JP2972407B2 - 火災報知装置 - Google Patents
火災報知装置Info
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- JP2972407B2 JP2972407B2 JP3241162A JP24116291A JP2972407B2 JP 2972407 B2 JP2972407 B2 JP 2972407B2 JP 3241162 A JP3241162 A JP 3241162A JP 24116291 A JP24116291 A JP 24116291A JP 2972407 B2 JP2972407 B2 JP 2972407B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、火災時に生ずる煙の散
乱光から煙の種類を検出する火災報知装置に関する。
乱光から煙の種類を検出する火災報知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】火災時に生ずる煙の散乱光から火災を判
定する感知器として、散乱光式煙感知器がある。これ
は、図６に示す様に、発光ダイオード等の発光素子２を
煙検出室（検煙空間）の中心部Ｘに向けて配置すると共
に発光素子２の光軸に対して所定の角度θで光軸を合わ
せたフォトダイオードなどの受光素子４を配置し、発光
素子２が光軸方向に指向性を有する光を常時照射して、
受光素子４が受光面に設けられた集光レンズ（図示せ
ず）を介して散乱光を集光する構成を有している。
定する感知器として、散乱光式煙感知器がある。これ
は、図６に示す様に、発光ダイオード等の発光素子２を
煙検出室（検煙空間）の中心部Ｘに向けて配置すると共
に発光素子２の光軸に対して所定の角度θで光軸を合わ
せたフォトダイオードなどの受光素子４を配置し、発光
素子２が光軸方向に指向性を有する光を常時照射して、
受光素子４が受光面に設けられた集光レンズ（図示せ
ず）を介して散乱光を集光する構成を有している。
【０００３】そして、火災が発生しない平常時には、煙
検出室に煙が侵入しないので集光素子４に到達する散乱
光の強度は小さく、一方、火災による煙６の侵入がある
と受光素子４に到達する散乱光の強度が大きくなる。そ
して、受光素子４に入射する散乱光の強度は煙６の濃度
と相関関係があることから、受光素子４の出力信号が所
定のしきい値レベルを超えたとき、火災発生と判断す
る。
検出室に煙が侵入しないので集光素子４に到達する散乱
光の強度は小さく、一方、火災による煙６の侵入がある
と受光素子４に到達する散乱光の強度が大きくなる。そ
して、受光素子４に入射する散乱光の強度は煙６の濃度
と相関関係があることから、受光素子４の出力信号が所
定のしきい値レベルを超えたとき、火災発生と判断す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の散乱光式煙感知
器にあっては、煙の種類を判断する機能を持たず、単
に、検煙室内に侵入した煙の濃度と一律のしきい値レベ
ルとを比較することによって火災の有無を判断してい
た。しかし、現実には、プラスチックや木材などの燃焼
材の材質によって煙の色や粒子の径が様々に異なるた
め、煙検出室内の煙濃度が等しくても、煙の種類に応じ
て、受光素子に到達する散乱光の強度が異なるという現
象を起こす。このことから、煙の種類に関わらず一律の
しきい値レベルを基準にして火災判断を行なうことは、
非火災を火災と判断したり、火災判断の遅れを招来する
等の問題があった。
器にあっては、煙の種類を判断する機能を持たず、単
に、検煙室内に侵入した煙の濃度と一律のしきい値レベ
ルとを比較することによって火災の有無を判断してい
た。しかし、現実には、プラスチックや木材などの燃焼
材の材質によって煙の色や粒子の径が様々に異なるた
め、煙検出室内の煙濃度が等しくても、煙の種類に応じ
て、受光素子に到達する散乱光の強度が異なるという現
象を起こす。このことから、煙の種類に関わらず一律の
しきい値レベルを基準にして火災判断を行なうことは、
非火災を火災と判断したり、火災判断の遅れを招来する
等の問題があった。
【０００５】一般的にもこの様な事実、例えば、タバコ
の充満している部屋に設置された散乱光式煙感知器が、
火災でないのにタバコの煙で誤動作する等が経験的に知
