obtained by the above equation (3), the blackbody radiation intensity per unit area at λa (this is expressed as Pa ′) is obtained from Planck's radiation law, that is, equation (1).
一方、発熱体から放射される赤外線は空気によって分
散されたり吸収されたりするので、検知器への入射強度
と物体の放射強度とは一致せず、また検知器と放射物体
との距離に反比例する。また、Pa′は単位面積当たりの
黒体放射強度であるので検知器への入射強度は面積に比
例すると考えられる。本発明者らの経験によると、波長
λaにおける検知系の検波出力Va′は、次の式(4) で推定でき、実際の検波出力Vaとよく一致することがわ
かった。ここで、Sは放射物体の面積、Aaは、λaにお
けるセンサー、フイルター、アンプの特性による定数、
lは検知器と放射物体の距離である。従って放射物体の
面積Sは、次式 で算出できる。On the other hand, since the infrared radiation emitted from the heating element is dispersed or absorbed by air, the incident intensity on the detector does not match the radiation intensity of the object, and is inversely proportional to the distance between the detector and the radiating object . Also, since Pa 'is the blackbody radiation intensity per unit area, the incident intensity on the detector is considered to be proportional to the area. According to the experience of the present inventors, the detection output Va ′ of the detection system at the wavelength λa is expressed by the following equation (4). And it was found that it was in good agreement with the actual detection output Va. Here, S is the area of the radiating object, Aa is a constant based on the characteristics of the sensor, filter, and amplifier at λa,
l is the distance between the detector and the radiating object. Therefore, the area S of the radiating object is given by Can be calculated.
この実施例は式(5)を用いて発熱面積を求め火災の
進行状況を把握するものである。In this embodiment, the heat generation area is obtained by using the equation (5) to grasp the progress of the fire.
上記説明では、検知器3aと3dの検波出力を使って温度
Tと発熱体の面積Sを求める方法を説明したが、同様に
して検知器3aと3cあるいは3cと3dの検波出力を使って発
熱体の温度と面積を求めるようにしてもよい。In the above description, the method of obtaining the temperature T and the area S of the heating element using the detection outputs of the detectors 3a and 3d has been described. However, similarly, the detection output of the detectors 3a and 3c or the detection output of the detectors 3c and 3d is used. The temperature and area of the body may be obtained.
さらに、本発明者らの経験によると、検知温度Tの大
きさに応じて演算に使用する検知器を変えると、より正
確に温度と面積を算出することができる。Further, according to the experience of the present inventors, if the detector used for the calculation is changed according to the magnitude of the detected temperature T, the temperature and the area can be calculated more accurately.
第6図は、第5図の実施例における検知器3a,3c,3dの
中心波長としてλa=3μm λc=5μm λd=8.
5μmを選択した場合の各検知器の検波出力の相対比を
図示したものである。同図において、三角形の各頂点に
近いほどその波長帯の出力の比率が大きいことを示して
いる。図から、発熱物体の温度が300〜400℃以下ではλ
cとλdの検波出力の比の温度依存が大きく、400℃以
上では、λaとλcの検波出力の比の温度依存性が大き
くなっていることがわかる。すなわち、300〜400℃以下
の比較的低温域の発熱体を検知する場合は検知器3aと3d
の組み合わせが良好で、400℃以上の高温域の発熱を検
知する場合は、検知器3aと3cの出力を組み合わせると良
好な測定精度を得ることができる。従って、温度測定用
の波長帯を、3種類用意することによって低温から高温
までの広い温度範囲で精度良く温度と面積の測定ができ
る。FIG. 6 shows λa = 3 μm λc = 5 μm λd = 8 as the center wavelength of the detectors 3a, 3c, 3d in the embodiment of FIG.
The figure shows the relative ratio of the detection output of each detector when 5 μm is selected. In the figure, it is shown that the closer to the apex of the triangle, the greater the ratio of the output in that wavelength band. From the figure, it can be seen that when the temperature of the heating
It can be seen that the temperature dependence of the ratio of the detection outputs of c and λd is large, and that at 400 ° C. or higher, the temperature dependence of the ratio of the detection outputs of λa and λc is large. That is, when detecting a heating element in a relatively low temperature range of 300 to 400 ° C. or less, the detectors 3a and 3d
In the case of detecting the heat generation in a high temperature range of 400 ° C. or higher, a good measurement accuracy can be obtained by combining the outputs of the detectors 3a and 3c. Therefore, by preparing three types of wavelength bands for temperature measurement, it is possible to accurately measure the temperature and the area in a wide temperature range from a low temperature to a high temperature.
