JPH0418698A - 火災検知器 - Google Patents
火災検知器Info
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- JPH0418698A JPH0418698A JP12210290A JP12210290A JPH0418698A JP H0418698 A JPH0418698 A JP H0418698A JP 12210290 A JP12210290 A JP 12210290A JP 12210290 A JP12210290 A JP 12210290A JP H0418698 A JPH0418698 A JP H0418698A
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- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 abstract description 12
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 12
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
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- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
上の１ 里
本発明は赤外線検出方式に基づく火災検知器に関し、詳
しくは、赤外線センサからの出力信号をディジタル信号
に変換してディジタル処理することによりダイナミック
レンジの広い入力信号も容易に検出できる火災検知器に
関する。
しくは、赤外線センサからの出力信号をディジタル信号
に変換してディジタル処理することによりダイナミック
レンジの広い入力信号も容易に検出できる火災検知器に
関する。
良未重且Ｉ
従来、赤外線検出方式の火災検知器は例えば第４図に示
すように構成されていた。即ち、所定の波長帯域の赤外
線を透過する赤外線センサ１によって検知された赤外線
検知出力を前置増幅器２によって増幅した後、この検知
信号のレベルに応じてアナログの切り換えスイッチ３に
より選択された増幅器、例えば増幅器４Ａでさらに増幅
して同期検波回路５にて検波し、検知信号を取り出して
いた。この同期検波回路５は位相検波回路６と低域通過
フィルタ７のアナログ回路から構成されており、同期検
波されたアナログ信号出力は通常コンビューク処理する
ためにディジタル信号に変換される。
すように構成されていた。即ち、所定の波長帯域の赤外
線を透過する赤外線センサ１によって検知された赤外線
検知出力を前置増幅器２によって増幅した後、この検知
信号のレベルに応じてアナログの切り換えスイッチ３に
より選択された増幅器、例えば増幅器４Ａでさらに増幅
して同期検波回路５にて検波し、検知信号を取り出して
いた。この同期検波回路５は位相検波回路６と低域通過
フィルタ７のアナログ回路から構成されており、同期検
波されたアナログ信号出力は通常コンビューク処理する
ためにディジタル信号に変換される。
このように従来は同期検波回路にアナログ回路が使用さ
れているためにダイナミックレンジが狭く、最大で２０
ｄＢ （最小：最大＝１．：１０）程度であった。これ
に対し、火災実験における赤外線の放射強度は、検出可
能な燻焼状態の赤外線放射強度を１とすると、可燃物に
着火した状態での赤外線放射強度は１０００倍（６０ｄ
Ｂ）にも達する。このため従来の火災検知器では増幅率
の異なる複数個の増幅器、図示の例では増幅率１．１０
及び１００の３つの増幅器４Ａ、４Ｂ及び４Ｃを用意し
、赤外線センサ１からの検知出力の大きさに応じて適合
する増幅率の増幅器を切り換えスイッチ３で選択し、即
ち、検知出力が大きいときには増幅率の小さな増幅器を
選択し、また検知出力が小さいときには増幅率の大きな
増幅器を選択し、同期検波回路５に対する入力信号レベ
ルが常に一定の範囲内に収まるようにする必要があった
。
れているためにダイナミックレンジが狭く、最大で２０
ｄＢ （最小：最大＝１．：１０）程度であった。これ
に対し、火災実験における赤外線の放射強度は、検出可
