JPH0773383A

JPH0773383A - 火災報知装置

Info

Publication number: JPH0773383A
Application number: JP13628791A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yamauchi; 幸雄山内; Akira Kitajima; 朗北島; Shigeru Otani; 茂大谷; Tokuo Muroi; 徳雄室井; Hiromitsu Ishii; 弘允石井; Takashi Ono; 隆小野
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1991-06-07
Filing date: 1991-06-07
Publication date: 1995-03-17
Anticipated expiration: 2012-07-30
Also published as: JP2635239B2

Abstract

(57)【要約】【目的】火災による物理的現象の変化を検出して受信
機側で火災を判断する火災報知装置において、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。【構成】アナログ火災センサを設置する天井面の高さ
を変えたときのアナログ検出信号の高さに対する相関関
係を実験的に考察し、火災判断の基準である警報レベル
閾値をこの相関関係に基づいて補正演算して、この補正
された警報レベル閾値とアナログセンサから出力される
アナログ検出信号とを比較したり、あるいは、過去から
現在までに得られたアナログ火災センサからのアナログ
検出信号の変化傾向に基づいて将来の危険度の値を演算
すると共に、火災発生の判断基準である危険度閾値を上
記アナログセンサの設置位置の高さで補正演算処理し、
その補正演算処理で求まる危険度閾値と上記危険度の値
とを比較することにより火災発生の有無の判断を行うよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【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。

【０００３】

【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。

【０００４】

【課題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。

【０００５】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
たときのアナログ検出信号の高さに対する相関関係を実
験的に考察し、火災判断の基準である警報レベル閾値を
この相関関係に基づいて補正演算して、この補正された
警報レベル閾値とアナログセンサから出力されるアナロ
グ検出信号とを比較することにより火災発生の有無を判
断するようにした。

【０００６】又、過去から現在までに得られたアナログ
火災センサからのアナログ検出信号の変化傾向に基づい
て将来の危険度の値を演算すると共に、火災発生の判断
基準である危険度閾値を上記アナログセンサの設置位置
の高さで補正演算処理し、その補正演算処理で求まる危
険度閾値と上記危険度の値とを比較することにより火災
発生の有無の判断を行うようにした。

【０００７】

【作用】このような構成によれば、火災発生の有無の判
断基準として予め設定される警報レベル閾値あるいは危
険度閾値をアナログセンサの設置高さに対応して補正
し、アナログセンサから出力された直接のアナログ検出
信号と補正された警報レベル閾値を比較、あるいは、ア
ナログセンサから出力された検出信号に基づいて求めた
危険度の値と補正された危険度閾値を比較することによ
って火災の有無を判断するようにしたので、アナログセ
ンサの設置高さが異なることに起因する検出感度の変化
を補償して、常に一定の監視条件で火災判断を行うこと
ができ、火災判断の精度を向上させることができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず、危険度から火災発生を判断する火災報知装置
を説明する。図１に基づいて構成を説明すると、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から出力さ
れるアナログ検出信号は受信機２に信号線を介して供給
されている。尚、アナログセンサ１ａ〜１ｎからのアナ
ログ検出信号は受信機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。

【０００９】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てＡ／Ｄ変換器４でディジタル信号
に変換し、更にＡ／Ｄ変換器４の出力が火災判断回路６
に供給される。火災判断回路６は、現時点から過去に逆
上る所定期間内に得られた検出信号の変化傾向（温度ま
たは煙濃度の上昇傾向など）を演算し、この傾向から近
い将来の危険度を予測して、この危険度と予め内部に設
定されている判断基準の危険度閾値を比較することによ
り、火災発生の判断を迅速に行う機能を有する。

