JP4999282B2 - Flame detector - Google Patents

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Description

本発明は炎を判別する炎感知器に関し、特に２波長式で炎を確実に検出することができる炎感知器に関するものである。   The present invention relates to a flame detector that discriminates flames, and more particularly to a flame detector that can reliably detect flames using a two-wavelength method.

火災の炎を判別する際に、炎が発する赤外線のうち、ＣＯ2共鳴帯域等に関連して２以上の波長帯域の赤外線出力を得て、その比によって高温物体等からの赤外線を排除して炎を判別することは、従来から各種手法によって用いられている。
例えば、従来の赤外線炎検知機は、火災に特有な波長の赤外線と、その近傍の波長の赤外線を検出し、二つの赤外線のエネルギー量の比により、炎による火災を検知するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３５６５４７号公報（第１頁、図１） When determining the flame of a fire, it obtains infrared output of two or more wavelength bands in relation to the CO2 resonance band, etc., among the infrared rays emitted from the flame, and the ratio eliminates infrared rays from high-temperature objects etc. Is conventionally used by various methods.
For example, a conventional infrared flame detector detects an infrared ray having a wavelength specific to a fire and an infrared ray having a wavelength in the vicinity thereof, and detects a fire caused by a flame by a ratio of energy amounts of two infrared rays ( For example, see Patent Document 1).
JP 2000-356547 A (first page, FIG. 1)

従来の赤外線炎検知機では、火災に特有な波長の赤外線と、その近傍の波長の赤外線を検出し、二つの赤外線のエネルギー量の比によって炎による火災を検知するようにしているが、実際の炎からの出力比はゆらぎ方が一定でなくばらつくため、二つの赤外線の出力比が所定の範囲にあることだけでは確実に炎による火災を検知することができないという問題点があった。   In conventional infrared flame detectors, infrared rays with wavelengths that are unique to fire and those in the vicinity of them are detected, and fires due to flames are detected by the ratio of the energy amounts of the two infrared rays. Since the output ratio from the flame is not constant and fluctuates, there is a problem that it is impossible to reliably detect a fire due to the flame if the output ratio of the two infrared rays is within a predetermined range.

本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、実際の炎の炎のゆらぎに基づき、二つの赤外線の出力比が変化することに着目し、二つの赤外線の出力比が所定の分布状態にあることを捉えて確実に炎の火災を判別することができる炎感知器を得ることを目的とする。
同様に、実際の炎のゆらぎ方が一定でないことから、検出したパルスの波形に関するデータが所定の分布状態にあることを捉えて確実に炎の火災を判別する炎感知器を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and paying attention to the fact that the output ratio of two infrared rays changes based on the fluctuation of an actual flame, the output ratio of the two infrared rays has a predetermined distribution. An object of the present invention is to obtain a flame detector that can detect the fire of a flame reliably by capturing the state.
Similarly, since the actual flame fluctuation method is not constant, it is intended to obtain a flame detector that reliably discriminates a flame fire by capturing that the data relating to the detected pulse waveform is in a predetermined distribution state. To do.

この発明に係る炎感知器は、炎が発するＣＯ2 共鳴放射のピーク波長帯域の赤外線を検出する主赤外線センサと、そのピーク波長帯域を外した波長帯域の赤外線を検出する副赤外線センサと、所定の周期のサンプリングにより取り込んだ両赤外線センサの検出信号の値が、所定の値を越えてから所定の値を下回る前までの値の積分値を一つの波形の面積として算出し、主赤外線センサの検出信号の一つの波形の面積と、該主赤外線センサの検出信号に対応する副赤外線センサの検出信号の一つの波形の面積とにより波形の面積比を演算する演算手段と、主赤外線センサの検出信号から波形が継続して得られているかを判別する波形判別手段と、波形判別手段によって判別される主赤外線センサの検出信号の波形が継続しているかどうかということ、及び演算手段が演算した波形の面積比が所定の分布状態にあるかどうかということに基づいて炎を判別する炎判別手段と、を備えて構成されている。 A flame detector according to the present invention includes a main infrared sensor that detects infrared light in a peak wavelength band of CO 2 resonance radiation emitted by a flame, a sub-infrared sensor that detects infrared light in a wavelength band other than the peak wavelength band, and a predetermined infrared sensor. The integral value of the value from the time when the detection signal value of both infrared sensors captured by sampling of the period of time exceeds the predetermined value to before it falls below the predetermined value is calculated as the area of one waveform . A calculating means for calculating a ratio of the area of the waveform based on an area of one waveform of the detection signal and an area of one waveform of the detection signal of the sub infrared sensor corresponding to the detection signal of the main infrared sensor; Waveform discriminating means for discriminating whether or not the waveform is continuously obtained from the signal, and whether or not the waveform of the detection signal of the main infrared sensor discriminated by the waveform discriminating means is continued When, and calculating means are constituted and a flame determining means for determining the flame based on the fact that whether the area ratio of the calculated waveform is in a predetermined distribution state.

