JPS61237196A - 火災警報装置 - 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、火災による温度上昇の変化をアナログ的に検
出する温度感知器からのアナログ検出情報をフィルタを
介して処理し、処理データに基づいて火災を判断する火
災警報装置に関する。

（従来の技術） 近年、火災による温度上昇の変化をアナログ的に検出す
る温度感知器からのアナログ検出情報を受信機で受信し
、アナログ検出情報に基づいて火災判断する所謂、アナ
ログ型の火災警報装置の研究、開発が推し進められてい
る。

従来のこのようなアナログ型の火災警報装置では、受信
機から引き出された信号線に温度検出部を内蔵した温度
感知器を複数接続し、ポーリング方式により各温度感知
器を所定のサンプリング周期毎に順次呼び出し、各温度
感知器からのアナログ検出情報を収集していた。即ち、
１台の受信機に対して複数の温度感知器が時間をずらし
てアナログ検出情報を順次返送している。具体的に説明
すると、時分割で返送される各温度感知器からのアナロ
グ検出情報を単位時間内により多く収集できるようにす
るため、各温度感知器に対するサンプリング周期を可能
な限り短くして各温度感知器毎のアナログ検出情報を収
集していた。このサンプリングにより得られるアナログ
検出情報を更に移動平均、単純平均等の平均化処理を施
した処理データに基づいて火災を判断していた。−（発
明が解決しようとする問題点） しかしながら、このように可能な限り短いサンプリング
周期に設定した火災警報装置では、個々の温度感知器よ
りのアナログ検出情報を単位時間内により多く収集でき
る反面、温度感知器の温度検出に伴って混在するノイズ
成分をも温度変化の信号成分と共にデータとして収集し
てしまう。このようなノイズ成分の混入したデータに基
づき受信処理にすることにより火災判断処理に時間がか
かつたり、誤った火災判断を生ずる恐れがあった。

（問題点を解決するための手段） 本発明では、上記問題点に鑑みてなされたものでアナロ
グ検出情報に介在するノイズ成分を可能な限り除去し、
ノイズ成分を除去した真の信号成分に基づいて火災の監
視状況を正確に判別することのできる火災警報装置を提
供するため、火災による温度変化をアナログ的に検出す
る温度検出部からのアナログ検出情報をフィルタを介し
て受信処理し、火災を判断する火災警報装置において、
該フィルタの遮断周波数を０．０６ヘルツ以下になるよ
うに設定してアナログ検出情報に含まれるノイズ成分の
除去を施したものである。

（実施例） 第４図は火災の初期状態における湿度検出データの時間
的変化の周波数成分のうちの主成分の最大周波数の出現
度数を示したグラフであり、縦軸に度数、横軸の周波数
（ミリヘルツ）をとり、５ミリヘルツ毎の間隔の度数を
示している。

種々の火災実験を行ない火災の初期状態における火災に
よる温度のアナログ検出データを解析した結果、ノイズ
成分を含んだ周波数成分のうち最大周波数が１８０ミリ
ヘルツであり、そのうち、主成分の最大周波数は第４図
に示すように４０ミリヘルツであった。但し、火災実験
の室内の大きさ等の環境や実火災の場合を考慮すると主
成分の最大周波数は４０ミリヘルツより大きくなるので
、６０ミリヘルツまでが主成分の最大周波数となる。

即ち、６０ミリヘルツのフィルタを設けることによりノ
イズ分を除去することができる。

第１図は本発明の全体の構成を示したブロック図である
。

まず構成を説明すると、１は受信機であり、受信機１か
らは信号線２が引き出され、信号線２には火災による温
度変化をアナログ的に検出する温度検出部を有する温度
感知器３が複数個接続されている。複数の温度感知器３
のそれぞれには固有のアドレスが設定されており、受信
機１からの呼び出しに応じて温度検出データのアナログ
検出情報を受信＄１１に送る。

