JPH08315272A

JPH08315272A - 火災検出装置および火災検出方法

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Publication number: JPH08315272A
Application number: JP13867595A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tanaka; 弘田中; Shintaro Nomura; 愼太郎野村
Original assignee: Nittan Co Ltd
Current assignee: Nittan Co Ltd
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1996-11-29
Anticipated expiration: 2015-11-27
Also published as: JP3112057B2

Abstract

(57)【要約】【目的】赤外線センサと紫外線センサとの両方を用い
て火災判断を行なう場合に、火災判断をより信頼性良く
行なうことが可能である。【構成】装置のモードが火災処理モードに設定された
ときに、赤外線センサ１からの所定期間Ｔ₁にわたる赤
外線検出信号の平均ピークレベルおよび／またはピーク
度数を演算する赤外線処理手段４と、装置のモードが火
災処理モードに設定されたときに、所定期間Ｔ₂にわた
って紫外線センサ２からの紫外線放電パルスの個数を計
数する紫外線処理手段５と、上記赤外線処理手段４が演
算した赤外線検出信号の平均ピークレベルおよび／また
はピーク度数と上記紫外線処理手段５が計数した紫外線
放電パルスの個数の計数値とに基づいて火災か否かを判
断する判断処理手段６とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火災による炎からの赤
外線と紫外線との両方を検知して火災を検出する火災検
出装置および火災検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、火災時に発生する炎を検出して火
災判断を行なう火災検出装置として、例えば、特公平３
−３５７２０号公報に示されているように、火災時の炎
からの赤外線と紫外線との両方を検知して太陽光，溶
接，熱源等の非火災源による誤動作を防止する火災検出
装置が提案されている。

【０００３】すなわち、赤外線だけの検出では、太陽光
が物体(水たまり，木の葉など)に反射し、これが風等の
影響を受けて、炎と同等のちらつき信号として検出され
ることがある。また、紫外線だけの検出では、工事現
場，工場等の溶接光を炎からの光と誤検出する可能性が
ある。

【０００４】上述の火災検出装置では、これら両方の非
火災源による影響が同時に起きることが極めて少ないこ
とから、赤外線センサと紫外線センサ(ＵＶトロン)との
両方を用いて赤外線と紫外線との両方を検出し、赤外線
センサからの赤外線検出信号と紫外線センサからの紫外
線検出信号との比率を計算し、この比率を火災の特性範
囲と比較し、この比率が火災の特性範囲内にあるときに
火災として検出し、非火災源による誤警報の可能性を少
なくすることを意図している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の火災検出装置では、赤外線と紫外線との両方を検
出することで、非火災源による誤報を低減し、火災時に
発生する炎を信頼性良く検出することを意図している
が、この火災検出装置では、単に、赤外線検出信号と紫
外線検出信号との比率だけに基づいて火災判断を行なっ
ているので、火災判断をより信頼性良く正確に行なうに
は限界があった。

【０００６】本発明は、赤外線センサと紫外線センサと
の両方を用いて火災判断を行なう場合に、火災判断をよ
り信頼性良く行なうことの可能な火災検出装置および火
災検出方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、請求項１乃至請求項５，請求項８記載の
発明では、赤外線センサからの赤外線検出信号のレベル
が一定レベルに達した時点から、赤外線検出信号の所定
期間にわたる平均ピークレベルおよび／またはピーク度
数を求め、また、これと並行して、所定期間にわたる紫
外線センサの放電パルスの個数を計数し、赤外線検出信
号の平均ピークレベルおよび／またはピーク度数と紫外
線センサの放電パルスの個数とに基づいて火災判断を行
なう。これにより、赤外線センサと紫外線センサとの両
方を用いて火災判断を行なう場合に、火災判断をより信
頼性良く行なうことができる。

【０００８】特に、請求項２記載の発明では、赤外線処
理手段は、所定期間にわたる赤外線検出信号の平均ピー
クレベルおよび／またはピーク度数を演算する際、所定
期間にわたる赤外線検出信号のうち、所定レベルを越え
た赤外線検出信号についてのみピークを検知し、所定レ
ベルを越えた赤外線検出信号のピークについて平均ピー
クレベルおよび／またはピーク度数を求めるようになっ
ているので、火災判断を極めて信頼性良く行なうことが
できる。

【０００９】また、請求項５記載の発明では、赤外線処
理手段が演算した赤外線検出信号の平均ピークレベルお
よび／またはピーク度数と前記紫外線処理手段が計数し
た紫外線放電パルスの個数の計数値とに基づいて、火災
か否かを判断するとともに、火災の程度をも判断し、ま
た、火災の程度に応じた火災信号を出力する。これによ
り、火災判断をより一層信頼性良く行なうことができ
る。

【００１０】また、請求項６，請求項７記載の発明で
は、赤外線処理手段は、装置のモードが通常処理モード
に設定されている場合にも、一定の期間毎に赤外線セン
サからの赤外線検出信号を取り込み、このときの赤外線
検出信号にノイズが含まれているか否かを調べ、ノイズ
が含まれていないときには、赤外線センサが故障してい
ると判断し、また、紫外線処理手段は、装置のモードが
通常処理モードに設定されている場合にも、一定の期間
内の紫外線放電パルスの個数を計数し、該計数値が所定
値以下のときには、紫外線センサが故障していると判断
するようになっている。これにより、赤外線センサ，紫
外線センサの故障診断を自動的に行なうことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係る火災検出装置の構成例を示す
図である。図１を参照すると、この火災検出装置は、炎
から放射される赤外線を検出する赤外線センサ１と、炎
から放射される紫外線を検出する紫外線センサ２とを有
している。

【００１２】ここで、赤外線センサ１は、炎から放射さ
れる赤外線として、一般にはＣＯ₂共鳴放射の４．３μ
ｍ付近の赤外線(約４．１乃至４．７μｍの範囲の赤外
線)を検出し、赤外線検出信号を出力するようになって
いる。

