JP4440702B2 - Fire judgment method and fire alarm using the same - Google Patents
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Description
本発明は、火災判定方法及びこれを用いた火災警報器に関し、特に、吸着燃焼式ガスセンサを利用した火災判定方法及びこれを用いた火災警報器に関する。 The present invention relates to a fire determination method and a fire alarm using the same, and more particularly to a fire determination method using an adsorption combustion type gas sensor and a fire alarm using the same.
従来の火災警報器としては、例えば、下記特許文献１に示すものがある。この従来の火災警報器を図１２を用いて説明する。図１２に示すように、従来の火災警報器は、光電式煙感知部９１の発光素子による所定周期Ｔ１での監視用発光時に、光電式煙感知部９１の受光素子が散乱光を検知したとき、所定周期Ｔ１よりも短い周期Ｔ２、Ｔ３で複数回の確認用再発光を行い、その複数回の確認用再発光時に散乱光を検知したときには、周期Ｔ２後にブザー９３を作動させて火災警報を出力し、検知しないときには周期Ｔ２＋Ｔ３後にブザー９３の作動を停止する制御部９２を有している。
As a conventional fire alarm device, for example, there is one shown in
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては次のものがある。
ところが、上述の従来の火災警報器は、例えば、炊飯時の蒸気や焼き魚等を起因とする日常的に発生する煙にも反応して発報してしまう可能性がある。すなわち、誤警報の可能性がある。また、従来の火災警報器では、煙流入用のチャンバーが必要となり、構成が複雑である。 However, the above-described conventional fire alarm device may react in response to smoke generated on a daily basis caused by steam, grilled fish, or the like at the time of cooking rice, for example. That is, there is a possibility of a false alarm. Further, the conventional fire alarm requires a chamber for smoke inflow, and the configuration is complicated.
よって本発明は、上述した現状に鑑み、構成が簡易でありながら、誤検出の少ない火災判定方法及びこれを用いた火災警報器を提供することを課題としている。 Therefore, in view of the present situation described above, the present invention has an object to provide a fire determination method with a simple configuration and few false detections, and a fire alarm using the same.
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の火災判定方法は、吸着燃焼式ガスセ
ンサを利用して火災の発生を判定する方法であって、前記吸着燃焼式ガスセンサに対して
駆動パルスを与え、センサ出力パターンを取得するセンサ出力パターン取得工程と、パルスオン直後に発生する急激なセンサ出力低下成分を除去するために、前記火災が発生していないときに得られた前記センサ出力パターンを、これ以降に得られた前記センサ出力パターンから差し引いて、前記センサ出力パターンに基づく被判定波形を求める被判定波形演算工程と、前記被判定波形の波形ピーク値を求める波形ピーク値演算工程と、前記被判定波形の最大微分値を求める最大微分値演算工程と、前記被判定波形と所定種の火災に対応させて予め設定された基準波形、前記波形ピーク値と所定種の火災に対応させて予め設定された基準波形ピーク値、及び、前記最大微分値と所定種の火災に対応させて予め設定された基準最大微分値をそれぞれ比較して、これら全ての比較結果に基づいて前記火災の発生を判定する判定工程と、を含むことを特徴とする。
The fire determination method according to
請求項１記載の発明によれば、吸着燃焼式ガスセンサのセンサ出力パターンに基づいて、火災を判定するために利用される被判定波形、被判定波形の波形ピーク値、被判定波形の最大微分値がそれぞれ求められる。そして、被判定波形と所定種の火災に対応させて予め設定された基準波形、波形ピーク値と所定種の火災に対応させて予め設定された基準波形ピーク値、及び、最大微分値と所定種の火災に対応させて予め設定された基準最大微分値がそれぞれ比較され、これら全ての比較結果に基づいて火災発生が判定される。また、火災を判定するために利用される被判定波形は、火災が発生していないときに得られたセンサ出力パターンを、これ以降に得られたセンサ出力パターンから差し引くことにより得られる。これにより、駆動パルスオン直後に発生する急激なセンサ出力低下分が差し引かれた被判定波形が得られる。 According to the first aspect of the present invention, based on the sensor output pattern of the adsorption combustion type gas sensor, the waveform to be determined used for determining the fire, the waveform peak value of the waveform to be determined, the maximum differential value of the waveform to be determined Is required. Then, a reference waveform preset corresponding to the waveform to be determined and a predetermined type of fire, a waveform peak value and a reference waveform peak value preset corresponding to a predetermined type of fire, and a maximum differential value and a predetermined type A reference maximum differential value set in advance corresponding to each fire is compared, and the occurrence of fire is determined based on all the comparison results. Further, the waveform to be determined used for determining a fire is obtained by subtracting the sensor output pattern obtained when no fire has occurred from the sensor output pattern obtained thereafter. As a result, a waveform to be determined is obtained by subtracting the sudden sensor output drop that occurs immediately after the drive pulse is turned on.
