JPH0451877B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、火災検出温度と参照温度との温度差
に基づいて火災を判断する火災判断装置に関す
る。

（従来技術） 従来、参照温度と火災検出温度との温度差から
火災を判断する装置としては、エアチヤンバー内
にダイヤフラムを備えた所謂差動式の熱感知器が
周知である。

即ち、差動式火災感知器にあつては、エアチヤ
ンバー内をダイヤフラムによつて密封された基準
室とオリフイスを介して外気に導通した検出室と
に仕切り、火災による熱を受けると検出室の空気
が熱膨脹によりオリフイスを介して外部にリーク
し、基準室との間に生じた圧力差によるダイヤフ
ラムの変形でスイツチ接点を閉じるようにしてい
る。

そして、この差動式熱感知器にあつては、例え
ば２種感度の場合、15deg／minの温度上昇時に
は4.5分に以内に発報し、且つ3deg／minの温度
上昇時には15分以内に発報しない性能が要求され
ている。

一方、近年にあつては、従来の差動式熱感知器
に代えて、基準温度検出用の温度センサと火災温
度検出用の温度センサを備え、両者の温度差から
火災を検出する熱感知器が知られている。

即ち、基準温度検出用の温度センサは火災によ
る温度上昇の影響を受け難い感知器内に設置さ
れ、一方、火災温度検出用の温度センサは外部に
露出した感熱板に装着されている。このため火災
により周囲温度が上昇すると、基準用の検出温度
の上昇は緩かであるが、火災検出温度は周囲温度
に追従して上昇することで両者の温度差が広が
り、温度差が所定の閾値を越えたときに火災検出
信号を出力するようにしている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、基準用と火災用の温度センサに
よる検出温度差から火災を判断する差動式熱感知
器にあつては、火災温度の変化に対する基準温度
の特性が基準用の温度センサの設置場所の熱伝導
条件で決まるが、この熱伝導条件を正確に設定す
ることは困難であり、そのため感知器毎に火災検
出特性がバラ付き、例えば２種感度で要求される
15deg／minの温度上昇で4.5分以内発報、3deg／
minの温度上昇で15分以内の発報なしとする性能
は満足できるものの、火災温度と参照温度との温
度差から火災を早期に且つ誤りなく検出できる最
適火災判断特性の実現は困難であつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、火災温度と参照温度との温度差か
ら非日常的な温度上昇を迅速且つ正確に捕えて即
時に火災判断を行なうことのできる火災判断装置
を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあつては、周
囲温度を検出する温度センサと；該温度センサの
検出温度を所定周期、例えば５秒周期でサンプリ
ングするサンプリング手段と；該サンプリング手
段で検出温度をサンプリングする毎に検出温度
Tnと参照温度Tcとの温度差ΔTを検出し、該温
度差ΔTが予め定めた閾値Ts以上となつたときに
火災と判断する火災判断手段と；検出温度Tnと
参照温度Tcとの温度差ΔTに１より小さい所定の
係数、例えば0.03を掛け合わせた値を元の参照温
度に加算して次期参照温度を演算する参照温度演
算手段と；を設けるようにしたものである。

（作用） このような構成を備えた本発明の火災判断装置
にあつては、温度センサによる検出温度が例えば
直線的に上昇したとすると、検出温度に基づいて
演算される参照温度は、時間の経過に伴つて検出
温度に対する温度差が広がり、ある時間を経過す
ると検出温度と同じ傾きで上昇する特性となる。

そして、参照温度が検出温度と同じ傾きで上昇
するまでの温度差は、検出温度の上昇速度（傾
き）が大きい程増加し、検出温度の上昇速度が小
さい程減少する特性となる。

このような検出温度と参照温度の特性に対し両
者の温度差を検出し、所定の閾値と比較すること
で火災を判断する。検出温度と参照温度の温度差
の時間変化は、最初は指数関数的に上昇するが、
ある時間を経過すると、一定値に収束し、この収
束値は検出温度の上昇速度が大きい程高い値とな
り、上昇速度が小さい程低い値となる。

