JPS61233897A

JPS61233897A - 火災感知器

Info

Publication number: JPS61233897A
Application number: JP7519685A
Authority: JP
Inventors: 弘允石井
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1985-04-09
Filing date: 1985-04-09
Publication date: 1986-10-18
Anticipated expiration: 2009-02-09
Also published as: JPH0610835B2

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、火災に伴なう温度や煙濃度のアナログ信号に
基づいて火災データの将来の変化を予測して火災を判断
するようにした火災感知器に関する。

（従来技術）従来の火災報知装置は、火災による温度や煙濃度が閾値
を越えたときスイッチオンして受信機に発報信号を送出
するオン・オフ鳳の火災感知器を使用していたが、近年
、このオン・オフ型火災感知器に代え、火災に伴なう温
度や煙濃度をアナログセンサで検出して感知器で火災を
判断することなく受信機へ送り、受信機側でＣＰＵによ
る演算処理をもフてアナログデータから火災を判断する
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
。

このアナログ火災報知装置にあっては、受信機ＣＰＵＫ
よるプログラム処理で火災判断ができるため、従来の感
知器回路で火災を判断していたオン・オフ型火災感知器
を使用した火災報知装置に比べ、誤報の低減と火災の早
期発見が可能である。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、受信機側で火災を判断するアナログ火災
報知装置にあっては、受信機ＣＰＵによって精度が高く
且つ迅速な火災判断ができるものの、アナログセンサか
らのアナログデータの伝送につき受信機からのポーリン
グが必要であり、また従来のオン・オフ型火災感知器を
使用した所謂Ｐ型火災報知装置を利用することができな
いため、既設の火災報知装置に適用することが困難であ
り、経済性の点で問題があった。

また、通常の火災報知装置にあっても、アナログシステ
ムにより正確で且つ迅速な火災判断が要求される場所は
限られており、火気を使用しない場所や明らかに火災の
恐れの少ない場所にアナログセンサを設置して火災判断
を行なっても経済効率の点から不利であった。

（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籠みてな迅速にで
きるようにした火災感知器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っては、火災感知器
に、１又は複数の火災に伴なう物理的現象の変化をアナ
ログ的に検出するアナログセンナを設け、アナログセン
サの検出出力を一定周期毎にサンプリングし、このサン
プリングデータから火災データの将来の変化を予測し、
予測データが所定の火災条件を満足したとき火災と判断
し、この火災判断に基づく火災検出信号を受信機へ送出
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。

まず構成を説明すると、１はアナログセンサであり、火
災に伴う物理的現象の変化、例えば温度煙濃度、ＣＯガ
ス濃度等をアナログ的に検知する。

２はサンプリング回路であり、アナログセンサ１からの
アナログ検出信号を一定周期毎にサンプリングする。３
はＡ／Ｄ変換器であり、サンプリングデータをデジタル
データに変換する。Ａ／Ｄ変換器３でデジタルデータに
変換された火災データは、破線で示す火災判断部４に与
えられる。この火災判断・部４は平均化計算部５、予測
火災判断部６を有し、予測火災判断部６に於ける演算は
、平均化計算部５の出力を入力したコンパレータ７の基
準電源８で設定された所定の演算開始レベルを越えた時
、コンパレータ７のＨレベル出力に基づいて予測演算を
開始する。更に予測火災判断部６の予測データは、コン
パレータ９に与えられており、コンパレータ９には基準
゛電圧源１０によって予測データを火災と判断するため
の閾値が設定され、基準電源１０による閾値レベルを予
測データが上回った時、コンパレータ９のＨレベル出力
として火災判断出力を生ずる。火災判断部４の出力は、
火災信号出力部１１に与えられており、火災信号出力部
１１は火災判断出力に基づいてスイッチング素子をオン
し、受信機から引出された信号線に発報電流を流すこと
で火災信号を送出する。また火災信号出力部１１として
は、発報電流による火災信号の送出の他に、受信機側か
らのポーリングを受けて応答信号として火災信号を返送
する方式であっても良い。尚、１２は定電圧回路であり
、受信機からの電源供給を受けて各回路部に一定電圧を
供給している。

第２図は第１図に示した本発明の火災感知器を使用した
火災報知装置の一例を示したもので、受信機１３からは
信号線１４とコモン線１５で成る一対の電源兼用信号線
が引出されており、この信号線１４とコモン線１５０間
に本発明の火災感知器１６を並列接続し、更に信号線の
終端には、断線検出用の終端抵抗１７を接続している。