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の火災判定方法は、請求項１記載の火災判定方法において、前記波形ピーク値演算工程では、前記被判定波形に対して、所定のフィルタリング処理を施した後に前記波形ピーク値を求める、ことを特徴とする。
The fire determination method according to
請求項２記載の発明によれば、波形ピーク値は、フィルタリング処理が施された後に求められる。これにより、火災に関係のない微少ノイズ成分は除去された上で波形ピーク値が求められる。 According to the second aspect of the present invention, the waveform peak value is obtained after the filtering process is performed. As a result, the waveform peak value is obtained after removing minute noise components not related to the fire.
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の火災判定方法は、請求項１記載の火災判定方法において、前記最大微分値演算工程では、前記被判定波形に対して、所定のフィルタリング処理及び正規化処理を施した後に前記最大微分値を求める、ことを特徴とする。
The fire determination method according to
請求項３記載の発明によれば、最大微分値は、被判定波形に対して、フィルタリング処理及び正規化処理が施された後に求められる。これにより、火災に関係のない微少ノイズ成分は除去され正規化された上で最大微分値が求められる。
According to the invention described in
上記課題を解決するためになされた請求項４記載の火災判定方法は、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の火災判定方法において、多種の火災にそれぞれ対応するように、前記基準波形、前記基準波形ピーク値及び前記基準最大微分値が多種設定されている、ことを特徴とする。
The fire determination method according to
請求項４記載の発明によれば、基準波形、基準波形ピーク値及び基準最大微分値が多種設定されているので、多種の火災発生を確実に判定可能になる。
According to the invention described in
上記課題を解決するためになされた請求項５記載の火災判定方法は、請求項４記載の火災判定方法において、前記基準波形、前記基準波形ピーク値及び前記基準最大微分値は、繊維火災及び煙火災、並びに、プラスチック火災及び液体燃料火災、にそれぞれ対応するように設定されている、ことを特徴とする。
The fire determination method according to
請求項５記載の発明によれば、基準波形、基準波形ピーク値及び基準最大微分値は、繊維火災及び煙火災、並びに、プラスチック火災及び液体燃料火災、にそれぞれ対応するように設定されているので、日常的に想定される火災判定を確実に判定可能になる。 According to the fifth aspect of the present invention, the reference waveform, the reference waveform peak value, and the reference maximum differential value are set so as to correspond to the fiber fire and the smoke fire, and the plastic fire and the liquid fuel fire, respectively. This makes it possible to reliably determine the fire judgment assumed on a daily basis.
上記課題を解決するためになされた請求項６記載の火災警報器は、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の火災判定方法を用いた火災警報器であって、前記被判定波形、前記波形ピーク値及び前記最大微分値を予め記憶する記憶手段と、前記判定工程における前記判定の結果に基づいて火災を警報する警報手段と、を含むことを特徴とする。
A fire alarm according to
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の火災判定方法を用いているので、ソフトウエア制御を基本として火災警報器を構成することが可能になる。
According to the invention described in
請求項１記載の発明によれば、吸着燃焼式ガスセンサのセンサ出力パターンに基づいて、火災を判定するために利用される被判定波形、被判定波形の波形ピーク値、被判定波形の最大微分値がそれぞれ求められる。そして、被判定波形、波形ピーク値及び最大微分値が、所定種の火災に対応させて予め設定された基準波形、基準波形ピーク値及び基準最大微分値とそれぞれ比較され、これら全ての比較結果に基づいて火災発生が判定される。このように、波形、波形ピーク値及び最大微分値を用いることにより、吸着燃焼式ガスセンサが火災判定に利用可能になると共に誤検出の少ない火災判定が可能になる。また、火災を判定するために利用される被判定波形は、火災が発生していないときに得られたセンサ出力パターンを、これ以降に得られたセンサ出力パターンから差し引くことにより得られる。これにより、駆動パルスオン直後に発生する急激なセンサ出力低下分が差し引かれた被判定波形が得られる。したがって、より誤検出の少ない火災判定が可能になる。 According to the first aspect of the present invention, based on the sensor output pattern of the adsorption combustion type gas sensor, the waveform to be determined used for determining the fire, the waveform peak value of the waveform to be determined, the maximum differential value of the waveform to be determined Is required. Then, the waveform to be judged, the waveform peak value and the maximum differential value are respectively compared with a reference waveform, a reference waveform peak value and a reference maximum differential value which are set in advance corresponding to a predetermined type of fire, and all these comparison results Fire occurrence is determined based on this. As described above, by using the waveform, the waveform peak value, and the maximum differential value, the adsorption combustion type gas sensor can be used for the fire determination and the fire determination with few false detections can be performed. Further, the waveform to be determined used for determining a fire is obtained by subtracting the sensor output pattern obtained when no fire has occurred from the sensor output pattern obtained thereafter. As a result, a waveform to be determined is obtained by subtracting the sudden sensor output drop that occurs immediately after the drive pulse is turned on. Therefore, it is possible to make a fire determination with fewer false detections.
請求項２記載の発明によれば、波形ピーク値は、フィルタリング処理が施された後に求められる。これにより、火災に関係のない微少ノイズ成分は除去された上で波形ピーク値が求められる。したがって、更に誤検出の少ない火災判定が可能になる。 According to the second aspect of the present invention, the waveform peak value is obtained after the filtering process is performed. As a result, the waveform peak value is obtained after removing minute noise components not related to the fire. Therefore, it is possible to make a fire determination with fewer false detections.