【００１０】ここで、危険度とは、火災発生による温度
又は煙濃度の上昇で、近い将来、人間に対する環境状態
が危険な状態（危険レベル）に達するまでの時間と定義
されるものである。例えば、この危険度を求めるための
処理としては、現時点でサンプリングして得られた検出
信号と前回のサンプリングで得られた検出信号の差に基
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
演算する差分法や、あるいは火災による温度または煙濃
度の変化を多項式で近似し、現在及び過去に得られてい
る複数の検出信号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適用される。そして、このような差
分法または関数近似法で算出された危険度を予め定めた
危険度閾値と比較し、その危険度が危険度閾値より小さ
な値の場合に火災発生と判断する。即ち、危険度は、現
時点から火災発生と判断される近い将来までの時間に相
当するから、危険度の値が小さいほど火災発生の可能性
が高いこととなり、このことから、危険度が危険度閾値
より小さな値の場合に火災発生と判断するようになって
いる。

【００１１】そして、火災判断回路６が火災発生と判断
するのに従って、警報表示部７が内部のディスプレーに
表示したり、警報ベルを鳴動する等の応動を行う。８は
設置高設定回路であり、アナログセンサ１ａ〜１ｎの夫
々の設置高さを予め設定する。９は閾値補正回路であ
り、火災判断回路７に設定されている上記の危険度閾値
を、設置高設定回路８に設定されている各アナログセン
サ１ａ〜１ｎの夫々の設置高さに応じて補正し、火災判
断回路６にその補正された危険度閾値と上記危険度を比
較させることによって、火災発生の有無を判断させる。

【００１２】この補正演算回路９による危険度閾値の補
正は、アナログセンサを設置した天井面の高さを変化さ
せた場合の該センサの検出信号出力の変化の相関関係
（図２と図３に示す）を実験的に求め、この相関関係に
基づいて行なわれる。即ち、図２は火点の直上から２．
５ｍの高さに煙センサを設置したときの検出信号のレベ
ルをｙ＝１．０とし、煙センサの高さを変えたときの検
出信号の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、又、図３は温度センサを火点の直上２．５ｍ
に設置したときの検出信号のレベルをｙ＝１．０とし、
天井面の高さを変えたときの検出信号のレベルの相対値
の実験データに基づく変化を示しており、相対値ｙと天
井面の高さＨとの関係式は、図２と図３のいずれの場合
にも、

【００１３】

【数１】

【００１４】で近似できることが実験的に確認できた。
但し、αはセンサ出力のバラ付きを修正する係数、Ｈo
は基準高さ２．５ｍ、βは所定の指数値である。更に、
上記式(1)の関係からセンサの設置高さＨに対する危険
度閾値Ｒの関係式を求めると、設置高さを２．５ｍ（基
準の高さ）とするときの予め設定される危険度閾値をＲ
o 、即ち、相対値がｙ＝１．０の時の危険度閾値がＲo
の関係にあるとすれば、

【００１５】

【数２】

【００１６】が求まり、図４に示すような相関関係とな
る。そして、上記式２と図４に示す相関関係の妥当性は
経験的に得られる事実からも明らかである。即ち、上述
したように、危険度とは現時点から近い将来において火
災と判断されるまでの時間に相当するものであり、アナ
ログセンサが設置される天井の高さが高いほど室内温度
の上昇が遅く、又煙濃度の上昇が遅い等の事実から、セ
ンサの設置位置が高くなるほど危険度閾値を大きくし
て、逸速く火災を検出することが必要であり、上記式２
と図４の相関関係に基づく補正は極めて妥当である。

【００１７】そして、第１図の閾値補正回路９は火災判
断回路６が危険度の演算による火災判断であるときには
上記式２に基づいて危険度の閾値を補正演算する。火災
判断回路６は、この閾値補正回路９で補正された危険度
閾値と危険度を比較することによって火災発生の有無を
判断する。次に、第１図の実施例の動作を図６の動作フ
ローに従って説明する。