上記した方法によって発熱部の温度T、面積Sを算出
し、温度TとCO2の共鳴放射帯の波長λco2をプランクの
放射則を示す式(1)に代入することによってCO2の共
鳴放射帯における放射強度Pco2を求め、これと式(5)
により算出した面積Sを(4)式に代入することにより
CO2共鳴放射帯λco2における検波出力Vbを推定すること
ができる。ここで求めたVbは発熱体が黒体と仮定した場
合であり、発熱体が炎の場合には、第2図に示すように
CO2の共鳴放射帯に強いピークが見られる。従って、こ
こで推定した検波出力Vb′と検知器3bから実際に得られ
た検波出力Vbを比較し、Vbが推定値Vb′よりも大きい場
合は、発熱体が炎であると判定できる。The temperature T of the heat generating portion by the method described above, calculates the area S, the resonance of the CO 2 by substituting a wavelength Ramudaco 2 resonance radiation band of temperature T and CO 2 in the formula (1) showing the Planck's law the radiation The radiation intensity Pco 2 in the band is calculated, and this is calculated using the equation (5).
By substituting the area S calculated by
The detection output Vb in the CO 2 resonance radiation band λco 2 can be estimated. Vb obtained here is based on the assumption that the heating element is a black body, and when the heating element is a flame, as shown in FIG.
A strong peak is observed in the resonance emission band of CO 2 . Therefore, the detected output Vb 'estimated here is compared with the detected output Vb actually obtained from the detector 3b, and when Vb is larger than the estimated value Vb', it can be determined that the heating element is a flame.
(実施例) 各々中心波長が3.629μmと4.736μm、12.048μmの
3つの赤外線検知器を有する実験機を作り、検知器を床
から2.4mの高さの位置に設置して16×16cmのヒータパネ
ルと、10×10cmの容器に入れたメタノールの炎の検知お
よび上記ヒータパネル上においた18×18cmの新聞紙10枚
の着火実験を行なった。なお、上記実施例における検知
器の監視域は直径7mの円形となった。(Example) An experimental device having three infrared detectors having center wavelengths of 3.629 μm, 4.736 μm, and 12.048 μm, respectively, was installed at a height of 2.4 m from the floor, and a 16 × 16 cm heater was used. The panel, the detection of the flame of methanol in a 10 × 10 cm container, and the ignition experiment of 10 newspapers of 18 × 18 cm placed on the heater panel were performed. The monitoring area of the detector in the above embodiment was a circle having a diameter of 7 m.
第7図には、実験機における各検知器の検波出力を、
熱源の面積を256cm2として100〜800℃の温度範囲で100
℃ごとに(1)式と(4)式を使って計算で求めた理論
値の相対比を示す。FIG. 7 shows the detection output of each detector in the experimental machine,
100 in the temperature range of 100 to 800 ° C with the area of the heat source as 256 cm 2
The relative ratio of the theoretical value calculated by using the equations (1) and (4) is shown for each ° C.
一方、第8図にはヒータパネルを加熱したときの実験
機の各検知器の検波出力の相対比を示す。ヒータパネル
加熱中、その表面温度を温度計で測定したところ、ヒー
タパネルの表面温度はほぼ一定の上昇率で上昇し、約45
分後に400℃まで達した。On the other hand, FIG. 8 shows the relative ratio of the detection output of each detector of the experimental machine when the heater panel was heated. The surface temperature of the heater panel was measured with a thermometer during heating of the heater panel.
After 400 minutes, the temperature reached 400 ° C.
第7図の理論値と、第8図の実験結果とは非常によく
一致しており、実験機の出力からの演算式で用いた定数
の設定が正しいことを説明している。The theoretical values in FIG. 7 and the experimental results in FIG. 8 agree very well, which explains that the setting of the constant used in the arithmetic expression from the output of the experimental machine is correct.