請求項３記載の発明によれば、最大微分値は、被判定波形に対して、フィルタリング処理及び正規化処理が施された後に求められる。これにより、火災に関係のない微少ノイズ成分は除去され正規化された上で最大微分値が求められる。したがって、更に誤検出の少ない火災判定が可能になる。
According to the invention described in
請求項４記載の発明によれば、基準波形、基準波形ピーク値及び基準最大微分値が多種設定されているので、多種の火災発生を確実に判定可能になる。したがって、より一層、誤検出の少ない火災判定が可能になる。
According to the invention described in
請求項５記載の発明によれば、基準波形、基準波形ピーク値及び基準最大微分値は、繊維火災及び煙火災、並びに、プラスチック火災及び液体燃料火災、にそれぞれ対応するように設定されているので、日常的に想定される火災判定を確実に判定可能になる。したがって、誤検出が少なく且つ現実に即した火災判定が可能になる。 According to the fifth aspect of the present invention, the reference waveform, the reference waveform peak value, and the reference maximum differential value are set so as to correspond to the fiber fire and the smoke fire, and the plastic fire and the liquid fuel fire, respectively. This makes it possible to reliably determine the fire judgment assumed on a daily basis. Therefore, it is possible to make a fire determination with few false detections and realistic.
請求項６記載の発明によれば、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の火災判定方法を用いているので、ソフトウエア制御を基本として火災警報器を構成することが可能になる。したがって、簡易なハードウエア構成でありながら、誤警報の少ない火災警報器を提供することができる。
According to the invention described in
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜図４を用いて、本発明の実施形態に係る火災警報器及び吸着燃焼式ガスセンサの構成、駆動パルス及びセンサ出力について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る火災警報器の基本構成を示すブロック図である。図２（Ａ）、図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）はそれぞれ、本発明で用いられる吸着燃焼式ガスセンサの平面図、背面図及びＡＡ線断面図である。図３は、駆動パルスを例示するタイムチャートである。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、典型的なセンサ出力を例示する波形図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration, drive pulse, and sensor output of a fire alarm device and an adsorption combustion type gas sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a fire alarm according to an embodiment of the present invention. 2A, 2B, and 2C are a plan view, a rear view, and a cross-sectional view taken along line AA of the adsorption combustion type gas sensor used in the present invention, respectively. FIG. 3 is a time chart illustrating drive pulses. FIG. 4A and FIG. 4B are waveform diagrams illustrating typical sensor outputs.
図１に示すように、この火災警報器のコントローラ１０には、駆動電源２０、警報部３０、及び検出用のブリッジ回路を含む吸着燃焼式ガスセンサ４０が接続されている。この火災警報器では、後述の駆動パルスが供給されて吸着燃焼式ガスセンサ４０が通電制御され、このセンサ４０のセンサ出力に基づいてコントローラ１０にて火災判定される。
As shown in FIG. 1, an adsorption combustion
コントローラ１０は、後述する図５に示すような火災判定等に関する処理動作を司り、センサ駆動制御部１１、記憶部１２、センサ出力検出部１３、演算部１４及び判定部１５を含んで構成される。図示しないがコントローラ１０は、タイマ部等も有している。
The
センサ駆動制御部１１は、吸着燃焼式ガスセンサ４０に対して駆動電源２０を通電制御して、図３に示すような駆動パルスを所定周期で吸着燃焼式ガスセンサ４０に与える。詳しくは、駆動パルスは、例えば、０．２０ｓｅｃのパルスオン期間ＴONと１０ｓｅｃのパルスオフ期間ＴOFFとから１周期が構成され、これが繰り返される。
The sensor drive control unit 11 controls energization of the
記憶部１２には、火災判定の基準となる、基準波形パターン、基準波形ピーク値及び基準最大微分値が少なくとも格納されている。ここで、基準波形パターン、基準波形ピーク値及び基準最大微分値は、多種の火災を検知できるように、それぞれ２種類づつ設定されているものとする。これについては、図１０及び図１１を用いて具体的に説明する。記憶部１２は、請求項中の記憶手段に対応する。
The
センサ出力検出部１３は、上記駆動パルスにより吸着燃焼式ガスセンサ４０が駆動されたときの各センサ出力を、各パルスオン期間にわたって時系列的に検出する。
The sensor output detection unit 13 detects each sensor output when the adsorption combustion
演算部１４は、図５に示す処理手順に対応して、被判定波形、波形ピーク値及び最大微分値（フィルタリング及び正規化を含む）等を求めるための各種演算処理を行う。これらについては、図５のフローチャートを用いながら説明する。
The
判定部１５は、演算部１４にて求められた被判定波形、波形ピーク値及び最大微分値を、記憶部１２に予め格納される基準波形パターン、基準波形ピーク値及び基準最大微分値とそれぞれ比較し、これら全ての比較結果を出力する。
The
駆動電源２０は、既成の電池等が用いられる。また、警報部３０は、上記コントローラ１０の判定部１５の比較結果に基づいて火災警報を発する。この警報部３０は、例えば、ＬＥＤ等の可視警報手段やブザー等の可聴警報手段等で構成される。警報部３０は、請求項中の警報手段に対応する。