従つて、日常的に予測される温度上昇による温
度差の収束値を越える値を火災判断の閾値に設定
することで、火災を正確に検出することができ
る。

また火災を早期に判断するためには、日常的な
温度上昇による温度差の収束値を僅かに越える値
に設定しておくことで、従来の差動式では困難で
あつた早い段階で火災と判断することができる。

更に、火災の検出感度は、温度差の閾値を変え
ることで自由に決めることができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示したブロツク図
である。

第１図において、１０はアナログ温度センサで
あり、警戒地区の天井面等に設置され、周囲温度
に応じたアナログ検出信号を出力する。１２は受
信機であり、中央の監視室等に設置され、アナロ
グ温度センサ１０が信号線接続される。

アナログ温度センサ１０からの検出信号は受信
機１２に設けた温度データ入力部１４に与えられ
る。温度データ入力部１４はアナログ温度センサ
１０からの検出信号を所定周期、例えば５秒周期
でサンプリングしてデジタル温度データに変換し
て出力する。

温度データ入力部１４でサンプリングされ、且
つデジタルデータに変換された温度データは温度
差検出部１６に与えられ、温度差検出部１６でそ
のときの検出温度Tnと後の説明で明らかにする
参照温度設定部２０により設定されている参照温
度Tcとの温度差ΔTを検出する。温度差検出部１
６で温度差の検出に用いられる参照温度Tcは参
照温度補正部１８及び参照温度設定部２０により
作り出され、両者によつて参照温度演算部が構成
される。

参照温度補正部１８は温度差検出部１６を介し
て検出温度Tnと参照温度Tcとの温度差ΔTが得
られる毎に次式によつて参照温度Tcを更新する。

Tc′＝（Tn−Tc）＊３／100＋Tc ……(1) 但し、Tnは今回の検出温度 Tcは今回の参照温度 Tc′は次回の参照温度 この第(1)式の意味するところは、温度差検出部
１６により得られた検出温度Tnと参照温度Tcと
の温度差ΔTに予め定めた１より小さい係数、例
えば3/100＝0.03を参照温度の補正値として演算
し、元の参照温度Tcに加え合わせるものである。
このように参照温度補正部１８で補正された参照
温度Tc´は参照温度設定２０により次回の参照温
度として設定される。

尚、補正値の係数は後に説明する火災判断部２
２の閾値Tsの設定値と温度データのサンプリン
グ周期等により決定されるものである。

温度差検出部１６の検出出力は火災判断部２２
に与えられ、火災判断部２２は予め定めた閾値
Tsと温度差ΔTを比較し、温度差ΔTが閾値Ts以
上となつたときに火災と判断して火災判断出力を
警報出力部２４に生じ、警報出力部２４によつて
受信機１２における火災警報及び火災検出に基づ
く連動制御等が行なわれる。

次に、第１図の実施例の作用を説明する。

第２図はアナログ温度センサ１０の検出温度が
直線的に上昇したときの参照温度Tc及び温度差
検出部１６で検出される温度差ΔTの時間変化を
示した説明図である。

第２図において、実線で示すように検出温度
Tnが所定の傾きをもつて直線的に上昇したとす
ると、前記第(1)式で演算される参照温度Tcは点
線で示すように、時間の経過に伴つて検出温度
Tnとの温度差が広がり、ある時間を経過すると
一定の温度差を保つたまま検出温度Tnと同じ傾
きで上昇するようになる。

そのため、検出温度Tnと参照温度Tcの温度差
ΔTは、検出温度Tnの上昇に応じて指数関数的に
増加し、ある時間を経過すると一定値に収束する
ようになる。

第３図は検出温度Tnの上昇速度（変化率）を
パラメータとした検出温度Tnと参照温度Tcとの
温度差ΔTの時間変化を示した説明図である。

第３図から明らかなように、検出温度の上昇速
度が大きい程、温度差の上昇率及び収束値が高
く、検出温度の上昇速度が小さい程、温度差の上
昇率及び収束値は低い値をもつことになる。

従つて、第３図に示す温度差ΔTの特性から第
１図の実施例における火災判断部２２に設定する
閾値Tsを決めることができる。

例えば、日常的に予想される温度の上昇速度と
火災による温度上昇速度との限界値を３［deg／
min］とすると、上昇速度３［deg／min］のとき
の温度差の収束値を超える例えばTs＝10［deg］
に閾値を設定すればよい。