本発明は以上説明したように、演算手段は主赤外線センサの検出信号から得られた一つの波形の面積と、副赤外線センサの検出信号から得られた一つの波形の面積とに基づいて面積比を演算し、波形判別手段は主赤外線センサの検出信号から波形が継続して得られているかを判別し、炎判別手段は波形判別手段によって判別される主赤外線センサの検出信号の波形が継続しているかどうかということ、及び演算手段が演算した波形の面積比が所定の分布状態にあるかどうかということに基づいて炎を判別するようにしたので、実際の炎のゆらぎに応じた波形の面積比の分布状態から炎を判断できることとなり、炎を確実に判別することができる。
The invention as described above, computing means area ratio based and area of a waveform obtained from the detection signal of the main infrared sensor, and the area of one waveform obtained from the detection signal of the sub infrared sensor The waveform discriminating means discriminates whether the waveform is continuously obtained from the detection signal of the main infrared sensor, and the flame discriminating means continues the waveform of the detection signal of the main infrared sensor discriminated by the waveform discriminating means. Since the flame is determined based on whether or not the area ratio of the waveform calculated by the calculation means is in a predetermined distribution state, the area of the waveform corresponding to the actual fluctuation of the flame The flame can be determined from the ratio distribution state, and the flame can be reliably determined.

図１は本発明に係る実施の形態の炎感知器の構成を示すブロック図、図２は同炎感知器のＭＰＵの内部構成を示すブロック図、図３は同炎感知器の赤外線センサの出力信号をＭＰＵに取り込んで波形が連続する場合の波形の個数判別処理を示す説明図、図４は同炎感知器の赤外線センサの出力信号をＭＰＵに取り込んだパルスの波形データの種類を示す説明図、図５は同炎感知器の赤外線センサの出力信号をＭＰＵに取り込んだパルスの各種波形データを示すテーブル、図６は同炎感知器の動作を示すフローチャートである。
図１に示す炎感知器は、内部に焦電体、高抵抗、ＦＥＴが組み込まれて構成された焦電素子等からなる主赤外線センサ１を備えており、この主赤外線センサ１は炎を検出するためのＣＯ2共鳴放射に関する赤外線を受光し、電気信号に変換して増幅部２に出力する。増幅器２で増幅された信号はＭＰＵ３に入力される。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a flame detector according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of an MPU of the flame detector, and FIG. 3 is an output of an infrared sensor of the flame detector. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the types of waveform data of pulses obtained by capturing the output signal of the infrared sensor of the flame detector into the MPU. FIG. 5 is a table showing various waveform data of pulses obtained by taking the output signal of the infrared sensor of the flame detector into the MPU, and FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the flame detector.
The flame detector shown in FIG. 1 includes a main infrared sensor 1 composed of a pyroelectric element or the like that is configured by incorporating a pyroelectric material, a high resistance, and an FET. The main infrared sensor 1 detects a flame. Infrared light related to CO2 resonance radiation is received, converted into an electrical signal, and output to the amplifying unit 2. The signal amplified by the amplifier 2 is input to the MPU 3.

また、この炎感知器は主赤外線センサ１と同様の構成の副赤外線センサ１１を備えており、この副赤外線センサ１１は、主赤外線センサ１とは異なる波長帯域の赤外線を受光して電気信号に変換して増幅部１２に出力する。増幅器１２で増幅された信号はＭＰＵ３に入力される。
なお、主赤外線センサ１側と相違するのは、副赤外線センサ１１側では焦電体の赤外線検出波長がＣＯ2共鳴放射の波長帯域より少しずれた波長帯域（例えば、５．０μｍ）の信号を出力するように構成されている点である。 The flame detector includes a sub-infrared sensor 11 having the same configuration as that of the main infrared sensor 1, and the sub-infrared sensor 11 receives infrared rays having a wavelength band different from that of the main infrared sensor 1 and converts them into electrical signals. The signal is converted and output to the amplification unit 12. The signal amplified by the amplifier 12 is input to the MPU 3.
Note that the main infrared sensor 1 side is different from the sub infrared sensor 11 side in that a signal in a wavelength band (for example, 5.0 μm) in which the infrared detection wavelength of the pyroelectric body is slightly shifted from the wavelength band of CO2 resonance radiation is output. It is the point comprised so that it may do.