能な燻焼状態の赤外線放射強度を１とすると、可燃物に
着火した状態での赤外線放射強度は１０００倍（６０ｄ
Ｂ）にも達する。このため従来の火災検知器では増幅率
の異なる複数個の増幅器、図示の例では増幅率１．１０
及び１００の３つの増幅器４Ａ、４Ｂ及び４Ｃを用意し
、赤外線センサ１からの検知出力の大きさに応じて適合
する増幅率の増幅器を切り換えスイッチ３で選択し、即
ち、検知出力が大きいときには増幅率の小さな増幅器を
選択し、また検知出力が小さいときには増幅率の大きな
増幅器を選択し、同期検波回路５に対する入力信号レベ
ルが常に一定の範囲内に収まるようにする必要があった
。
が しようとする 題
このように従来の火災検知器は増幅率の異なる複数個の
増幅器を設け、これら増幅器を入力信号レベルの大きさ
に応じてアナログスイッチで切り換えて使用する必要が
あるので、構成が複雑となるとともに、調整等のメンテ
ナンスの問題も生じる。また、入力信号レベルの大きさ
によって増幅率が相違するので、検波出力を増幅器の増
幅率に応じて再度補正しなければならない。さらに、検
波回路の重要な構成要素である低域通過フィルタの特性
が固定されてしまうので、検知器としての柔軟性に欠け
る等の多くの欠点があった。
増幅器を設け、これら増幅器を入力信号レベルの大きさ
に応じてアナログスイッチで切り換えて使用する必要が
あるので、構成が複雑となるとともに、調整等のメンテ
ナンスの問題も生じる。また、入力信号レベルの大きさ
によって増幅率が相違するので、検波出力を増幅器の増
幅率に応じて再度補正しなければならない。さらに、検
波回路の重要な構成要素である低域通過フィルタの特性
が固定されてしまうので、検知器としての柔軟性に欠け
る等の多くの欠点があった。
従って、本発明の目的は、ダイナミックレンジの広い人
力信号でも、増幅率を切り換える必要なしに正確に検知
することができる火災検知器を提供することである。
力信号でも、増幅率を切り換える必要なしに正確に検知
することができる火災検知器を提供することである。
課題を 決するための
上記目的は本発明に係る火災検知器によって達成される
。要約すれば、本発明は、赤外線を検知する赤外線セン
サと、該センサからの検知出力をディジタル信号に変換
するアナログ−ディジタル変換器と、該変換器からのデ
ィジタル信号を処理するディジタル信号処理装置とを具
備することを特徴とする火災検知器である。
。要約すれば、本発明は、赤外線を検知する赤外線セン
サと、該センサからの検知出力をディジタル信号に変換
するアナログ−ディジタル変換器と、該変換器からのデ
ィジタル信号を処理するディジタル信号処理装置とを具
備することを特徴とする火災検知器である。
１蓋上
以下、本発明の実施例について添付図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は本発明による赤外線方式の火災検知器の一実施
例を示す回路構成図であり、本実施例では透過波長帯域
の相違する４つの赤外線センサ１０Ａ、ＩＯＢ、ｌ０Ｃ
１ＩＯＤを設け、種々の波長の赤外線を検知できるよう
にしであるが、これは単に一例に過ぎない。これらセン
サからの検知出力は前置増幅器１１Ａ、ＩＩＢ、１１Ｃ
１１１Ｄでそれぞれ増幅されてマルチプレクサ１２に供
給される。マルチプレクサ１２からの出力信号はサンプ
ルホールド回路１３を介してアナログ−ディジタル変換
器１４に送られ、ここで各赤外線センサからのアナログ
信号がディジタル信号に変換される。変換されたディジ
タル信号はディジタル信号処理回路１５、本実施例では
コンピユータのＣＰＵ （中央処理装置）で処理され、
センサで検知された信号の大きさ（初期火災の程度）を
正確に表わす所定の出力信号として出力される。
例を示す回路構成図であり、本実施例では透過波長帯域
の相違する４つの赤外線センサ１０Ａ、ＩＯＢ、ｌ０Ｃ
１ＩＯＤを設け、種々の波長の赤外線を検知できるよう
にしであるが、これは単に一例に過ぎない。これらセン
サからの検知出力は前置増幅器１１Ａ、ＩＩＢ、１１Ｃ
１１１Ｄでそれぞれ増幅されてマルチプレクサ１２に供
給される。マルチプレクサ１２からの出力信号はサンプ
ルホールド回路１３を介してアナログ−ディジタル変換
器１４に送られ、ここで各赤外線センサからのアナログ