られている。又、石油等の燃焼により生じる黒い煙に対
しては散乱光強度が小となり、火災判断が遅れるという
問題がああった。
の充満している部屋に設置された散乱光式煙感知器が、
火災でないのにタバコの煙で誤動作する等が経験的に知
られている。又、石油等の燃焼により生じる黒い煙に対
しては散乱光強度が小となり、火災判断が遅れるという
問題がああった。
【０００６】本発明は、この様な従来の問題点に鑑みて
成されたものであり、検出対象である煙の種類に応じて
適確な火災検出を行なう火災報知装置を提供することを
目的とする。
成されたものであり、検出対象である煙の種類に応じて
適確な火災検出を行なう火災報知装置を提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はこの様な目的を
達成するために、検煙空間に向けて光を照射する発光手
段と、該検煙空間に存在する煙による散乱光を受光する
受光手段とを備え、該受光手段の受光出力により煙の存
在を判定する火災報知装置において、前記発光手段の光
軸と受光手段の光軸との成す散乱角を変化させた際の前
記受光手段の受光出力を予め実験的に求め、煙の種類毎
に複数の特性データとして記憶する記憶手段と、前記発
光手段の光軸と受光手段の光軸との成す散乱角毎に得ら
れる受光手段の受光出力と該記憶手段内の特性データと
を比較照合することで煙の種類を判定する判断手段とを
備えた。
達成するために、検煙空間に向けて光を照射する発光手
段と、該検煙空間に存在する煙による散乱光を受光する
受光手段とを備え、該受光手段の受光出力により煙の存
在を判定する火災報知装置において、前記発光手段の光
軸と受光手段の光軸との成す散乱角を変化させた際の前
記受光手段の受光出力を予め実験的に求め、煙の種類毎
に複数の特性データとして記憶する記憶手段と、前記発
光手段の光軸と受光手段の光軸との成す散乱角毎に得ら
れる受光手段の受光出力と該記憶手段内の特性データと
を比較照合することで煙の種類を判定する判断手段とを
備えた。
【０００８】
【作用】この様な構成から成る本発明の火災報知装置に
よれば、発光手段と受光手段との光軸の成す散乱角と該
受光手段の受光出力との間に煙毎の固有の相関関係があ
ることから、各散乱角毎の受光出力に基づいて煙の特徴
を知ることができる。そして、該受光出力を予め記憶手
段に記憶しておいた煙の種類毎の特性データと比較する
ことによって、火災発生時の煙の種類を判定することが
できる。
よれば、発光手段と受光手段との光軸の成す散乱角と該
受光手段の受光出力との間に煙毎の固有の相関関係があ
ることから、各散乱角毎の受光出力に基づいて煙の特徴
を知ることができる。そして、該受光出力を予め記憶手
段に記憶しておいた煙の種類毎の特性データと比較する
ことによって、火災発生時の煙の種類を判定することが
できる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面と共に説明す
る。まず、図１に基づいて構造を述べると、８は指向性
を有する発光ダイオード等から成る発光素子であり、そ
の光軸Ｑが煙検出室の中心部Ｘに向けられて発光してい
る。１０，１２，１４，１６は共にフォトダイオード等
から成る受光素子であり、第１の受光素子１０の光軸と
発光素子８の光軸Ｑとの成す角度θ１が３０゜、第２の
受光素子１２の光軸と発光素子８の光軸Ｑとの成す角度
Ｑ２が６０゜、第３の受光素子１４と発光素子８の光軸
Ｑとの成す角度θ３が９０゜、そして、第４の受光素子
１６と発光素子８の光軸Ｑとの成す角度θ４が１２０゜
に設定されている。
る。まず、図１に基づいて構造を述べると、８は指向性
を有する発光ダイオード等から成る発光素子であり、そ
の光軸Ｑが煙検出室の中心部Ｘに向けられて発光してい
る。１０，１２，１４，１６は共にフォトダイオード等
から成る受光素子であり、第１の受光素子１０の光軸と
発光素子８の光軸Ｑとの成す角度θ１が３０゜、第２の
受光素子１２の光軸と発光素子８の光軸Ｑとの成す角度
Ｑ２が６０゜、第３の受光素子１４と発光素子８の光軸
Ｑとの成す角度θ３が９０゜、そして、第４の受光素子
１６と発光素子８の光軸Ｑとの成す角度θ４が１２０゜
に設定されている。
【００１０】１８は夫々の受光素子１０，１２，１４，
１６からの出力信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を受信する
