JP6766963B2 - 火災検知システム、受信器及び火災検知方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態の構成を表すブロック図である。図1に示すように、火災検知システム1は、送信器11と、受信器12から構成されている。送信器11は、火災で発生する2種類のガス(以下、第1のガス及び第2のガスという)が吸収する波長をそれぞれ含む2種類の光信号(以下、第1の光信号L1及び第2の光信号L2という)を測定対象空間に送出する。第1のガスは、火災の初期から発生するガス、例えば一酸化炭素であり、第2のガスは、火災が進むと発生量が多くなるガス、例えば二酸化炭素である。また例えば二酸化炭素のように第2のガスは、第1のガスの発生量が少ない火災でも多く発生するガスとしてもよい。第1のガスは、一酸化炭素に限らず火災の初期から発生するガスであればよく、第2のガスは、二酸化炭素に限らず、第1のガスの発生より後に、火災が進むと発生量が多くなるガスであればよい。また送信器11は、例えば第1のガスが吸収する波長λ1を含む光信号L1を出力するレーザ光源と、第2のガスが吸収する波長λ2を含む光信号L2を出力するレーザ光源を備えて構成されてもよいし、入力信号によって波長制御可能であり入力信号を交互に切り替えることにより第1の光信号L1と第2の光信号L2を交互に出力可能な1つのレーザ光源を備えて構成されてもよい。
・ROM(Read Only Memory)62
・RAM(Random Access Memory)63
・RAM63にロードされるプログラム64
・プログラム64を格納する記憶装置65
・記録媒体66の読み書きを行うドライブ装置67
・通信ネットワーク69と接続する通信インターフェース68
・データの入出力を行う入出力インターフェース70
・各構成要素を接続するバス71
第1の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素の機能は、これらの機能を実現するプログラム64をCPU61が取得して実行することで実現される。各構成要素の機能を実現するプログラム64は、例えば、予め記憶装置65やROM62やRAM63に格納されており、必要に応じてCPU61が読み出す。
図2は、図1の受信器の動作を示すフローチャートである。送信器11が、第1の光信号L1及び第2の光信号L2を送信器11と受信器12の間の測定対象空間に送出すると、受信器12の検出部121は、送信器11と受信器12の間の測定対象空間を伝播した第1及び第2の光信号L1、L2を受光する。検出部121は、受光した第1及び第2の光信号L1、L2の強度、例えば第1及び第2の光信号L1、L2を光電変換した電気信号を、第1ガス濃度算出部122、第2ガス濃度算出部123、及び、煙濃度算出部124に出力する(ステップS1)。
次に図面を参照して本発明の第2の実施形態について詳細に説明する。
図3は、第2の実施形態の構成を表すブロック図である。送信器21と受信器22の間を光信号が伝搬し、送信器21と受信器22の間の空間の測定対象のガス濃度と煙濃度と温度を測定する。
図5は、図3の動作を示すフローチャートである。送信器21のレーザ光源211、212がそれぞれ、第1の光信号L1及び第2の光信号L2を測定対象空間に送出すると、受信器22の検出部221のセンサ2211は、測定対象空間を伝播した第1の光信号L1を受光し、検出部221のセンサ2212は、測定対象空間を伝播した第2の光信号L2を受光する。検出部221のセンサ2211は、受光した第1の光信号L1の強度を、信号処理部222に出力し、検出部221のセンサ2212は、受光した第2の光信号L2の強度を、信号処理部223に出力する(ステップS1)。
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様、火災の初期から発生する第1のガスの濃度と煙濃度の増加に加え、火災が進むと発生量が多くなる第2のガスの濃度も判断指標として追加し火災の進行状況を判断することにより第1の実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態によれば、環境温度Tも判断指標として追加することで、例えば第1のガスの濃度が低く第2のガスの濃度が高い場合、環境温度が低温であれば、火災発生ではないと判断でき、誤報を回避することができる。また、温度センサを各所に設置することなく、スペクトル幅を算出する処理により、誤報を回避することができる。
次に図6、7を用いて本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、1つのレーザ光源を用いて時分割によって出力波長を切り替えることによって2種類のガス濃度測定を行う。
