JPH0632138B2 - 火災報知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、火災による温度、煙濃度等をアナログセンサ
で検出して受信機側で火災を判断する火災報知装置に関
する。

（従来の技術） 近年、火災感知器に閾値をもたせて火災判断を行なって
いた所謂オン、オフ型の火災報知装置における誤報と火
災検出遅れの問題を解決するため、火災による温度また
は煙濃度等をアナログセンサで検出して受信機に送り、
受信機側で受信したアナログデータに基づいて火災を判
断するようにした所謂アナログ火災報知装置が提案され
ている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このようなアナログ火災報知装置では、セン
サからのアナログデータの処理により火災を判断するこ
とからアナログデータの信頼性が極めて重要になるが、
センサ自体の信頼性が得られてもセンサの設置条件、即
ち、センサを設置する天井面の高さが変った場合、同じ
火災条件であってもアナログデータが異なることが予想
される。

しかし、従来装置ではセンサを設置する天井面の高さは
考慮されておらず、高さの異なる天井面に複数のアナロ
グセンサを設置したときの火災判断の信頼性に問題があ
った。

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、火災による物理的現象の変化を検出するアナログ
センサの設置高さが異なっていても、設置高さの影響を
受けることなく火災判断の処理を確実に行なえるように
した信頼性の高い火災報知装置を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段） この目的を達成するための本願発明者等は、アナログ火
災センサを設置する天井面の高さを変えたときの検出出
力の高さに対する相関関係を実験的に考察し、この相関
関係に基づいてアナログデータを予め設定した基準高さ
で得られるデータに補正して火災を判断するようにした
ものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示したブロック図である。

まず構成を作用と共に説明すると、１ａ，１ｂ…１ｎは
火災による物理的現象の変化、例えば温度または煙濃度
をアナログ的に検出して出力するアナログセンサであ
り、アナログセンサ１ａ〜１ｎの検出出力は受信機２に
信号線接続されている。

尚、アナログセンサ１ａ〜１ｎの検出データは受信機２
からの時分割による呼出しに応じて送り出すようにして
もよい。

アナログセンサ１ａ〜１ｎを信号線接続した受信機２に
はサンプリング回路３が設けられ、アナログセンサ１ａ
〜１ｎのアナログ検出信号を一定周期毎に順次サンプリ
ングし、Ａ／Ｄ変換器４でディジタル信号に変換してい
る。Ａ／Ｄ変換器４の出力は補正演算回路５に入力さ
れ、設置高設定回路６で設定したアナログセンサ１ａ〜
１ｎのそれぞれの天井面に対する設置高さに基づいて検
出データを規定の天井面の高さ、例えば２．５ｍに設置
した場合の検出データに修正する補正演算を実行する。

この補正演算回路５による検出データの補正は、第２，
３図に示す実験的に得られたアナログセンサを設置する
天井面の高さを変えたときのセンサ検出出力の変化を示
すグラフから得られた相関関係に基づいて行なわれる。

即ち、第２図は火点の直上２．５ｍの高さに煙センサを
設置したときの出力レベルを１．０とし、煙センサの高
さを変えたときの検出レベルの相対値の実験データに基
づく変化を示しており、また第３図は温度センサを火点
の直上２．５ｍに設置したときの検出レベルを１．０と
し、天井面の高さを変えたときの検出レベルの相対値の
実験データに基づく変化を示しており、相対値をｙ、天
井面の高さをＨとすると、第２，３図のいずれの場合に
も、 ｙ＝α・ｅｘｐ〔−β・（Ｈ−Ｈ_ｏ）〕 …(1) 但し、αはセンサ出力のバラ付きを修正する係数 Ｈ_０は天井高さ＝２．５ｍ で与えられる定数βに従った天井面の高さＨに対する相
対出力ｙの関係が得られることが実験的に確認できた。

従って、第１図の補正演算回路５は前記(1)式の相関関
係に基づいた検出データの補正演算を実行する。

この補正演算は、実際の検出データをＤｒとすると、前
記第(1)式に基づいて、 として、補正データＤｓを求めることができる。

ここで、第(2)式右辺のβは第２，３図に示したグラフ
から得られる定数であり、また、天井面の高さＨはアナ
ログセンサ毎に予めわかっていることから、前記第(2)
の右辺について、 とし、補正係数Ｋをアナログセンサ毎に定めることがで
きる。