信号がディジタル信号に変換される。変換されたディジ
タル信号はディジタル信号処理回路１５、本実施例では
コンピユータのＣＰＵ （中央処理装置）で処理され、
センサで検知された信号の大きさ（初期火災の程度）を
正確に表わす所定の出力信号として出力される。
このように入力信号をサンプルし、保持してディジタル
信号に変換し、ディジタル処理した場合には、コンピュ
ータ内部においてソフトウェア的に同期検波を行なわせ
ることができる。このため同期検波の際のダイナミック
レンジはサンプリング時の桁数に依存することになり、
例えば入力信号を１６ビツトでサンプリングすれば、同
期検波回路のダイナミックレンジは９６ｄＢ （６，５
Ｘ１０′倍）にもなる。従って、入力信号が大きく変化
してもダイナミックレンジが広いので増幅率の切り換え
や増幅出力のその後の数値的な補正を行なう必要なしに
、燻焼状態から室内部分燃焼に至るまでの初期火災の全
段階を人力と出力との間に直線的な関係を保持した状態
で正確に検知できるのである。さらに、同期検波がすべ
てプログラム上で行なわれるため、使用する低域通過フ
ィルタもプログラムを書き換えるだけで変更が可能とな
り、検知器としての柔軟性が向上する。
信号に変換し、ディジタル処理した場合には、コンピュ
ータ内部においてソフトウェア的に同期検波を行なわせ
ることができる。このため同期検波の際のダイナミック
レンジはサンプリング時の桁数に依存することになり、
例えば入力信号を１６ビツトでサンプリングすれば、同
期検波回路のダイナミックレンジは９６ｄＢ （６，５
Ｘ１０′倍）にもなる。従って、入力信号が大きく変化
してもダイナミックレンジが広いので増幅率の切り換え
や増幅出力のその後の数値的な補正を行なう必要なしに
、燻焼状態から室内部分燃焼に至るまでの初期火災の全
段階を人力と出力との間に直線的な関係を保持した状態
で正確に検知できるのである。さらに、同期検波がすべ
てプログラム上で行なわれるため、使用する低域通過フ
ィルタもプログラムを書き換えるだけで変更が可能とな
り、検知器としての柔軟性が向上する。
また、ＣＰＵ１５においては、例えば、第３図に示すよ
うな処理が行なわれる。即ち、まず、電源の投入（パワ
ーオン）で各素子をリセットし、そして各素子を初期化
する（ブロック２１）。次に、ＣＰＵ１５内のカウンタ
でサンプリング間隔を測り、判断ブロック２２において
サンプリング時間であるか否かを判断し、サンプリング
時間でないときにはこれを繰返し、サンプリング時間で
あるときにはｒＡ／Ｄ入力コブロック２３に進み、アナ
ログ−ディジタル変換（Ａ／Ｄ）素子にディジタル変換
開始の信号を送る。変換が終了したら、ディジタル出力
を取り込む。次いで、「Ａ／Ｄデータを配列に格納」ブ
ロック２４に進み、ディジタル信号をメモリの配列に格
納する。次に、ＣＰＩＪ１５内のカウンタでチョッピン
グタイミングを測り、判断ブロック２５において１ヂョ
ッピング周期が終了しているか否かを判断し、１ヂョッ
ピング周期が終了していたら、「データ処理」ブロック
２６に進み、終了していなかったら次のサンプリングを
行なう。「データ処理」ブロック２６においては配列内
データがらチョッピング周波数に同期した信号成分の実
効値を計算し、この計算結果を「データ送信開始」ブロ
ック２７において通信用データの型にし、例えばＲ３−
２３ＩＣによって送信する。以下、同様にしてサンプリ
ングを行ない、同様の動作を繰返す。
うな処理が行なわれる。即ち、まず、電源の投入（パワ
ーオン）で各素子をリセットし、そして各素子を初期化
する（ブロック２１）。次に、ＣＰＵ１５内のカウンタ
でサンプリング間隔を測り、判断ブロック２２において
サンプリング時間であるか否かを判断し、サンプリング
時間でないときにはこれを繰返し、サンプリング時間で
あるときにはｒＡ／Ｄ入力コブロック２３に進み、アナ
ログ−ディジタル変換（Ａ／Ｄ）素子にディジタル変換
開始の信号を送る。変換が終了したら、ディジタル出力
を取り込む。次いで、「Ａ／Ｄデータを配列に格納」ブ
ロック２４に進み、ディジタル信号をメモリの配列に格
納する。次に、ＣＰＩＪ１５内のカウンタでチョッピン
グタイミングを測り、判断ブロック２５において１ヂョ
ッピング周期が終了しているか否かを判断し、１ヂョッ
ピング周期が終了していたら、「データ処理」ブロック