【００１３】一方、紫外線センサ２には、例えばＵＶト
ロンが使用され、紫外線センサ２は、紫外線(例えば２
００〜２５０ｎｍ程度の波長域の光)を検知すると、紫
外線の強度(光量)に応じた個数の紫外線放電パルスを出
力するようになっている。

【００１４】本実施例の火災検出装置も、前述した従来
の火災検出装置と同様に、赤外線センサ１と紫外線セン
サ２との両方を用いているが、本実施例の火災検出装置
では、さらに、装置のモードを通常処理モードまたは火
災処理モードに設定するモード設定手段３と、装置のモ
ードが火災処理モードに設定されたときに、赤外線セン
サ１からの赤外線検出信号を所定の時間間隔Δｔでサン
プリングして所定期間Ｔ₁にわたる赤外線検出信号の平
均ピークレベルＰＡＶおよび／またはピーク度数ＰＣＮ
Ｔを演算する赤外線処理手段４と、装置のモードが火災
処理モードに設定されたときに、所定期間Ｔ₂にわたっ
て紫外線センサ２からの紫外線放電パルスの個数ＵＶを
計数する紫外線処理手段５と、火災処理モードに設定さ
れているときに、上記赤外線処理手段４が演算した赤外
線検出信号の平均ピークレベルＰＡＶおよび／またはピ
ーク度数ＰＣＮＴと上記紫外線処理手段５が計数した紫
外線放電パルスの個数の計数値ＵＶとに基づいて火災か
否かを判断する判断処理手段６と、該判断処理手段６に
より火災と判断されたときに火災信号を出力する出力手
段７とが設けられている。

【００１５】図２は火災時の炎から放射される赤外線の
強度レベル(赤外線センサ１からの赤外線検出信号)の時
間的変化の一例を示す図である。なお、赤外線センサ１
からの赤外線検出信号は、正確には、正電圧，負電圧の
両方のレベルをもつ信号となるが、図２の赤外線強度レ
ベルは、赤外線センサ１からの赤外線検出信号(交流レ
ベル)を例えばＤＣ変換器によってＤＣ変換(整流)し
て、赤外線検出信号のうち負電圧の部分を“０”Ｖにク
リッピングしたものとなっている。しかし、本発明にお
いては、説明の便宜上、赤外線の強度レベルと赤外線検
出信号とを同義語として扱う。

【００１６】図２を参照すると、火災時の炎から放射さ
れる赤外線の強度レベルは、所定レベルＲＥＦ(例えば
０．２Ｖ)以上となるものが多くなり、また、火災時の
炎から放射される赤外線の強度レベルは、例えば８Ｈｚ
程度の時間的揺らぎ，すなわち、ちらつき周波数特性を
有する。

【００１７】このことに着目し、本実施例では、上記モ
ード設定手段３は、通常時には、装置のモードを通常処
理モードに設定しているが、赤外線の強度レベル(赤外
線センサ１からの赤外線検出信号のレベル)が所定レベ
ルＲＥＦ(例えば０．２Ｖ)に達したときに、火災発生の
可能性があると判断し、装置のモードを火災処理モード
に切替設定するようになっている。

【００１８】また、赤外線処理手段４は、赤外線の強度
レベルが所定レベルＲＥＦに達して装置のモードが火災
処理モードに設定されたとき、この時点からの赤外線の
強度レベルが火災時の炎特有の強度レベル特性，時間的
揺らぎ(ちらつき)特性をどの程度有しているかを調べる
ため、火災処理モードに設定された時点から所定期間Ｔ
₁にわたって、赤外線検出信号(赤外線強度レベル)のピ
ーク(例えば所定期間Ｔ₁にわたる赤外線強度レベルのう
ち、所定レベルＲＥＦを越えた赤外線強度レベルのピー
ク)を検知し、所定期間Ｔ₁にわたる各ピークのレベルの
平均をとって平均ピークレベルＰＡＶとして求め、ま
た、所定期間Ｔ₁にわたるピークの回数をピーク度数(す
なわち、ゆらぎの回数)ＰＣＮＴとして求めるようにな
っている。

【００１９】より具体的に、図２に示すように、赤外線
強度レベルが所定レベルＲＥＦを越えた時点から所定期
間Ｔ₁にわたって赤外線強度レベルを所定時間間隔Δｔ
で、データとして取り込み(サンプリングし)、従って、
所定期間Ｔ₁においては、約Ｔ₁／Δｔ個のデータを取り
込み(サンプリングし)、赤外線処理手段４は、例えば、
このようにして取り込まれた約Ｔ₁／Δｔ個のデータ(赤
外線強度レベル)のうち、所定レベルＲＥＦを越えたも
ののみに着目し、所定レベルＲＥＦを越えた赤外線強度
レベルの増減を検知して、その山の部分，すなわち強度
レベルのピークを検知するようになっている。

【００２０】そして、所定期間Ｔ₁において、強度レベ
ルのピークの個数を例えばｍ個として検知し、各ピーク
のレベル(強度レベル)をＬ₁，Ｌ₂，…，Ｌ_mとして検知
したとき、平均ピークレベルＰＡＶ，ピーク度数ＰＣＮ
Ｔを、例えば次式によって求めるようになっている。

【００２１】

【数１】

【００２２】赤外線処理手段４において、このようにし
て求めた平均ピークレベルＰＡＶは、赤外線の強度レベ
ルが火災時の炎特有の赤外線強度レベル特性をどの程度
有しているかを判断するのに用いられ、また、上記のよ
うに求めたピーク度数ＰＣＮＴは、赤外線強度レベルに
関するゆらぎ周波数を反映したものとなっていることか
ら、赤外線強度レベルの時間的変化が火災時の炎特有の
時間的揺らぎ(ちらつき)特性をどの程度有しているかを
判断するのに用いられる。