従って、第１図に示した火災感知器に於ける火災信号出
力部１１が火災判断出力を受けて信号線１４とコモン線
１５の間をスイッチングする出力形式をとっていれば、
火災感知器１６に於ける火災判断で信号線１４とコモン
線１５に流れる線路電流の増加を受信機１３で検知して
火災の警報表示を行う様になる。

第３図は第１図の実施例に於ける火災判断処理を示した
フローチャートであり、この火災判断は関数近似法によ
る予測演算で得られたデータについて火災を判断する様
にしている。

まずブロック１８でアナログセンサ１の検出データをサ
ンプリング回路２にてサンプリングし、ブロック１９で
平均化計算を行う。この平均化計算は３つのサンプリン
グデータ毎の移動平均を第４図に示す様に頭次計算し、
続いて６つの移動平均の単純平均を求める。この移動平
均と単純平均でなる平均化計算は、アナログセンサ１の
検出信号に含まれている煙や温度本来の基本周波数成分
によって発生する高調波成分を除去する低域デジタルル
フィルタによりアナログセンサ１の原信号を忠実に再生
することができる。

続いて判別ブロック加で平均化計算で求めた最新のデー
タが演算起動レベルを越えたか否かチェックする。

ここで火災判断に使用される各閾値レベルはアナログレ
ベルに対し第５図に示す様に設定されている。即ち、ア
ナログデータの定常的な変化を上回る所定レベルに演算
起動レベルを設定し、更に後の説明で明らかにする予測
データから火災を判断するための危険レベルを設定して
おり、危険レベルとしては人間が生存することのできな
い環境条件となる温度や煙濃度に基づいて定めている。

平均化データが演算起動レベルを越えると、ブロック２
１の非火災ブロクテクト処理に進む。この非火災ブロク
テクト処理は、平均化計算により例えばＩ個のデータＬ
ＤＩ〜ＬＤ２０を順次メモリに記憶していることから、
最新のデータＬＤ２０が演算起動レベルを越えたならば
、４つのデータＬＤ１７〜ＬＤ２０の間の変化量、即ち
、スロープｙ１゜Ｙ２．　Ｙ３を例えば第６図に示す様
に検出する。続いて正のスロープＹ２．Ｙ３について規
定のスロープ値ｙｋ以上か否かをチェックし、ｙｋ以上
となるスロープの数Ｎをカウントする。このカウント数
Ｎが２以上であれば火災の恐れありとしてブロックηに
示す関数近似法による予測演算を開始する。例えば第７
図の検出スロープｙ１〜ｙ３については、規定スロープ
値ｙｋ以上のスロープｙ２゜ｙ３の２つがあることから
、この様なスロープ変化をもって演算起動レベルを越え
た時に関数近似法による予測演算を行う。一方、第６図
の場合には、ｙｋ以上となるスロープが１つしかないこ
とから、煙草の煙等によるデータの変化と判断して関係
近似法による予測演算は行わない。

ブロック２１の非火災プロテクト処理を通過したデータ
が得られた時には、ブロックｎに於いて、２次関数近似
法による将来のデータ変化の予測演算を行う。この関数
近似法による予測演算の原理は次の通りである。

まず火災時の温度や煙濃度の時間変化を’ｌ　＝　ａｘ
”＋　ｂｘ　−）−ｃで近似する。そこで演算開始と同時に得られているｍ個
のデータＬＤ１〜２０を使用して最小２乗法により２次
関数式の係数ａ、ｂ、ｃの値を求める。この様に係数ａ
、ｂ、Ｃが計算できれば第８図に示す様に将来のデータ
変化を知ることができる。

次にブロック乙に進んで危険レベル到達時間Ｔｐｕを計
算する。この危険レベル到達時間Ｔｐｕの計算は、予測
演算で得られた２次関数で与えられる将来のデータ変化
の軌跡が第９図に示す様に、危険レベルに達する時刻ｔ
ｒを求め、危険レベル到達時刻ｔｒから現在時刻ｔｎを
引くことで危険レベル到達予測時間Ｔｐｕを求めること
ができる。