ＭＰＵ３は、図２に示すように、Ａ／Ｄ変換器３１、ＣＰＵ３２、パルスの波形データを記憶するＲＯＭ３３、ＲＡＭ３４、タイマ３５及びＩ／Ｏ（入出力）回路３６を備えており、増幅部２からの出力をＡ／Ｄ変換器３１を介して取り込んで、後述のように連続している波形の個数判別と波形が炎であることの判別を行う。ＭＰＵ３のタイマ３５はＡ／Ｄ変換器３１を介して出力を取り込むサンプリング間隔を設定する。   As shown in FIG. 2, the MPU 3 includes an A / D converter 31, a CPU 32, a ROM 33, a RAM 34, a timer 35, and an I / O (input / output) circuit 36 that store pulse waveform data. Is taken in via the A / D converter 31 to determine the number of continuous waveforms and determine that the waveform is a flame as will be described later. The timer 35 of the MPU 3 sets a sampling interval for capturing the output via the A / D converter 31.

また、ＭＰＵ３はＩ／Ｏ回路３６を介して火災信号発生部２１と接続されている。火災信号発生部２１はＭＰＵ３が波形が炎であると判別したときに、ＭＰＵ３からの検出信号を受信して火災信号を出力するためのもので、図示しない火災受信機と接続されている。 ２２は電源部で、各部に電源を供給する。２３は電源部２２に所定の直流電圧を供給する電源兼信号線、２４は電源部２２及び電源兼信号線２３に設けられ、電源供給されていることを監視する回線電圧監視部で、火災の場合に電源兼信号線２３の回線電圧が異常でないことを確認してＭＰＵ３に検出信号の出力動作を行わせるようにしている。   The MPU 3 is connected to the fire signal generating unit 21 via the I / O circuit 36. When the MPU 3 determines that the waveform is flame, the fire signal generator 21 receives a detection signal from the MPU 3 and outputs a fire signal, and is connected to a fire receiver (not shown). A power supply unit 22 supplies power to each unit. 23 is a power supply / signal line for supplying a predetermined DC voltage to the power supply section 22, and 24 is a line voltage monitoring section provided in the power supply section 22 and the power supply / signal line 23 for monitoring the supply of power. In this case, it is confirmed that the line voltage of the power / signal line 23 is not abnormal, and the MPU 3 is made to output the detection signal.

次に、本発明に係る実施の形態の炎感知器の動作について図６のフローチャートに基づいて説明する。
概略的に、図６のフローチャートでは、サンプリング処理として、所定の間隔でＡ／Ｄ変換器３１を介して赤外線センサ１、１１の出力を取り込み、検出レベルとする。主赤外線センサ１から継続して得られる検出レベルから、炎のゆらぎに基づく波形を検出して、個々の波形データを作成してＲＡＭ３４に記憶する。そして、この波形に基づいて炎を判別するが、このときに波形が継続して得られることの判別と、波形が炎の特徴を有することの判別との２つの観点から判別を行っている。これらに基づいて炎と判別されるときに、火災信号を送出する。
図６において、まず主赤外線センサ１と副赤外線センサ１１のセンサ出力は、増幅部２、１２で各々増幅された後に、ＭＰＵ３に入力される。
ＭＰＵ３のＣＰＵ３２では、タイマ３５に設定されたサンプリング時間が到来すると、Ａ／Ｄ変換器３１によりＡ／Ｄ変換された主赤外線センサ１及び副赤外線センサ１１の検出信号を例えば５０ｍｓという所定の周期でサンプリングする（ステップＳ１）。 Next, the operation of the flame detector according to the embodiment of the present invention will be described based on the flowchart of FIG.
Schematically, in the flowchart of FIG. 6, as sampling processing, the outputs of the infrared sensors 1 and 11 are taken in via the A / D converter 31 at a predetermined interval and set as the detection level. From the detection level continuously obtained from the main infrared sensor 1, a waveform based on the fluctuation of the flame is detected, and individual waveform data is created and stored in the RAM 34. The flame is discriminated based on this waveform, and discrimination is performed from two viewpoints of discrimination that the waveform is continuously obtained at this time and discrimination that the waveform has flame characteristics. When a flame is determined based on these, a fire signal is sent out.
In FIG. 6, sensor outputs from the main infrared sensor 1 and the sub infrared sensor 11 are first amplified by the amplification units 2 and 12 and then input to the MPU 3.
In the CPU 32 of the MPU 3, when the sampling time set in the timer 35 arrives, the detection signals of the main infrared sensor 1 and the sub infrared sensor 11 A / D converted by the A / D converter 31 are set at a predetermined cycle of 50 ms, for example. Sampling is performed (step S1).