２６に進み、終了していなかったら次のサンプリングを
行なう。「データ処理」ブロック２６においては配列内
データがらチョッピング周波数に同期した信号成分の実
効値を計算し、この計算結果を「データ送信開始」ブロ
ック２７において通信用データの型にし、例えばＲ３−
２３ＩＣによって送信する。以下、同様にしてサンプリ
ングを行ない、同様の動作を繰返す。
以上のＣＰＵ１５の処理動作は単に一例に過ぎす、必要
に応じて種々の変更が行なえることはいうまでもない。
に応じて種々の変更が行なえることはいうまでもない。
次に、第１図に示す構成の本発明による火災検知器と第
４図に示す構成の従来の火災検知器を使用した実施結果
について説明する。
４図に示す構成の従来の火災検知器を使用した実施結果
について説明する。
これは高さ２．４ｍの天井に上記構成の本発明及び従来
の火災検知器を取付け、直下にメタノールを入れた皿を
置き、これに火をつけ、皿の数を変化させて燃焼面積を
変化させ、両火災検知器からの出力信号（赤外線放射強
度）を測定したものである。赤外線センサとしてはＰＺ
Ｔを使用した焦電型赤外線センサを使用した。本発明に
よる火災検知器の出力特性を第２図に、従来の火災検知
器の出力特性を第５図にそれぞれ示す。各図において縦
軸は火災検知器の出力（相対値）を示し、横軸は燃焼面
積（０ｍ２）を示す。また、出力特性のうちＡは透過中
心波長が４．７μｍのフィルタを使用した場合の出力特
性であり、Ｂは透過中心波長が３．６μｍのフィルタを
使用した場合の出力特性である。第２図から明瞭なよう
に、本発明による火災検知器は入力と出力が良好な直線
関係にあり、従って燻焼状態から室内部分燃焼に至るま
での初期火災の全段階を正確に検知できることが分かる
。これに対し、従来の火災検知器は、第５図から明瞭な
ように、増幅率が変わる度に直線の傾きが変化しており
、従って増幅器の切り換えに応じてさらに複雑な補正が
必要であることが分かる。
の火災検知器を取付け、直下にメタノールを入れた皿を
置き、これに火をつけ、皿の数を変化させて燃焼面積を
変化させ、両火災検知器からの出力信号（赤外線放射強
度）を測定したものである。赤外線センサとしてはＰＺ
Ｔを使用した焦電型赤外線センサを使用した。本発明に
よる火災検知器の出力特性を第２図に、従来の火災検知
器の出力特性を第５図にそれぞれ示す。各図において縦
軸は火災検知器の出力（相対値）を示し、横軸は燃焼面
積（０ｍ２）を示す。また、出力特性のうちＡは透過中
心波長が４．７μｍのフィルタを使用した場合の出力特
性であり、Ｂは透過中心波長が３．６μｍのフィルタを
使用した場合の出力特性である。第２図から明瞭なよう
に、本発明による火災検知器は入力と出力が良好な直線
関係にあり、従って燻焼状態から室内部分燃焼に至るま
での初期火災の全段階を正確に検知できることが分かる
。これに対し、従来の火災検知器は、第５図から明瞭な
ように、増幅率が変わる度に直線の傾きが変化しており
、従って増幅器の切り換えに応じてさらに複雑な補正が
必要であることが分かる。
なお、上記実施例は本発明の単なる例示に過ぎず、回路
構成、使用する赤外線センサの数及び形式、サンプリン
グ速度等は必要に応じて任意に変更できるものである。
構成、使用する赤外線センサの数及び形式、サンプリン
グ速度等は必要に応じて任意に変更できるものである。
ｌ団且激１
上述のように、本発明による火災検知器は、センザ出力
をディジタルサンプリングし、ソフトウェア的に同期検
波を行なうものであるから、構成が簡単であるにも拘わ
らずダイナミックレンジが広くなり、しかも人力信号と
出力信号が良好な直線関係を有するので、燻焼状態から
室内部分燃焼に至るまでの初期火災の全段階を正確に検
知することできる。また、増幅器を切り換えて増幅率を
変える必要がないから回路的にも簡易化され、部品点数
も少なくできるし、得られた出力信号に煩雑な補正を加
える必要もない。さらに、低域通過フィルタの特性を容
易に変更できるので、検知器としての柔軟性が増大する
等の多くの顕著な効果がある。
をディジタルサンプリングし、ソフトウェア的に同期検
波を行なうものであるから、構成が簡単であるにも拘わ
らずダイナミックレンジが広くなり、しかも人力信号と
出力信号が良好な直線関係を有するので、燻焼状態から