【００２３】また、紫外線センサ２から出力される単位
時間当りの紫外線放電パルスの生起個数は、これに入光
する紫外線の強度(光量)に応じたものであり、従って、
装置のモードが火災処理モードに設定された時点から紫
外線処理手段５において所定期間Ｔ₂にわたって計数さ
れた紫外線放電パルスの個数ＵＶに基づいて、紫外線の
強度(光量)が火災時の炎特有の紫外線強度(光量)特性を
どの程度有しているかを判断することができる。

【００２４】なお、火災処理モード時に、赤外線処理手
段４において平均ピークレベルＰＡＶ，ピーク度数ＰＣ
ＮＴを求めるのに用いられる所定期間Ｔ₁，紫外線処理
手段５において紫外線放電パルスの個数を計数するのに
用いられる所定期間Ｔ₂については、これらをそれぞれ
独立に設定することができ、この場合、所定期間Ｔ₁に
ついては、例えば火災処理モード時に演算される赤外線
強度レベル(赤外線検出信号)の平均ピークレベルおよび
／またはピーク度数に応じて可変に設定することがで
き、また、所定期間Ｔ₂については、火災処理モード時
に得られる紫外線放電パルスの個数の計数値に応じて可
変に設定することができる。

【００２５】あるいは、所定期間Ｔ₁とＴ₂とを同じ(Ｔ₁
＝Ｔ₂)に設定することもでき、この場合、Ｔ₁，Ｔ₂は、
例えば、火災処理モード時に演算される赤外線強度レベ
ル(赤外線検出信号)の平均ピークレベルおよび／または
ピーク度数と火災処理モード時に得られる紫外線放電パ
ルスの個数の計数値に応じて、可変に設定することもで
きるし、あるいは、所定期間Ｔ₁については、例えば火
災処理モード時に演算される赤外線強度レベル(赤外線
検出信号)の平均ピークレベルおよび／またはピーク度
数だけに応じて可変に設定することもでき、また、所定
期間Ｔ₂については、火災処理モード時に得られる紫外
線放電パルスの個数の計数値だけに応じて可変に設定す
ることもできる。

【００２６】図３は高レベル火災時における火災判断処
理の一例を示す図であり、また、図４は通常レベル火災
時における火災判断処理の一例を示す図である。なお、
図３，図４の例においては、所定期間Ｔ₁とＴ₂とを同じ
に設定している。

【００２７】先ず、高レベル火災時においては、図３
(ａ)に示すように、火災時の炎から放射される赤外線の
強度レベル(赤外線検出信号のレベル)は大きく、また、
その揺らぎ回数も大きなものとなり、また、図３(ｂ)に
示すように、火災時の炎から放射される紫外線の強度
(光量)，すなわち紫外線放電パルスの個数も多い。従っ
て、所定期間(Ｔ₁＝Ｔ₂)が図３(ｃ)に示すように、４．
５秒程度の短かい期間であっても、この所定期間(Ｔ₁＝
Ｔ₂＝４．５秒)だけで、赤外線検出信号の平均ピークレ
ベルＰＡＶ，ピーク度数ＰＣＮＴおよび紫外線放電パル
スの個数計数値ＵＶは、一般に、それぞれ十分に大きな
値となり、従って、これらに基づき、判断処理部６は、
高レベル火災と判断し、出力手段７は図３(ｄ)に示すよ
うな早期のタイミングで火災信号を出力し、さらには、
火災の程度が高レベル火災である旨を出力することがで
きる。

【００２８】また、通常レベル火災時においては、図４
(ａ)に示すように、火災時の炎から放射される赤外線の
強度レベル(赤外線検出信号のレベル)，その揺らぎ回数
は、一般に、高レベル火災時に比べれば小さく、また、
図４(ｂ)に示すように、火災時の炎から放射される紫外
線の強度(光量)，すなわち紫外線放電パルスの個数も、
一般に、高レベル火災時に比べれば少ない。従って、こ
の場合には、所定期間(Ｔ₁＝Ｔ₂)が４．５秒程度の短か
いものであるときには、この所定期間(Ｔ₁＝Ｔ₂＝４．
５秒)において求めた赤外線検出信号の平均ピークレベ
ルＰＡＶ，ピーク度数ＰＣＮＴおよび紫外線放電パルス
の個数計数値ＵＶも、一般に、高レベル火災時に比べれ
ば小さくなり、これらに基づいては火災か否かの判断を
正確に行なうことができない。

【００２９】そこで、所定期間(Ｔ₁＝Ｔ₂＝４．５秒)に
おける赤外線検出信号の平均ピークレベルＰＡＶ，ピー
ク度数ＰＣＮＴおよび紫外線放電パルスの個数計数値Ｕ
Ｖが、ある程度大きいが、十分には大きくない場合、こ
れが火災であるか否かの判断を正確に行なうため、上記
所定期間(Ｔ₁＝Ｔ₂)をより長い期間，例えば図４(ｃ)に
示すように、上記のように設定した期間(４．５秒)の２
倍の期間に、すなわちＴ₁＝Ｔ₂＝９秒に設定変更するこ
とができる。このときには、所定期間(Ｔ₁＝Ｔ₂)とし
て、より長い期間９秒にわたって、赤外線検出信号の平
均ピークレベルＰＡＶ，ピーク度数ＰＣＮＴおよび紫外
線放電パルスの個数計数値ＵＶを求め、判断処理部６
は、これらに基づいて、火災か否かの判断を行なうこと
ができ、火災と判断されたときには、出力手段７は、図
４(ｄ)に示すようなタイミングで火災信号を出力し、さ
らには、火災の程度が通常レベル火災である旨を出力す
ることができる。

【００３０】具体的に、例えば次の条件を満たすとき、
高レベル火災と判断するでことができる。所定期間(Ｔ₁＝Ｔ₂) ４．５秒間赤外線強度レベル平均ピークレベルＰＡＶ≧０．５Ｖピーク度数ＰＣＮＴ ≧２８回(４．５秒間当り) 紫外線放電パルスの個数計数値ＵＶ ≧５０(４．５秒間当り)