第9図(A)には、ヒータパネルの加熱実験におい
て、実験機の中心波長3.629μmと12.048μmの検知器
の出力から式(3)を使って計算で求めた温度の時間的
変化が示されている。同図には、他の複数の温度計で測
定した測定値のうち最高温度が○印で、またそれらの平
均温度が△印でそれぞれプロットされている。これよ
り、100℃以上では使用した温度算出式(3)が正しい
ことが分かる。FIG. 9 (A) shows the temporal change of the temperature calculated by using equation (3) from the output of the detector at the center wavelength of 3.629 μm and the detector of 12.048 μm in the heating experiment of the heater panel. Have been. In the figure, the highest temperature among the values measured by the other plural thermometers is plotted with a circle, and the average temperature thereof is plotted with a triangle. From this, it can be seen that the temperature calculation formula (3) used is correct at 100 ° C. or higher.
また、第9図(B)には、ヒータパネルの加熱実験に
おいて、実験機の出力から式(5)を使って求めた熱源
の面積の時間的変化が示されている。同図において、一
点鎖線Hがヒータパネルの大きさを表わしてなり、これ
により150℃を超えたあたりから実験機が使用した熱源
の面積の計算式(5)がかなり実際のそれと一致するこ
とが分かる。Further, FIG. 9 (B) shows a temporal change in the area of the heat source obtained from the output of the experimental machine using the equation (5) in the heating experiment of the heater panel. In the figure, the dashed line H indicates the size of the heater panel, which shows that the calculation formula (5) of the area of the heat source used by the experimental machine from about 150 ° C. or more agrees with the actual one. I understand.
さらに、第9図(c)には、ヒータパネルの加熱実験
において、実験機の中心波長3.3629μmと12.04μmの
検知器の出力に基づいて計算で求めたCO2共鳴波長帯に
おける黒体放射強度Pco2から予想される検知器出力Vc
o2′と、中心波長4.736μmの検知器からの実際の実験
機出力Vco2との比(以下CO2比と称する)が示されてい
る。同図において、計算値が1に近いことは波長4.736
μmの検知器がCO2共鳴放射成分を検出していないこと
を意味している。Further, FIG. 9 (c) shows the blackbody radiation intensity in the CO 2 resonance wavelength band calculated based on the output of the detector at the center wavelength of 3.3629 μm and 12.04 μm in the heating experiment of the heater panel. Expected detector output Vc from Pco 2
The ratio between o 2 ′ and the actual experimental machine output Vco 2 from the detector having the center wavelength of 4.736 μm (hereinafter referred to as the CO 2 ratio) is shown. In the figure, the calculated value is close to 1 when the wavelength is 4.736.
This means that the μm detector has not detected the CO 2 resonance radiation component.
一方、第10図(A)には、メタノール炎の検知実験に
おいて、実験機が出力した温度の時間的変化が、また、
第10図(B)には同じくメタノール炎の検知実験におい
て実験機が出力した熱源の面積の変化が示されている。
この実験ではメタノール炎の面積が使用した容器(10×
10cm)よりも小さめに出た。しかし、実験のメタノール
炎の場合容器内が均一の温度にはならず、中心部ほど温
度が高くなる。そのため、実験機はその高温部の面積を
出力したと考えることができる。CO2比はスケールオー
バ(黒体放射の4〜5倍)となったので図示を省略し
た。On the other hand, FIG. 10 (A) shows the temporal change of the temperature output by the experimental machine in the methanol flame detection experiment.
FIG. 10 (B) also shows a change in the area of the heat source output from the experimental machine in the methanol flame detection experiment.
In this experiment, the area of the methanol flame used the container (10 ×
It came out smaller than 10cm). However, in the case of the experimental methanol flame, the temperature inside the container does not become uniform, and the temperature becomes higher toward the center. Therefore, it can be considered that the experimental machine output the area of the high temperature part. Since the CO2 ratio was over-scaled (4 to 5 times the blackbody radiation), the illustration is omitted.
第11図(A)には新聞紙の着火実験において、実験機
が出力した温度の時間的変化が、また同図(B)には面
積の時間的変化が、さらに同図(C)にはCO2比の変化
が示されている。FIG. 11 (A) shows the temporal change of the temperature output by the experimental machine in the newspaper ignition experiment, FIG. 11 (B) shows the temporal change of the area, and FIG. The change in ratio is shown.