【００１８】まずブロックａで前記式（２）に基づいて
各アナログセンサ毎に設定された天井面の高さＨから危
険度の閾値の補正演算を実行し、ブロックｂで各アナロ
グセンサ毎に得られた補正後の閾値Ｒ１，Ｒ２，…Ｒｎ
を設定する。続いて、ブロックｃでアナログデータをサ
ンプリングして検出データＤ１，Ｄ２，…Ｄｎを求め、
ブロックｄで現在および過去に得られた複数の検出デー
タから差分法もしくは閾数近似法によって危険度Ｒを演
算し、ブロックｂで求められているサンセ毎の補正され
た危険度の閾値と演算した危険度を比較し、演算した危
険度が補正された危険度の閾数以下であればブロックｆ
で火災警報を行なうようになる。

【００１９】次に、アナログセンサから出力される検出
信号を警報レベル閾値と比較することによって火災の有
無を判断すると共に、該警報レベル閾値をアナログセン
サの設置高さに応じて補正する火災報知装置の実施例を
説明する。尚、装置の構成は図１と同様であり、図１中
の火災判断回路６に予め基準として設定されている警報
レベル閾値Ｓo を、閾値補正回路９が設置高設定回路８
に設定されているアナログセンサの設置高さのデータに
基づいて補正するようになっている。

【００２０】即ち、この実施例においても、図２と図３
に対応する上記式(1)の関係からセンサの設置高さＨに
対する警報レベル閾値Ｓの相関関係を求め、この相関関
係に基づいて警報レベル閾値を補正する。アナログセン
サの設置高さを２．５ｍ（基準の高さ）とするときの予
め設定される警報レベル閾値をＳo 、即ち、相対値がｙ
＝１．０の時の警報レベル閾値がＳo であるとすれば、

【００２１】

【数３】

【００２２】が求まり、図５に示すような相関関係とな
る。そして、上記式３と図５に示す相関関係の妥当性は
経験的に得られる事実からも明らかである。即ち、温度
センサや煙センサ等のアナログセンサから出力される検
出信号のレベルは、これらのアナログセンサが設置され
る天井の高さが低いほど高くなり、逆に該天井が高くな
るほど温度や煙が拡散するので、低くなる。そして、天
井が高くなるほど相対的に警報レベル閾値に対する検出
信号レベルが下がるので火災判断が遅延することとな
る。したがって、天井が高くなるほど警報レベル閾値を
下げることにより、火災判断を迅速に行うことが必要と
なることから、図５に示す相関関係は実際の場合に妥当
性を有する。

【００２３】又、この補正による実施例の動作も、図６
に示すフローチャートと同様に処理されることとなる。
このように、上記式（２），（３）に基づいて補正処理
を行うこれらの実施例によれば、天井面の高さＨを幾つ
かの段階に区分し、段階毎に危険度閾値、警報レベル閾
値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
行うことがないという効果も得られる。

【００２４】以上に説明した実施例は、実験的に得られ
た図２や図３の相関関係に基づいて近似式（２），
（３）を求め、これらの式（２），（３）に従って各種
の閾値を補正する場合を説明したが、更に、このような
実験結果からではなく、理論的な解析に基づいた補正に
ついて説明する。即ち、上記式（２），（３）における
相対出力ｙを理論的に求める。

【００２５】図７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’を求める為にアナログセンサを設置する基準高さを
Ｈo、高さを変えたアナログセンサの設置高さをＨと
し、高さＨ_O，Ｈにおける拡散面積をＳo ，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。

【００２６】従って、基準高さＨo に対する設置高さＨ
のアナログセンサの相対出力ｙ’は

【００２７】

【数４】

【００２８】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、前記式（４）に
おける拡散面積Ｓo ，Ｓを求めるために図７の円錐断面
を取出すと図８に示すようになり、半径ｒo ，ｒは、