判断部であり、更に、これらの信号Ｓ１〜Ｓ４と参照デ
ータ記憶部２０のデータαを比較して、火災発生の有無
及び煙の種類を判断し、火災発生時には、火災発生及び
煙の種類を示す情報データβを出力する。尚、判断部１
８及び参照データ記憶部２０はメモリ機能を内蔵したマ
イクロプロセッサなどが適用されている。
１６からの出力信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を受信する
判断部であり、更に、これらの信号Ｓ１〜Ｓ４と参照デ
ータ記憶部２０のデータαを比較して、火災発生の有無
及び煙の種類を判断し、火災発生時には、火災発生及び
煙の種類を示す情報データβを出力する。尚、判断部１
８及び参照データ記憶部２０はメモリ機能を内蔵したマ
イクロプロセッサなどが適用されている。
【００１１】次に、この実施例の煙の種類を検出するた
めの原理を説明する。本願発明者は、多くの実験・研究
の結果、発光素子と受光素子との成す角度（以下、散乱
角という）θが異なると、煙検出室内の煙濃度が一定で
あっても、受光素子の受ける受光強度が異なり、更に、
この様な散乱角θと受光強度との相関関係は、煙の種類
毎に固有の特徴を有することを確認した。
めの原理を説明する。本願発明者は、多くの実験・研究
の結果、発光素子と受光素子との成す角度（以下、散乱
角という）θが異なると、煙検出室内の煙濃度が一定で
あっても、受光素子の受ける受光強度が異なり、更に、
この様な散乱角θと受光強度との相関関係は、煙の種類
毎に固有の特徴を有することを確認した。
【００１２】図２はこの様な実験の結果例を示す。但
し、横軸は散乱角θ、縦軸は煙検出室内に所定濃度
（１．０％／ｍ）の煙を充満した時に、受光素子が出力
する出力電圧（以下、受光出力という）を示し、濾紙を
燃焼した時に発生する煙についての測定結果Ａ、綿灯芯
の煙についての測定結果Ｂ、線香の煙についての測定結
果Ｃ、及び、ケロシンの煙についての測定結果Ｄを示し
ている。
し、横軸は散乱角θ、縦軸は煙検出室内に所定濃度
（１．０％／ｍ）の煙を充満した時に、受光素子が出力
する出力電圧（以下、受光出力という）を示し、濾紙を
燃焼した時に発生する煙についての測定結果Ａ、綿灯芯
の煙についての測定結果Ｂ、線香の煙についての測定結
果Ｃ、及び、ケロシンの煙についての測定結果Ｄを示し
ている。
【００１３】更に、ケロシンと綿灯芯について散乱角θ
毎のチャンバ出力を表で示せば図３の様になる。尚、図
３中のかっこ内に示す値は、散乱角θが３０゜のときの
チャンバ出力を１．０として、他の出力を正規化した値
である。これらの図２、図３から明らかな様に、煙の種
類毎に固有の特徴がある。そして、参照データ記憶部２
０には、各種の煙についての各散乱角θ毎の正規化され
たデータを予め記憶してあり、判断部１８は、受光素子
１０〜１６からの検出信号Ｓ１〜Ｓ４の変化パターンと
参照データ記憶部２０内のデータとの相関関係をパター
ンマッチング法によって求め、最も相関のある煙の種類
を決定することで、煙検出室に侵入した煙２２の種類を
判定する。
毎のチャンバ出力を表で示せば図３の様になる。尚、図
３中のかっこ内に示す値は、散乱角θが３０゜のときの
チャンバ出力を１．０として、他の出力を正規化した値
である。これらの図２、図３から明らかな様に、煙の種
類毎に固有の特徴がある。そして、参照データ記憶部２
０には、各種の煙についての各散乱角θ毎の正規化され
たデータを予め記憶してあり、判断部１８は、受光素子
１０〜１６からの検出信号Ｓ１〜Ｓ４の変化パターンと
参照データ記憶部２０内のデータとの相関関係をパター
ンマッチング法によって求め、最も相関のある煙の種類
を決定することで、煙検出室に侵入した煙２２の種類を
判定する。
【００１４】更に、判断部１８には、予め煙の種類毎に
しきい値が決められており、例えば、散乱角θが３０゜
の時のチャンバー出力がしきい値を超えた時に火災発生
と判断する。即ち、煙の種類毎に個々独立の基準に基づ
いて火災の有無を判定する。この様に、煙の種類の判定
と、煙の種類毎に設定されたしきい値に基づいて火災を
判定すると、精度良く火災発生の有無を判定できる。
しきい値が決められており、例えば、散乱角θが３０゜
の時のチャンバー出力がしきい値を超えた時に火災発生
と判断する。即ち、煙の種類毎に個々独立の基準に基づ
