JPS6175499A - 火災位置検出器 - 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、温度変化に応じて電気抵抗、電流値、電圧値
等の電気的特性が変化する線材を警戒領域の天井部分に
ネットワーク状に設置し、火災が発生したとき、対流熱
によりその線材の電気的特性の変化を経時情報として測
定し、その測定情報から火元位置を緻密に割出す火災位
置検出器に関する。

従来の技術 従来よシ火災発生を自動的に検出する火災検出器は多数
提案、提供されているが、これらは一定の監視領域内の
火災の有無を検出することが目的である。この種の検出
器を複数個利用して火点を求めてもそれぞれの火災検出
器が全て前述の如くゾーン即ち広が）を有した監視領域
における火災を検出しているため、火元位置を緻密に位
置を特定して検出することができない。

解決しようとする問題点 然るに近時は消火システムの発達著しいことから、火災
位置を早期段階で緻密に検出して有効に消火システムを
作動させ、火災被害をよシ縮小化することが要請されて
いる。依って本発明は、従来の火災検出器よシも正確に
緻密な火元位置の情報を与えることができる火災位置検
出器を提供することにある〇 解決手段と作用 温度に応じて電気的特性が変化する複数の線材を交差さ
せて火災香戒領域内にネットワーク状に配設した複数の
温度センサと、前記各温度センサの検出温度から火災の
発生を判別する火災判別手段と、前記火災判別手段の火
災発生検出信号が一定数以上の温度センサに就いて判別
されたとき火災が発生したことを決定する火災決定手段
と、前記火災判別手段の最初の火災発生検出信号により
計時を開始し前記火災決定手段の火災決定信号によ）計
時を停止する計時手段を有し、該計時手段の計時値を演
算し、その演算結果から前記各温度センサと火元位置と
の遠近度合いを判定して前記ネットワーク内の火元位置
を割出決定する位置割出演算手段とを具備して構成した
ことを特徴とする火災位置検出器を提供し、対流熱を利
用した温度センサによりネットワーク内のどの位置が火
元位置であるかを演算決定するようにしたものである。

く実　施　例〉 以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。

第２図は、本発明の火災位置検出器のセンサ部を建物の
天井部分ＩＫ設置した状態の１例を示している。温度セ
ンサ２は、この実施例においては天井面近くに設置した
が、空気対流の伝熱効果を考慮し、天井の高さく床平面
から天井までの高さ）や、火災検出の所望する速度何頭
によりて適正高さに設置高を変更してもよい。いま−例
として、火元位置の検出対象となる警戒空間を平面寸法
が５メ一トル×５メートル、天井高２．５メートルとす
る。温度センサ２は、温度の変化によりて電気抵抗、電
流、電圧等の電気的特性が変化するものであればよく、
ことでは、ニッケルを材質とし、線径０．３ミリメート
ルの抵抗線を利用して温度変化を電気的特性の変化で検
出するようにする。この温度センサ２を形成する抵抗線
は５メ一トル当シで１４０の電気抵抗値を示し、抵抗温
度係数が１℃上昇すると、０．７Ｃ％）抵抗値が減少す
る負特性を有する。そして、この抵抗線からなる温度セ
ンサ２は１本当たシを１チヤンネルとし、天井部に往復
配設するため、ｌチャンネルにつき１０メートルの抵抗
線となる。ここで、このセンサ２は天井面のＸ軸方向に
は座標ＸＩ　　、Ｘ２　　、Ｘ３の位置に１チヤンネル
から３チヤンネルの３本を、ｙ軸方向にも座標７ｔ　　
＋３’ｚ　　＋Ｙｓの位置に４チヤンネルから６チヤン
ネルの３本を互いに交差させて温度検出のネットワーク
を組むように配設し、かつセンサ２は建物側壁面からは
１メートル離し、セ／す相互の間は１．５メ一トル離間
させて、対流熱による伝熱効果をよくしている。この温
度センサ２には常時例えば１０ｍＡ程度の弱電流がリー
ド線３を介して供給されている。

