JPH0438303B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、炎から得られる炎特有のちらつき変
化に基づき炎を検出する炎検出装置に関する。

（従来技術） 従来、炎が特有のちらつき周波数、即ち1Hzか
ら10Hzのあいだでちらつくことに着目して炎特
有のちらつき変化に基づき炎を検出する、所謂ち
らつき式炎検出装置が提案されている。このよう
なちらつき式の炎検出装置では、炎から放射され
る光エネルギーの強さに応じて信号出力する光電
変換素子等の炎センサを備え、炎センサからの信
号を狭帯域フイルタを介して炎特有の周波数成分
だけを取り出し、この炎信号の振幅値と予め設定
した基準値とを比較し、炎信号の振幅値が基準値
を越えている場合にパルス変換し、パルス変換し
たパルス数を計数して計数値が所定値に達したと
き炎と判別していた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、炎センサの前方を人が横切るこ
とによるノイズ若しくはシヨツトノイズのような
衝撃的波形を有するノイズが一時的に発生する
と、これらのノイズレベルが基準値を上回つた場
合にパルス変換し、ノイズによるパルスを計数す
ることで誤動作してしまうという問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、基準値を上回るレベルの一時的なノイズが生
じたとしても誤動作することなく確実を検出する
信頼性の高い炎検出装置を提供するため、炎から
の所定レベル以上のちらつき変化に基づいて炎を
検出する炎検出装置において、炎からの検出信号
のプラス変化分及びマイナス変化分の信号レベル
が前に記憶した記憶値を越える毎に該記憶値を入
力信号レベルで更新し、該更新記憶の回数が所定
値に達したときに信号を出力し、該信号の出力が
検出信号の最初の入力から所定時間内に得られる
とき、最後に記憶したプラス変化分及びマイナス
変化分の絶対値を加算した値が所定の閾値を越え
たときに両絶対値を比較して、それが第１の閾値
以上第２の閾値以下であつた場合に炎と判断する
ようにしたことを特徴とする炎検出装置を提供す
る。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した全体構成図
である。

まず構成を説明すると、１は炎、２は光学装
置、３は炎からのちらつき変化を検出するちらつ
き変化検出手段であり、炎１からの光エネルギー
を光学装置２を介してちらつき変化検出手段３に
入射する。ちらつき変化検出手段３は光信号を電
気信号に変換する光電変換回路４と、炎特有のち
らつき周波数、例えば１から10Hz以外の高周波成
分を除去する狭帯域フイルタ５で構成され、検出
信号を交流増幅回路６に出力する。交流増幅回路
６は炎からのちらつき周波数１から10Hzまでの検
出信号を増幅して、Ａ／Ｄ変換回路７に出力す
る。Ａ／Ｄ変換回路７は交流増幅回路６からの信
号をＡ／Ｄ変換して、入出力インタフエース８を
介して炎判別部９に信号出力する。炎判別部９は
内部にマイクロコンピユータを備え、ちらつき変
化検出手段３からの検出信号を解読して炎である
ことを判別すると、入出力インタフエース８を介
して警報回路１０に信号出力し、警報表示を指令
する。

次に、炎判別部９の内部構成を説明する。１１
は演算処理部であり、入出力インタフエース８を
介して得られるちらつき変化検出手段３からの検
出信号を記憶部１２及び比較部１３に出力する。
また、演算処理部１１は後で説明する最大振幅Ａ
及び出力比Ｂを演算する。記憶部１２は最初に得
られる演算処理部１１からの火炎信号の信号レベ
ルを記憶値として設定登録し、その後、順次得ら
れる演算処理部１１からの検出信号のうち比較部
１３からの信号出力に同期して、対応する検出信
号の信号レベルを記憶値として更新登録する。