次に、サンプリングした主赤外線センサ１の検出信号から炎のゆらぎに基づく最新のパルスの波形を検出する（ステップＳ２）。
このパルスの波形の検出は、サンプリングにより取り込んだ検出信号の検出レベルが所定の波形判別レベルを越えるときに波形の始まりと認識し、波形判別レベルを下回るまでを一つの波形とし、その越え始めをタイムスタンプとしてメモリであるＲＡＭ３４に記憶し、以降一つの波形として必要な波形データを作成する。このタイムスタンプは、後の波形が連続して発生していることの確認に使用される。
ここで、波形データとしては、図４に示すような超え始めのタイムスタンプ、主波長の高さ（最大値）、主波長／副波長の波形の面積比、主波長のパルス幅があり、これらを各波形毎に記憶する。 Next, the latest pulse waveform based on the fluctuation of the flame is detected from the sampled detection signal of the main infrared sensor 1 (step S2).
This pulse waveform is detected when the detection level of the detection signal acquired by sampling exceeds the predetermined waveform discrimination level, and is recognized as the beginning of the waveform. The time stamp is stored in the RAM 34, which is a memory, and thereafter necessary waveform data is created as one waveform. This time stamp is used to confirm that subsequent waveforms are continuously generated.
Here, as waveform data, there are a time stamp at the beginning of exceeding as shown in FIG. 4, the height of the main wavelength (maximum value), the area ratio of the main wavelength / subwavelength waveform, and the pulse width of the main wavelength. Is stored for each waveform.

即ち、主波長の高さについては、波形が始まり、サンプリングのたびに検出データが上昇して、主波長においてレベルの上昇から下降へ転じるとき、最後の上昇している検出データを最大値とし、それを主波長の波形の高さとしてＲＡＭ３４に記憶する。
また、主波長／副波長の波形の面積比については、上昇していた検出データが下降へ転じて、波形判別レベルを下回る前の値までの積分値を算出し、同時に積算されている副波長の積分値との比率を算出し、それを主波長／副波長の波形の面積比としてＲＡＭ３４に記憶する。この主波長／副波長の波形の面積比は主波長／副波長の分光比率となる。
主波長のパルス幅については、検出データが波形判別レベルを下回るときに波形が終了したと判断し、タイムスタンプから下回るまでをサンプリングの回数で時間を表し、パルス幅としてＲＡＭ３４に記憶する。 That is, for the height of the main wavelength, when the waveform starts, the detection data rises at every sampling, and when the level shifts from rising to falling at the main wavelength, the last rising detection data is set to the maximum value, This is stored in the RAM 34 as the height of the main wavelength waveform.
As for the area ratio of the main wavelength / sub-wavelength waveform, the detected data that had risen turned down, the integrated value up to the value before the waveform discrimination level was lowered, and the sub-wavelengths that were simultaneously integrated Is calculated and the ratio is stored in the RAM 34 as the area ratio of the main wavelength / sub-wavelength waveform. The area ratio of the main wavelength / subwavelength waveform is the spectral ratio of the main wavelength / subwavelength.
With respect to the pulse width of the main wavelength, it is determined that the waveform has been completed when the detection data falls below the waveform discrimination level, and the time until it falls below the time stamp is expressed as the number of sampling times, and is stored in the RAM 34 as the pulse width.

このような波形を検出し始めてから終わるまでに、タイムスタンプ、波形の高さ（最大値）、主波長／副波長の波形の面積比（分光比率）、主波長のパルス幅の波形データは、図５の表に示すように、それぞれ１２個分記憶されており、最新のパルスである１３個目が発生したときには、一番古い波形データをクリアすることで、常時１２個分の波形データを記憶するようにしている。
このようにして最新のパルスの波形を検出したら、ＣＰＵ３２はＲＡＭ３４から最も古いパルスのデータを削除する（ステップＳ３）。
しかる後に、ＣＰＵ３２は最新のパルスの波形データをＲＡＭ３４に記憶する（ステップＳ４）。 From the start to the end of detection of such a waveform, the time stamp, the height of the waveform (maximum value), the area ratio (spectral ratio) of the main wavelength / subwavelength waveform, and the waveform data of the pulse width of the main wavelength are As shown in the table of FIG. 5, 12 pieces of data are stored, and when the 13th pulse, which is the latest pulse, is generated, the oldest waveform data is cleared, so that 12 pieces of waveform data are always obtained. I remember it.
When the latest pulse waveform is detected in this way, the CPU 32 deletes the oldest pulse data from the RAM 34 (step S3).
Thereafter, the CPU 32 stores the latest pulse waveform data in the RAM 34 (step S4).