【００３１】また、例えば次の条件を満たすとき、通常
レベル火災と判断することができる。所定期間(Ｔ₁＝Ｔ₂) ９．０秒間赤外線強度レベル平均ピークレベルＰＡＶ≧０．２Ｖピーク度数ＰＣＮＴ ≧１３ (４．５秒間当り) 紫外線放電パルスの個数計数値ＵＶ ≧４０ (４．５秒間当り)

【００３２】また、赤外線処理手段４および判断処理手
段６は、装置のモードが火災処理モードに設定されてい
ないときにも(すなわち通常処理モードに設定されてい
る場合にも)、上記所定期間Ｔ₁よりも長く設定された一
定の期間Ｔ₃(例えば２４時間)毎に赤外線センサ１から
の赤外線検出信号を取り込み、このときの赤外線検出信
号にノイズ(例えばホワイトノイズ)が含まれているか否
かを調べ、ノイズが含まれていないときには、赤外線セ
ンサ１が故障していると判断する機能をも有し、赤外線
センサ１が故障していると判断したときには、例えば出
力手段７から故障信号を出力させるようになっている。

【００３３】また、紫外線処理手段５および判断処理手
段６は、装置のモードが火災処理モードに設定されてい
ないときには(すなわち通常処理モードに設定されてい
る場合には、上記所定期間Ｔ₂よりも長く設定された一
定の期間Ｔ₄(例えば２４時間)内の紫外線放電パルスの
個数を計数し、この計数値が所定値以下のときには、紫
外線センサ２が故障していると判断する機能をも有し、
紫外線センサ２が故障していると判断したときには、例
えば出力手段７から故障信号を出力させるようになって
いる。

【００３４】具体的に、例えば次の条件を満たすとき、
故障と判断することができる。紫外線放電パルスの個数２個以下 (２４時間当り) 赤外線強度レベル(４．５秒間当り) Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ＞４０ｍＶ

【００３５】ここで、Ｖｍａｘ，Ｖｍｉｎは取り込んだ
赤外線強度レベル(赤外線検出信号)のうちの最大レベ
ル，最小レベルを表わし、Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ＞４０ｍ
Ｖの条件を満たしているか否かにより、赤外線検出信号
がホワイトノイズを含んでいるか否かを判断できる。

【００３６】図５は図１の火災検出装置の具体的な構成
例を示す図である。図５を参照すると、この火災検出装
置は、装置全体の制御を行なうマイクロプロセッサ等の
ＣＰＵ(中央処理装置)１５と、赤外線センサ１からの赤
外線検出信号のレベルを所定の大きさのものに増幅する
電圧増幅回路１１と、電圧増幅回路１１でレベル増幅さ
れた赤外線検出信号のうち、ゆらぎ周波数(炎のちらつ
き周波数)帯の成分のみを通過させるフィルタ回路１２
と、フィルタ回路１２の出力(交流レベル)を所定の直流
レベルに変換(整流)するＤＣレベル変換回路１３と、Ｄ
Ｃレベル変換回路１３の出力電圧(赤外線検出信号のレ
ベル)と参照電圧ＲＥＦとを比較するコンパレータ１４
と、ＣＰＵ１５からのパルス信号(発振信号)Ｐ０に基づ
き高圧電圧を発生する高圧発生回路１６と、高圧発生回
路１６からの高圧電圧を直流高圧電圧に整流し、これを
紫外線センサ２の電源として供給する整流回路１７と、
紫外線を検知したときに紫外線センサ２から出力される
放電パルス信号を微分する微分回路１８と、微分回路１
８からの出力(放電パルス信号)を所定の直流レベルに変
換し、これを紫外線放電パルスとして出力するＤＣレベ
ル変換回路１９と、ＣＰＵ１５からの信号Ｐ１に基づい
て火災信号を出力する火災出力回路２０と、ＣＰＵ１５
からの信号Ｐ２に基づいて故障信号を出力する確認出力
回路２１と、火災出力回路２０と確認出力回路２１の出
力状態を表示する作動表示灯２２と、外部からの電源を
整流する整流回路２３と、各部に電源電圧を供給する定
電圧電源２４とを有している。

【００３７】ここで、ＣＰＵ１５には、所定期間Ｔ₁，
Ｔ₂として、例えば４．５秒を計時する第１のタイマ機
能と、一定の期間Ｔ₃，Ｔ₄として、Ｔ₁，Ｔ₂よりも長い
期間(例えば２４時間)を計時する第２のタイマ機能と、
通常時のデータの取り込み間隔，例えば２．５秒を計時
する第３のタイマ機能とが内蔵されているとする。

【００３８】また、ＣＰＵ１５には、ＤＣレベル変換回
路１３からの赤外線強度レベルをデジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換機能が備わっている。なお、このＡ／Ｄ変
換機能は、赤外線強度レベル(赤外線検出信号)を所定の
時間間隔Δｔ(例えば１０ｍ秒)でサンプリングしデジタ
ル変換して取り込むようになっている。

【００３９】また、コンパレータ１４は、ＤＣレベル変
換回路１３から出力される赤外線検出信号のレベル(振
幅電圧)が参照電圧ＲＥＦ(例えば０．２Ｖ)に達する
と、ＣＰＵ１５の割り込み端子ＩＮＴ１に“１”の出力
信号をＣＰＵ１５への割り込みとして加え、ＣＰＵ１５
は、端子ＩＮＴ１に割り込み入力があるとき、装置のモ
ードを通常処理モードから火災処理モードに切替設定す
るようにしている。そして、火災処理モードに設定した
後、Ａ／Ｄ変換機能による赤外線強度レベル(赤外線検
出信号)のＡ／Ｄ変換動作を開始し、赤外線強度レベル
(赤外線検出信号)に関する演算処理を行なうようになっ
ている。