この新聞紙着火実験ではヒータの加熱を開始してから
約10分後に新聞紙が燻焼し始め、約17分後に着火するの
が観察された。発火後は数十秒で新聞紙が燃えつきた。In this newspaper ignition experiment, it was observed that the newspaper started to smoke about 10 minutes after the heater was started and ignited about 17 minutes later. Newspapers burned within tens of seconds after ignition.
第11図(A)〜(C)より、燻焼状態から発炎状態へ
移行した時点で温度と面積とCO2比が急に上昇してお
り、これは実際の状況とよく一致している。また、実験
開始後20分経過した時点ではヒータパネルの実験とほぼ
同一の定常状態に到っている。これは、新聞紙が燃えつ
きた後は、下のヒータパネルが見えるようになったため
である。From FIGS. 11 (A) to 11 (C), the temperature, the area, and the CO2 ratio sharply rise at the time of the transition from the smoldering state to the flaming state, which agrees well with the actual situation. At the time when 20 minutes have passed after the start of the experiment, the steady state is almost the same as that of the heater panel experiment. This is because the lower heater panel became visible after the newsprint burned.
以上の実験結果により、上記実施例の火災検知方式に
よれば、温度が低い場合に出るノイズさえ気をつけれ
ば、かなりの精度で熱源の温度および面積を測定するこ
とができる。従って、延焼火災等において発熱部の拡大
の状況をリアルタイムで把握し、警備室のモニタ等に発
熱面積の増加の様子を表示させたり適当な警報を発した
りすることができる。According to the above experimental results, according to the fire detection method of the above embodiment, the temperature and the area of the heat source can be measured with considerable accuracy by paying attention to the noise generated when the temperature is low. Therefore, it is possible to grasp in real time the situation of the expansion of the heat generating portion in the case of a fire spread or the like, to display an increase in the heat generating area on a monitor or the like in a security room, or to issue an appropriate alarm.
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明は、監視域から放射され
る赤外線の2以上の波長帯を検知する複数の赤外線検知
器の出力の比に基づいて赤外線源の温度を算出し、この
温度から上記いずれかの波長帯の赤外線放射強度を求
め、この赤外線放射強度およびその波長帯を検出する赤
外線検知器の出力とに基づいて発熱面積を算出すること
により火災の状況判定を行なうようにしたので、ガスコ
ンロ、ストーブ等炎を伴う有益な熱源の場合は、CO2分
子の共鳴放射が検知されるものの、面積の増大は認めら
れず一定時間後には、定常状態に落ち着くため非火炎と
判定できるとともに、電熱器など炎を伴わない有益熱源
の場合は、面積が一定時間後に定常状態になるのみなら
ず、CO2分子の共鳴放射が検知されないため非火災と判
断できる。これによって、有益な熱源による誤作動をな
くすことができ、精度のよい火災検知が可能になるとと
もに、面積の増加モニタ等に表示させることにより火災
の進行状況の把握が可能となるという効果がある。[Effects of the Invention] As described above, the present invention calculates the temperature of an infrared source based on the ratio of the outputs of a plurality of infrared detectors that detect two or more wavelength bands of infrared radiation emitted from a monitoring area, From this temperature, the infrared radiation intensity of any of the above-mentioned wavelength bands is obtained, and the heat generation area is calculated based on the infrared radiation intensity and the output of the infrared detector that detects the wavelength band, so as to determine the fire situation. Therefore, in the case of a useful heat source with a flame such as a gas stove or stove, although resonance emission of CO 2 molecules is detected, the area does not increase, and after a certain period of time, it settles to a steady state, and as a result a non-flame it is possible to determine, in the case of beneficial heat without a flame like electric heater, not only the area becomes a steady state after a certain time, resonance radiation of CO 2 molecules can be determined that the non-fire order not detected As a result, it is possible to eliminate a malfunction caused by a useful heat source, to enable accurate fire detection, and to grasp the progress of the fire by displaying the fire on an area increase monitor or the like. .