このようにしてＲＡＭ３４に最新のパルスの波形データが順次記憶されいくが、波形の始まりとしてタイムスタンプもＲＡＭ３４に記憶される。
そして、波形が継続して得られることの判別として、パルスの波形の個数判別は、図３に示すように、パルスの波形が連続している場合にＣＰＵ３２がＲＡＭ３４に記憶されている波形を読み込みにいき、判別したい時点から遡って１５秒間という所定時間に波形が１２個以上の所定数存在するかどうかを判別する（ステップＳ５）。
そして、これを満足するときに、ＣＰＵ３２が波形判別手段として機能し、波形が継続して得られていると判別し、次の波形が炎であることの判別を行うステップに進む。
このように、１５秒間に波形が１２個以上存在することにより、炎が継続していることを確認することができると共に、一過性の現象を除外することができる。
さらに、１５秒とは異なる１０秒間に波形が１２個とは異なる８個以上存在することを判別して、波形が継続しながらある程度分布していることを簡便に判断してもよく、またパルス間隔が５秒以内の状態が２０秒以上継続することを判別して、波形が継続して得られることを判別してもよい。 In this way, the latest pulse waveform data is sequentially stored in the RAM 34, and a time stamp is also stored in the RAM 34 as the start of the waveform.
As a determination that the waveform is continuously obtained, the number of pulse waveforms is determined by reading the waveform stored in the RAM 34 by the CPU 32 when the pulse waveforms are continuous as shown in FIG. Then, it is determined whether or not there are a predetermined number of 12 or more waveforms in a predetermined time of 15 seconds retroactively from the point of determination (step S5).
When this is satisfied, the CPU 32 functions as a waveform discriminating means, discriminates that the waveform is continuously obtained, and proceeds to a step of discriminating that the next waveform is a flame.
As described above, when there are twelve or more waveforms in 15 seconds, it is possible to confirm that the flame continues and to eliminate a transient phenomenon.
Further, it may be determined that there are 8 or more waveforms different from 12 in 10 seconds different from 15 seconds, and it can be easily determined that the waveform is distributed to some extent while continuing. It may be determined that the waveform is continuously obtained by determining that the state within the interval of 5 seconds continues for 20 seconds or more.

上述した波形が継続して得られていることの判別は、１つの、つまり主赤外線センサ１の検出信号に基づいて行うことができるが、次のステップの波形が炎であることの判別は、主赤外線センサ１と副赤外線センサ１１の検出信号に基づいて行われる。
このように、主赤外線センサ１と副赤外線センサ１１の検出信号に基づいて火災と判別するのは、物体から放出されるいわゆる黒体放射は連続分布となるのに対し、炎から放射される赤外線にはいわゆるＣＯ2共鳴放射により、特定の波長（例えば、４．４μｍ）で赤外線強度が増大するというように分光分布が異なるため、火災における炎からのピーク波長を主赤外線センサ１の側で検出し、そのピークを外した熱放射による波長を副赤外線センサ１１の側で検出し、両者のセンサ出力の比、即ち波長間の分光比率が炎の火災のときには例えば３：１となるからである。
この波長間の分光比率は、主波長／副波長の波形の面積比から算出される。 The determination that the waveform described above is continuously obtained can be made based on one detection signal, that is, the detection signal of the main infrared sensor 1, but the determination that the waveform of the next step is a flame is as follows. This is performed based on detection signals from the main infrared sensor 1 and the sub infrared sensor 11.
Thus, it is determined that the fire is based on the detection signals of the main infrared sensor 1 and the sub infrared sensor 11, whereas the so-called black body radiation emitted from the object has a continuous distribution, whereas the infrared radiation emitted from the flame. The so-called CO2 resonance radiation causes the spectral distribution to be different such that the infrared intensity increases at a specific wavelength (for example, 4.4 μm), so that the peak wavelength from the flame in the fire is detected on the main infrared sensor 1 side. This is because the wavelength of the thermal radiation with the peak removed is detected on the side of the sub-infrared sensor 11, and the ratio of both sensor outputs, that is, the spectral ratio between the wavelengths becomes, for example, 3: 1 in the case of a flame fire.
The spectral ratio between the wavelengths is calculated from the area ratio of the main wavelength / subwavelength waveform.

