KR101736343B1 - 화재 감지 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 관점에 따르면, 대상 영역 내 화재 발생 여부를 감지하는 화재 센서부와, 상기 화재 센서부에서 감지된 화재 정보로부터 화재 발생 여부를 판단하여 화재 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 화재 감지 장치가 제공된다. 상기 화재 센서부는, 상기 화재 센서부의 온도를 측정하는 온도측정부 및 상기 대상 영역으로부터 방사되는 열정보를 측정하는 열센서부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 온도측정부에서 측정된 온도정보 및 상기 열센서부로부터 측정된 열정보를 입력받아 상기 대상 영역 내 화재 발생 여부를 판단하고, 상기 대상 영역 내 화재 발생 여부에 따라서 상기 화재 제어 신호를 생성한다.

Description

화재 감지 장치{Fire detection device}
본 발명은 전기 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 화재 발생을 감지하여 제어 신호를 생성하는 화재 감지 장치에 관한 것이다.
기존 화재 감지 장치는 온도 변화를 감지하여 온도 변화가 소정 범위 이상이면 화재가 발생된 것으로 감지하는 것이 일반적이다. 이러한 화재 감지 장치에 의하면 온풍기 등에 의해서 순간적으로 온도 변화가 발생하게 되면 화재 발생으로 오판하는 경우가 종종 발생하게 된다. 특히, 겨울철에 화재 감지 장치 근처에서 난방이 국부적으로 강하게 되거나 온풍이 국부적으로 세게 불면, 화재 발생으로 오인할 가능성이 더욱 커진다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 국부적인 온도 변화뿐만 아니라 실제 온도 범위를 측정하여 화재 발생을 효율적으로 감지하여 오작동 확률을 줄인 화재 발생 감지 장치를 제공하고자 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 대상 영역 내 화재 발생 여부를 감지하는 화재 센서부와, 상기 화재 센서부에서 감지된 화재 정보로부터 화재 발생 여부를 판단하여 화재 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 화재 감지 장치가 제공된다. 상기 화재 센서부는, 상기 화재 센서부의 온도를 측정하는 온도측정부 및 상기 대상 영역으로부터 방사되는 열정보를 측정하는 열센서부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 온도측정부에서 측정된 온도정보 및 상기 열센서부로부터 측정된 열정보를 입력받아 상기 대상 영역 내 화재 발생 여부를 판단하고, 상기 대상 영역 내 화재 발생 여부에 따라서 상기 화재 제어 신호를 생성한다.
상기 화재 감지 장치에 있어서, 상기 열센서부는 상기 대상 영역 내 온도의 변화를 감지하기 위한 초전센서(pyroelectric sensor) 및 상기 화재 센서부에 대한 상기 대상 영역의 상대적인 온도를 측정하기 위한 써모파일센서(thermopile sensor)를 포함할 수 있다.
상기 화재 감지 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 초전센서로부터 대상 영역 내 온도의 변화를 1차적으로 감지하여, 온도 변화가 감지된 경우 상기 써모파일센서 및 상기 온도측정부를 이용하여 2차적으로 대상 영역 내 온도를 측정하여 대상 영역 내 화재 발생 여부를 판단할 수 있다.
상기 화재 감지 장치에 있어서, 상기 제어부는 상기 써모파일센서로부터 측정된 열정보와 상기 온도측정부로부터 측정된 온도정보를 합산하여 상기 대상 영역 내 온도를 구하여 상기 온도가 기준 온도를 넘는 경우 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
상기 화재 감지 장치는 상기 제어부에서 생성된 화재 제어 신호를 외부 장치에 전송하는 전송부를 더 포함할 수 있다.
상기 화재 감지 장치에 있어서, 상기 전송부는 무선 송신부를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치에 따르면, 대상 영역 내 온도의 변화뿐만 아니라 실제 온도 정보를 이용하여 화재 발생 여부를 효과적으로 파악할 수 있는 화재 감지 장치를 제공하고자 한다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치를 개략적으로 도시하는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치(50)를 개략적으로 도시하는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 화재 감지 장치(50)는 대상 영역 내 화재 발생 여부를 감지하는 화재 센서부(25)와 이를 제어하기 위한 제어부(30)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 화재 센서부(25)는 온도측정부(10) 및 열센서부(20)를 포함할 수 있다. 온도측정부(10)는 화재 센서부(25)의 자체 온도를 측정하기 위해 제공되고, 열센서부(20)는 측정하고자 하는 대상 영역으로부터 방사되는 열정보를 비접촉식으로 측정하기 위해 제공될 수 있다. 제어부(30)는 온도측정부(10)에서 측정된 온도정보 및 열센서(20)부로부터 측정된 열정보를 입력받아 대상 영역 내 화재 발생 여부를 판단하고, 대상 영역 내 화재 발생 여부에 따라서 화재 제어 신호를 생성할 수 있다.
