JPS6356799A - 走査型火災検出装置 - 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、監視区域における火災の発生と火源の位置を
検出するために用いられる熱放射センサの走査方式に関
する。

（従来技術） 従来、屋内競技場や展示会場等の大空間構造物に設けら
れる火災監視システムにおいては、火災発生時の炎から
出る熱線（赤外線）を検知する検出素子を備えた熱放射
センサを使用し、この熱放射センサを警戒監視区域の監
視面に対し斜め上方に設置して水平及び垂直方向に走査
することにより、火災の発生と火源の位置を検出して警
報すると共に放水銃等の消火設備を作動させるようにし
ている。

上記の熱放射センサの垂直及び水平方向走査は次のよう
に行われる０例えば第５図に示すように、熱放射センサ
の検出部１を扇形の監視領域２の範囲で水平方向に往復
回動じ、火災検出時に監視線　　′３の指向方向を与え
る基準位置に対する水平走査角θを出力する。また、第
６図に示すように、各水平走査位置において熱放射セン
サの検出部ｌに内蔵した回転鏡の垂直方向の回転により
、監視線３を監視面４上で走査し、火源検出時には監視
線３の垂直走査角αを出力する。なお、水平走査角θは
常時出力されているが、垂直走査角αは火災を検出した
時にのみ出力されることにより、この垂直走査角の出力
は、火災検出信号としての意味を持つことになる。

（発明が解決しようとする問題点） このような従来の熱放射センサの走査方式によれば、瞬
時視野と称する成る走査時点での監視領域が隣接するよ
うに熱放射センサの検出部を回動させるが、実際には、
駆動誤差やバラツキにより各走査時点での瞬時視野の間
に空きが生ずる場合がある。これは近距離では微小であ
るが、その幅は距離が大きくなるにつれて広くなる０例
えば第７図に示すように、瞬時視野を水平方向に１．０
°、垂直方向に０．４３°の範囲に設定すると、瞬時視
野の大きさは、距Ｉｔ　１００ｍでは縦Ｑ、７５ｍＸ横
１．７５ｍ、２０（）　ｍでは縦１．５ｍＸ横３．５ｍ
となる。このため、各走査時点での瞬時視野の間に空き
があると、遠距離はど非監視領域が大きくなり、そのよ
うな非監視区域に火災が発生した場合はそれを検知でき
なくなるという問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであ
り、熱放射センサにより監視区域を水平方向及び垂直方
向に走査する際に非監視領域が生ずるのを防止すること
を目的とする。

そのため、本発明は、熱放射センサの走査方式として、
垂直又は水平走査用の回転鏡と該回転鏡を一定速度で回
転させる回転鏡駆動手段と前記回転鏡により導入された
放射光を検出する検出素子とを含む検出部、該検出部を
水平方向又は垂直方向に旋回させる旋回駆動手段を含む
旋回部、及び前記回転鏡の回転に同期して瞬時視野の幅
より小さいピッチで前記旋回部を断続的に回転させるよ
うに前記ν回駆動手段をステッピング制御する制御手段
を備えたものである。

（実施例） 第１図は、本発明の走査方式を含む熱放射センサの構成
例を示す図である。この熱放射センサ１０は、検出部１
１と旋回部１２と演算部１３とで構成され、第２図に示
すような基台１４上に旋回部１２が水平方向に旋回可能
に配置されると共に旋回部１２の上に火災の検出を行う
検出部１１が配置され、室内競技場等の監視面を斜め上
方から監視する場所に設置される。

検出部１１は、垂直走査用の回転鏡及びこれを一定速度
で回転させる駆動手段から成る垂直走査機構１５と、火
災発生時に回転鏡によって導入された火源からの熱放射
光を後方に導く光学系１６と、その熱放射光を受けて電
気信号に変換する光電変換素子から成る検出素子１７と
、その信号を増幅して出力する増幅器１８と、回転鏡の
回転による垂直走査に同期した信号を出力する同期信号
出力回路１９とを含んでいる。

より詳細には、第２図に示すように、検出部１１のハウ
ジング内にモータ２１により一定速度で回転駆動される
回転鏡２２が設けられ、モータ２１による回転鏡２２の
回転で監視面の垂直検出範囲２０を走査して、瞬時視野
２０ａの光学像を、対物レンズ２３、反射鏡２４、スリ
ット２５及び集光レンズ２６から成る光学系１６を介し
て、検出素子１７に入射するようにしている。検出素子
１７としては、例えば炎からの赤外線を検知する赤外セ
ンサが使用される。なお、瞬時視野は回転鏡２２が静止
していると仮定したときの監視視野であり、スリット２
５の大きさにより決定され、瞬時視野の辺の大きさは距
離に比例する。また、回転鏡２２としては二面波を使用
し、これを例えば１２０ｍ５ｅｃの周期で下から上へ８
０°の監視範囲で走査するように回転させると、瞬時視
野は６０＋ｗｓｅｃの間に１回監視範囲を走査すること
になる。

一方、旋回部１２は、旋回駆動手段としてのモータ及び
ロータリーユニット２７のほか、原点及び定点位置検出
器と検出部１１の上下角調整用の脚（図示省略）等を備
えている。この旋回部１２は、演算部１３からの制御信
号（同期用パルス信号）に基づいてモータが回転し　ロ
ータリーユニット２７を介して検出部１１を所定の角度
範囲（例えば１８０°）で旋回させるように構成される
。