【００４０】すなわち、ＣＰＵ１５は、火災検出を行な
うために、所定期間Ｔ₁(例えば４．５秒間)にわたり赤
外線強度レベル(赤外線検出信号)を所定の時間間隔(サ
ンプリング周期)Δｔ(例えば１０ｍ秒の時間間隔)でデ
ジタルデータとして取り込み、所定期間Ｔ₁にわたり時
間間隔Δｔ(＝１０ｍ秒)ごとに取り込んだ赤外線強度レ
ベルデータ(デジタルデータ)のうち、例えば、所定レベ
ルを越えた赤外線強度レベルについてだけピークを検知
して、平均ピークレベルＰＡＶとピーク度数ＰＣＮＴと
を例えば数１に従って算出するようになっている。な
お、この際、ピークの抽出は、赤外線強度レベルを１０
ｍｓ毎にデジタルデータとして取り込むときに、前回の
データと今回のデータを比較して、増加の傾向か減少の
傾向かを判断し、増加から減少に転ずる点をピーク点と
して抽出することができる。また、ピーク点を抽出した
ときは、ピークカウンタをインクリメントしてピーク度
数を求めることができる。

【００４１】また、ＤＣレベル変換回路１９から出力さ
れる紫外線放電パルスは、ＣＰＵ１５の割り込み端子Ｉ
ＮＴ２に割り込みとして加わるようになっており、赤外
線検出信号のレベルが参照電圧ＲＥＦ(例えば０．２Ｖ)
に達してＣＰＵ１５が装置のモードを火災処理モードに
設定した後、ＣＰＵ１５は、火災検出を行なうために、
所定期間Ｔ₂(例えば４．５秒間)にわたり端子ＩＮＴ２
への割り込みの回数を、紫外線放電パルスの個数ＵＶと
して計数するようになっている。

【００４２】このようにして、ＣＰＵ１５は、装置のモ
ードを火災処理モードに設定した後、所定期間(Ｔ₁＝Ｔ
₂＝４．５秒)にわたって赤外線強度レベル(赤外線検出
信号)の平均ピークレベルＰＡＶ，ピーク度数ＰＣＮ
Ｔ，並びに、紫外線放電パルスの個数の計数値ＵＶの３
つのパラメータを求め、これらの３つのパラメータに基
づき火災の程度を判断するようになっている。

【００４３】具体的に、火災の程度の判断処理は、前述
したように、上記所定期間(Ｔ₁＝Ｔ₂＝４．５秒)におい
て求めた３つのパラメータのそれぞれが所定以上の高レ
ベルである場合には、高レベル火災と判断し、３つのパ
ラメータのそれぞれのレベルが通常よりも高いが高レベ
ルに達しないときには、例えば、所定期間Ｔ₁，Ｔ₂をさ
らに４．５秒延長して(合計９秒間にして)、この所定期
間(Ｔ₁＝Ｔ₂＝９秒)における赤外線強度レベル(赤外線
検出信号)の平均ピークレベルＰＡＶ，ピーク度数ＰＣ
ＮＴ、並びに、紫外線放電パルスの個数の計数値ＵＶに
基づき通常レベル火災か否かを判断するようになってい
る。

【００４４】なお、ＣＰＵ１５は、高レベル火災，通常
レベル火災と判断したときには、火災出力回路２０から
火災信号を出力させ、作動表示灯２２を例えば連続点灯
させるようになっている。

【００４５】また、ＣＰＵ１５は、装置のモードが通常
処理モード，火災処理モードのいずれに設定されている
場合にも、上記所定期間よりも長く設定された一定の期
間Ｔ₃(例えば２４時間)毎に、赤外線検出信号を取り込
み、このときの赤外線検出信号にノイズ(例えばホワイ
トノイズ)が含まれているか否かを調べ、この結果に基
づき赤外線センサ１の故障診断を行なうようになってい
る。また、ＣＰＵ１５は、通常処理モードのとき(火災
処理モードでないとき)に、一定の期間Ｔ₄(例えば２４
時間)内に割り込み端子ＩＮＴ２に入力した紫外線放電
パルスの個数を計数し、その計数結果に基づき、自己放
電(正常のＵＶトロンでは紫外線が検出されないときに
も宇宙線などによる放電が起きる)の有無を判断し、こ
の判断結果に基づき紫外線センサ２の故障診断を行なう
ようになっている。

【００４６】なお、ＣＰＵ１５は、赤外線センサ１また
は紫外線センサ２の故障を検出したときには、確認出力
回路２１から故障信号を出力させ、作動表示灯２２を例
えば点滅表示させるようになっている。

【００４７】また、ＣＰＵ１５は、赤外線検出信号が電
圧増幅回路１１の飽和領域を越えているか否かを判別
し、飽和領域を越えている場合は、電圧増幅回路１１の
増幅度を１／Ｎ（例えば１／２）に設定し、また、電圧
増幅回路１１の増幅度を戻す必要があると判断した場合
は、増幅度を標準に戻すというような制御をも行なうこ
とができる。このようにすることにより、赤外線強度レ
ベルの平均ピークレベルとピーク個数とをより正確に検
出することができる。

【００４８】以上のことからわかるように、図１のモー
ド設定手段３，赤外線処理手段４，紫外線処理手段５，
判断処理手段６は、図５の具体的な構成例においてＣＰ
Ｕ１５によって実現され、また、図１の出力手段７は、
図５において火災出力回路２０，確認出力回路２１，作
動表示灯２２によって実現されている。

【００４９】次に、このような構成の火災検出装置の処
理動作，主にＣＰＵ１５の処理動作について図６乃至図
８のフローチャートを用いて説明する。図６乃至図８を
参照すると、先ず、火災検出装置の電源２４がＯＮにな
ると、ＣＰＵ１５は、初期化処理を実行する(ステップ
Ｓ１)。このとき、装置のモードを、通常処理モードに
初期設定する。すなわち、火災処理モード設定フラグＦ
ＬＧ₁をクリアし(“０”に設定し)、また、故障フラグ
ＦＬＧ₂をクリアする(“０”に設定する)。