続いて判別ブロック２４に於いて危険レベル到達予測時
間Ｔｐｕが予め定めた危険時間、例えば８００秒より小
さいか否かをチェックする。危険レベル到達予測時間が
短い程、火災の可能性が高い事から、８００秒以下の時
火災と判断し、ブロック５に進んで受信機に火災信号を
出力する。

尚、第３図のフローチャートでは２次関数近似による予
測演算を行っていたが、１次関数近似による予測演算で
あっても良い。また非火災プロテクト処理を行わずに平
均化データが演算起動レベルを越えたら直ちに関数近似
法による予測演算を実行する様にしても良い。

第１０図は本発明の他の実施例を示したブロック図であ
り、この実施例は異った火災現象の物理的変化に基づい
て火災を予測判断する様にしたことを特徴とする。

第１０図に於いて、１ａ〜１ｎはアナログセンサで化、
例えば温度、煙濃度、ＣＯガス濃度等を検知する。アナ
ログセンサ１ａ〜１ｎの検出出力はサンプリング回路２
に与えられ、更にＡ／Ｄ変換器３でデジタルデータに変
換され、火災判断部４に与えられる。火災判断部４は種
類の異なるｎ個の火災データで構成されるベクトルから
将来のデータ変化を予測するベクトル予測計算部あと、
予測計算されたベクトルデータがｎ次空間に設定された
閾値レベルを越えた時に火災と判断するベクトル判断部
ｎを有する。また火災信号出力部１１及び定電圧回路１
２は第１図の実施例と同じになる。

第１１図は第１０図のベクトル予測計算部２６及びベク
トル判断部がで行われる火災判断を示したフローチャー
トである。

第１１図に於いて、まずブロック加ではｎ種類の異った
アナログデータをサンプリングし、絖いて平均化計算等
によりノイズ除去を行い、各センサ毎に火災特有の異っ
た種類となる物理的変化量ｘＩｓｘ２１・・・Ｘｎを得
る。

続いてブロック３１に於いて、ｔｒ時間後のベクトル要
素ｘｉ　（ｔ６　＋　ｔｒ）の予測演算を行う。このベ
クトル要素Ｘ、”−Ｘｎの予測演算は、による１次関数的な予測の近似演算、またはによる２次
的な予測の近似演算として実行される。勿論、ｎ次の近
似予測であっても良い。尚、前記第（１）、第（２）弐
に於いて、現時点ｔ。からの予測時間ｔｒは予め設定し
た危険レベルを与えるｎ種類のアナログ検出量を使用し
たｎ次空間に設定した閉曲面に達するまでの一定時間で
あり、その結果、閉曲面を貫く一定時間ｔｒ前に火災の
予測警報ができる様にしている。

この様に現時点ｔ０からｔｒ時間後のベクトル要素ｘｉ
（ｔ＠　＋　ｔｒ　）の予測演算が終了したならば、ブ
ロック３２に於いて予測されたベクトルＸ　（ｔｏ　＋
　ｔ　ｒ）がｎ次空間に予め設定した危険レベルを与え
る閉曲面ｆ（ｘｉｓ　ｘｌ８・・・ｘｎ）＝＝０を突き
破るかどうかのベクトル予測計算を実行する。

具体的にはｆ（ｘ１＋　ｘｔ＊・・・ｘｎ）にブロック
３１で求めた【ｒ時間後のベクトル要素Ｘ１（ｔ０＋ｔ
ｒ　）〜ｘａ　（ｔ６　＋　ｔｒ）を代入してその値を
求める。

続いてブロックあに於いて、ブロック３２で求めたｔｒ
時間後の予測ベクトルで与えられるｆ（ｘｌ。

ｘ２．・・・Ｘｎ　）の値が零より大きいか否かを判別
する。即ち、危険レベルを与える閉曲面を予測ベクトル
が突き破っていれば、ブロック１２の演算値は零を越え
た正の値を持ち、一方、危険レベルを与える閉曲面に予
測ベクトルが達していなげれば、零より小さい負の値を
持つ。従って、判別ブロックおで零以上の時にはｔｒ時
間後の予測ベクトルが危険レベルを与える閉曲面に達し
たものと判断してブロック１４で火災信号を出力する。