【００２９】

【数５】

【００３０】

【数６】

【００３１】となる。尚、ｔａｎθは、実験値により求
まる係数である。この式（５），（６）を前記式（４）
式に代入すると、

【００３２】

【数７】

【００３３】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Ｈo に対する相対出力ｙ’
が求まり、前述の実施例と同様に、検出データまたは閾
値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ではな
く、所定面積Ｓ’となるため基準高さＨo は床よりも下
となる。

【００３４】図９は本発明の補正演算を実行するために
使用する他の相対出力を求める高さに対するセンサ出力
の関係を示したグラフ図である。即ち、図９はアナログ
センサの設置高さＨを変えたときのセンサ出力ｘの実験
データを示したもので、同じ検出構造であってもセンサ
毎に特性が図示のようにバラ付き、また、同じセンサで
あっても燃焼物の種類により図示のように特性がバラ付
き、高さＨ＝０ｍの時のセンサ出力が異なった値を持
つ。ところが、高さの座標軸を想像線のように延長して
曲線を数式的に求めると、定数ａだけずらしたときにセ
ンサ出力が無限大となる関係をもつことが分る。

【００３５】そこで、図９の特性は、一般式として、

【００３６】

【数８】

【００３７】と表すことができる。この関係式から、基
準高さＨo の時のセンサ出力ｘo は

【００３８】

【数９】

【００３９】となり、また、高さＨの時のセンサ出力ｘ
は、

【００４０】

【数１０】

【００４１】となる。従って、相対出力ｙは、

【００４２】

【数１１】

【００４３】となり、この相対出力の関係から前述の実
施例と同様に検出データまたは閾値の補正を行なうこと
ができる。このように、理論的なモデルによっても実験
的に求めたのと同様の補正のための式を得られ、本発明
は、極めて合理的且つ信頼性の高い火災報知を実現する
ことができる。

【００４４】尚、第１図の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。

【００４５】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、火災発生の有無の判断基準として予め設定される警
報レベル閾値あるいは危険度閾値をアナログセンサの設
置高さに対応して補正し、アナログセンサから出力され
た直接のアナログ検出信号と補正された警報レベル閾値
を比較、あるいは、アナログセンサから出力された検出
信号に基づいて求めた危険度の値と補正された危険度閾
値を比較することによって火災の有無を判断するように
したので、アナログセンサの設置高さが異なることに起
因する検出感度の変化を補償して、常に一定の監視条件
で火災判断を行うことができ、火災判断の精度を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１図は本発明の実施例を示したブロック図で
ある。

【図２】天井面の高さに対する煙センサ出力の相対変化
を示したグラフ図である。

【図３】天井面の高さに対する温度センサ出力の相対変
化を示したグラフ図である。

【図４】危険度閾値の補正原理を説明するためのグラフ
図である。

【図５】警報レベル閾値の補正原理を説明するためのグ
ラフ図である。

【図６】実施例の処理動作を説明するためのフローチャ
ートである。

【図７】他の補正係数を求めるために想定した煙の拡散
モデルの説明図である。

【図８】拡散モデル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。

【図９】他の補正係数を求めるための高さに対するセン
サ出力の関係を示したグラフ図である。

【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；火災判断回路７；警報表示部８；設置高設定回路９；閾値補正回路

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【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、該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、火災判断を行うための警報レベル閾
値をアナログセンサを基準の設置位置の高さに設置した
場合の閾値と同様になるよう補正演算する閾値補正部
と、該閾値補正部で補正された警報レベル閾値と上記アナロ
グセンサから出力されるアナログ検出信号とを比較する
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。
【請求項２】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、該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、火災発生の判断基準である予め定められた危険度レベル
に達するまでの時間となる危険度閾値を上記設置高設定
部で設定された上記アナログセンサの設置位置の高さで
補正演算処理する補正演算部と、過去から現在までに得られた上記アナログ検出信号の変
化傾向に基づいて所定の危険レベルに達するまでの時間
となる危険度の値を演算すると共に、上記閾値補正部で
補正演算された危険度閾値と該危険度の値とを比較する
ことにより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。