勿論、検出感度を更に高くしたいときには閾値
Tsを限界値となる３［deg／min］の収束値によ
り近づけ、一方、検出感度を下げる場合には更に
高い閾値Tsを設定すればよい。

第４図は火災判断部２２に設定する閾値Tsに
よる火災判断に要する時間を示した説明図であ
る。

即ち、第４図には25℃を初期値とした異なる温
度上昇率をもつ検出温度の上昇特性を示してお
り、例えば第３図に示したように閾値TsをTs＝
10［deg］に設定した場合、各温度上昇直線に対
し黒丸印を結んだ一点鎖線で与えられる火災判断
時間の特性となる。この火災判断時間の特性は、
例えば閾値TsをTs＝15［deg］のように高くする
と、三角印を結んだ一点鎖線のように火災判断時
間が長くなり、逆に閾値TsをTs＝7.5［deg］のよ
うに低くすると丸印を結んだ一点鎖線で示すよう
に火災判断時間を短くすることができる。

また、第４図において閾値Ts＝10［deg］とし
た黒丸印を一点鎖線で結んだ特性を見ると、上昇
速度が15［deg／min］のときは約１分20秒で火災
判断が出され、例えば従来の差動式熱感知器に要
求される4.5分以内に発報とする性能を充分に満
足できる。一方、３［deg／min］の上昇速度につ
いては、15分以内に発報することはないため、こ
の点の性能も充分に満足している。

第５図は第１図の受信機１２における火災判断
処理を示したフローチヤートである。

第５図のフローチヤートにおいて、まずステツ
プS1でサンプリング周期を監視しており、例え
ば５秒のサンプリング周期に達するとステツプ
S2に進んでそのときの温度データTnを取り込み、
ステツプS3で検出温度Tnから参照温度Tcを引い
て温度差ΔTを求める。続いてステツプS4で前記
第(1)式に基づいて参照温度Tcの補正演算を行な
う。ステツプS5で閾値Tsと温度差ΔTとを比較
し、温度差ΔTが閾値Tsよりも小さければ再びス
テツプS1に戻り、一方、閾値Ts以上であれば火
災と判断してステツプS6で火災警報を出し再び
ステツプS1に戻るようになる。

第６図は本発明の他の実施例を示したブロツク
図であり、この実施例は第１図の実施例に示した
差動式による火災判断に定温式の火災判断を加え
たことを特徴とする。

即ち、アナログセンサ１０及び受信機１２に設
けられる差動式の火災判断のブロツクは第１図の
実施例と同じであるが、これに加えて定温比較部
２６を新たに設ける。定温比較部２６には温度デ
ータ入力部１４で所定のサンプリング周期毎にサ
ンプリングされてデジタルデータに変換された温
度データが入力され、定温火災判断の閾値として
例えば閾値60℃が設定されており、検出温度が60
℃以上になると火災と判断して警報出力部２４に
火災判断出力を与える。

このように定温比較部16を設けることにより、
第４図に示したように差動式の火災判断では緩慢
な温度上昇が長時間続いて高温状態になつても火
災と判断できない欠点があるので、このような場
合は定温比較部26が有効に働いて火災判断を出す
ことができる。

第７図は本発明の他の実施例を示したブロツク
図であり、この実施例にあつては火災の差動判断
に用いる温度データの最高値に制限を加え、且つ
サンプリングされた温度データの移動平均を行な
うようにしたことを特徴とする。

第７図において、アナログ温度センサ１０の検
出信号は受信機１２の温度データ入力部１４で所
定周期毎にサンプリングされてデジタル温度デー
タに変換された後、新たに設けた最大値制限部２
８に与えられる。最大値制限部２８は温度データ
の変化率の最大値を例えば60［deg／min］に制限
するもので、例えば温度データ入力部１４のサン
プリング周期を５秒とすると、最大値制限部２８
は今回の検出温度が前回の検出温度と比較して５
［deg］以上変化している場合には今回の検出温
度を使用せず、その代わりに前回の検出温度Tn
−１に５［deg］の加算（温度が減少している場
合には減算）したものを検出データTnとして出
力する、この最大値制限部２８により機能は火災
現象によるアナログ温度センサ１０の検出温度の
変化としては、５秒間に５［deg］以上の変化は
考えにくいためであり、従つて、最大値制限部２
８は電気的なノイズ除去に効果的である。