いて火災の有無を判定する。この様に、煙の種類の判定
と、煙の種類毎に設定されたしきい値に基づいて火災を
判定すると、精度良く火災発生の有無を判定できる。
【００１５】例えば、濾紙や綿灯芯から出る白色の煙に
おけるチャンバー出力と、ケロシンから出る黒色の煙に
おけるチャンバー出力は、図２に示した様に固有差があ
り、白色の煙を発生する火災を判定するためのしきい値
を、黒色の煙を発生する火災を判定するためのしきい値
より大きな値に設定することにより、従来の一律のしき
い値を基準とする場合より、判定の精度が向上する。即
ち、タバコ、湯気等による非火災報を低減でき、石油等
の燃焼により生じる黒煙に対しては、従来より迅速に火
災の検出を行うことができる。
おけるチャンバー出力と、ケロシンから出る黒色の煙に
おけるチャンバー出力は、図２に示した様に固有差があ
り、白色の煙を発生する火災を判定するためのしきい値
を、黒色の煙を発生する火災を判定するためのしきい値
より大きな値に設定することにより、従来の一律のしき
い値を基準とする場合より、判定の精度が向上する。即
ち、タバコ、湯気等による非火災報を低減でき、石油等
の燃焼により生じる黒煙に対しては、従来より迅速に火
災の検出を行うことができる。
【００１６】次に他の実施例を図４と共に説明する。
尚、図４において図１と同一又は相当する部分を同一符
号で示す。この実施例は、散乱角θ毎に複数の受光素子
を設置する代りに、搬送機構２４によって煙検出室に対
向して３０゜、６０゜、９０゜、１２０゜の散乱角θで
移動される１つの受光素子２４を設けたものである。
尚、図４において図１と同一又は相当する部分を同一符
号で示す。この実施例は、散乱角θ毎に複数の受光素子
を設置する代りに、搬送機構２４によって煙検出室に対
向して３０゜、６０゜、９０゜、１２０゜の散乱角θで
移動される１つの受光素子２４を設けたものである。
【００１７】そして、これらの散乱角θで受光素子２４
を往復移動させるタイミングと、受光素子２４の検出出
力Ｓを判断部１８へ入力するタイミングをタイミング回
路２８のクロック信号ＣＫに同期して行い、判断部１８
が全散乱角θについての検出出力Ｓと参照データ記憶部
２０に予め記憶されている煙データをパターンマッチン
グ法によって比較することで煙の種類を判定し、更に予
め各煙の種類毎に設定されているしきい値と比較するこ
とで、火災有無を判定する。
を往復移動させるタイミングと、受光素子２４の検出出
力Ｓを判断部１８へ入力するタイミングをタイミング回
路２８のクロック信号ＣＫに同期して行い、判断部１８
が全散乱角θについての検出出力Ｓと参照データ記憶部
２０に予め記憶されている煙データをパターンマッチン
グ法によって比較することで煙の種類を判定し、更に予
め各煙の種類毎に設定されているしきい値と比較するこ
とで、火災有無を判定する。
【００１８】この実施例によれば、受光素子の数を減ら
すことができる。図５は本発明の更に他の実施例を示す
構成説明図であり、発光素子８ａ〜８ｄを複数個設けた
ことを特徴とする。このような実施例にあっては、発光
素子８ａ〜８ｄを順次に発光させ、それに同期して受光
素子１０ａで受光を行い、受光データと予め記憶されて
いる煙データを比較することにより煙の種類を判定す
る。
すことができる。図５は本発明の更に他の実施例を示す
構成説明図であり、発光素子８ａ〜８ｄを複数個設けた
ことを特徴とする。このような実施例にあっては、発光
素子８ａ〜８ｄを順次に発光させ、それに同期して受光
素子１０ａで受光を行い、受光データと予め記憶されて
いる煙データを比較することにより煙の種類を判定す
る。
【００１９】尚、図１、図４と図５に示す実施例では、
３０゜、６０゜、９０゜、１２０゜の４つの散乱角θを
適用したが、更に細かな角度毎に計測する様にしてもよ
い。又、少なくとも２つの散乱角θを適用することで、
煙の種類を判定するための煙の特徴を検出することがで
きるので、火災発生時に生じる煙の種類が少ない場合に
は、２つの散乱角θを適用するようにしてもよい。この
様に少ない散乱角θを適用すれば、信号処理速度の向上
を図ることができる。
３０゜、６０゜、９０゜、１２０゜の４つの散乱角θを
適用したが、更に細かな角度毎に計測する様にしてもよ
い。又、少なくとも２つの散乱角θを適用することで、
煙の種類を判定するための煙の特徴を検出することがで
きるので、火災発生時に生じる煙の種類が少ない場合に