図6は本実施形態の構成を表すブロック図である。本実施形態の火災検知システム3は、図6に示すように送信器31は1つのレーザ光源311と、1つの集光器312と、1つのレーザドライバ313と、光源制御部314からなる。受信器32は、検出部321と、1つの信号処理部322と、判別部323と、信号処理制御部324を備えている。光源制御部314と信号処理制御部324はケーブル33で接続されている。
図7にレーザ光源311の動作波長の時間変化を示す。この時刻情報は光源制御部314、信号処理制御部324の間で同期している。
本実施形態によれば、第1及び第2の実施形態と同様、火災の初期から発生する第1のガスの濃度と煙濃度の増加に加え、火災が進むと発生量が多くなる第2のガスの濃度も判断指標として追加し火災の進行状況を判断することにより第1の実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態によれば、第2の実施形態と同様、環境温度Tも判断指標として追加することで、例えば第1のガスの濃度が低く第2のガスの濃度が高い場合、環境温度が低温であれば、火災発生ではないと判断でき、誤報を回避することができる。また、温度センサを各所に設置することなく、スペクトル幅を算出する処理により、誤報を回避することができる。
次に図8、図9を用いて本発明の第4の実施形態について説明する。本実施形態では、さらに火災によって消費されるガスである第3のガスの濃度を測定する第3ガス濃度算出部を備えている。
図8は本実施形態の構成を表すブロック図である。本実施形態の火災検知システム4は、例えば第1のガスとして一酸化炭素、第2のガスとして二酸化炭素、第3のガスとして酸素の濃度を算出する実施形態について説明する。
図9は、図8の動作を示すフローチャートである。本実施形態では、まず、第2の実施形態と同様に、以下のように、ステップS1からS18の処理をおこなう。まず送信器41のレーザ光源211、411がそれぞれ、第1の光信号L1と、第2の光信号L2又は第3の光信号L3、を測定対象空間に送出すると、受信器42の検出部421のセンサ2211は、測定対象空間を伝播した第1の光信号L1を受光し、検出部421のセンサ4211は、測定対象空間を伝播した第2の光信号L2又は第3の光信号L3を受光する。検出部421のセンサ2211は、受光した第1の光信号L1の強度を、信号処理部222に出力し、検出部421のセンサ4211は、受光した第2の光信号L2又は第3の光信号L3の強度を、信号処理部422に出力する(ステップS1)。
本実施形態によれば、第1、第2、第3の実施形態と同様、火災の初期から発生する第1のガスの濃度と煙濃度の増加に加え、火災が進むと発生量が多くなる第2のガスの濃度も判断指標として追加し火災の進行状況を判断することにより第1の実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態によれば、第2の実施形態と同様、環境温度Tも判断指標として追加することで、例えば第1のガスの濃度が低く第2のガスの濃度が高い場合、環境温度が低温であれば、火災発生ではないと判断でき、誤報を回避することができる。また、温度センサを各所に設置することなく、スペクトル幅を算出する処理により、誤報を回避することができる。
11、21、31、41、511 送信器
12、22、32、42、512 受信器
211、212、311、411 レーザ光源
213、214、2213、2214、312、3211、412、4212 集光器
215、216、313、413 レーザドライバ
2211、2212、3212、4211 センサ
222、223、322、422 信号処理部
125、224、323、423 判別部
314、414 光源制御部
324、424 信号処理制御部
33、43 ケーブル
51 送受信器
52 反射器
Claims (9)
- 火災の初期に発生する第1のガスが吸収する波長を含む第1の光信号及び前記火災が進むと発生量が多くなる第2のガスが吸収する波長を含む第2の光信号を出力する送信手段と、
測定対象空間を伝播した前記第1の光信号及び前記第2の光信号を受光する検出手段、前記第1の光信号の強度から前記第1のガスの濃度を算出する第1ガス濃度算出手段、前記第2の光信号の強度から前記第2のガスの濃度を算出する第2ガス濃度算出手段、前記第1の光信号及び前記第2の光信号の少なくとも一方の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出手段、及び、前記第1のガスの濃度と前記第2のガスの濃度と前記煙濃度と環境温度に基づいて前記火災の進行を判断する判別手段を有する受信手段と、