次に受信機１の内部構成を説明する。４はディジタルフ
ィルタであり、所定周期、例えば４秒毎にポーリング方
式により複数の温度感知器３を順次呼び出して、各温度
感知器からの温度検出データのアナログ検出情報を収集
するサンプリング部５と、サンプリング部５からの収集
データをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部６と、Ａ／Ｄ変換
部６からの情報を入力して各温度感知器のアドレス毎に
記憶する記憶部７と、記憶部７より得られる所定数の記
憶データ、例えば温度感知器の各アドレス毎に５１ｉｌ
の時系列記憶データを取り出してそれぞれの移動平均を
演算する演算部８とで構成されている。９は火災判断部
であり、ディジタルフィルタ４からの処理データに基づ
いて火災を判断する。

１０は警報部であり、火災判断部９からの指令に基づい
て火災を警報する。

次に、サンプリング部５におけるサンプリング周期下と
、演算部８における移動平均の演算に供する記憶データ
のＮ個の時系列データ、即ち平滑化点数Ｎとの相互関係
を説明する。

第２図は１／（Ｔ−Ｎ）の値が温度検出の主成分の最大
周波数である０、０６ヘルツ、即ち１／（Ｔ−Ｎ）の値
を０．０５ヘルツに設定した場合の移動平均の演算に供
する平滑化点数Ｎに対するサンプリング周期下の関係を
示したグラフである。

第２図に示したように１／（Ｔ−Ｎ）の値を０゜０５ヘ
ルツに設定した場合には、サンプリング部５におけるサ
ンプリング周期Ｔと、演算部８における平滑化点数Ｎの
関係は、例えば平滑化点数Ｎを３に設定した場合はサン
プリング周期下を６゜６７秒とする等、適宜の値が設定
される。更にまた、１／（Ｔ−Ｎ）の値が０．０５ヘル
ツに限らず１／（丁・Ｎ）の値が０．０６ヘルツ以下の
値となるように平滑化点数Ｎに対するサンプリング周期
Ｔの値を適宜に設定することができる。

次に１／（Ｔ−Ｎ）を０．０５ヘルツとして動作を説明
する。サンプリング部５はサンプリング周期４秒毎にポ
ーリング方式により各温度感知器３からのアナログ検出
情報を収集してＡ／Ｄ変換部６に出力する。記憶部７で
はＡ／Ｄ変換されたサンプリングデータを温度感知器の
アドレス別に記憶する。演算部８は記憶部７からの記憶
データに基づいて演算処理を行なう。即ち、温度感知器
のアドレス毎に５個の時系列の記憶データが得られると
順次、移動平均を演算して、演算した処理データ火災判
断部９に出力する。火災判断部９では演算部８より得ら
れる処理データに基づいて、差分法もしくは多項式近似
法により火災を予測判断して警報部１０を駆動し、火災
を警報する。

次にディジタルフィルタ４の作用を説明する。

第３図はサンプリング周期Ｔの逆数、即ちサンプリング
周波数ｆｓにおいて平滑化点数Ｎを５に設定した場合の
アナログ検出情報の周波数成分に対するディジタルフィ
ルタのシステム係数を示したグラフである。

第３図に示したように、サンプリング周波数ｆｓに対し
てナイキスト周波数ｆｎは１　／　２　ｆｓとして設定
され、また１／（Ｔ−Ｎ＞は遮断周波数ｆｃとして設定
される。また、この遮断周波数ｆｃは温度検出データの
時間的変化の周波数成分のうちの主成分の最大周波数が
６０ミリヘルツ以内であることから決められる。従って
、ディジタルフィルタはサンプリング周波数ｆｓ、ナイ
キスト周波数ｆｎ、遮断周波数ｆｃ、ノイズ成分を含ん
だ温度検出データの時間的変化の周波数成分の最大周波
数ｆｍの間に、以下に示すような相互の関係が成り立つ
ように設定する。即ち、 ｆｍ−ｆｎ≦ｆｎ−ｆｃ ｆｍ＞　ｆｃ この式が成り立つことにより、ノイズ成分を除去できる
。温度検出データの周波数成分の周波数を０．０５ヘル
ツに設定すると、第３図のグラフからも明らかなように
、サンプリング周期Ｔを４秒、即ちサンプリング周波数
ｆｓを２５０ミリヘルツに設定し、且つ移動平均の演算
に供する平滑化点数Ｎを５に設定した場合には、温度感
知器３で捕えられる温度検出データの周波数成分のうち
ノイズ成分となるディジタルフィルタの遮断周波数ｆｃ
以上の周波数成分のデータが完全にカットされると同時
に温度検出データの主成分の周波数帯域となる遮断周波
数ｆｃ以下のデータが自動的にサンプリング処理される
こととなる。即ち、第４図に示したように種々の実験の
結果、温度検出データに含まれる主成分の周波数帯域と
しては、４０Ｘ１０　ヘルツ以内の範囲内であることが
わかっており、この主成分の周波数帯域が遮断周波数ｆ
ｃ以内とすることから、主成分の周波数帯域、即ち温度
検出データの主成分の周波数帯域のデータの与を自助的
にサンプリング処理し、且つ遮断周波数ｆｃ以上のノイ
ズ成分の混在する温度検出データを自動的にカットする
。