第１図は、本火災位置検出器の全体的構成のブロック図
を示すものである。ここで、４は温度センサ２にリード
線３を介して電源電流を供給し、温度センサ２のチャン
ネル毎に温度に対応し九電正値を検出する電圧検出回路
であシ、Ｘ軸上に配設した１チヤンネルから３チヤンネ
ルの温度センサ２と接続されるＸ軸系電圧検出回路４１
と、ｙ軸上に配設した４チヤンネルから６チヤンネにの
温度センサ２と接続されるｙ軸系電圧検出回路■とによ
多構成される。５は、電圧検出回路４と接続され、電圧
検出回路４によって検出されるアナログの電圧をクロッ
ク又は、クロックを所定回数計数するカウンター等によ
りサンプリング時間を設定し、サンプリング点毎にデジ
タル値に変換するＡＤ変換回路であシ、それぞれＸ軸上
のセンサ２に対応するＸ軸系ＡＤ変換回路５１と、ｙ軸
上のセンサ２に対応するｙ軸系ＡＤ変換回路５２とＫよ
多構成される。６は、火災判別回路であシ、各温度セン
？２から”　＋　７両座標系毎に電圧検出回路４、ＡＤ
変換回路５を介して入力される温度情報に基いて火災判
別を行うもので、判別方法は温度センサ２の各チャンネ
ル毎に一定時間における温度の上昇率が設定値を超えた
か又は、所定の設定温度に到達したかを監視して火災判
別を行うモノマ、温度センサ２の各チャンネル毎に火災
発生の有無を検出する。この火災判別回路６は、後述す
る火災判別設定回路７と接続されＸ軸系の温度センサ２
と対応するＸ軸系火災判別回路６１とｙ軸上のセンサ２
と対応するｙ軸系火災判別回路６２とによ多構成される
。７は、火災判別設定回路でアシ、たとえばディップス
イッチにより設定されるもので、ＡＤ変換回路５から入
力される温度情報に基いて火災判別を行う為の閾値を設
定するものである。この閾値設定により火災発生の検出
感度が設定される。余シにも低く設定すると真の火災発
生がなくても火災情報として検出される結果となるので
、警戒空間の規模の大小や内部構造によって適正閾値を
設定する。８は、位置割出演算回路で１）、Ｘ軸系位置
割出回路８１、Ｘ軸系位置割出回路８２、火災決定回路
８３、位置決定回路８４等を具備して構成され上記火災
判別回路６に接続されている。先ず、火災決定回路８３
は、火災の発生があったか否かを最終的に判断決定する
ためのもので、所定時間内に全ての温度センサ２（ここ
では１チヤンネルから６チヤンネルの６本の温度センサ
）が火災を検出したか否かを判別し、これによって火災
がありたか否かを最終的に決定するもので桑る。

尚、警戒空間における平面的な大きさや空気対流を考慮
した空間構造に応じて全ての温度センサ２６検出とする
か、或いは隣シ合う温度センサ２が例えば４チヤンネル
まで火災を検出したときには火災発生と決定するように
決定しておいてもよい。つまり、予め選定したチャンネ
ル数の温度センサが火災を検出したなら、火災の発生が
あったと決定するのである。Ｘ軸系位置割出回路８１と
Ｘ軸系位置割出回路８２との詳細は、第４図を参照して
後述する。位置決定回路８４はＸ軸系及びｙ軸系のネッ
トワーク内における位置情報を図示しない外部、例えば
自動消火システムのコントローラに送出するものである
。

第３図は上述した火災判別回路６０種々の具体的構成例
を示し、イ）からハ）の３例については、一定時間にお
ける温度の上昇率から火災を判別する判別回路の構成例
を示し、二）の例は、設定した一定温度に達したとき、
火災と判別する判別回路の構成例を示したものである。

さて、第３図イ）に示した判別回路では、各温度センサ
２毎に検出される電圧は電圧検出器４を介してＡＤ変換
回路５に入力されるが、このとき、クロック９により設
定されるサンプリング時間、例えば、２ａミリ秒に設定
しであると、２０ミリ秒周期サンプリング点毎にクロッ
ク９からＡＤ変換回路５にサンプリング信号が入力され
る。温度センサ２の電圧は該ＡＤ変換回路５でサンプリ
ング点毎にデジタル値に変換され、次段のバッファメモ
リ６１１に送出される。バッファメモリ６１１は、クロ
ック９と接続されたカウンタ６１３が、一定の選定時間
に対応したカウント値例えば「５０」のカウント値を示
したとき、即ちλＯ：ミリ秒×５０カウント＝１秒の間
に該バッファメモリ６１１に蓄積されたデジタル値を全
て後段の平均値演算回路６１２に送出し、この平均値演
算回路６１２によって電圧の平均値が演算される。そし
て、該平均電圧値が平均値メモリ６１３に記憶される。