は、２つの散乱角θを適用するようにしてもよい。この
様に少ない散乱角θを適用すれば、信号処理速度の向上
を図ることができる。
【００２０】又、これらの実施例は、煙の種類を判定す
るための手段を、発光素子及び受光素子を備光学系と共
に一体に内蔵して、周知の散乱光式煙感知として使用す
る場合を示したが、判断部、参照データ記憶部等の信号
処理部分を受信機や中継器に備える様に分離した構成に
してもよい。この様にすれば、煙を検出するためのセン
サ部分を小型・軽量化することができ、又、従来からあ
るボーリング方式等の火災報知システムに容易に適用す
ることができる。
るための手段を、発光素子及び受光素子を備光学系と共
に一体に内蔵して、周知の散乱光式煙感知として使用す
る場合を示したが、判断部、参照データ記憶部等の信号
処理部分を受信機や中継器に備える様に分離した構成に
してもよい。この様にすれば、煙を検出するためのセン
サ部分を小型・軽量化することができ、又、従来からあ
るボーリング方式等の火災報知システムに容易に適用す
ることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、発光
手段と受光手段との光軸の成す散乱角と該受光手段の受
光出力との間に煙毎の固有の相関関係があることから、
各散乱角毎の受光出力に基づいて煙の特徴を知ることが
できる。そして、該受光出力を予め記憶手段に記憶して
おいた煙の種類毎の特性データーと比較することによっ
て、火災発生時の煙の種類を判定することができる。
手段と受光手段との光軸の成す散乱角と該受光手段の受
光出力との間に煙毎の固有の相関関係があることから、
各散乱角毎の受光出力に基づいて煙の特徴を知ることが
できる。そして、該受光出力を予め記憶手段に記憶して
おいた煙の種類毎の特性データーと比較することによっ
て、火災発生時の煙の種類を判定することができる。
【００２２】この結果、従来は、全ての煙に対して一律
の判断基準に基づいて火災の有無を判断していたのに対
し、本発明は個々の煙毎に判断基準を設定して火災の有
無を判断することで、誤った判断を減少し、火災報知装
置の精度を向上することができる。
の判断基準に基づいて火災の有無を判断していたのに対
し、本発明は個々の煙毎に判断基準を設定して火災の有
無を判断することで、誤った判断を減少し、火災報知装
置の精度を向上することができる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す構成説明図であ
る。
る。
【図２】本発明の煙判別の原理を説明するための説明図
である。
である。
【図３】本発明の煙判別の原理を説明するための他の説
明図である。
明図である。
【図４】本発明の他の実施例の構成を示す構成説明図で
ある。
ある。
【図５】本発明の更に他の実施例の構成を示す構成説明
図である。
図である。
【図６】従来の散乱光式煙感知器の構成を説明するため
の構成説明図である。
の構成説明図である。
８，８ａ〜８ｄ；発光素子 １０，１０ａ，１２，１４，１６，２４；受光素子 １８；判断部 ２０；参照データ記憶部 ２２；煙 ２６；搬送機構 ２８；タイミング回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G08B 17/02 - 17/12
Claims (3)
- 【請求項１】検煙空間に向けて光を照射する発光手段
と、該検煙空間に存在する煙による散乱光を受光する受
光手段とを備え、該受光手段の受光出力により煙の存在
を判定する火災報知装置において、前記発光手段の光軸
と受光手段の光軸との成す散乱角を変化させた際の前記
受光手段の受光出力を予め実験的に求め、煙の種類毎に
複数の特性データとして記憶する記憶手段と、前記発光
手段の光軸と受光手段の光軸との成す散乱角毎に得られ
る受光手段の受光出力と該記憶手段内の特性データとを
比較照合することで煙の種類を判定する判断手段とを備
えることを特徴とする火災報知装置。 - 【請求項２】前記発光手段又は受光手段を相対的に可動
することにより、前記散乱角を変化させる搬送手段を備
えることを特徴とする請求項１に記載の火災報知装置。 - 【請求項３】前記受光手段を予め決められた複数の散乱
角毎に対応して複数個設置し、夫々の受光手段の受光出
力に基づいて前記判断手段が煙の種類を判定することを