第1図は本発明に係る火災検知方式が適用され火災検知
システムの一実施例を示す基本構成図、 第2図は赤外線放射源から放射される赤外線波長と量
(相対値)との関係を示す図、 第3図は火災発生時の温度変化を示す図、 第4図は火災発生時の発熱面積の変化を示す図、 第5図は信号処理回路の一実施例を示す回路図、 第6図は火災検知システムの各検知器の検出出力の相対
比を示す図、 第7図は実験機における各赤外線検知器の検波出力の理
論値の相対比を示す図、 第8図はヒータパネルを実験機で観察したときの各赤外
線検知器の検波出力の相対比を示す図、 第9図は、ヒータパネルを実験機で観察したときの各赤
外線検知器の検波出力から算出した温度の変化と、ヒー
タパネルを実験機で観察したときの各赤外線検知器の検
波出力から算出した発熱面積の変化と、ヒータパネルを
実験機で観察したときの各赤外線検知器の検波出力から
算出したCO2比の変化を示す図、 第10図は、メタノール炎を実験機で観察したときの各赤
外線検知器の検波出力から算出した温度の変化と、メタ
ノール炎を実験機で観察したときの各赤外線検知器の検
波出力から算出した発熱面積の変化を示す図、 第11図は、新聞紙着火実験を実験機で観察したときの各
赤外線検知器の検波出力から算出した温度の変化と、新
聞紙着火実験を実験機で観察したときの各赤外線検知器
の検波出力から算出した発熱面積の変化と、新聞紙着火
実験を実験機で観察したときの各赤外線検知器の検波出
力から算出したCO2比の変化を示す図である。 1……チョッパ、2a〜2d……バンドパスフィルタ、3a〜
3d……赤外線検知器、4……回転検知器。FIG. 1 is a basic configuration diagram showing one embodiment of a fire detection system to which a fire detection system according to the present invention is applied, and FIG. 2 shows a relationship between an infrared wavelength radiated from an infrared radiation source and an amount (relative value). FIG. 3 is a diagram showing a temperature change when a fire occurs, FIG. 4 is a diagram showing a change in a heating area when a fire occurs, FIG. 5 is a circuit diagram showing an embodiment of a signal processing circuit, FIG. 6 is a diagram showing the relative ratio of the detection output of each detector of the fire detection system, FIG. 7 is a diagram showing the relative ratio of the theoretical value of the detection output of each infrared detector in the experimental machine, and FIG. 8 is a heater panel FIG. 9 is a diagram showing the relative ratio of the detection output of each infrared detector when observed with an experimental device. FIG. 9 is a graph showing the change in temperature calculated from the detection output of each infrared detector when the heater panel was observed with the experimental device. And detection of each infrared detector when observing the heater panel with an experimental machine Diagram showing the change in the heat generation area calculated from the force and the change in the CO2 ratio calculated from the detection output of each infrared detector when the heater panel was observed with the experimental device. FIG. 11 shows a change in the temperature calculated from the detection output of each infrared detector at the time of the change, and a change in the heat generation area calculated from the detection output of each infrared detector when the methanol flame is observed with the experimental device. , The temperature change calculated from the detection output of each infrared detector when the newspaper ignition experiment was observed with the experimental machine, and the heating area calculated from the detection output of each infrared detector when the newspaper ignition experiment was observed with the experimental machine FIG. 6 is a diagram showing a change in CO2 ratio calculated from a detection output of each infrared detector when a newspaper ignition experiment was observed with an experimental machine. 1 ... Chopper, 2a ~ 2d ... Bandpass filter, 3a ~
3d… Infrared detector, 4… Rotation detector.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 博臣 東京都調布市飛田給2丁目19番1号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭64−74695(JP,A) 特開 昭60−46433(JP,A) 特開 昭50−2497(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Hiroomi Sato 2-9-1-1, Tobita-Shi, Chofu-shi, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. Technical Research Institute (56) References JP-A-64-74695 (JP, A) JP-A-60-46433 (JP, A) JP-A-50-2497 (JP, A)
Claims (4)
て、監視域から放射される赤外線を、中心波長がそれぞ
れ2〜3μm、3〜4.5μm、4〜5.5μm、8〜15μm
の範囲にあり透過波長帯幅が0.1〜1.5μmの波長帯λa,
λb,λc,λdに分離するフィルタと、該フィルタを透過
した赤外線をそれぞれ検知する4つの赤外線検知器とを
設け、これらの赤外線検知器のうちCO2分子の共鳴放射
波長帯(4.3μm)を検知する赤外線検知器以外の出力V
a,Vc,Vdに基づいて次式 により赤外線源の温度Tを算出し、この温度から上記い
ずれかの波長帯の赤外線放射強度を求め、この赤外線放
射強度およびその波長帯の赤外線を検出する赤外線検知
器の出力とに基づいて、次式 により発熱面積Sを逐次算出し、上記の式で求めた発熱
面積の時間的変化に基づいて火災または非火災を判定す
るようにしたことを特徴とする火災検知方法。In a fire detecting apparatus using an infrared detector, an infrared ray radiated from a monitoring area is transmitted at a central wavelength of 2 to 3 μm, 3 to 4.5 μm, 4 to 5.5 μm, and 8 to 15 μm.