そこで、パルスの波形が炎の特徴を有することの判別は、実際の炎のゆらぎ方が一定でないことから、主波長の高さと、主波長／副波長の波形の面積比（分光比率）と、波形のパルス幅がばらつくことにより、これらのそれぞれのバラツキ具合によって判断される。
（１）主波長の高さにおけるバラツキについて説明する。
各波形ごとの波形データに、サンプリング時の出力のうち、主波長の最大値を主波長の高さとして、ＲＡＭ３４に記憶されている。ＣＰＵ３２はＲＡＭ３４内の波形データ１２個のうち、高さが全て所定レベル以上であるとともに、レベルとして最大の値に対する比率で、０．８以下を１個以上含まれているときに炎と判別する（ステップＳ６）。 Therefore, the determination that the pulse waveform has flame characteristics is that the actual fluctuation of the flame is not constant, so the main wavelength height and the area ratio (spectral ratio) of the main wavelength / subwavelength waveform, As the pulse width of the waveform varies, it is determined by the degree of variation of each of these.
(1) The variation in the height of the dominant wavelength will be described.
The waveform data for each waveform is stored in the RAM 34 with the maximum value of the main wavelength among the outputs at the time of sampling as the height of the main wavelength. The CPU 32 determines that a flame is present when all of the 12 waveform data in the RAM 34 have a height equal to or higher than a predetermined level and one or more levels of 0.8 or less are included in the ratio to the maximum level. (Step S6).

（２）主波長／副波長の波形の面積比（分光比率）のバラツキについて説明する。
まず、主赤外線センサ１から得られたパルスの波長と、副赤外線センサ１１から得られた波長との面積比、即ち波長間の面積比が３以上のパルスが２つ以上あるかどうかを確認し（ステップＳ７）、次に波長間の面積比が２以上のパルスが４つ以上あるかどうかを確認し（ステップＳ８）、最後に全てのパルスの波長間の分光比率が１以上であるかどうかを確認し（ステップＳ９）、波長間の分光比率が３以上のパルスが２つ以上あり、さらに２以上のパルスが４つ以上あり、且つ全てのパルスの波長間の分光比率が１以上である場合にＣＰＵ３２は炎判別手段として機能し、炎の火災と判別する。 (2) Variation in the area ratio (spectral ratio) of the main wavelength / subwavelength waveform will be described.
First, it is confirmed whether there are two or more pulses having the area ratio between the wavelength of the pulse obtained from the main infrared sensor 1 and the wavelength obtained from the sub infrared sensor 11, that is, the area ratio between the wavelengths is 3 or more. (Step S7) Next, it is confirmed whether or not there are four or more pulses having an area ratio between wavelengths of 2 or more (Step S8). Finally, whether or not the spectral ratio between wavelengths of all pulses is 1 or more. (Step S9), there are two or more pulses having a spectral ratio between wavelengths of 3 or more, four or more pulses of two or more, and the spectral ratio between wavelengths of all pulses is 1 or more. In this case, the CPU 32 functions as flame discrimination means and discriminates it as a flame fire.

（３）波形のパルス幅のバラツキについて説明する。
各波形ごとの波形データに、サンプリング時の出力が波形判別レベルを越えてから下回るまでの時間に相当するパルス幅が算出されて、ＲＡＭ３４に記憶されている。
このＲＡＭ３４内の波形データ１２個のうち、パルス幅が所定範囲内に全て収まると共に、その所定範囲を３分割した範囲で、短い方の分割範囲及び長い方の分割範囲にそれぞれ３個以上含まれているとき、全てのパルスのパルス幅が所定範囲内にあるとして炎と判別する（ステップＳ１０）。 (3) Variation in the pulse width of the waveform will be described.
In the waveform data for each waveform, a pulse width corresponding to the time from when the output at the time of sampling exceeds the waveform discrimination level to when it falls is calculated and stored in the RAM 34.
Of the twelve waveform data in the RAM 34, the pulse width is all within a predetermined range, and the predetermined range is divided into three, and each of the three is included in the shorter divided range and the longer divided range. When it is determined that the pulse width of all the pulses is within a predetermined range, the flame is determined (step S10).

このように、ステップＳ６のパルスレベルによる炎の判別と、ステップＳ７〜９の波長間の分光比率による炎の判別と、ステップＳ１０のパルス幅とによる炎の特徴を有していること判別の全てで炎であると判別された場合に、炎の火災と判別される（ステップＳ１０）。
そして、炎の火災と判別されると、ＭＰＵ６は火災信号発生部２１に検出出力を行い、火災信号発生部２１は、電源兼信号線２３を介して火災受信機に火災信号を出力する。 As described above, all of the determination of the flame based on the pulse level in step S6, the determination of the flame based on the spectral ratio between the wavelengths in steps S7 to S9, and the determination of the flame characteristic based on the pulse width in step S10. When it is determined that the flame is a flame, it is determined that the flame is a fire (step S10).
When it is determined that the fire is a flame, the MPU 6 outputs a detection signal to the fire signal generator 21, and the fire signal generator 21 outputs a fire signal to the fire receiver via the power / signal line 23.