室内部分燃焼に至るまでの初期火災の全段階を正確に検
知することできる。また、増幅器を切り換えて増幅率を
変える必要がないから回路的にも簡易化され、部品点数
も少なくできるし、得られた出力信号に煩雑な補正を加
える必要もない。さらに、低域通過フィルタの特性を容
易に変更できるので、検知器としての柔軟性が増大する
等の多くの顕著な効果がある。
第１図は本発明による火災検知器の一実施例を示す回路
構成図である。 第２図は本発明による火災検知器の出力特性を示す線図
である。 第３図は本発明におけるｃＰＵ動作の一例を説明する流
れ図である。 第４図は従来の火災検知器の一例を示す回路構成図であ
る。 第５図は従来の火災検知器の出力特性を示す線図である
。 ＯＡ〜１０Ｄ＝赤外線センサ ２．マルチプレクサ ３：サンプルホールド回路 ４：アナログ−ディジタル変換器 ５：ディジタル信号処理回路
構成図である。 第２図は本発明による火災検知器の出力特性を示す線図
である。 第３図は本発明におけるｃＰＵ動作の一例を説明する流
れ図である。 第４図は従来の火災検知器の一例を示す回路構成図であ
る。 第５図は従来の火災検知器の出力特性を示す線図である
。 ＯＡ〜１０Ｄ＝赤外線センサ ２．マルチプレクサ ３：サンプルホールド回路 ４：アナログ−ディジタル変換器 ５：ディジタル信号処理回路
Claims (1)
- １）赤外線を検知する赤外線センサと、該センサからの
検知出力をディジタル信号に変換するアナログ−ディジ
タル変換器と、該変換器からのディジタル信号を処理す
るディジタル信号処理装置とを具備することを特徴とす
る火災検知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12210290A JPH0418698A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 火災検知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12210290A JPH0418698A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 火災検知器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0418698A true JPH0418698A (ja) | 1992-01-22 |
Family
ID=14827694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12210290A Pending JPH0418698A (ja) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | 火災検知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0418698A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001175967A (ja) * | 1999-12-17 | 2001-06-29 | Hochiki Corp | 炎検知器 |
| JP2006162463A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Takenaka Engineering Co Ltd | 人体検知器 |
-
1990
- 1990-05-11 JP JP12210290A patent/JPH0418698A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001175967A (ja) * | 1999-12-17 | 2001-06-29 | Hochiki Corp | 炎検知器 |
| JP2006162463A (ja) * | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Takenaka Engineering Co Ltd | 人体検知器 |
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