선택적으로, 송신부(40)는 제어부(30)에서 생성된 화재 제어 신호를 외부 장치로 송신하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 송신부(40)는 이러한 화재 제어 신호를 무선으로 송신하기 위한 무선 송신부 또는 유선으로 송신하기 위한 유선 송신부를 포함할 수 있다.
예컨대, 이러한 화재 감지 장치(50)는 건물 등의 천장에 설치될 수 있고, 이 경우 제어부(30)는 화재 발생을 감지하는 경우 경보음 또는 경보신호를 작동하게 하는 화재 제어 신호를 생성하거나 또는 스프링클러(sprinkler)를 작동시키는 화재 제어 신호를 발생시킬 수 있다. 부가적으로, 화재 감지 장치(50)가 경보 장치를 포함하는 경우, 제어부(30)는 화재 발생을 감지하는 경우 이러한 경보 장치를 직접 구동하여 경보 신호를 발생시킬 수도 있다.
송신부(40)는 건물 내 경보 발생기에 화재 제어 신호를 송신하거나 또는 스프링클러 제어기기에 화재 제어 신호를 전송할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화재 감지 장치를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 2를 참조하면, 열센서부(20)는 대상 영역 내 온도의 변화를 감지하기 위한 초전센서(pyroelectric sensor, 24)와 화재 센서부(25)에 대한 대상 영역의 상대적인 온도를 측정하기 위한 써모파일센서(thermopile sensor, 22)를 포함할 수 있다.
써모파일센서(22)는 물체로부터 방사되는 적외선 양을 정적 및 동적으로 감지할 수 있는 반면, 초전센서(24)는 물체로부터 방사되는 적외선 양을 동적으로 감지할 수 있다. 이에 따라, 써모파일센서(22)는 측정부에 대해서 상대적인 물체의 온도를 측정하는데 사용될 수 있는 반면, 초전센서(24)는 물체의 움직임 또는 온도 변화를 측정하는 데 이용될 수 있다.
써모파일센서(22)는 자가 발열의 문제가 없이 미세한 온도 측정이 가능하며, 적외선을 감지하기 위하여 서로 직렬로 연결된 다수의 열전쌍들을 포함할 수 있다. 이때, 하나의 열전쌍은 p형 열전물질과 n형 열전물질의 접점 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 써모파일센서(22)는 물체로부터 방사되는 열정보를 낮은 비용으로 정확하고 빠르게 감지하는 데 이용될 수 있다.
초전센서(24)를 사용한 열변화 감지는 비교적 간단한 회로를 사용하여 열 변화가 있는지 판단할 수 있는 장점이 있지만, 열 변화가 발생하는 경우에만 신호를 발생시키므로 열변화 발생 후 정적인 상태에서는 더 이 상 반응하지 않는 단점이 있다. 이에 비하여 써모파일센서(22)와 온도측정부(10)의 조합은 물체의 정확한 온도를 추정할 수 있는 장점이 있는 반면, 느린 환경 변화(예를 들어서, 냉, 난방 등)에 빠르게 대응하기 어렵다는 단점이 있다. 본 발명은 두 방식의 단점을 보완하기 위하여 제안된 것으로, 초전센서(24)에서 열 변화가 감지되고, 써모파일센서(22)와 온도 측정부(10)의 신호로부터 대상 영역의 온도를 측정하여 화재 발생 여부를 판단하여 화재 제어 신호를 발생하는 방식이다. 이러한 점에서, 써모파일센서(22)와 초전센서(24)를 결합하면 온도 변화와 실제 온도 정보를 효율적으로 감지할 수 있게 된다.
예를 들어, 제어부(30)는 초전센서(24)로부터 대상 영역 내 온도의 변화를 1차적으로 빠르게 감지할 수 있다. 온도 변화가 감지된 경우, 제어부(30)는 2차적으로 써모파일 센서(22)와 온도측정부(10)를 이용하여 대상 영역 내 온도를 측정하여 대상 영역 내 화재 발생 여부를 판단할 수 있다.