を有する火災検知システムであって、
前記第1のガスが一酸化炭素であり、
前記第2のガスが二酸化炭素であり、
前記判別手段は、
前記第1のガスの濃度と前記煙濃度が事前に設定した閾値より大きく前記第2のガスの濃度が事前に設定した閾値以下である場合に火災予兆と判断し、
前記第1のガスの濃度と前記煙濃度と前記第2のガスの濃度が事前に設定した閾値より高い場合に火災と判断する、
火災検知システム。 - 前記判別手段は、
前記第1の光信号及び前記第2の光信号のスペクトルにおける吸収スペクトル幅から前記環境温度を算出する環境温度算出手段をさらに有する、請求項1に記載の火災検知システム。 - 前記送信手段は、
前記第1の光信号及び前記第2の光信号を出力する光源と、
第1の時間帯に前記第1の光信号を出力し、第2の時間帯に前記第2の光信号を出力するよう前記光源を制御する光源制御手段と、を有し、
前記受信手段は、
前記第1の時間帯に受光した前記第1の光信号の強度から前記第1のガスの濃度を算出するよう前記第1ガス濃度算出手段を制御し、前記第2の時間帯に受光した前記第2の光信号の強度から前記第2のガスの濃度を算出するよう第2ガス濃度算出手段を制御する信号処理制御手段と、を有する、請求項1又は2に記載の火災検知システム。 - 前記送信手段は、火災によって消費されるガスである第3のガスが吸収する波長を含む第3の光信号を出力し、
前記受信手段は、前記第3の光信号の強度から前記第3のガスの濃度を算出する第3ガス濃度算出手段を有する、
請求項1から3のいずれかに記載の火災検知システム。 - 前記第3のガスが酸素であり、
前記判別手段は、
火災と判断された場合に前記第3のガスの濃度が事前に設定した閾値より低い場合、鎮火傾向と判断し、
前記第3のガスの濃度が事前に設定した閾値以上なら継続傾向と判断する、
請求項4に記載の火災検知システム。 - 前記送信手段と前記受信手段を収納する送受信手段と、
前記送信手段からの光信号を前記受信手段に反射して1つの筐体との間で前記光信号を往復させる反射手段と、
を有する請求項1から5のいずれかに記載の火災検知システム。 - 前記判別手段は、
前記第1のガスの濃度が事前に設定した閾値以下であり前記第2のガスの濃度が事前に設定した閾値より高い場合、
前記環境温度が事前に設定した閾値より高い場合、火災と判断し、
前記環境温度が事前に設定した閾値以下である場合、異常なしと判断する、
請求項1から6のいずれかに記載の火災検知システム。 - 火災の初期に発生する第1のガスが吸収する波長を含む第1の光信号及び前記火災が進むと発生量が多くなる第2のガスが吸収する波長を含む第2の光信号を受光する検出手段と、
受光した前記第1の光信号の強度から第1のガスの濃度を算出する第1ガス濃度算出手段と、
受光した前記第2の光信号の強度から第2のガスの濃度を算出する第2ガス濃度算出手段と、
受光した前記第1の光信号及び前記第2の光信号の少なくとも一方の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出手段と、
前記第1のガスの濃度と前記第2のガスの濃度と前記煙濃度とに基づいて火災状況を判断する判別手段と、
を有する受信器であって、
前記第1のガスが一酸化炭素であり、
前記第2のガスが二酸化炭素であり、
前記判別手段は、
前記第1のガスの濃度と前記煙濃度が事前に設定した閾値より大きく前記第2のガスの濃度が事前に設定した閾値以下である場合に火災予兆と判断し、
前記第1のガスの濃度と前記煙濃度と前記第2のガスの濃度が事前に設定した閾値より高い場合に火災と判断する、
受信器。 - 火災の初期に発生する第1のガスが吸収する波長を含む第1の光信号及び前記火災が進むと発生量が多くなる第2のガスが吸収する波長を含む第2の光信号を受光し、
受光した前記第1の光信号の強度から第1のガスの濃度を算出し、
受光した前記第2の光信号の強度から第2のガスの濃度を算出し、
受光した前記第1の光信号及び前記第2の光信号の少なくとも一方の強度から煙濃度を算出し、
前記第1のガスの濃度と前記第2のガスの濃度と前記煙濃度とに基づいて火災状況を判断する、火災検知方法であって、
前記第1のガスが一酸化炭素であり、
前記第2のガスが二酸化炭素であり、
前記第1のガスの濃度と前記煙濃度が事前に設定した閾値より大きく前記第2のガスの濃度が事前に設定した閾値以下である場合に火災予兆と判断し、
前記第1のガスの濃度と前記煙濃度と前記第2のガスの濃度が事前に設定した閾値より高い場合に火災と判断する、
火災検知方法。
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