このようにして平均電圧値は、１秒間隔で平均値メモリ
６１３に書き変えられる。又、平均値演算回路６１２の
演算結果は、差分演算回路６１４にも送出され、差分演
算回路６１４にて前の１秒間と後の１秒間とにおける電
圧値の差分が計算され、該差分が火災識別回路６１５に
送出される。火災判別設定回路７は、１秒間に温度が予
め定めた一定上昇率を示したときは火災であると判別す
るための閾値を設定するもので、その一定上昇率の値を
ディップスイッチからなる設定操作手段によりて選択設
定するようになりている。従って、この火災判別設定回
路７には、例えば警戒対象空間の規模や内部構造等に応
じて妥轟な温度上昇率を選ぶ事ができるように複数のデ
ィップスイッチが設けられている。火災識別回路６１５
は、火災判別設定回路７から入力する一定上昇率を超過
しているか否かを識別し、超過により火災と識別したと
きに後述の位置割出演算回路８へ送出する。第３図のａ
）に示す火災判別回路はイ）とほぼ同じであるが、差分
演算回路６１４にて差分演算されるデータは平均値メモ
リ６１３の平均値電圧と、ＡＤ変換回路５からのサンプ
リング点毎の電圧値との差分を求めるものであシ、ＸＯ
；ミリ秒毎に演算される。第３図のハ）に示した火災判
別回路は、サンプリング点をクロック９から入力し、所
定のカウント値をカウンタ５３が示したときに温度セン
サ２の電圧がＡＤ変換回路５によりてデジタル値に変換
されるようにしたもので、サンプリング点の前後の電圧
値によって火災を識別する構成のものである。

第３図二）に示す火災判別回路は上昇率ではなく、既述
の如く、検出電圧値が一定温度、例えば６０℃に対応し
た電圧値を超えているか否かによって火災を識別してい
るもので、設定回路７は一定温度に対応したデジタル値
を閾値として比較回路６１７に設定するものである。

第４図は、位置割出演算回路８の構成を示した詳細ブロ
ック図である。各温度センサ２に対応したＸ軸系のカウ
ンタ８１１〜８１３、ｙ軸系のカウンタ８２１〜８２３
は、前述の火災判別回路６の火災発生識別によりカラン
トを開始し、クロック９の基準クロックをカウントし、
後述す〜る火災決定回路８３が火災発生を決定した信号
を送出することにより停止するものである。つまシ、何
れかの温度センサ２が最初に火災検出を行った時点から
次々と別の温度センサ２が火災検出をする過程をこれら
カウンタ８１１〜８１３及び８２１〜８２３のクロック
／４ルスのカウントによりて監視しているのである。各
カウンタ８１１〜８１３．８２１〜８２３は、カウント
停止時にそのカウンタ値を第１、第２のデジタルコンパ
レータ８１６゜８１８、第４、第５のデジタルコンノ臂
レータ８２６゜８２８及び第１、第２、第３、第４の差
分演算回路８１４．８１５．８２４．８２５に送出する
。

上記デジタルコンノ臂レータ８１６，８１８，８２６゜
８２８は夫々隣シ合りたチャンネルの温度センサ２に関
してカウントされたカウント値を大小比較する。又、差
分演算回路８１４，８１５，８２４゜８２５は同様に各
隣シ合りた各センサ２に対応するデジタル値の差を検出
する。この差の大小を更に他の第３、第６のデジタルコ
ンパレータ８１７゜８２７により大小を比較する。Ｘ軸
系位置決定回路８１９は、デジタルコンパレータ８１６
〜８１８の大小比較の結果により、ｘ軸上の火元位置を
決定する。また、ｙ軸系位置決定回路８２９はデジタル
コンパレータ８２６〜８２８の大小比較作用の結果によ
りｙ軸上の火元位置を決定する。火災決定回路８３は上
述したＸ軸系及びｙ軸系位置割出回路８１．８２の各カ
ウンタ８１１〜８１３及び８２１〜８２３が全て火災発
生を検出したか否かを判別する第１アンドダート８３１
と、これらのものの各カウンタのうち１番早く火災を検
出したカウンタの検出信号を受けると、後段の７リツプ
フロツプ８３３へ信号送出する第１オアゲート８３２、
フリップ７０ツ７″８３３、該フリップフロップ８３３
の出力により所定時間に亘って計時動作するタイマ８３
４、タイマ信号を入力している間に第１アンドｆ　−ト
８３１の出力信号を受信したとき、各カウンタ８１１〜
８１３及び８２１〜８２３へ停止信号を送出する第２ア
ンドｒ−ト８３５、タイマ８３４が動作していないとき
、フリップフロップ８３３にリセット信号を送出するイ
ンバータ８３６、第２アンドｆ　−ト８３５とインバー
タ８３６の信号を入力し、フリップフロップ８３３にリ
セット信号を送出する第２オアゲート８３７とで構成さ
れ、この火災決定回路８３０作用に就いては後述する。