以下、旋回範囲の始点（例えば０°の位置）を原点と称
し、終点（例えば１８０°の位置）を定点という。

演算部１３は、検出部１１から増幅器３１を介して入力
される検出信号に基づき、火災か否かの判断と火源位数
の特定を行なうための比較・演算ユニット３２と、旋回
部１２に対し垂直走査に同期した制御信号を送る制御ユ
ニット３３とを備えている。なお、比較・演算ユニット
３２と制御ユニット３３には、検出部１１の同期信号出
力回路１９からの同期信号が入力される。

上記のように構成された熱放射センサ１０の垂直方向走
査は、検出部１１のモータ２１で回転鏡２２を下から上
へ走査するように回転させることにより行われ、水平方
向の走査は、回転鏡２２の垂直１回転に同期して旋回部
１２の駆動モータを作動させ、旋回部１２と検出部１１
を所定の旋回範囲で原点から定点へ、そして定点から原
点へと旋回させることにより行われるが、この水平走査
は瞬時視野が重複するように行われる。

すなわち、熱放射センサ１０の旋回部１２は、第３図に
示すように、検出部１１を監視領域２の範囲で水平方向
に旋回させるとき、１回の垂直走査毎に監視線３を瞬時
視野の幅ωより小さいピッチ（移動角）Δθで移動させ
るように制御される。

そのため、旋回部制御ユニット３３は、回転鏡２２の回
転（その速度は予め定められる）に同期して旋回部１２
の旋回駆動手段をステッピング制御する、すなわち上記
のピッチで旋回部１２を水平方向に１ステツプずつ送る
制御信号を旋回部１２の駆動モータに供給するように構
成される。

このような旋回動作により、監視線３が水平走査角Ｏの
位置から１ピツチΔθ移動すると、その時の瞬時視野は
、第３図に斜線で示した角度差Δω；ω−Δθの領域に
おいて、水平走査角θの時の瞬時視野と重複することに
なる。このため、水平走査の際、例えば旋回部１２に駆
動誤差が生じたとしても、１回の走査毎に隣接する瞬時
視野の間に空きが生ずることはなく、非監視領域の発生
が防止される。

第４図は、上記の制御ユニット３３による水平走査処理
を示すフローチャートである。その手順は、まず旋回部
１２を原点位置に設定し、これに応じた旋回方向（この
場合、定点に向かう方向）を設定することで始まる０次
に、垂直走査に同期して、すなわち１回の垂直走査が行
われると、上記のように水平瞬時視野が重なるように旋
回部１２を１ステツプ駆動する。以後、定点位置に達す
るまで旋回部１２を同方向に１ステツプずつ回動し、定
点位置に到達すると、旋回方向を逆転する（この場合、
定点から原点へ戻る方向に設定する）、そして、上記の
ように垂直走査に同期して水平瞬時視野が重なるように
旋回部１２を１ステー２プずつ駆動し、原点位置に到達
すると、再び旋回方向を定点へ向かう方向とする。水平
走査は、以上の動作を繰り返すことにより、非監視区域
を生ずることなく行われる。

なお、上記の実施例は垂直走査を例にとったが、水平走
査としてもよい。

（発明の効果） 以上のように、本発明は、熱放射センサの走査方式とし
て、垂直又は水平走査用の回転鏡と該回転鏡を一定速度
で回転させる回転鏡駆動手段と前記回転鏡により導入さ
れた放射光を検出する検出素子とを含む検出部、該検出
部を水平方向又は垂直方向に旋回させる旋回駆動手段を
含む旋回部、及び前記回転鏡の回転に同期して瞬時視野
の幅より小さいピッチで前記旋回部を断続的に回転させ
るように前記旋回駆動手段をステッピング制御する制御
手段を備えたものであるから、熱放射センサにより監視
区域を水平方向に走査する際に瞬時視野が重複すること
となり、旋回部の駆動誤差等が生じたとしても、１回の
走査毎に隣接する瞬時視野の間に空きが生ずることはな
く、非監視領域の発生を防止できるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は本
発明で用いる熱放射センサの検出部と旋回部の一例を示
す図、第３図は本発明による熱放射センサの走査状態の
説明図、第４図は本発明による水平走査処理を示すフロ
ーチャート、第５図及び第６図は従来例の走査状態説明
図、第７図は瞬時視野の説明図である。 １−一一一熱放射センサ。 ２−ｍ−一監視区域、 ３−一一一監視線、 ４−一一一監視面、 １０−−−一熱放射センサ。 １１−−−一検出部、 １２−−−一旋回部、 １３−−−一演算部、 １４−−−一基台、 １５−−−一垂直走査機構、 １６−−−−光学系、 １７−−−−検出素子、 １Ｂ−−−一増幅器、 １９−−−一同期信号出力回路、 ２０−−−一垂直検出範囲、 ２１−−−−モータ、 ２２−−−一回転鏡、 ２５−−−−スリット、 ３２−−−一比較・演算二ニー２ト、 ３３−−−一制御ユニット。 特許出願人　株式会社　竹中工務店 同　　　上　ホーチキ株式会社 代　理　人　弁理士　性向　進 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 火災を検出するために監視区域を水平方向及び垂直方向
   に走査する熱放射センサにおいて、垂直又は水平走査用
   の回転鏡と該回転鏡を一定速度で回転させる回転鏡駆動
   手段と前記回転鏡により導入された放射光を検出する検
   出素子とを含む検出部、該検出部を水平方向又は垂直方
   向に旋回させる旋回駆動手段を含む旋回部、及び前記回
   転鏡の回転に同期して瞬時視野の幅より小さいピッチで
   前記旋回部を断続的に回転させるように前記旋回駆動手
   段をステッピング制御する制御手段を備えたことを特徴
   とする熱放射センサの走査方式。