JPS61178621A - 炎検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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１Ｈ２から１０
Ｈｚのあいだでちらつ（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ィ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、このような従来の炎検出装置では炎とノ
イズを識別する基準値の値を固定的に所定の値に設定し
ており、炎信号が基準値を下回った場合はノイズと判断
し、逆に炎信号が基準値を上回った場合に炎からの信号
として処理していたため、以下の問題があった。

即ち、炎の大ぎさが略同−であったとしても燃焼物によ
っては炎から放出される光エネルギーの強さが異なる。

例えば、ガソリンを燃焼させたときの炎と、新聞紙を燃
焼させたときの炎とそれぞれ同一の大きさの炎を想定す
ると、ガソリンを燃焼させたときの炎からは強い光エネ
ルギーを放射し、また新聞紙を燃焼させたときの炎から
は弱い光エネルギーを放射している。従って、ガソリン
を燃焼させたときの炎に焦点を合せて高い基準値を設定
すると、新聞紙を燃焼させたときの炎からの炎信号を充
分に捕えきれず、炎検出が遅れるか若しくは全く炎検出
できないという問題があった。

また逆に、新聞紙を燃焼させたときの炎に焦点を合せて
低い基準値を設定すると、ガソリンを燃焼させたときの
炎を迅速に検出できる反面、検出感度を高く設定したと
同等になり、外乱光等による誤動作で炎検出動作が不安
定になるという相反する問題があった。

（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、燃焼物
に左右されることなく、即ち炎から放射される光エネル
ギーの強弱に関係なく、確実に安定して炎を検出する炎
検出装置を提供するため、炎からのちらつき変化に基づ
く振幅値の信号レベルを比較部に入力し、比較部では記
憶部に設定登録された記憶値を取り出して検出信号の信
号レベルと記憶値を比較し、検出信号の信号レベルが記
憶値を越える毎にこの検出信号の信号レベルを記憶値と
して順次記憶部に更新登録する記憶制御を行ない、更新
登録の更新口数、即ち比較部からの比較出力をカウンタ
回路で計数し、計数値が所定数に達したとき炎と判断す
るようにしたものである。

（実施例） 第１図は水元・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に入力する。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充電変換回路４と、
炎特有のちらつき周波数、例えば１〜１０Ｈ２以外の高
周波成分を除去する狭帯域フィルタ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
からのちらつぎ周波数１〜１０Ｈｚまでの検出信号を増
幅してＡ／Ｄ変挽回路７に出力する。

へ／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ェース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ュー
タを備え、ちらつき変化検出手段３からの検出信号を解
読して炎であると判別すると、入出力インタフェース８
を介して警報回路１０に信号出力して警報表示を指令す
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、入出力インタフェース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からの信号レベル
が比較部１３からの信号出力に同期して記憶値として更
新登録する記憶制御部としての機能をも果す。

具体的に説明すると、第３図に示すような検出信号が得
られると、プラスの最初の検出信号Ｐ１をプラス変化の
記憶値Ｐ　ｗａｘと、またマイナスの最初の検出信号Ｐ
２をマイナス変化の記憶値Ｐ１ｎとして記憶部１２にそ
れぞれ設定登録し、以後、比較部１３からの信号出力に
基づいて設定登録された記憶値Ｐ　ｗａｘ若しくはｐ　
ｍｉｎを新しい検出信号の値（例えばＰ３．Ｐ４）とし
て個別に更新登録する。比較部１３は記憶部１２に設定
登録された記憶値を基準値とし、演算処理部１１よりの
信号レベルとを比較する。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ＰｅａＸ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Ｐ　ｍｉｎとを比較し、いずれの場合も検出信号の
振幅値が記憶値を越えた場合に記憶部１２に対し現在の
記憶値に代えて検出信号を新しい記憶値として更新登録
する旨の信号を出力すると同時に、カウンタ部１４に比
較信号を出ノ〕する。カウンタ部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
入出力インタフェース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内にカウンタ部１４か
らの信号が得られると、炎と判別して入出力インタフェ
ース８を介して警報回路１０に信号出力する。また、演
算処理部１１は、予め設定された所定時間内にカウンタ
部１４からの信号が得られない場合には、ノイズと判断
してカウンタ部１４のカウント動作をリセットする。

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
チャート、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図を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図において、ブロックａではカウンタ部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＠Ｐ１が入力すると、ブロックｂではカウンタ部１４
がカウントアツプしていないことで、ブ、ロックＣを介
してブロック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
記憶された記憶値とを比較しており、記憶部１２には記
憶値の値が零として設定登録されていることでブロック
ｄからブロックｅに進み、検出信号Ｐ１の信号レベルを
記憶値として記憶部１２に登録する。ブロックｆではカ
ウンタ部１４が比較部１３からの比較出力をカウントす
る。再びブロック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、カウンタ部１４が所定の計数値
にカウントアツプしていないことで、ブロックＣを介し
てブロックｄに進む。ブロック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−Ｐｉ）と
比較しており、検出信号Ｐ２の信号レベルは基準値Ｐ１
より小さいことで、ブロックｇに進む。ブロック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ｐａ＋ｉｎの値とを比較しており、記
憶部１２には記憶値Ｐ　１ｎとして零が登録されている
ことでブロック９からブロックｈに進み、検出信号Ｐ２
の信号レベルを記憶値ｐ　ｍｉｎとして記憶部１２に登
録する。ブロックｉではカウンタ部　　１４が比較部１
３からの比較出力をカウントする。