特徴とする請求項１に記載の火災報知装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3241162A JP2972407B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 火災報知装置 |
| GB9219247A GB2259763B (en) | 1991-09-20 | 1992-09-11 | Fire alarm system |
| DE4231088A DE4231088A1 (de) | 1991-09-20 | 1992-09-12 | Feueralarmsystem |
| US07/944,362 US5280272A (en) | 1991-09-20 | 1992-09-14 | Fire alarm system which distinguishes between different types of smoke |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3241162A JP2972407B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 火災報知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0581578A JPH0581578A (ja) | 1993-04-02 |
| JP2972407B2 true JP2972407B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=17070185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3241162A Expired - Fee Related JP2972407B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 火災報知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2972407B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6859276B2 (en) * | 2003-01-24 | 2005-02-22 | Coulter International Corp. | Extracted polarization intensity differential scattering for particle characterization |
| JP4010455B2 (ja) * | 2003-04-24 | 2007-11-21 | ホーチキ株式会社 | 散乱光式煙感知器 |
| EP2472250A4 (en) | 2009-09-15 | 2015-04-29 | Hochiki Co | SMOKE DETECTOR |
| JP5586318B2 (ja) * | 2010-05-17 | 2014-09-10 | ホーチキ株式会社 | 高感度煙感知器 |
| JP5685513B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2015-03-18 | 富士フイルム株式会社 | 散乱光検出装置および散乱光検出方法 |
| JP5685514B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2015-03-18 | 富士フイルム株式会社 | 散乱光検出装置および散乱光検出方法 |
| KR102296944B1 (ko) * | 2018-12-21 | 2021-09-02 | (주)로뎀기술 | 광 산란식 화재 감지기 및 이를 포함하는 화재 감지 시스템 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3241162A patent/JP2972407B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH0581578A (ja) | 1993-04-02 |
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