尚、上記の実施例では演算部８として記憶部７からの記
憶データに基づいて、温度感知器のアドレス毎に５個の
時系列記憶データが得られると、順次移動平均を演算す
るように構成したが、湿度感知器のアドレス別にそれぞ
れ５個以上の記憶データを記憶部７に記憶しておき、記
憶部７の記憶データを各温度感知器毎に取り出してそれ
ぞれ５個づつの移動平均を集中的に演算するように構成
すると、演算部８の移動平均化処理を効率的に行なうこ
とができる。

尚、ディジタルフィルタを温度感知器内に設けても良い
。

また、サンプリング周期と同期して温度検出部を駆動さ
せ、効率良く検出を行なってもよく、この場合にもディ
ジタルフィルタを温度感知器内に設けても良い。

更にまた、ディジタルフィルタの内のサンプリング処理
を感知器側にて行ない、移動平均の演算処理は受信機側
で行なうようにディジタルフィルタを分割構成しても良
い。

また、フィルタとして単純移動平均法のディジタルフィ
ルタを使用して実施例を説明したが、他のディジタルフ
ィルタにより構成することができる。

更にフィルタの遮断周波数を０．０６ヘルツ以下とした
が、周波数帯域としては、主成分の最大周波数の度数が
低下する周波数の最小値と最大値（例えば０．０３５か
ら０．０６ヘルツ）によって設定すれば良くなる。

（発明の効果） 次に効果を説明する。以上説明してぎたように本発明に
よれば、火災による温度変化をアナログ的に検出する温
度検出部からのアナログ検出情報をフィルタを介して受
信処理して、処理データに基づいて火災を判断する火災
警報装置において、このフィルタの遮断周波数を０．０
６ヘルツ以下になるように設定したことで、コストを増
大させることなく簡単な方法により温度検出データに含
まれるノイズ成分を完全に除去し、ノイズ成分を除去し
た潤度検出データ、即ち温度変化の主成分のみのデータ
に基づいて火災を正確に判断することができ、火災警報
装置の信頼性を大幅に向上させ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図のディジタルフィルタの遮断周波数を２５０ミ
リヘルツに設定した場合の移動平均の演算に供する平滑
化点数Ｎに対するサンプリング周期Ｔを示したグラフ、
第３図はアナログ検出情報の周波数成分に対するシステ
ム係数を示したグラフ、第４図は火災の初期状態におけ
る温度検出データの時間的変化の周波数成分の内の主成
分の最大周波数の度数分布を示したグラである。 １：受信機 ２：信号線 ３：°温度感知器 ４：ディジタルフィルタ ５：サンプリング部 ６　：　Ａ／Ｄ変換部 ７：記憶部 ８：演算部 ９：火災判断部 １０：警報部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 火災による温度変化をアナログ的に検出する温度感知器
   からのアナログ検出情報をフィルタを介して受信処理し
   て火災を判断する火災警報装置において、 該フィルタの遮断周波数を０．０６ヘルツ以下となるよ
   うに設定したことを特徴とする火災警報装置。