次に本発明による火災位置検出器の動作を説明する。第
２図を参照して５０（５１！］間隔でＸ軸上、ｙ軸上に
位置アドレスを設定すると、温度センサ２の第１のチャ
ンネルはｘｚ２、第２のチャンネルはｘｚ５、同様に第
３のチャンネルはｘ　＝　８、第４のチャンネルはｙｚ
２、第５のチャンネルはｙｚ５、第６のチャンネルはｙ
ｚ８である。いま、火点位置を！　＋　３’軸ネツトワ
ーク上の点（３，４）とした１例について説明する。

このとき、Ｘ軸上の３つのチャンネルの温度センサ２に
おいては火点が最も第１のチャンネルの温度センサ２に
近いため、上述したカウンタ値が大きくなる。これは既
述のように火災判別回路６にて火災と識別されると、Ｘ
軸系位置割出回路８１のカウンタ８１１．８１２，８１
３は計数開始し、全てのチャンネルの温度センサ２が火
災検出したとき停止されることから、火点に最も近い第
１のチャンネルの温度センサ２に関するカラ／り８１１
の計数開始が最も早いからである。故に、ここでは第３
のチャンネルの温度センサ２について最もカウント値が
小さくなる。作動実例によれば、第１のチャンネルは４
秒、第２のチャンネルは３秒、第３のチャンネルは０秒
であり、同様に第４のチャンネルは３秒、第５のチャン
ネルは４秒、第６のチャンネルは１秒である。ここでは
便宜上、Ｘ軸系のカウンタ８１１のカウント値を「４」
、同様にカウンタ８１２は「３」、カウンタ８１３はｒ
ＯＪ、ｙ軸系のカウンタ８２１は「３」、カウンタ８２
２は「４」、カウンタ８２３は「１」とする。ここで第
１デジタルコンノぐレータ８１６はカウンタ８１１のカ
ウント内容ｘｌとカウンタ８１２のカウント内容ｘ２と
の大小比較を行い、ＸＬ　＞１２　（４＞３　）を判別
する。また第１の差分演算回路８１４はＩＸＩ　　ｘｚ
ｌ＝Ｉ４−３１＝１を演算し、第２デジタルコンパレー
タ８１８はカウンタ８１２のカウント内容ｘ２とカウン
タ８１３のカウント内容ｘ３との大小比較を行い、Ｘ２
　＞ｘｓ　（３）Ｏ）を判別し、第２の差分演算回路８
１５はｌＸｚ　　ｘａｌ＝１３−ＯＩ＝３を演算する。

従って、第３デジタルコンパレータ８１７による比較結
果は（ＩＸＩ　−ｘ−１＜ｌｘ−−５ｌ）となシ、同様
に第４７″ジタルコンパレータ８２６はｙｌ＜ｙｚ　（
３＜４　）を判別し、第５デジタルコンパレータ８２８
はｙｚ　＞ｙｓ　　（４＞１　）を判別し、第３差分演
算回路８２４の演算結果は１７１−３’２１＝１、第４
差分演算回路８２５の演算結果はＩｙｚ　　ｙｓｌ＝３
　　とがる。故に第６デジタルコンノ母レータ８２７は
ｌ　ｙｔ−ｙｚＫｌｙｚ　−ｙａ　ｌ（１＜３　＞を比
較判別する。この大小比較の結果が、Ｘ軸系位置決定回
路８１９と、ｙ軸系位置決定回路８２９にそれぞれ送出
される。ここで、これら！＋７軸系位置決定回路８１９
−　、８２９には各々、次のテーブルが予め具備されて
いる。

Ｘ軸系位置決定回路８１９のテーブル ｙ軸系位置決定回路８２９のテーブル 従って上記例の場合には、Ｘ軸系位置決定回路８１９で
は ｘｌ）ｘｚ　　４）３−■ ｘｚ〉ｘｓ　　←３（０−■ Ｉ　ｘｌ−ｘｚ　ｌ＜Ｉ　ｘｘ　−ｘ−１←１　（３−
・・■故に■から３以下であシ、 ■から６以下であシ、 かつ■から３と４の間、が判断され、 これらの全ての条件を満たすｙ軸の位置は「３」と決定
される。