The
吸着燃焼式ガスセンサ４０は、基本的に、感応素子部Ｒｓ及び補償素子部Ｒｒから構成されている。感応素子部Ｒｓは（白金）Ｐｔヒータ４２及びＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒層４３を含み、補償素子部ＲｒはＰｔヒータ４４及び（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3層４５を含む。詳しくは、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、この吸着燃焼式ガスセンサ４０は、（シリコン）Ｓｉウエハ４１の上に、（酸化）ＳｉＯ2膜４８ｃ、（窒化）ＳｉＮ膜４８ｂ、及び（酸化ハフニウム）ＨｆＯ2膜４８ａからなる絶縁薄膜が生膜され、その上に、感応素子部Ｒｓとして（白金）Ｐｔヒータ４２及びＰｄ／Ａｌ2Ｏ3触媒層４３、補償素子部Ｒｒとして（白金）Ｐｔヒータ４４及び（アルミナ）Ａｌ2Ｏ3層４５が形成されている。また、図２（Ｃ）に示すように、異方性エッチングして凹部４６及び４７を形成して、それぞれ薄膜ダイヤフラムＤｓ及びＤｒを形成することにより熱容量を小さくしている。
The adsorption combustion
上記Ｐｔヒータ４２、４４は、固定抵抗Ｒ１、Ｒ２及び可変抵抗Ｒｖと共にブリッジ回路を構成している。そして、このブリッジ回路のＰｔヒータ４４及び固定抵抗Ｒ１の接続点、並びにＰｔヒータ４２及び固定抵抗Ｒ２の接続点には、上記コントローラ１０を介して駆動パルスが所定のインターバルで間欠的に供給される。また、Ｐｔヒータ４２及び４４の接続点、並びに可変抵抗Ｒｖからは、センサ出力としての電圧値がコントローラ１０に供給される。
The Pt heaters 42 and 44 constitute a bridge circuit together with the fixed resistors R1 and R2 and the variable resistor Rv. A driving pulse is intermittently supplied at predetermined intervals to the connection point between the Pt heater 44 and the fixed resistor R1 and the connection point between the Pt heater 42 and the fixed resistor R2 of the bridge circuit via the
この吸着燃焼式ガスセンサ４０は、検出動作開始前に、センサ出力検出部１３に供給されるセンサ出力が中間電位になるように可変抵抗Ｒｖが調整されている。この状態において、煙等が感応素子部Ｒｓに触れると触媒作用により、この素子の表面で酸化されて反応熱が生じる。この反応熱により、Ｐｔヒータ４２の抵抗値が上昇し、この抵抗値の上昇によりブリッジ回路の平衡が崩れ、コントローラ１０に上記センサ出力が供給される。この場合、Ｐｔヒータ４４は周囲温度の変動によるＰｔヒータ４２の抵抗値の変動を相殺し、反応熱に起因するＰｔヒータ４２の抵抗値の変動成分のみを取り出せるように補償する。
In this adsorption combustion
吸着燃焼式ガスセンサ４０は、上述のような駆動パルスが供給されると、基本的に、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すような波形のセンサ出力が得られる。詳しくは、イソブタン、メタン、水素、ＣＯ等のような無極性又は低有極性ガスに対しては、センサ出力は、図４（Ｂ）に示すような波形を呈する。一方、エタノール等の極性の大きいガスは吸着作用があるため、センサ出力は、図４（Ａ）に示すように、ＰONから数〜数十ｍｓｅｃ経過した期間Ｔ1中にピークをもつ波形を呈する。また、煙に対しても、センサ出力は、この図４（Ａ）に類似した波形を呈する。なお、図４中、ＰON及びＰOFFは、図３のＰON及びＰOFFにそれぞれ対応する時点である。
When the above-described driving pulse is supplied to the adsorption combustion
ところが、このようなセンサ出力をそのまま適用すると、火災時又は調理時（非火災時）のいずれでも煙や極性の大きいガスが発生すると、火災有と判定してしまうことになる。そこで、上述のような波形パターンを利用しつつも、図５に示すような特有の判定条件を設定することにより、正確に火災判定できるようにする。 However, if such a sensor output is applied as it is, if smoke or a gas with a large polarity is generated either during a fire or during cooking (when no fire occurs), it is determined that there is a fire. Therefore, it is possible to accurately determine the fire by setting a specific determination condition as shown in FIG. 5 while using the waveform pattern as described above.
以下に本発明の実施形態の火災判定に係る処理手順について、図５〜図１１を用いて説明する。図５は、本発明の実施形態に係る処理動作を示すフローチャートである。図６、図７、図８及び図９はそれぞれ、基準データ、実測データ、差分データ及び微分値データに対応する波形を示すグラフである。図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）は、基準波形パターンを示す図である。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、基準波形ピーク値及び基準最大微分値等を説明するための図である。 Below, the process sequence which concerns on the fire determination of embodiment of this invention is demonstrated using FIGS. FIG. 5 is a flowchart showing the processing operation according to the embodiment of the present invention. 6, 7, 8, and 9 are graphs showing waveforms corresponding to the reference data, the actual measurement data, the difference data, and the differential value data, respectively. FIG. 10A to FIG. 10E are diagrams showing reference waveform patterns. FIG. 11A and FIG. 11B are diagrams for explaining the reference waveform peak value, the reference maximum differential value, and the like.