ブロック１から再びブロックｂに戻る。次に、検出信号
Ｐ３が入力すると、ブロックｂではカウンタ部１４がカ
ウントアツプしていないことで、ブロックＣを介してブ
ロックｄに進む。ブロックｄでは比較部１３が検出信号
Ｐ３の信号レベルと前回記憶部１２に記憶値Ｐ　ｗａｘ
として登録されたＰｌ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
ックｅに進み、検出信号Ｐ３の信号レベルを記憶値Ｐｅ
ａＸとして記憶部１２に更新登録する。更にブロックｆ
に進み、カウンタ部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が得られる毎に記憶部１２に更新登録され
た記憶値Ｐ　ｗａｘ及びＰ　ｗｉｎと比較して検出信号
の信号レベルが記憶値Ｐｇｌａｘ以上若しくは検出信号
の信号レベルが記憶値Ｐ１ｎ以下である場合には、それ
ぞれ記憶部１２の基準値の値を更新登録すると共に、カ
ウンタ部１４がプラス１をカウントする。ここで、ブロ
ックｂにおいてカウンタ部１４が所定の計数値に達して
カウント出力すると、ブロックｂからブロックｊに進む
。演算処理部１１は最初の検出信号Ｐ１が入力したとき
からの時間好適を監視しており、カウンタ部１４からの
カウント出力が設定時１！ＩＴＯ以内であるかどうかを
判別する。ブロック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、ブロックｊから再びブ
ロックａに戻り、炎を監視する。第３図に示すように、
所定時間１０以内にカウンタ部１４からのカウント出力
が得られた場合にはブロックｋに進み、最大振幅へを演
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ｐ　ａ＋ａｘ及びＰｌｎを取り出してそれぞれ
の絶対値を加算する。ブロック１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
、再びブロックａに戻り、炎を監視する。ブロックＬに
おいて、最大振幅Ａの値が閾値レベルＣ１以上である場
合にはブロック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Ｐ　ｗａｘの絶対値とＰａ１ｎの絶対値との比
を演算してブロックｑ及びブロックｒに進む。ブロック
ｑ及びブロックｒでは出力比Ｂの値が、炎である場合に
は略１に等しくなることに着目して所定の閾ＩＤ　Ｃ２
と、閾ｆａ　Ｃ２より大きい値に設定されたＣ３とを設
定し、出力比Ｂの値が閾値Ｃ２以下若しくは出力比Ｂの
値が閾値Ｃ３以上である場合にはノイズと判断して再び
ブロックａに進み、炎を監視する。また、ブロックｑ、
プＯツクｒにおいて出力比Ｂの値が閾値Ｃ２と閾値Ｃ３
の間の値をとる場合には炎と判断し、ブロックＳに進み
、警報回路１０を駆動して警報表示する。

尚、上記の実施例では、炎からのちらつき変化のうちプ
ラス変化及びマイナス変化の双方の出力値を取り出して
炎検出するようにしたが、ちらつき変化のうちプラス変
化若しくはマイナス変化のいずれか一方の出力値のみを
取り出して炎検出するように構成すると、装置構成を簡
略化することができる。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、炎からのちら
つき変化に基づく振幅値の信号レベルを比較部に入力し
、比較部では記憶部に設定登録された記憶値を取り出し
て検出信号の信号レベルと記憶値を比較し、検出信号の
信号レベルが記憶値を越える毎にこの検出信号の信号レ
ベルを記憶値として順次記憶部に更新登録する記憶制御
を行ない、更新登録の更新回数、即ち比較部からの比較
出力をカウンタ回路で計数し、計数値が所定数に達した
とき炎と判断するようにしたことで、炎から放射される
光エネルギーの強弱に関係なく、即ち燃焼物に左右され
ることなく、確実に且つ安定して炎を検出することがで
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ック図、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である。 １：炎 ２：光学装置 ３：ちらつき変化検出手段 ４：充電変換回路 ５：狭帯域フィルタ ６：交流増幅回路 ７：Δ／Ｄ変換回路 ８：入出力インタフェース ９：炎判別部 １０：ｗ報回路 １１：演算処理部 １２：記憶部 １３：比較部 １４：カウンタ部 １５：時計回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 火災による炎のちらつき変化に基づく振幅値の信号レベ
   ルと記憶部に記憶した基準値とを比較部で比較して炎を
   検出する炎検出装置において、上記比較部からの出力に
   基づいて上記信号レベルを記憶基準値として更新登録す
   る記憶制御部と、上記比較部からの出力を計数し計数値
   が所定数に達したとき炎と判断する信号を出力するカウ
   ンタ部とから構成したことを特徴とする炎検出装置。