従って、第１図の補正演算回路５においては、 Ｄｓ＝Ｄｒ・Ｋ ……(4) となる補正演算を実行し、アナログセンサ１ａ〜１ｎを
設定した天井面の高さが異なっても常に相対出力ｙ＝
１．０を与える天井面の高さＨ＝２．５ｍに設置したと
きの検出データを補正演算により求めることになる。

勿論、相対出力ｙ＝１．０を与える天井面の基準高さは
Ｈ＝２．５ｍに限定されず、適宜の高さを基準として定
めることができる。又、アナログセンサの設置高さをい
くつかの段階に区分し、段階毎に補正係数Ｋを設定可能
とすることにより、設定が容易であり、天井面の高さが
少しくらい変更しても、その度に設定変更を行うことが
ない。

再び第１図を参照するに、補正演算回路５で基準とする
天井面の高さに補正された検出データは、火災判断回路
７に与えられ、補正データに基づいた火災判断が行なわ
れる。この火災判断回路７における火災判断としては、
例えば現在の検出データに基づいて危険度を演算して火
災を判断する処理が実行される。ここで危険度とは火災
の発生による温度または煙濃度の上昇で、近い将来、人
間に対する環境状態が危険な状態に達するまでの時間と
して定義される。

この危険度の演算としては、現在の検出データと前回の
検出データの差に基づいて予め定めた危険レベルに達す
るまでの時間を予測演算する差分法、あるいは火災によ
る温度または煙濃度の変化も多項式で近似し、現在及び
過去に得られている複数の検出データから、多項式の定
数を演算し、予め定めた危険レベルに到達するまでの時
間を多項式の解として求める関数近似法がある。

このような差分法または関数近似法で危険度が演算され
たならば、予め定めた危険度の閾値と比較し、危険レベ
ルに達するまでの時間、即ち危険度が短いほど火災の可
能性が高いことから、演算した危険度が危険度の閾値を
下回ったとき火災と判断して出力する。

更に、差分法または関数近似法による火災の予測判断の
他に、補正した検出データを予め設定した警報レベルの
閾値と比較し、検出データが閾値レベルを越えたときに
火災と判断するようにしてもよい。

このような火災判断回路７における火災判断で火災出力
が得られると、火災出力は警報表示部８に与えられ、ア
ナログセンサの設置地区を示す地区表示と共に火災の警
報表示を行なうようにしている。

次に、第１図の実施例の動作を第４図に示す動作フロー
を参照して説明する。

まず、受信機２のサンプリング回路３は一定周期毎にア
ナログセンサ１ａ〜１ｎよりのアナログ検出データＤ
１，Ｄ２，…Ｄｎをブロックａで順次サンプリングして
おり、サンプリングデータはＡ／Ｄ変換器４でディジタ
ルデータに変換されて補正演算回路５に与えられる。

一方、設置高設定回路６には各アナログセンサ１ａ〜１
ｎ毎の設置高さが予め設定されており、検出データごと
に対応するアナログセンサの設置高さを使用してブロッ
クｂで前記(4)に基づく補正演算を実行し、補正データ
を求める。このブロックｂで演算された補正データは火
災判断回路７に与えられて判別ブロックｃで差分法また
は関数近似法に基づく予測演算で得られた危険度と危険
度の閾値を比較するか、あるいは補正データを予め設定
した警報レベルの閾値と比較することにより火災判断を
行ない、危険度については危険度閾値以下となったとき
火災と判断してブロックｄで火災警報を行ない、また補
正された検出データが予め設定した警報レベルの閾値以
上となったとき同様に火災と判断してブロックｄで火災
警報を行なうようになる。

このように、この実施例によれば、アナログ火災センサ
を設置する天井面の高さを変えたときの検出出力の高さ
に対する相関関係を実験的に考察し、この相関関係に基
づいてアナログデータを予め設定した基準高さで得られ
るデータに補正して火災を判断するようにしたので、よ
り実際の火災状況に即した火災判断を行うことができ、
火災判断の精度の向上を図ることができる。