記憶部１２における記憶値の登録を第３図を参
照して具体的に説明すると、第３図に示したよう
な検出信号が得られた場合、検出信号P1をプラ
ス変化の記憶値Pmaxと、また検出信号P2をマイ
ナス変化の記憶値Pminとしてそれぞれ設定登録
し、以後、比較部１３からの信号出力に基づいて
記憶値Pmax若しくはPminを個別に更新登録す
る。比較部１３は演算処理部１１からの信号レベ
ルと記憶部１２に設定登録された記憶値Pmax若
しくはPminとを比較する。具体的に説明すると、
検出信号のプラス変化分の信号レベルと記憶値
Pmaxとを比較し、また検出信号のマイナス変化
分の信号レベルと記憶値Pminとを比較し、いず
れの場合も検出信号の振幅値が記憶値Pmax若し
くはPminの値を越えた場合に、記憶部１２に対
して更新登録する旨の信号を出力すると同時に、
カウンタ回路１４に対して比較信号を出力する。
カウンタ回路１４には予め所定の計数値が設定さ
れており、比較部１３から得られる比較信号を計
数して、計数値が所定のカウンタ数に達すると、
演算処理部１１に信号出力する。１５は時計回路
であり、常時、時刻情報を演算処理部１１に送出
しており、演算処理部１１は入出力インタフエー
ス８を介して得られるちらつき変化検出手段３か
らの最初の検出手段３からの最初の検出信号を入
力したときからの時間経過を監視し、所定時間
To内にカウンタ回路１４からのカウント出力が
得られると、一連の演算動作を開始する。この演
算処理を具体的に説明すると、記憶部１２に更新
登録された最終的な記憶値Pmax及びPminを取
り出し、それぞれの絶対値を加算して最大振幅Ａ
を演算する。即ち、(1)式に示すような演算を行な
う。

Ａ＝｜Pmax｜＋｜Pmin｜ …(1) 最大振幅Ａの値が所定の閾値レベルC1以上で
ある場合には、更に記憶値Pmaxの絶対値と記憶
値Pminの絶対値との比を演算し、出力比Ｂの値
を求める。即ち、(2)式の演算を行なう。

Ｂ＝｜Pmin｜／｜Pmax｜ …(2) 演算処理部１１には、第１の閾値C2、及び第
１の閾値C2より高い第２の閾値C3のそれぞれを
設定しており、出力比Ｂの値が１を含む所定範囲
C2＜Ｂ＜C3、例えば0.5＜Ｂ＜２の値をとる場合
に炎と判断する演算処理部１１が演算結果に基づ
いて炎と判断した場合には、入出力インタフエー
ス８を介して警報回路１０に警報を行なう旨の信
号を出力する。

第２図は第１図の炎判別部９の制御動作を示し
たフローチヤート、第３図は炎からのちらつき変
化を示したグラフである。

第２図及び第３図を参照して、記憶部の動作を
説明する。

第２図において、ブロツクａではカウンタ回路
１４の計数値を所定数に設定すると共に、記憶部
１２の記憶内容を解除して初期設定するちらつき
変化検出手段３が炎１からの光エネルギーを検出
して、第３図に示すような検出信号P1が入力す
ると、ブロツクｂではカウンタ回路１４がカウン
トアツプしていないことでブロツクｃを介してブ
ロツクｄに進む。比較部１３では演算処理部１１
から得られる検出信号P1の信号レベルと記憶部
１２に記憶された記憶値Pmaxとを比較する。記
憶部１２には記憶値Pmaxの値が零として設定登
録されていることでブロツクｄからブロツクｅに
進み、検出信号P1の信号レベルを記憶値Pmaxと
して記憶部１２に登録する。ブロツクｆではカウ
ンタ回路１４が比較部１３からの比較出力をカウ
ントする。ブロツクｆから再びブロツクｂに戻
り、第３図に示したような検出信号P2が入力す
ると、カウンタ回路１４が所定の計数値にカウン
トアツプしていないことで、ブロツクｃを介して
ブロツクｄに進む。ブロツクｄでは比較部１３が
演算処理部１１から得られる検出信号P2の信号
レベルと、記憶部１２に設定登録された記憶値
Pmax（＝P1）と比較しており、検出信号P2の信
号レベルは記憶値P1より小さいことでブロツク
ｇに進む。ブロツクｇでは比較部１３が検出信号
P2の信号レベルと記憶部１２に記憶された記憶
値Pminの値とを比較しており、記憶部１２には
記憶値Pminとして零が登録されていることでブ
ロツクｇからブロツクｈに進み、検出信号P2の
信号レベルを記憶値Pminとして記憶部１２に登
録する。ブロツクｉではカウンタ回路１４が比較
部１３からの比較出力は計数して＋１をカウント
し、再びブロツクｂに戻る。次に検出信号P3が
入力すると、ブロツクｂではカウンタ回路１４が
カウントアツプしていないことでブロツクｃを介
してブロツクｄに進む。ブロツクｄでは比較部１
３が検出信号P3の信号レベルと前回記憶部１２
に記憶値Pmaxとして登録されたP1の値とを比較
しており、検出信号P3の信号レベルが記憶値P1
よりも大きいことでブロツクｅに進む。ブロツク
ｅでは検出信号P3の信号レベルを記憶値Pmaxと
して記憶部１２に更新登録する。更にブロツクｆ
に進み、カウンタ回路１４が比較部１３からの比
較出力をカウントする。