【００５０】次いで、例えば２４時間を計時する第２の
タイマを起動する(ステップＳ２)。しかる後、端子ＩＮ
Ｔ１に割り込み入力があったかをチェックする(ステッ
プＳ３)。この結果、端子ＩＮＴ１に割り込み入力があ
った場合には、ＦＬＧ₁に“１”をセットして(ステップ
Ｓ４)、ステップＳ５に進む一方、端子ＩＮＴ₁に割り込
み入力がなかった場合には、直接ステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、ＦＬＧ₁が“１”にセットされてい
るか否かを調べ、“１”にセットされていない場合に
は、装置のモードを通常処理モードに維持し、通常処理
モード時の処理を行なう(ステップＳ６〜Ｓ１３)。これ
に対し、ステップＳ５でＦＬＧ₁が“１”にセットされ
ている場合には、装置のモードを火災処理モードに切替
え、火災処理モードの処理を行なう(ステップＳ１４〜
Ｓ２３)。

【００５１】通常処理モードでは、先ず、第２のタイマ
が２４時間を計時したかを調べ(ステップＳ６)、２４時
間を計時したときには、赤外線センサ１の故障診断を行
なう。すなわち、通常処理モードでは、２．５秒を計時
する第３のタイマにより２．５秒ごとに赤外線センサ１
からの赤外線検出信号，すなわち赤外線強度レベルを取
り込んで、赤外線強度レベルの最大レベル，最小レベル
の更新記録を行ない、２４時間経過した時点で更新記録
がなされている最大レベルＶｍａｘ，最小レベルＶｍｉ
ｎを獲得し(ステップＳ７)、その最大レベルＶｍａｘ，
最小レベルＶｍｉｎが正常範囲にあるか否かを判断する
(ステップＳ８)。例えば、Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ＞４０ｍ
Ｖを満たしているか否かを判断する。この結果、最大レ
ベルＶｍａｘ，最小レベルＶｍｉｎが正常範囲にあれ
ば、赤外線センサ１は正常と判断する一方、正常範囲に
なければ、赤外線センサ１は故障であると判断し、故障
フラグＦＬＧ₂を“１”にセットし(ステップＳ９)、故
障出力を行なわせる(ステップＳ１０)。

【００５２】また、ステップＳ６において第２のタイマ
が２４時間を計時したとき、ＣＰＵ１５は、上記のよう
な赤外線センサ１の故障診断を行なうのと並行して、紫
外線センサ２の故障診断をも行なう。すなわち、ステッ
プＳ６において第２のタイマが２４時間を計時したこと
を検知した時点から所定期間内，例えば２４時間内にお
ける端子ＩＮＴ２への割り込み入力の回数，すなわち紫
外線センサ２からの放電パルスの生起個数を計数し(ス
テップＳ１１)、この計数値が正常範囲にあるか否かを
判断する(ステップＳ１２)。この結果、この計数値が正
常範囲にあれば、紫外線センサ２は正常と判断する一
方、正常範囲になければ、紫外線センサ２は、故障であ
ると判断し、故障フラグＦＬＧ₂を“１”にセットし(ス
テップＳ９)、故障出力を行なわせる(ステップＳ１
０)。

【００５３】このように、赤外線センサ１，紫外線セン
サ２のいずれかが故障と判断されると、故障フラグＦＬ
Ｇ₂を“１”にセットし、故障出力を行なわせる。故障
出力は、具体的には、センサ１および／またはセンサ２
の故障を示す故障出力信号を確認出力回路２１に出力し
て、作動表示灯２２に故障を示す表示を例えば一瞬行な
わせることによってなされる。

【００５４】また、通常処理モード時に、ステップＳ６
において第２のタイマが２４時間を計時していない場合
は、故障フラグＦＬＧ₂をチェックし(ステップＳ１
３)、故障フラグＦＬＧ₂が“１”にセットされていれ
ば、故障出力を行なわせる(ステップＳ１０)。すなわ
ち、センサ１および／またはセンサ２の故障を示す故障
出力信号を確認出力回路２１に出力して、作動表示灯２
２に故障を示す表示を一瞬行なわせる。

【００５５】このようにして故障出力がなされた後、再
びステップＳ２に戻り、ＩＮＴ₁に割り込み入力がない
限り、通常処理モードが維持され、ステップＳ６〜Ｓ１
３の処理が繰り返し行なわれる。これにより、センサ１
あるいはセンサ２が故障している場合、この繰り返し処
理によって作動表示灯２２は点滅表示し、センサ１ある
いはセンサ２が故障していることを知らせることができ
る。

【００５６】なお、２４時間を計時したときにステップ
Ｓ８，Ｓ１２においてセンサ１，センサ２が正常である
と判断された場合には、故障出力を行なわずに、ステッ
プＳ２に戻る。また、２４時間を経過しておらずステッ
プＳ１３においてＦＬＧ₂が“１”でないと判断された
場合には、故障出力を行なわずに、ステップＳ３に戻
る。

【００５７】一方、ステップＳ５で装置のモードが火災
処理モードに切替えられ、火災処理モード設定フラグＦ
ＬＧ₁が“１”にセットされたときには、第１のタイマ
を起動し(ステップＳ１４)、次いで、第１のタイマが所
定期間(例えば４．５秒)を計時したかを監視し(ステッ
プＳ１５)、第１のタイマが４．５秒を計時するまで、
前述したように、ＤＣレベル変換回路１３からの赤外線
強度レベルを所定の時間間隔Δｔ(例えば１０ｍ秒)で取
り込み、また、これと同時に、紫外線センサ２から出力
される放電パルスによる割り込みによって放電パルスの
個数を計数する(ステップＳ１６)。

【００５８】そして、第１のタイマが４．５秒を計時す
ると、４．５秒間に取り込んだ赤外線強度レベル(赤外
線検出信号)に基づいて平均ピークレベルＰＡＶ，ピー
ク度数ＰＣＮＴを求め、また、４．５秒間の放電パルス
の個数の計数値ＵＶが確定するので、これら３つのパラ
メータによって火災の程度を判断する(ステップＳ１
７)。この結果、火災の程度が高レベル火災であると判
断したときには、この時点で火災信号を火災出力回路２
０に出力して作動表示灯２２に火災である旨、さらには
高レベル火災である旨の表示を行なわせる(ステップＳ
１８)。