この実施の形態のように、波形個数判別手段であるＣＰＵ３２は波形記憶手段であるＲＡＭ３４に記憶されているパルスの波形が１５秒の所定時間内に１２個の所定数以上存在することを確認して主赤外線センサ１が検出したパルスの波形が継続して得られていると判別するようにしたことにより、従来のように炎のゆらぎに基づく波形の幅を決定したり、周波数分布を作成する必要がなく、波形記憶手段であるＲＡＭ３４に記憶されている波形から所定時間内のパルスの波形の数を数えるだけの単純な処理で、簡便にしかも確実に炎によるパルスの波形が分布していることが分かる。
このようにパルスの波形が継続して得られていると判別する場合には、例えば突然視野内に飛び込んできた熱源は非常に大きな出力を発生させるが、一過性の出力として除外することができ、また衝撃が加わった場合にも大きな出力を発生させるが、そういった一過性の誤報要因による出力も除外することができる。 As in this embodiment, the CPU 32 that is the waveform number discriminating means confirms that the pulse waveform stored in the RAM 34 that is the waveform storage means is present in a predetermined number of 12 or more within a predetermined time of 15 seconds. Thus, by determining that the pulse waveform detected by the main infrared sensor 1 is continuously obtained, the width of the waveform based on the fluctuation of the flame is determined as in the past, or the frequency distribution is created. There is no need, and a simple process of simply counting the number of pulse waveforms within a predetermined time from the waveform stored in the RAM 34 as the waveform storage means, the pulse waveform due to the flame is distributed easily and reliably. I understand that.
When it is determined that the pulse waveform is continuously obtained in this way, for example, a heat source that suddenly jumps into the visual field generates a very large output, but may be excluded as a transient output. In addition, even when an impact is applied, a large output is generated, but an output caused by such a temporary false alarm factor can also be excluded.

また、この実施の形態では、演算手段及び炎判別手段として機能するＣＰＵ３２は、
主赤外線センサ１と副赤外線センサ１１の検出信号の出力比を複数のパルス毎に演算し、該パルス毎の出力比が所定の分布状態にあることに基づいて炎を判別するようにしたので、実際の炎がばらつくことに対応した出力比の分布状態から判断できることとなり、炎を確実に判別することができる。
また、ＣＰＵ３２は、両赤外線センサから得られた波長間の複数の分光比率と複数の閾値とを比較して該波長間の分光比率が所定の分布状態にあることを求めるようにしたので、実際の炎のゆらぎ方が一定でなく、そのばらつきを判断することとなるため、炎をより一層確実に判別することができる。 In this embodiment, the CPU 32 functioning as a calculation means and a flame discrimination means
Since the output ratio of the detection signals of the main infrared sensor 1 and the sub infrared sensor 11 is calculated for each of a plurality of pulses, the flame is determined based on the fact that the output ratio for each pulse is in a predetermined distribution state. Since it is possible to determine from the distribution state of the output ratio corresponding to the fact that the actual flame varies, it is possible to reliably determine the flame.
Since the CPU 32 compares a plurality of spectral ratios between wavelengths obtained from both infrared sensors and a plurality of thresholds to determine that the spectral ratios between the wavelengths are in a predetermined distribution state. Since the flame fluctuation is not constant and the variation is judged, the flame can be more reliably discriminated.

さらに、この実施の形態では、波形データ取得手段及び炎判別手段として機能するＣＰＵ３２は、赤外線センサの検出信号を取り込んで、複数のパルスの波形データを取得し、該複数のパルスの波形データが分布していることに基づいて炎を判別するようにしたので、実際の炎のゆらぎ方が一定でなくばらつくことに対応したパルスの波形データの分布から判断できることとなり、炎を確実に判別することができる。
このようなパルスの波形データとしては、パルスの波形の高さ、パルス幅があるが、その他の要素であってもよい。
また、ＣＰＵ３２は、各パルスの波形の高さ及びパルス幅に対してそれぞれ所定の閾値と比較して各々の分布を判別しているので、実際の炎のばらつきを種々の角度から判断するため、炎をより一層確実に判別することができる。 Further, in this embodiment, the CPU 32 functioning as a waveform data acquisition unit and a flame determination unit takes in the detection signal of the infrared sensor, acquires the waveform data of a plurality of pulses, and the waveform data of the plurality of pulses is distributed. Since the flame is discriminated based on what is being done, it can be judged from the distribution of the pulse waveform data corresponding to the fact that the actual flame fluctuation is not constant, and the flame can be reliably discriminated. it can.
Such pulse waveform data includes the height and width of the pulse waveform, but may be other factors.
In addition, since the CPU 32 determines the distribution of each pulse compared to a predetermined threshold with respect to the height and pulse width of each pulse, in order to determine the actual flame variation from various angles, It is possible to more reliably determine the flame.