Λa, where the transmission wavelength bandwidth is in the range of 0.1 to 1.5 μm.
A filter for separating the light into λb, λc, and λd, and four infrared detectors for respectively detecting the infrared light transmitted through the filters are provided. Among these infrared detectors, the resonance radiation wavelength band (4.3 μm) of CO 2 molecules is set. Output V other than infrared detector to detect
a, Vc, Vd The temperature T of the infrared source is calculated by the following formula. From this temperature, the infrared radiation intensity of any one of the above wavelength bands is obtained, and based on the infrared radiation intensity and the output of the infrared detector for detecting the infrared light of the wavelength band, formula A fire detection method characterized in that a heat generation area S is sequentially calculated by the following formula, and a fire or a non-fire is determined based on a temporal change of the heat generation area obtained by the above equation.
て、監視域から放射される赤外線を、中心波長がそれぞ
れ2〜3μm、3〜4.5μm、4〜5.5μm、8〜15μm
の範囲にあり透過波長帯幅が0.1〜1.5μmの波長帯λa,
λb,λc,λdに分離するフィルタと、該フィルタを通過
した赤外線をそれぞれ検知する4つの赤外線検知器とを
設け、これらの赤外線検知器のうちCO2分子の共鳴放射
波長帯(4.3μm)を検知する赤外線検知器以外の出力V
a,Vc,Vdに基づいて次式 により赤外線源の温度Tを算出し、この温度から上記い
ずれかの波長帯の赤外線放射強度を求め、この赤外線放
射強度およびその波長帯の赤外線を検出する赤外線検知
器の出力とに基づいて、次式 により発熱面積Sを逐次算出し、上記の式で求めた発熱
面積が増加傾向にあるときに火災と判定するようにした
ことを特徴とする火災検知方法。2. A fire detecting apparatus using an infrared detector, wherein infrared rays radiated from a monitoring area are transmitted at central wavelengths of 2 to 3 μm, 3 to 4.5 μm, 4 to 5.5 μm, and 8 to 15 μm, respectively.
Λa, where the transmission wavelength bandwidth is in the range of 0.1 to 1.5 μm.
A filter for separating λb, λc, and λd, and four infrared detectors for respectively detecting infrared light passing through the filters are provided. Among these infrared detectors, the resonance radiation wavelength band (4.3 μm) of CO 2 molecules is set. Output V other than infrared detector to detect
a, Vc, Vd The temperature T of the infrared source is calculated by the following formula. From this temperature, the infrared radiation intensity of any one of the above wavelength bands is obtained, and based on the infrared radiation intensity and the output of the infrared detector for detecting the infrared light of the wavelength band, formula The fire detection method is characterized in that a heat generation area S is sequentially calculated by the following formula, and a fire is determined when the heat generation area obtained by the above equation is increasing.
て、監視域から放射される赤外線を、中心波長がそれぞ
れ2〜3μm、3〜4.5μm、4〜5.5μm、8〜15μm
の範囲にあり透過波長帯幅が0.1〜1.5μmの波長帯λa,
λb,λc,λdに分離するフィルタと、該フィルタを通過
した赤外線をそれぞれ検知する4つの赤外線検知器とを
設け、これらの赤外線検知器のうちCO2分子の共鳴放射
波長帯(4.3μm)を検知する赤外線検知器以外の出力V
a,Vc,Vdに基づいて次式 により赤外線源の温度Tを算出し、この温度から上記い
ずれかの波長帯の赤外線放射強度を求め、この赤外線放
射強度およびその波長帯の赤外線を検出する赤外線検知
器の出力とに基づいて、次式 により発熱面積Sを逐次算出し、上記の式で求めた発熱
面積の時間的変化に基づいて火災または非火災を判定す
るとともに、上記式により算出された温度Tと発熱面積
Sとから赤外線源のCO2分子の共鳴波長帯域における黒
体放射強度を計算し、その計算値と、上記赤外線検知器
のうちCO2分子の共鳴放射波長帯を検知する赤外線検知
器の出力とを比較して発熱体の炎の有無を判定するよう
にしたことを特徴とする火災検知方法。3. A fire detecting apparatus using an infrared detector, wherein infrared rays radiated from a monitoring area are transmitted at central wavelengths of 2 to 3 μm, 3 to 4.5 μm, 4 to 5.5 μm, and 8 to 15 μm, respectively.