【００５９】これに対し、ステップＳ１７において、火
災の程度が高レベル火災でないと判断された場合は、第
１のタイマにさらに次の４．５秒の期間を計時させ(ス
テップＳ１９)、この期間においても、所定の時間間隔
１０ｍ秒で赤外線強度レベル(赤外線検出信号)を取り込
み、また、これを同時に、放電パルスの個数を継続して
計数する(ステップＳ２１)。そして、第１のタイマが次
の４．５秒の期間を計時すると(ステップＳ２０)、この
時点で、前の４．５秒の期間をも含めた合計９秒間の期
間にわたって平均ピークレベルＰＡＶ，ピーク度数ＰＣ
ＮＴを求め、また、９秒間の放電パルスの個数ＵＶが確
定し、これら３つのパラメータによって、火災か否かを
判断する(ステップＳ２２)。この結果、火災(通常レベ
ル火災)であると判断されると、火災信号を火災出力回
路２０に出力して作動表示灯２２に火災である旨、さら
には通常火災レベルである旨の表示を行なわせる(ステ
ップＳ２３)。

【００６０】これに対し、ステップＳ２２において、火
災でないと判断された場合には、例えば熱源、太陽光の
反射等の火災とは異なる信号によるものであるとして、
火災出力は行なわずに、再びステップＳ１４に戻る。

【００６１】このようにして、図６乃至図８の処理動作
例では、通常処理モードの場合には、２４時間のタイマ
と２．５秒のタイマを起動し、２．５秒毎に赤外線検出
信号の取り込みを行なって、赤外線検出信号の最大レベ
ル，最小レベルを常時更新記録しておき、そして、２４
時間毎に、赤外線検出信号の最大レベル，最小レベルか
ら赤外線センサ１の故障検出を行ない、また、２４時間
内の放電パルス計数値から紫外線センサの故障検出を行
なう一方、赤外線検出信号が所定レベルＲＥＦを越えて
火災処理モードになると、４．５秒のタイマと１０ｍ秒
のタイマとにより、１０ｍ秒毎に赤外線検出信号の取り
込みを行なって、４．５秒内(あるいは９秒内)にわたっ
て１０ｍ秒毎に取り込んだ赤外線検出信号に基づき求め
た平均ピークレベルおよび／またはピーク度数と、４．
５秒内(あるいは９秒内)にわたる紫外線放電パルスの計
数値とから、火災判断を行なうようにしている。

【００６２】このように、本実施例では、赤外線センサ
からの赤外線検出信号(赤外線強度レベル)が所定レベル
に達したときに、火災の可能性があるとして装置のモー
ドを火災処理モードに設定し、この時点で、さらに、赤
外線センサと紫外線センサとの両方を用いて火災判断処
理を行なうようにしているので、火災判断を信頼性良く
行なうことができる。

【００６３】特に、本実施例では、赤外線センサと紫外
線センサとの両方を用いて、単に火災か否かの判断のみ
ならず、火災であると判断されたときに、火災の程度，
すなわち高レベル火災か通常レベル火災かをも判断し、
出力手段７は、火災の程度に応じた出力を行なうので、
従来の火災検出装置に比べて、火災判断をより一層信頼
性良く行なうことができる。すなわち、本実施例では、
ユーザは、火災が高レベル火災か通常レベル火災かを認
識することができ、さらに、高レベル火災と判断された
ときには、この火災出力は早期に行なわれるので、高レ
ベル火災時には、ユーザはこれを早期に認識できる。

【００６４】なお、上述の実施例では、赤外線強度レベ
ル(赤外線検出信号)の平均ピークレベルＰＡＶとピーク
度数ＰＣＮＴを求める際、強度レベルが所定レベルＲＥ
Ｆを越えた時点から所定期間Ｔ₁にわたって得られる赤
外線強度レベルのうち、所定レベルＲＥＦを越えたもの
にのみ着目し、所定レベルＲＥＦを越えた赤外線強度レ
ベルについてのみピークを検知して、平均ピークレベル
ＰＡＶ，ピーク度数ＰＣＮＴを求めており、これによっ
て、ノイズ等によるピークが検出されるのを阻止し、火
災判断を極めて信頼性良く行なうことができるが、場合
に応じて、強度レベルが所定レベルＲＥＦを越えた時点
から所定期間Ｔ₁にわたって得られる赤外線強度レベル
について、赤外線強度レベルが所定レベルＲＥＦを越え
ないものをも含めて、赤外線強度レベルのピークを検知
して、平均ピークレベルＰＡＶ，ピーク度数ＰＣＮＴを
求め、火災判断を行なうこともできる。

【００６５】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１乃至請
求項５，請求項８記載の発明によれば、赤外線センサか
らの赤外線検出信号のレベルが一定レベルに達した時点
から、赤外線検出信号の所定期間にわたる平均ピークレ
ベルおよび／またはピーク度数を求め、また、これと並
行して、所定期間にわたる紫外線センサの放電パルスの
個数を計数し、赤外線検出信号の平均ピークレベルおよ
び／またはピーク度数と紫外線センサの放電パルスの個
数とに基づいて火災判断を行なうので、赤外線センサと
紫外線センサとの両方を用いて火災判断を行なう場合
に、火災判断をより信頼性良く行なうことができる。

【００６６】特に、請求項２記載の発明では、赤外線処
理手段は、所定期間にわたる赤外線検出信号の平均ピー
クレベルおよび／またはピーク度数を演算する際、所定
期間にわたる赤外線検出信号のうち、所定レベルを越え
た赤外線検出信号についてのみピークを検知し、所定レ
ベルを越えた赤外線検出信号のピークについて平均ピー
クレベルおよび／またはピーク度数を求めるようになっ
ているので、火災判断を極めて信頼性良く行なうことが
できる。