次に本発明の補正演算で用いる他の補正係数として煙の
拡散モデルから近似的に得られる補正係数を説明する。

第５図は火点Ｆからの煙の拡散状態を近似的に示した煙
拡散モデルの説明図であり、火点Ｆから円錐状に煙が拡
散する状態を示している。

ここで、相対出力ｙ′を求めるためにアナログセンサを
設置する基準高さをＨ_０、高さを変えたアナログセンサ
ンの設置高さをＨとし、高さＨ_０，Ｈにおける拡散面積
をＳ_０，Ｓとした場合、アナログセンサの出力は拡散面
積に反比例する関係をもつ。

従って、基準高さＨ_０に対する設置高さＨのアナログセ
ンサの相対出力ｙ′は、 で与えられる。但し、αはセンサ出力のバラつきを補正
する係数である。

そこで、前記第(5)式における拡散面積ＳＯ，Ｓを求め
るために第５図の円錐断面を取出すと第６図に示すよう
になり、半径ｒ_０，ｒは ｒ＝（Ｈ−Ｈ_０）・ｔａｎθ＋ｒ_０ ……(6) ｒ_０＝Ｈ_０・ｔａｎθ ……(7) となる。尚、ｔａｎθは、実験値により求まる係数であ
る。

この第(6)，(7)を前記第(5)式に代入すると、 が得られる。

従って、アナログセンサの設置高さＨが判れば、基準高
さＨ_０に対する相対出力ｙ′が求まり、前述の実施例と
同様に、検出データの補正演算を行なうことができる。
尚、円錐の頂点である火点Ｆは理想的な点であり、実際
は火点Ｆでなく、所定面積Ｓ′となるため基準高さＨ_０
は床よりも下となる。

尚、第１図に示す実施例では検出データの補正演算を受
信機側で行なっているが、アナログセンサ１ａ〜１ｎの
それぞれに補正演算回路を設けて、天井面の高さに基づ
いて補正されたデータを受信機２に出力するようにして
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、火災による周
囲環境の物理的現象の変化をアナログセンサで検出し、
アナログセンサの検出信号に基づいて火災を判断する火
災報知装置において、アナログセンサの設置位置の高さ
に応じてアナログセンサの検出信号を補正するようにし
たため、アナログセンサを設置する天井面の高さが変っ
ても、常に一定の高さに設置したと同じ火災判断を行な
うことができ、極めて信頼性の高い火災判断を行なうこ
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ック図、 第２図と第３図は天井面の高さに対するセンサ出力の相
対変化を示したグラフ図、 第４図は第１図の実施例の動作を説明するためのフロー
チャート、 第５図は他の補正係数を求めるために想定した煙の拡散
モデルの説明図、 第６図は第５図の拡散面積を求めるために使用する拡散
モデルの断面図である。 （符号の説明） １ａ〜１ｎ；アナログセンサ ２；受信機 ３；サンプリング回路 ４；Ａ／Ｄ変換器 ５；補正演算回路 ６；設置高設定回路 ７；火災判断回路 ８；警報表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 茂 神奈川県平塚市八千代町９―19 (72)発明者 室井 徳雄 東京都板橋区赤塚新町１−８―３ (72)発明者 石井 弘允 千葉県千葉市花見川１番24棟405号 (72)発明者 小野 隆 神奈川県横浜市港北区高田町1164番地５ (56)参考文献 特開 昭57−60493（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−97690（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−23599（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−119795（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】火災の発生による周囲環境の物理的現象の
   変化をアナログ的に検出してアナログ検出信号を出力す
   るアナログセンサと、 該アナログセンサの設置位置の高さを設定する設置高設
   定部と、 該設置高設定部で設定されたアナログセンサの設置位置
   の高さに基づいて、実際にアナログセンサから得られる
   アナログ検出信号を基準の設置位置の高さに設置した場
   合の検出信号に補正演算する補正演算部と、 該補正演算部で補正演算された検出信号に基づいて火災
   判断処理を行う火災判断部と、 該火災判断部の火災出力により警報表示を行う警報表示
   部とを設けたことを特徴とする火災報知装置。