最大値制限部２８の出力は新たに設けた移動平
均演算部３０に入力される。移動平均演算部３０
は40ｍHzを遮断周波数としてそれ以上の周波数成
分をカツトするデジタルフイルタとしての機能を
もち、火災現象による温度変化には影響を与え
ず、電気的なノイズ等による温度変化を取り除く
機能を有する。具体的には現時点より５周期前ま
での５つの検出温度の移動平均を演算するように
なる。

移動平均演算部３０に続いては設けられた温度
差検出部１６、参照温度補正部１８、参照温度設
定部２０、火災判断部２２及び警報出力部２４の
構成及び作用は第１図の実施例と同じになる。

このように第７図の実施例にあつては、差動式
による火災判断に先立つて最大値制限部２８およ
ひ移動平均演算部３０によりサンプリングされた
温度データに前処理を施すことで、火災以外の原
因による電気的なノイズを確実に除去し、差動式
による火災判断の信頼性を大幅に向上することが
できる。

勿論、第７図の実施例についても第６図の実施
例と同様、定温比較部２６を設け、移動平均演算
部３０の出力データを使用して定温式による火災
判断を合せて行なうようにしてもよい。

尚、上記の実施例にあつては、受信機１２にア
ナログ温度センサ１０を１台接続した場合を例に
とるものであつたが、受信機１２に複数のアナロ
グ温度センサを接続し、スキヤンニングにより各
温度センサからの検出温度を順次取込んで火災判
断を行なうようにしてもよい。

また、差動式の火災判断部をアナログ温度セン
サと共に感知器自体に設け、警報出力部２４の出
力信号を受信機に送出するようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、温度
センサの検出信号を所定周期毎にサンプリング
し、サンプリング毎に検出温度と参照温度の差に
基づいて参照温度が補正され、検出温度と補正さ
れた参照温度との温度差が予め定めた閾値以上に
なつたときに火災と判断するようにしたため、非
日常的な火災に起因した温度上昇を検出したとき
には即時に火災と判断し、火災による危険を最小
限にくいとめることができる。

また、検出温度の上昇速度に応じて検出温度と
参照温度との温度差が一定値に収束する特性をも
つため、この温度差の収束値に基づいて火災判断
の閾値を決めることで最適な火災判断特性を設定
することができ、例えば従来のダイヤフラムを用
いた差動式熱感知器に要求される性能を簡単且つ
確実に決めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示したブロツク
図、第２図は検出温度が直線的に上昇したときの
本発明の参照値及び温度差の時間変化を示した説
明図、第３図は検出温度の上昇速度をパラメータ
として温度差の時間変化を示した説明図、第４図
は本発明による火災判断時間を検出温度の上昇速
度をパラメータとして示した説明図、第５図は第
１図の実施例による火災判断処理を示したフロー
チヤート、第６、７図は本発明の他の実施例を示
したブロツク図である。 １０：アナログ温度センサ、１２：受信機、１
４：温度データ入力部、１６：温度差検出部、１
８：参照温度補正部、２０：参照温度設定部、２
２：火災判断部、２４：警報出力部、２６：定温
比較部、２８：最大値制限部、３０：移動平均演
算部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周囲温度を検出する温度センサと； 該温度センサの検出温度を所定周期毎にサンプ
   リングするサンプリング手段と； 該サンプリング手段で検出温度をサンプリング
   する毎に、検出温度と参照温度の温度差を検出
   し、該温度差が予め定めた閾値以上になつたとき
   火災と判断する火災判断手段と； 該検出温度と参照温度の温度差に１より小さい
   所定の係数を掛け合わせた値を参照温度に加算し
   て次期参照温度を演算する参照温度演算手段と；
   を備えたことを特徴とする火災判断装置。