本発明に係る実施の形態１の炎感知器の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the flame detector of Embodiment 1 which concerns on this invention. 同炎感知器のＭＰＵの内部構成を示すブロック図。The block diagram which shows the internal structure of MPU of the flame detector. 同炎感知器の赤外線センサの出力信号をＭＰＵに取り込んで波形が連続する場合の波形の個数判別処理を示す説明図。Explanatory drawing which shows the number discrimination | determination process of a waveform in case the output signal of the infrared sensor of the flame detector is taken in into MPU, and a waveform continues. 同炎感知器の赤外線センサの出力信号をＭＰＵに取り込んだパルスの波形データの種類を示す説明図。Explanatory drawing which shows the kind of waveform data of the pulse which took in the output signal of the infrared sensor of the flame detector in MPU. 同炎感知器の赤外線センサの出力信号をＭＰＵに取り込んだパルスの各種波形データを示すテーブル。The table which shows the various waveform data of the pulse which took in the output signal of the infrared sensor of the same flame detector in MPU. 同炎感知器の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows operation | movement of the flame detector.

符号の説明Explanation of symbols

１ 主赤外線センサ、２ 増幅部、３ ＭＰＵ（火災判別部）、１１ 副赤外線センサ、２１ 火災信号発生部、２２ 電源部、２３ 電源兼信号線、２４ 回線電圧監視部、３１ Ａ／Ｄ変換器、３２ ＣＰＵ、３３ ＲＯＭ、３４ ＲＡＭ、３５ タイマ、３６ Ｉ／Ｏ回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main infrared sensor, 2 Amplification part, 3 MPU (fire discrimination part), 11 Sub infrared sensor, 21 Fire signal generation part, 22 Power supply part, 23 Power supply / signal line, 24 Line voltage monitoring part, 31 A / D converter 32 CPU, 33 ROM, 34 RAM, 35 timer, 36 I / O circuit.

Claims (2)

炎が発するＣＯ2 共鳴放射のピーク波長帯域の赤外線を検出する主赤外線センサと、
そのピーク波長帯域を外した波長帯域の赤外線を検出する副赤外線センサと、
所定の周期のサンプリングにより取り込んだ両赤外線センサの検出信号の値が、所定の値を越えてから前記所定の値を下回る前までの値の積分値を一つの波形の面積として算出し、前記主赤外線センサの検出信号の前記一つの波形の面積と、該主赤外線センサの検出信号に対応する前記副赤外線センサの検出信号の前記一つの波形の面積とにより波形の面積比を演算する演算手段と、
前記主赤外線センサの検出信号から波形が継続して得られているかを判別する波形判別手段と、
前記波形判別手段によって判別される前記主赤外線センサの検出信号の波形が継続しているかどうかということ、及び前記演算手段が演算した波形の面積比が所定の分布状態にあるかどうかということに基づいて炎を判別する炎判別手段と、を備えている
ことを特徴とする炎感知器。 A main infrared sensor for detecting infrared rays in the peak wavelength band of CO 2 resonance radiation emitted by a flame;
A sub-infrared sensor that detects infrared light in a wavelength band other than the peak wavelength band;
The value of the detection signals of both the infrared sensors taken by sampling the predetermined period, calculated as the area of one waveform integrated value of the values of before below said predetermined value from exceeding a predetermined value, the main An arithmetic means for calculating an area ratio of the waveform based on an area of the one waveform of the detection signal of the infrared sensor and an area of the one waveform of the detection signal of the sub infrared sensor corresponding to the detection signal of the main infrared sensor ; ,
Waveform discriminating means for discriminating whether the waveform is continuously obtained from the detection signal of the main infrared sensor;
Based on whether the waveform of the detection signal of the main infrared sensor discriminated by the waveform discriminating means is continued and whether the area ratio of the waveforms calculated by the calculating means is in a predetermined distribution state. And a flame detection means for determining the flame. 前記炎判別手段は、
前記面積比の値に応じて複数の閾値が設定され、
複数の前記波形の面積比と前記複数の閾値とを比較して、前記波形の面積比が各閾値以上の前記波形の数が、各閾値に応じて設定された個数以上にあるかどうかということに基づいて炎を判別する
ことを特徴とする請求項１記載の炎感知器。 Before Symbol flame determining means,
A plurality of thresholds are set according to the value of the area ratio,
By comparing the plurality of the area ratio and the plurality of threshold values of the waveform, the number of the waveform area ratio is not less than the threshold value of the waveform, is whether there is more than the number set according to the threshold The flame detector according to claim 1, wherein flame is discriminated based on the above.
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