第１２図は第１１図のフローチャートで実行されるベク
トルの予測演算に基づく火災判断を温度と煙濃度の２つ
のアナログ量について示した座標説明図であり、例えば
温度の危険レベルを１００ｔ：’、煙濃度の危険レベル
を減光重加％ｍとすると、一点鎖線で示す絶対的な危険
レベルの内側に、例えば実線で示す扇形の危険レベル４
０が予め設定されている。尚、危険レベル４０は必ず絶
対レベルの内側に設定されることになる。

この様な温度と煙濃度の２次限空間に於いて、例えば、
現時点１ｏのベクトルをＹ（ｔｏ）とした場合、現時点
からｔｒ時間後のベクトル￥−（ｔｏ　＋ｔｒ　）が予
測演算され、この予測演算されたベクトルＸ（ｔ６　＋
ｔｒ）が図示の様に危険レベル４０を突き破っていれば
、火災と判断して火災信号の出力を行い。

またベクトルＸ　（ｔｏ＋ｔｒ　）が危険レベル４０に
達しンプリングデータに基づいたベクトルの予測演算を
実行する様になる。

（発明の効果）以上説明してきた様に本発明によれば、火災感知器自体
に１または複数の火災に伴う物理的現象の変化をアナロ
グ的に検出し、アナログ検出信号を一定周期毎にサンプ
リングして得た火災データから関数近似法、若しくは複
数種類のアナログ量で定まるベクトルの予測演算にて将
来の火災データの変化を予測し、予測データが予め定め
た危険レベル等の火災判断条件を満足した時に火災判断
出力に基づく火災信号を受信機に出力する様にしたため
、火災感知器に於いて正確で且つ迅速な火災判断ができ
ることとなり、例えば感知器の火災信号出力部をスイッ
チング回路とした場合には、従来のオン・オフ型火災感
知器を接続しているＰ型火災報知装置をそのまま使用す
ることができ、誤報がなく且つ極めて信頼性の高い火災
検出信号を得ることができる。

また、火災感知器自体が予測演算による火災判断機能を
持つことから、従来のアナログ火災報知装置の様に受信
機側からのポーリングでアナログデータを受信機に送出
させる伝送処理が不要となり、火災信号の出力と同時に
アドレス情報を送出する様にすれば、受信機からの１回
線当りに接続する火災感知器の台数を適宜に増やすこと
ができる。また既設のＰ型火災報知装置についても、従
来のオン・オフ型火災感知器の代りに本発明の火災感知
器を接続することができるため、コンビュータルニムの
様な重要な場所や厨房の様に誤報の起き易い場所に本発
明の火災感知器を設置することで、火災報知装置の信頼
性を大幅に向上することができる。

【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ック図、第２図
は本発明の火災感知器を用いた火災報知装置の構成図、
第３図は第１図の火災感知器でおこなう火災判断処理を
示したフローチャート、第４図は第３図の平均化計算の
説明図、第５図は火災判断で使用する閾値レベルを示し
たグラフ図、第６．７図は第３図における非火災プロテ
クト処理を示したグラフ図、第８，９図は第３図におけ
る関数近似法たよる火災判断処理を示したグラフ図、第
１０図は本発明の他の実施例を示したブロック図、第１
１図は第１０図の火災判断処理を示したフローチャート
、第１２図は温度と煙濃度の２つのアナログ量を例にと
って第１Ｏ図の実施例による火災判断を示したグラフ図
である。１、　ｌａ、　Ｉｎ　　・・・アナログセンサ２・・・
サンプリング回路　３・・・Ａ／Ｄ変換器４・・・火災
判断部　　　　５・・・平均化計算部６・・・予測火災
判断部　　７．９・・・フンパレータ８．１０　・・・
基準’ｉｌｌ圧源　　１１・・・火災信号出力部１２・
・・定電圧回路　　　１３・・・受信機１４・・・信号
線　　　　　　１５・・・コモン線１６・・・火災感知
器　　　　１７・・・終端抵抗２６・・・ベクトル予測
計算部ｎ・・・予測ベクトル判断部

Claims

【特許請求の範囲】

火災に伴なう１又は複数の物理的現象の変化をアナログ
的に検出するアナログセンサと、該アナログセンサの検
出出力を一定周期ごとサンプリングするサンプリング手
段と、該サンプリングデータから将来の火災データの変
化を予測し、該予測データがあらかじめ定めた火災条件
を満足したとき火災判断出力を生ずる火災判断手段と、
該火災判断出力に基づいて火災信号を受信機に送出する
信号出力手段とを備えたことを特徴とする火災感知器。