以下同様に、検出信号P4，P5，P6，…Pnが得
られる度に、記憶部１２に更新登録された記憶値
Pmax若しくはPminと検出信号の信号レベルと
比較して、検出信号の信号レベルが記憶値Pmax
以上若しくは検出信号の信号レベルが記憶値
Pmin以下である場合には、それぞれ記憶部１２
の記憶値の値を更新登録すると共に、カウンタ回
路１４が＋１をカウントする。ここで、ブロツク
ｂにおいてカウンタ回路１４が所定の計数値に達
してカウントアツプすると、ブロツクｂからブロ
ツクｊに進む。ブロツクｊでは演算処理部１１
が、最初の検出信号P1が入力したときからの時
間経過を監視しており、カウンタ回路１４からの
カウント出力が設定時間内、即ちTo以内である
かどうかを判別する。ブロツクｊにおいて、設定
時間Toを経過している場合にはノイズと判断し、
ブロツクｊから再びブロツクａに戻り、炎を監視
する。第３図に示したように、所定時間To以内
にカウンタ回路１４からのカウント出力が得られ
た場合には、ブロツクｊからブロツクｋに進み、
最大振幅Ａを演算する。即ち、演算処理部１１は
記憶部１２に記憶された記憶値Pmax及びPmin
を取り出してそれぞれの絶対値を加算する。ブロ
ツクｌでは最大振幅Ａが所定の閾値レベルC1以
上であるかどうかを判別しており、最大振幅Ａが
閾値C1を下回る場合にはノイズと判断し、再び
ブロツクａに戻り、炎を監視する。ブロツクｌに
おいて、最大振幅Ａの閾値レベルC1以上である
場合には、更にブロツクｍに進み、出力比Ｂを演
算する。即ち、演算処理部１１では、記憶部１２
に記憶された最終的な記憶値の値Pmaxの絶対値
とPminの絶対値と比を演算して、ブロツクｑ及
びブロツクｒに進む。ブロツクｑ及びブロツクｒ
では、出力比Ｂの値が炎である場合には略１に等
しい0.5〜２になることに着目して、１より小さ
な値の閾値C2＝0.5と１より大きい値の閾値C3＝
２とを設定し、出力比Ｂの値が閾値C2以上且つ
出力比Ｂの値が閾値C3以下であるかどうかを判
定している。即ち、出力比Ｂの値が閾値C2を下
回つた場合、若しくは出力比Ｂの値が閾値C3を
上回つた場合にはノズルと判断して再びブロツク
ａに進み、炎を監視する。また、ブロツクｑ及び
ブロツクｒにおいて出力比Ｂの値が閾値C3以上
且つ閾値C2以下である場合には炎と判断し、ブ
ロツクｓに進み、警報回路１０を駆動して警報を
表示する。