Λa, where the transmission wavelength bandwidth is in the range of 0.1 to 1.5 μm.
A filter for separating λb, λc, and λd, and four infrared detectors for respectively detecting infrared light passing through the filters are provided. Among these infrared detectors, the resonance radiation wavelength band (4.3 μm) of CO 2 molecules is set. Output V other than infrared detector to detect
a, Vc, Vd The temperature T of the infrared source is calculated by the following formula. From this temperature, the infrared radiation intensity of any one of the above wavelength bands is obtained, and based on the infrared radiation intensity and the output of the infrared detector for detecting the infrared light of the wavelength band, formula The heat generation area S is sequentially calculated by the following formula, and a fire or a non-fire is determined based on the temporal change of the heat generation area obtained by the above equation, and the infrared source is determined from the temperature T and the heat generation area S calculated by the above equation. calculate the blackbody radiation intensity at the resonant wavelength band of CO 2 molecules, the calculated values, the heating element by comparing the output of the infrared detector to detect resonance radiation wavelength band of CO 2 molecules of the infrared detector A fire detection method characterized in that the presence or absence of a flame is determined.
て、監視域から放射される赤外線を、中心波長がそれぞ
れ2〜3μm、3〜4.5μm、4〜5.5μm、8〜15μm
の範囲にあり透過波長帯幅が0.1〜1.5μmの波長帯λa,
λb,λc,λdに分離するフィルタと、該フィルタを通過
した赤外線をそれぞれ検知する4つの赤外線検知器とを
設け、これらの赤外線検知器のうちCO2分子の共鳴放射
波長帯(4.3μm)を検知する赤外線検知器以外の出力V
a,Vc,Vdに基づいて次式 により赤外線源の温度Tを算出し、この温度から上記い
ずれかの波長帯の赤外線放射強度を求め、この赤外線放
射強度およびその波長帯の赤外線を検出する赤外線検知
器の出力とに基づいて、次式 により発熱面積Sを逐次算出し、上記の式で求めた発熱
面積が増加傾向にあるときに火災と判定するとともに、
上記式により算出された温度Tと発熱面積Sとから赤外
線源のCO2分子の共鳴波長帯域における黒体放射強度を
計算し、その計算値と、上記赤外線検知器のうちCO2分
子の共鳴放射波長帯を検知する赤外線検知器の出力とを
比較して、検知器の出力の方が上記計算値よりも大きい
時に発熱体に炎が有ると判定するようにしたことを特徴
とする火災検知方法。4. A fire detecting apparatus using an infrared detector, wherein infrared rays radiated from a monitoring area are respectively transmitted at central wavelengths of 2 to 3 μm, 3 to 4.5 μm, 4 to 5.5 μm, and 8 to 15 μm.
Λa, where the transmission wavelength bandwidth is in the range of 0.1 to 1.5 μm.
A filter that separates into λb, λc, and λd, and four infrared detectors that detect infrared rays that have passed through the filters are provided. Among these infrared detectors, the resonance emission wavelength band of CO2 molecules (4.3 μm) is detected. Output V other than infrared detector
a, Vc, Vd The temperature T of the infrared source is calculated by the following formula. From this temperature, the infrared radiation intensity of any one of the above wavelength bands is obtained, and based on the infrared radiation intensity and the output of the infrared detector for detecting the infrared light of the wavelength band, the following is obtained. formula Is calculated sequentially, and it is determined that a fire occurs when the heat generation area calculated by the above equation is increasing, and
The black body radiation intensity at the resonant wavelength band of CO 2 molecules infrared source and a temperature T and the calculated heat generation area S calculated by formula, its calculated values, resonance radiation of CO 2 molecules of the infrared detector A fire detection method characterized by comparing the output of an infrared detector for detecting a wavelength band and determining that the heating element has a flame when the output of the detector is larger than the above calculated value. .
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