まず、図５のステップＳ１において、センサ駆動制御部１１から最初の駆動パルスが出力される。この駆動パルスにより、吸着燃焼式ガスセンサ４０が駆動されて、センサ出力検出部１３により最初のオン期間ＴONにおけるセンサ出力が検出され（請求項のセンサ出力取得工程に対応）、ステップＳ２において、このセンサ出力が基準データとして取込まれる。基準データは、このセンサ出力を所定インターバルでサンプリングしたデータである。この基準データは、例えば、図６に示すような波形を呈する。
First, in step S <b> 1 of FIG. 5, the first drive pulse is output from the sensor drive control unit 11. By this drive pulse, the adsorption combustion
次に、ステップＳ３において、センサ駆動制御部１１から次の駆動パルスが出力される。この駆動パルスにより、同様に吸着燃焼式ガスセンサ４０が駆動されて、センサ出力検出部１３により次のオン期間ＴONにおけるセンサ出力が検出され（請求項のセンサ出力取得工程に対応）、ステップＳ４において、このセンサ出力が実測データとして取込まれる。この実測データも、このセンサ出力を所定インターバルでサンプリングしたデータである。この実測データは、例えば、図７に示すような波形を呈する。
Next, in step S <b> 3, the next drive pulse is output from the sensor drive control unit 11. By this drive pulse, the adsorption combustion
次に、ステップＳ５において、上記実測データから基準データが除去されたデータである差分データが求められる。この差分データは、例えば、図８に示すような波形を呈する。図８に示すような差分データによる波形は、火災を判定するために利用される被判定波形となる。この被判定波形は後での判定処理のために、記憶部１２に一時保存される。
Next, in step S5, difference data which is data obtained by removing the reference data from the actual measurement data is obtained. This difference data has a waveform as shown in FIG. 8, for example. The waveform based on the difference data as shown in FIG. 8 is a determined waveform used for determining a fire. This waveform to be judged is temporarily stored in the
被判定波形を求めるために、上述のように差分データを計算した理由は、火災が発生していないときに得られたセンサ出力（最初のパルスオン期間のセンサ出力）を、これ以降に得られたセンサ出力（次のパルスオン期間のセンサ出力）から除去するためである。これにより、図７と図８とを比較すればわかるように、パルスオン直後に発生する急激なセンサ出力低下成分が除去される。したがって、これ以降の演算処理がシンプルになるうえ、判定処理もより確実になる。ステップＳ１〜ステップＳ５の処理は、請求項中の被判定波形演算工程に対応する。 The reason why the difference data was calculated as described above to obtain the waveform to be judged was that the sensor output obtained when the fire did not occur (the sensor output during the first pulse-on period) was obtained thereafter. This is because it is removed from the sensor output (the sensor output in the next pulse-on period). As a result, as can be seen from a comparison between FIG. 7 and FIG. 8, the abrupt sensor output decrease component that occurs immediately after the pulse is turned on is removed. Therefore, the subsequent arithmetic processing becomes simple and the determination processing becomes more reliable. The process of step S1-step S5 respond | corresponds to the to-be-determined waveform calculation process in a claim.
次に、ステップＳ６において、被判定波形の波形ピーク値ＯP（図８参照）が求められる。この波形ピーク値は後での判定処理のために、記憶部１２に一時保存される。波形ピーク値を求めるときには、被判定波形からノイズを除去するため所定のフィルタリングを施した後に行うことが好ましい。ステップＳ６は、請求項中の波形ピーク値演算工程に対応する。
Next, in step S6, a waveform peak value O P (see FIG. 8) of the waveform to be determined is obtained. The waveform peak value is temporarily stored in the
フィルタリングは、例えば、以下に示すような移動平均手法を用いる。
ｙ［ｎ］＝１／２０・（ｘ［ｎ−１０］＋ｘ［ｎ−９］＋…＋ｘ［ｎ］＋ｘ［ｎ＋１］＋…＋ｘ［ｎ＋９］）
ここで、ｘ［ｎ］は移動平均前のデータ、ｙ［ｎ］は移動平均後のデータを示す。補足すると、上式は、２０個のデータを加算し、それを２０で除した、いわゆるローパスフィルタ処理である。
The filtering uses, for example, a moving average method as shown below.
y [n] = 1/20. (x [n-10] + x [n-9] + ... + x [n] + x [n + 1] + ... + x [n + 9])
Here, x [n] represents data before moving average, and y [n] represents data after moving average. Supplementally, the above equation is a so-called low-pass filter process in which 20 pieces of data are added and divided by 20.