第４図は本発明の他の実施例を示した全体構成
図である。

第４図の実施例では、ちらつき変化検出手段３
からのちらつき変化の内、プラス変化分、マイナ
ス変化分のそれぞれの振幅値が所定の基準値Co
以上である場合にのみ炎判別部９に対して信号出
力し、逆にちらつき変化の振幅値が基準値Coを
下回る場合には炎判別部９に対する信号出力を禁
止して、炎判別部９における演算処理の負担を低
減させるようにしたことを特徴とする。即ち、交
流増幅回路６とＡ／Ｄ変換回路７とのあいだにス
イツチング手段１６を設ける。更に、交流増幅回
路６からの検出信号の振幅値を絶対値変換する絶
対値変換回路１７、及び所定の基準値Coを設定
する基準値設定回路１８とを設け、絶対値変換回
路１７からの絶対値信号と基準値設定回路１８か
らの基準値Coとをコンパレータ１９で比較し、
信号出力の信号レベルが基準値Coを上回つた場
合に、コンパレータ１９からの出力に基づいてス
イツチング手段１６を閉成するようにしたもので
ある。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、炎か
らの所定レベル以上のちらつき変化に基づいて炎
を検出する炎検出装置において、炎からの検出信
号のプラス変化分及びマイナス変化分の信号レベ
ルが前に記憶した記憶部値を越える毎に該記憶値
を入力信号レベルで更新し、該更新記憶の回数が
所定値に達したときに信号を出力し、該信号の出
力が検出信号の最初の入力から所定時間内に得ら
れたとき、最後に記憶したプラス変化分及びマイ
ス変化分の絶対値を加算した値が所定の閾値を越
えたときに両絶対値を比較して、それが第１の閾
値以上第２の閾値以下であつた場合に炎と判断す
るようにしたことにより、人の往来によるノイズ
若しくはシヨツトノイズのような衝撃的波形を有
するノイズが一時的に発生したとしても、ノイズ
により誤動作することなく確実に炎を検出するこ
とができ、炎検出装置の信頼性を大幅に向上させ
ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成を示したブロツク
図、第２図は第１図の制御部の制御動作を示した
フロー図、第３図は炎からのちらつき変化を示し
たグラフ、第４図は本発明の他の実施例を示した
全体構成図である。 １：炎、２：光学装置、３：ちらつき変化検出
手段、４：光電変換回路、５：狭帯域フイルタ、
６：交流増幅回路、７：Ａ／Ｄ変換回路、８：入
出力インタフエース、９：炎判別部、１０：警報
回路、１１：演算処理部、１２：記憶部、１３：
比較部、１４：カウンタ回路、１５：時計回路、
１６：スイツチング手段、１７：絶対値変換回
路、１８：基準値設定回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 火災による炎から得られる炎特有のちらつき
   変化に基づき炎を検出する炎検出装置において、 炎からのちらつき変化に基づく検出信号のプラ
   ス変化分の信号レベルと記憶部に設定登録された
   プラス変化分の記憶値とを比較し、また検出信号
   のマイナス変化分の信号レベルと記憶部に設定登
   録されたマイナス変化分の記憶値とを比較し、い
   ずれの場合も検出信号の信号レベルがプラス変化
   分の記憶値若しくはマイナス変化分の記憶値を越
   える毎に、該信号レベルを現在の記憶値に代えて
   新しい記憶値として順次記憶部に更新登録するよ
   う記憶制御を行うと共に比較出力を行う比較部
   と、 該比較部からの比較出力、即ち記憶値の更新登
   録の回数を計数し、計数値が所定値に達したとき
   に出力するカウンタ部と、 検出信号の最初の入力から時間経過を監視し、
   所定時間内に前記カウンタ部からの出力が得られ
   た時に、前記記憶部から記憶部に更新登録された
   最終的なプラス変化分の記憶値とマイナス変化分
   の記憶値を取り出し、それぞれの絶対値を加算し
   た値が所定の閾値以上で且つ、プラス変化分の記
   憶値の絶対値とマイナス変化分の記憶値の絶対値
   との比が第１の閾値以上で且つ第１の閾値より高
   く設定した第２の閾値以下である時に炎と判断す
   る演算処理部とを設けたことを特徴とする炎検出
   装置。