써모파일센서(22)는 측정부에 대한 상대적인 대상 영역의 온도 정보를 제공하기 때문에, 대상 영역의 절대 온도 정보를 알기 위해서는 측정부의 온도 정보를 알아야 한다. 이를 위해, 써모파일센서(22)와 더불어 온도측정부(10)를 더 구비함으로써 대상 영역 또는 대상 영역 내 물체의 절대 온도를 감지함으로써 화재 발생 유무를 판단할 수 있다.
예를 들어, 제어부(30)는 열센서부(20)로부터 측정된 열정보와 온도측정부(10)로부터 측정된 온도정보를 합산하여 대상 영역 내 온도를 구하여 측정된 온도가 기준 온도를 넘는 경우 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다.
구체적으로 보면, 제어부(30)는 온도측정부(10)에서 측정된 화재 센서부(25)의 온도(TO) 및 써모파일센서(22)에서 측정된 대상 영역 내 물체의 상대온도(ΔT)를 더하여, 대상 영역 물체의 온도(T=TO+ΔT)(절대온도)를 구하고, 대상 영역의 온도(T)를 기설정된 기준 온도(K)와 비교하여, 대상 영역의 온도가 적절한 지와 화재가 발생한 것인지에 대해서 판단할 수 있다.
나아가, 제어부(30)는 대상 영역 내 물체의 상대온도(ΔT)가 기준온도 범위(ΔK)를 벗어나는지를 판단할 수 있으며, 상대온도(ΔT)가 기준온도 범위(ΔK)를 벗어나는 경우에, 적절한 알람을 표시할 수도 있다. 상대온도(ΔT)는 대상 영역 내 물체의 온도(T)와 측정부의 온도(TO)의 차로 나타낼 수 있다.
전술한 제어부(30)는 상술한 동작들을 수행하기 위하여, 예를 들어, 마이크로 컨트롤 유닛(micro control unit, MCU) 등을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 변형된 실시예에서, 화재 감지 장치는 화재 발생을 보다 명확하게 판단하기 위하여, 불꽃 발생을 검출하는 불꽃 센서 또는 연기 발생을 검출하는 연기 센서를 더 포함하거나, 카메라와 같은 영상 장치를 더 포함할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 온도측정부
20: 열센서부
25: 화재 센서부
30: 제어부
40: 송신부
50: 화재 감지 장치

Claims (6)

  1. 대상 영역 내 화재 발생 여부를 감지하는 화재 센서부; 및
    상기 화재 센서부에서 감지된 화재 정보로부터 화재 발생 여부를 판단하여 화재 제어 신호를 생성하는 제어부;를 포함하고
    상기 화재 센서부는,
    상기 화재 센서부의 온도를 측정하는 온도측정부; 및
    상기 대상 영역으로부터 방사되는 열정보를 측정하는 열센서부;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 온도측정부에서 측정된 온도정보 및 상기 열센서부로부터 측정된 열정보를 입력받아 상기 대상 영역 내 화재 발생 여부를 판단하고, 상기 대상 영역 내 화재 발생 여부에 따라서 상기 화재 제어 신호를 생성하며,
    상기 열센서부는 상기 대상 영역 내 온도의 변화를 감지하기 위한 초전센서(pyroelectric sensor)와 상기 화재 센서부에 대한 상기 대상 영역의 상대적인 온도를 측정하기 위한 써모파일센서(thermopile sensor)를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 초전센서로부터 대상 영역 내 온도의 변화를 1차적으로 감지하여, 온도 변화가 감지된 경우 상기 써모파일센서 및 상기 온도측정부를 이용하여 2차적으로 대상 영역 내 온도를 측정하여 대상 영역 내 화재 발생 여부를 판단하며,
    상기 제어부는 상기 써모파일센서로부터 측정된 열정보와 상기 온도측정부로부터 측정된 온도정보를 합산하여 상기 대상 영역 내 온도를 구하여 상기 온도가 기준 온도를 넘는 경우 화재가 발생한 것으로 판단하는,
    화재 감지 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부에서 생성된 화재 제어 신호를 외부 장치에 전송하는 전송부를 더 포함하는, 화재 감지 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전송부는 무선 송신부를 포함하는, 화재 감지 장치.
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