次に、ステップＳ７において、被判定波形の最大微分値ＹｄMAX（図９参照）が求められる。この最大微分値は後での判定処理のために、記憶部１２に一時保存される。最大微分値を求めるときには、更に正規化を施した後に行うことが好ましい。ステップＳ７は、請求項中の最大微分値演算工程に対応する。
Next, in step S7, the maximum differential value Yd MAX (see FIG. 9) of the waveform to be determined is obtained. The maximum differential value is temporarily stored in the
正規化としては、例えば、フィルタリングしたデータ群から最大値ＹMAXを抽出し、全データをその最大値ＹMAXで除することにより行われる。すなわち、正規化データＹｓ［ｎ］は、以下のように表される。
Ｙｓ［ｎ］＝ｙ［ｎ］／ＹMAX
The normalization is performed, for example, by extracting the maximum value Y MAX from the filtered data group and dividing all data by the maximum value Y MAX . That is, the normalized data Ys [n] is expressed as follows.
Ys [n] = y [n] / Y MAX
そして、上記正規化データが微分されて図９に示すような微分値データが得られ、この微分値データから最大微分値が抽出される。
微分値データＹdiv［ｎ］は、以下のように表され、
Ｙdiv［ｎ］＝ｄ（Ｙｓ［ｎ＋ｔ］−Ｙｓ［ｎ］）／ｄｔ
ここから、最大微分値ＹｄMAXが抽出される。
なお、最大微分値は、２回以上の微分によるものでも可能である。
Then, the normalized data is differentiated to obtain differential value data as shown in FIG. 9, and the maximum differential value is extracted from the differential value data.
The differential value data Y div [n] is expressed as follows:
Y div [n] = d (Ys [n + t] −Ys [n]) / dt
From this, the maximum differential value Yd MAX is extracted.
It should be noted that the maximum differential value can be obtained by performing differentiation twice or more.
次に、記憶部１２に一時保存或いは予め格納されている、被判定波形、波形ピーク値、最大微分値、基準波形パターン、波形ピーク値、最大微分値が読み出されて、ステップＳ８において、被判定波形と基準波形パターンとの比較が行われ、ステップＳ９において、波形ピーク値と基準波形ピーク値との比較が行われ、ステップＳ１０において、最大微分値と基準最大微分値との比較が行われる。ステップＳ８〜ステップＳ１０は、請求項中の判定工程に対応する。
Next, the waveform to be judged, waveform peak value, maximum differential value, reference waveform pattern, waveform peak value, and maximum differential value that are temporarily stored or stored in advance in the
以下にこれらの比較に用いられる基準波形パターン、基準波形ピーク値及び基準最大微分値について説明する。基準波形パターンは、図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）に示すような典型的な周知の５つのパターンが参照される。これらは、上記被判定波形を求めたときの処理手順と同様の処理手順をふんで予め求められたものである。また、波形パターン、波形ピーク値及び最大微分値と、想定されるガス種との関係は、図１１（Ａ）に示すように予め測定されている。図１１（Ａ）において、ＴＦ１〜ＴＦ６は、「ＢＳ５４５５ ＰＡＲＴ９」で規定されている図１１（Ｂ）で示すような火災の種類に対応する。なお、図１１（Ａ）において、防虫剤１、防虫剤２及び防虫剤３にはそれぞれ、アースレッド（登録商標）、キンチョール（登録商標）及びバルサン（登録商標）が用いられている。
The reference waveform pattern, reference waveform peak value, and reference maximum differential value used for these comparisons will be described below. As the reference waveform pattern, five typical well-known patterns as shown in FIGS. 10A to 10E are referred to. These are obtained in advance in accordance with a processing procedure similar to the processing procedure for obtaining the waveform to be determined. Further, the relationship between the waveform pattern, the waveform peak value, the maximum differential value, and the assumed gas type is measured in advance as shown in FIG. In FIG. 11A, TF1 to TF6 correspond to the types of fire as shown in FIG. 11B defined by “BS5455 PART9”. In FIG. 11 (A), earth reed (registered trademark), kinchol (registered trademark), and balsan (registered trademark) are used for the
そして、図１１（Ａ）に示す表に基づいて、ＴＦ１〜ＴＦ５の火災に対応するガス種と、他の非火災に対応するガス種とを判別できるように、基準波形パターン、基準波形ピーク値及び基準最大微分値が設定される。例えば、ＴＦ１〜ＴＦ３の火災に対応するガス種と、他の非火災に対応するガス種とを判別できるように、基準波形パターンをパターン２（図１０参照）、基準波形ピーク値を２．５Ｖ、基準最大微分値を０．１とし、ＴＦ４〜ＴＦ５の火災に対応するガス種と、他の非火災に対応するガス種とを判別できるように、基準波形パターンをパターン２、３（図１０参照）、基準波形ピーク値を０．１５Ｖ、基準最大微分値を０．４とする。このような設定値を採用することにより、非常に現実に即した火災判定が可能になる。
Then, based on the table shown in FIG. 11A, the reference waveform pattern, the reference waveform peak value, and the gas type corresponding to the fire of TF1 to TF5 and the gas type corresponding to the other non-fire can be discriminated. And the reference maximum differential value is set. For example, the reference waveform pattern is pattern 2 (see FIG. 10) and the reference waveform peak value is 2.5 V so that the gas types corresponding to the fires TF1 to TF3 and the gas types corresponding to other non-fires can be distinguished. The reference waveform pattern is set to
ステップＳ８における比較の結果、被判定波形が上記ＴＦ１〜ＴＦ３に対応するパターンに一致すると、Ｓ８ｙに進んで、仮火災条件ａ１にフラグＴａ１を設定し、及び／又は、被判定波形が上記ＴＦ４〜ＴＦ５に対応するパターンに一致すると、仮火災条件ａ２にフラグＴａ２を設定する（ステップＳ８のＹ）。さもなければ（ステップＳ８のＮ）、仮火災条件ａ１及び仮火災条件ａ２にＦを設定する。 As a result of the comparison in step S8, when the waveform to be determined matches the pattern corresponding to TF1 to TF3, the process proceeds to S8y, the flag Ta1 is set in the temporary fire condition a1, and / or the waveform to be determined is TF4 to TF4. If it matches the pattern corresponding to TF5, the flag Ta2 is set in the temporary fire condition a2 (Y in step S8). Otherwise (N of step S8), F is set to the temporary fire condition a1 and the temporary fire condition a2.