他方、ｙ軸系位置決定回路８２９では Ｆｌ＜７２　　←−３＜４・・・０ ｙｚ）ｙ３　　←−４〉１・・・■ ｌ　ｙｓ−ｙ２１＜ｌ　ｙ２−ｙｓ　Ｉ←−１＜３・・
・■故に■から４以上であシ、 ■から６以下であ）、 ■から３と４の間、が判断され、 これらの全ての条件を満たすＹ軸の位置は「４」と決定
される。故に、位置決定回路８４によ）警戒領域内にお
いて、火元の位置はｙ軸、Ｙ軸のネッ・トワークにおけ
る点（３，４）であると最終的に決定される。なお、上
側では座標位置はｙ軸、Ｙ軸が共に５０　［ｃｍ　］毎
に設定しであるので、火元領域は必らず点（３，４）を
中心に縦、横５０〔信〕離れた領域内、りまシ原点（０
，０）からＸ軸上は１．２５メートルから１．７５メー
トルの範囲であシ、ｙ軸上は１．７５メートルから２．
２５メートルの範囲である領域を示すことになる。ただ
し、位置決定回路８４では火点が２箇所以上を示す結果
となったときは、火災ではないものとして処理する。更
に上記実施例では６つのチャンネルの温度センサ２で領
域内の判断をしたが、温度センサ２のチャンネル数を増
数して各チャンネル間の範囲を狭く設定すれば、・狭い
範囲で火元情報が得られるからよシ緻密な火災位置検出
が可能となることは言うまでもない。更に、これらの設
定に従ってクロックの幅及び火災判別設定回路を設定す
るようにすればよい。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、警戒
領域内に配設され、対流熱によりミ気的特性が変化する
温度センサのネットワークにより、ｘ、ｙ軸の座標で火
元位置を検出するから火災位置の緻密な検出が可能とな
るもので、従って以下に列記の発明の効果が得られる。

なお、本発明の構成に当りて実施例では回路手段によっ
て構成した火災判別回路６、位置割出演算回路８の機能
を周知のマイクロコンピュータ手段によって発揮せしめ
る構成に成し得ることは容易に理解できるであろう。

発明の効果 本発明によれば、精度よく火元の領域を示す火災情報を
得る事ができる。

′　　設置状況にあわせて、火災判別の閾値を設定でき
、状況に適した使用ができ、火災位置検出器の利用効率
がよくなる。

複数のセンサによりて火災を決定するので火災情報の信
頼度が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による火災位置検出器の全体構成を示す
ブロック図、第２図は温度センサの天井におけるネット
ワーク状配置例を示す平面図、第３図は同検出器の火災
判別回路の各種構成実施例を示すブロック図、第４図は
同検出器の位置割出演算回路の構成実施例を示すブロッ
ク図。 １・・・天井、２・・・温度セ／す、４・・・電圧検出
回路、５・・・ＡＤ変換回路、６・・・火災判別回路、
７・・・火災判別設定回路、８・・・位置割出演算回路
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、温度に応じて電気的特性が変化する複数の線材を交
   差させて火災警戒領域内にネットワーク状に配設した複
   数の温度センサと、前記各温度センサの検出温度から火
   災の発生を判別する火災判別手段と、前記火災判別手段
   の火災発生検出信号が一定数以上の温度センサに就いて
   判別されたとき火災が発生したことを決定する火災決定
   手段と、前記火災判別手段の最初の火災発生検出信号に
   より計時を開始し前記火災決定手段の火災決定信号によ
   り計時を停止する計時手段を有し、該計時手段の計時値
   を演算し、その演算結果から前記各温度センサと火元位
   置との遠近度合いを判定して前記ネットワーク内の火元
   位置を割出決定する位置割出演算手段とを具備して構成
   したことを特徴とする火災位置検出器。 ２、前記火災判別手段は、火災判別の閾値を設定するた
   めの火災判別設定手段を具備することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の火災位置検出器。 ３、前記火災判別設定回路は、前記火災警戒領域の広狭
   に応じて適正閾値を選択設定するディップスイッチ手段
   によって構成した特許請求の範囲第２項に記載の火災位
   置検出器。 ４、前記位置割出演算手段は、前記計時手段の計時値の
   大小比較をおこなう比較器を具備したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の火災位置検出器。 ５、前記火災決定手段は、火災判別手段の最初の火災発
   生検出信号によりスタートする時限手段を有し所定時間
   以内に所定個数の火災発生検出信号を入力したときのみ
   火災決定信号を出力することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の火災位置検出器。