【００６７】また、請求項５記載の発明では、赤外線処
理手段が演算した赤外線検出信号の平均ピークレベルお
よび／またはピーク度数と前記紫外線処理手段が計数し
た紫外線放電パルスの個数の計数値とに基づいて、火災
か否かを判断するとともに、火災の程度をも判断し、ま
た、火災の程度に応じた火災信号を出力するので、火災
判断をより一層信頼性良く行なうことができる。

【００６８】また、請求項６，請求項７記載の発明によ
れば、赤外線処理手段は、装置のモードが通常処理モー
ドに設定されている場合にも、一定の期間毎に赤外線セ
ンサからの赤外線検出信号を取り込み、このときの赤外
線検出信号にノイズが含まれているか否かを調べ、ノイ
ズが含まれていないときには、赤外線センサが故障して
いると判断し、また、紫外線処理手段は、装置のモード
が通常処理モードに設定されている場合にも、一定の期
間内の紫外線放電パルスの個数を計数し、該計数値が所
定値以下のときには、紫外線センサが故障していると判
断するようになっているので、赤外線センサ，紫外線セ
ンサの故障診断を自動的に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る火災検出装置の構成例を示す図で
ある。

【図２】火災時の炎から放射される赤外線の強度レベル
の時間的変化の一例を示す図である。

【図３】高レベル火災時における火災判断処理の一例を
示す図である。

【図４】通常レベル火災時における火災判断処理の一例
を示す図である。

【図５】図１の火災検出装置の具体的な構成例を示す図
である。

【図６】図１の火災検出装置の処理動作例を示すフロー
チャートである。

【図７】図１の火災検出装置の処理動作例を示すフロー
チャートである。

【図８】図１の火災検出装置の処理動作例を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１赤外線センサ２紫外線センサ３モード設定手段４赤外線処理手段５紫外線処理手段６判断処理手段７出力手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炎から放射される赤外線を検出し赤外線
検出信号を出力する赤外線センサと、炎から放射される
紫外線を検出し紫外線放電パルスを出力する紫外線セン
サと、装置のモードを通常処理モードまたは火災処理モ
ードに設定するモード設定手段と、装置のモードが火災
処理モードに設定されたときに、所定期間にわたる赤外
線検出信号の平均ピークレベルおよび／またはピーク度
数を演算する赤外線処理手段と、装置のモードが火災処
理モードに設定されたときに、所定期間にわたって紫外
線放電パルスの個数を計数する紫外線処理手段と、前記
赤外線処理手段が演算した赤外線検出信号の平均ピーク
レベルおよび／またはピーク度数と前記紫外線処理手段
が計数した紫外線放電パルスの個数の計数値とに基づい
て火災か否かを判断する判断処理手段と、該判断処理手
段により火災と判断されたときに火災信号を出力する出
力手段とを有しており、前記モード設定手段は、通常時
には、装置のモードを通常処理モードに設定している
が、赤外線検出信号が所定レベルに達したときに、装置
のモードを火災処理モードに切替設定するようになって
いることを特徴とする火災検出装置。
【請求項２】請求項１記載の火災検出装置において、
前記赤外線処理手段は、所定期間にわたる赤外線検出信
号の平均ピークレベルおよび／またはピーク度数を演算
する際、所定期間にわたる赤外線検出信号のうち、所定
レベルを越えた赤外線検出信号についてのみピークを検
知し、所定レベルを越えた赤外線検出信号のピークにつ
いて平均ピークレベルおよび／またはピーク度数を求め
るようになっていることを特徴とする火災検出装置。
【請求項３】請求項１記載の火災検出装置において、
前記赤外線処理手段において用いられる所定期間は、赤
外線検出信号の平均ピークレベルおよび／またはピーク
度数に応じて可変に設定されることを特徴とする火災検
出装置。
【請求項４】請求項１記載の火災検出装置において、
前記紫外線処理手段において用いられる所定期間は、紫
外線放電パルスの個数の計数値に応じて可変に設定され
ることを特徴とする火災検出装置。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか一項に
記載の火災検出装置において、前記判断処理手段は、前
記赤外線処理手段が演算した赤外線検出信号の平均ピー
クレベルおよび／またはピーク度数と前記紫外線処理手
段が計数した紫外線放電パルスの個数の計数値とに基づ
いて、火災か否かを判断するとともに、火災の程度をも
判断するようになっており、また、前記出力手段は、火
災の程度に応じた火災信号を出力するようになっている
ことを特徴とする火災検出装置。
【請求項６】請求項１記載の火災検出装置において、
前記赤外線処理手段は、装置のモードが通常処理モード
に設定されている場合にも、一定の期間毎に前記赤外線
センサからの赤外線検出信号を取り込み、このときの赤
外線検出信号にノイズが含まれているか否かを調べ、ノ
イズが含まれていないときには、赤外線センサが故障し
ていると判断するようになっていることを特徴とする火
災検出装置。
【請求項７】請求項１記載の火災検出装置において、
前記紫外線処理手段は、装置のモードが通常処理モード
に設定されている場合にも、一定の期間内の紫外線放電
パルスの個数を計数し、該計数値が所定値以下のときに
は、紫外線センサが故障していると判断するようになっ
ていることを特徴とする火災検出装置。
【請求項８】炎から放射される赤外線と紫外線とのそ
れぞれを赤外線センサと紫外線センサとにより検知して
火災判断を行なう火災検出方法において、赤外線センサ
からの赤外線検出信号のレベルが一定レベルに達した時
点から、赤外線検出信号の所定期間にわたる平均ピーク
レベルおよび／またはピーク度数を求め、また、これと
並行して、所定期間にわたる紫外線センサの放電パルス
の個数を計数し、赤外線検出信号の平均ピークレベルお
よび／またはピーク度数と紫外線センサの放電パルスの
個数とに基づいて火災判断を行なうことを特徴とする火
災検出方法。