また、ステップＳ９における比較の結果、波形ピーク値が上記ＴＦ１〜ＴＦ３に対応する基準波形ピーク値を超えると、Ｓ９ｙに進んで、仮火災条件ｂ１にフラグＴｂ１を設定し、及び／又は、波形ピーク値が上記ＴＦ４〜ＴＦ５に対応する基準波形ピーク値を超えると、仮火災条件ｂ２にフラグＴｂ２を設定する（ステップＳ９のＹ）。さもなければ（ステップＳ９のＮ）、仮火災条件ｂ１及び仮火災条件ｂ２にＦを設定する。 If the waveform peak value exceeds the reference waveform peak value corresponding to TF1 to TF3 as a result of the comparison in step S9, the process proceeds to S9y to set the flag Tb1 in the temporary fire condition b1 and / or the waveform peak. When the value exceeds the reference waveform peak value corresponding to the above TF4 to TF5, the flag Tb2 is set to the temporary fire condition b2 (Y in step S9). Otherwise (N of step S9), F is set to the temporary fire condition b1 and the temporary fire condition b2.
また、ステップＳ１０における比較の結果、最大微分値が上記ＴＦ１〜ＴＦ３に対応する基準最大微分値を超えると、Ｓ１０ｙに進んで、仮火災条件ｃ１にフラグＴｃ１を設定し、及び／又は、最大微分値が上記ＴＦ４〜ＴＦ５に対応する基準最大微分値を超えると、仮火災条件ｃ２にフラグＴｃ２を設定する（ステップＳ１０のＹ）。さもなければ（ステップＳ１０のＮ）、仮火災条件ｃ１及び仮火災条件ｃ２にフラグＦを設定する。 Further, as a result of the comparison in step S10, when the maximum differential value exceeds the reference maximum differential value corresponding to TF1 to TF3, the process proceeds to S10y, the flag Tc1 is set in the temporary fire condition c1, and / or the maximum differential value is reached. When the value exceeds the reference maximum differential value corresponding to TF4 to TF5, the flag Tc2 is set to the temporary fire condition c2 (Y in step S10). Otherwise (N in step S10), the flag F is set in the temporary fire condition c1 and the temporary fire condition c2.
そして、ステップＳ１１において、上記仮火災条件ａ１、ａ２、仮火災条件ｂ１、ｂ２、仮火災条件ｃ１、ｃ２の設定されている各フラグに基づいて、火災判定が行われる。詳しくは、フラグＴａ１、Ｔｂ１、且つ、Ｔｃ１の場合、又は、フラグＴａ２、Ｔｂ２、且つ、Ｔｃ２の場合に、火災発生有と判定され、さもなければ火災発生無と判定される。 In step S11, a fire determination is made based on the flags set for the temporary fire conditions a1 and a2, the temporary fire conditions b1 and b2, and the temporary fire conditions c1 and c2. Specifically, in the case of flags Ta1, Tb1, and Tc1, or in the case of flags Ta2, Tb2, and Tc2, it is determined that a fire has occurred, otherwise it is determined that no fire has occurred.
ステップＳ１１において火災発生有と判定されると（ステップＳ１１のＹ）、ステップＳ１２に進んで、警報部３０から火災警報としてのＬＥＤ点滅等の可視警報やブザー鳴動等の可聴警報が出される。火災警報としては、これらのいずれかであってもよい。なお、ステップＳ１１において火災発生無と判定されると（ステップＳ１１のＮ）、ステップＳ３に戻って、上述の処理が繰り返される。
If it is determined in step S11 that a fire has occurred (Y in step S11), the process proceeds to step S12, and a visual alarm such as a blinking LED as a fire alarm or an audible alarm such as a buzzer is issued from the
このように、本発明の実施形態によれば、センサ出力に基づいて求められた被判定波形、波形ピーク値及び最大微分値が、予め設定されている基準波形パターン、基準波形ピーク値及び基準最大微分値とそれぞれ比較され、これら全ての比較結果に基づいて火災発生が判定される。したがって、吸着燃焼式ガスセンサが火災判定に利用可能になると共に誤検出の少ない火災判定が可能になる。また、従来のように複雑なハードウエア設定を必要としない簡易な構成でありながら、誤警報の少ない火災警報器を提供することができる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the waveform to be determined, the waveform peak value, and the maximum differential value obtained based on the sensor output are set to the preset reference waveform pattern, the reference waveform peak value, and the reference maximum. Each is compared with the differential value, and fire occurrence is determined based on all these comparison results. Therefore, the adsorption combustion type gas sensor can be used for fire determination, and fire determination with few false detections can be performed. In addition, it is possible to provide a fire alarm with few false alarms while having a simple configuration that does not require complicated hardware settings as in the prior art.
なお、上記フィルタリング処理及び正規化処理は、本発明に必ずしも必要ではないが、これらを採用することにより、より正確な火災判定が可能になる。また、例示した基準波形パターン、基準波形ピーク値及び基準最大微分値の具体的な値は、本発明の趣旨の範囲内で小変更が可能である。本発明は、その趣旨を変更しない範囲内で小変更された実施形態も含むものである。 In addition, although the said filtering process and normalization process are not necessarily required for this invention, a more accurate fire determination is attained by employ | adopting these. In addition, specific values of the exemplified reference waveform pattern, reference waveform peak value, and reference maximum differential value can be changed within the scope of the present invention. The present invention includes embodiments that are slightly changed without departing from the spirit of the present invention.
１０ コントローラ
２０ 駆動電源
３０ 警報部
４０ 吸着燃焼式ガスセンサ
１１ センサ駆動制御部
１２ 記憶部
１３ センサ出力検出部
１４ 演算部
１５ 判定部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記吸着燃焼式ガスセンサに対して駆動パルスを与え、センサ出力パターンを取得する
センサ出力パターン取得工程と、
パルスオン直後に発生する急激なセンサ出力低下成分を除去するために、前記火災が発生していないときに得られた前記センサ出力パターンを、これ以降に得られた前記センサ出力パターンから差し引いて、前記センサ出力パターンに基づく被判定波形を求める被判定波形演算工程と、
前記被判定波形の波形ピーク値を求める波形ピーク値演算工程と、
前記被判定波形の最大微分値を求める最大微分値演算工程と、
前記被判定波形と所定種の火災に対応させて予め設定された基準波形、前記波形ピーク
値と所定種の火災に対応させて予め設定された基準波形ピーク値、及び、前記最大微分値
と所定種の火災に対応させて予め設定された基準最大微分値をそれぞれ比較して、これら
全ての比較結果に基づいて前記火災の発生を判定する判定工程と、
を含むことを特徴とする火災判定方法。 A method for determining the occurrence of a fire using an adsorption combustion type gas sensor,
A sensor output pattern acquisition step of applying a drive pulse to the adsorption combustion type gas sensor to acquire a sensor output pattern;
To remove the rapid sensor output drop component occurring immediately after a pulse-on, the sensor output pattern obtained when the fire has not occurred, had subtracted from the sensor output pattern obtained after this, A to-be-determined waveform calculating step for obtaining a to-be-determined waveform based on the sensor output pattern;
A waveform peak value calculating step for obtaining a waveform peak value of the waveform to be judged;
A maximum differential value calculating step for obtaining a maximum differential value of the waveform to be judged;
A reference waveform preset corresponding to the waveform to be judged and a predetermined type of fire, a reference waveform peak value preset corresponding to the waveform peak value and a predetermined type of fire, and the maximum differential value and a predetermined value A determination step of comparing the reference maximum differential value set in advance corresponding to each type of fire, and determining the occurrence of the fire based on all these comparison results,
A fire determination method comprising:
前記被判定波形に対して、所定のフィルタリング処理を施した後に前記波形ピーク値を
求める、
ことを特徴とする請求項１記載の火災判定方法。 In the waveform peak value calculation step,
The waveform peak value is obtained after performing a predetermined filtering process on the determined waveform.
The fire determination method according to claim 1.
前記被判定波形に対して、所定のフィルタリング処理及び正規化処理を施した後に前記
最大微分値を求める、
ことを特徴とする請求項１記載の火災判定方法。 In the maximum differential value calculation step,
Obtaining the maximum differential value after performing a predetermined filtering process and a normalization process on the determined waveform,
The fire determination method according to claim 1.
基準最大微分値が多種設定されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に
記載の火災判定方法。 The fire according to any one of claims 1 to 3, wherein the reference waveform, the reference waveform peak value, and the reference maximum differential value are set in various ways so as to correspond to various fires, respectively. Judgment method.
前記被判定波形、前記波形ピーク値及び前記最大微分値を予め記憶する記憶手段と、
前記判定工程における前記判定の結果に基づいて火災を警報する警報手段と、
を含むことを特徴とする火災警報器。 A fire alarm using the fire determination method according to any one of claims 1 to 5,
Storage means for storing in advance the waveform to be determined, the waveform peak value, and the maximum differential value;
Alarm means for alarming a fire based on the result of the determination in the determination step;
A fire alarm characterized by including.
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