KR102300744B1 - IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 불꽃을 감지하는 시스템과 관련된 기술이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 내부에 수용공간이 형성되어 직류를 출력하는 전원부를 포함하는 하우징부와, 하우징의 내부에 설치되어 기 설정된 제1파장영역의 파장을 선택적으로 투과하고, 기 설정된 제1파장영역 외의 파장은 차단하는 제1광학필터부와, 제1광학필터부의 후면에 설치되어 제1파장영역의 파장을 감지해 제1전기에너지를 생성한 후, 노이즈를 제거하고 증폭하여 증폭전압을 출력하며 화염을 감지하는 제1화염감지부와, 하우징부의 내부에 설치되어 기 설정된 제2파장영역의 포함되는 파장을 감지 여부에 대응해 제2전기에너지를 출력하거나 차단하며 화염을 감지하는 제2화염감지부와, 제1화염감지부 및 제2화염감지부와 연결되어 제1화염감지부에서 증폭전압이 인가되고 제2화염감지부에서 제2전기에너지가 인가되면, 기 설정된 시간 동안 인가되는 제2전기에너지를 카운팅하고, 제1화염감지부에서 인가되는 증폭전압의 최대값과 증폭전압의 최소값이 기 설정된 최대값과 최소값에 매칭되면 제1화재연산값을 산출하고, 증폭전압의 최대값과 최소값의 기울기가 기 설정된 기울기와 매칭되면 제2화재연산값을 산출하고, 시간에 따라 산출되는 복수 개의 제1화재연산값을 가감 연산하여 제1화재가감값을 산출하고, 시간에 따라 산출되는 복수 개의 제2화재가감값을 가감 연산하여 제2화재가감값을 산출하여, 제1화재가감값이 제1화재기준값을 초과 또는 제2화재가감값이 제2화재기준값을 초과하면 화재신호를 출력하고 통신망에 무선통신 가능하게 연결된 제어부를 포함하는 복수 개의 불꽃감지장치 및 통신망을 통해 복수 개의 불꽃감지장치와 연결되어, 불꽃감지장치에서 송신하는 화재신호를 수신하는 단말장치를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 불꽃을 감지하는 시스템과 관련된 기술이다.
화재는 탄화수소계열 화재, 가연성액체 및 기체화재, 전기화재 그리고 비탄화수소계열 화재로 분류된다. 화재감지기는 열, 파장, 연기 등을 감지 객체로 하여 화재를 감지할 수 있다. 여기서, 탄화수소계열화재는 탄화수소가 포함된 가연물의 연소로 발생되는 화재가 된다. 그리고 비탄화수소계열화재는 탄화수소가 포함되지 않은 가연물의 연소로 발생되는 화재가 된다.
현재, 많은 센서는 화재 객체 검지에 대한 정확성 및 개발에 대한 어려움 등에 있어 탄화수소계열 화재를 감지하는 센서 그리고 비탄화수소계열 화재를 감지하는 센서로 따로 따로 개발되고 있다.
종래의 불꽃감지기는 화재의 적외선뿐 만 아니라, 햇빛이나 금속 반사광, 랜턴, 열의 빛을 감지하게 되면서, 화재와 비화재를 정확하게 구분하지 못하는 문제가 있다. 특히, 햇빛으로 인하여 유입되는 파장의 불꽃에 의한 파장인지 햇빛에 의한 파장인지를 구분하지 못하는 문제가 자주 발생한다. 또한, 종래의 불꽃감지기는 불꽃이 발생되는 탄화수소계열 화재 또는 비탄화수소계열 화재 만을 감지할 수 있어, 탄화수소계열 화재를 감지하는 센서가 설치된 지역에서 비탄화수소계열 화재가 발생하였을 시, 이를 신속하게 감지할 수 없는 문제가 있다. 그리고 비탄화수소계열 화재를 감지하는 센서가 설치된 지역에서 탄화수소계열 화재가 발생하였을 시 이를 감지할 수 없는 한계가 있다.
더욱이, 종래의 불꽃 감지기는 전술한 문제에 기초하여 발생된 화재의 소화방법 또한 정확하게 제공하지 못해 다른 장치 또는 기술에 응용에 제약이 따른다.
본 발명은 불꽃감지장치의 화염감지센서에서 화재의 적외선 감지뿐 만 아니라, 햇빛이나 금속 반사광, 랜턴, 열원 등등에서도 같은 파장을 감지하며 화재와 비화재를 정확하게 구분하지 못하는 문제를 해결하고자 한다.
아울러, 본 발명은 하나의 하우징에 탄화수소계열 화재의 감지를 위한 감시센서와 비탄화수소계열을 감지하기 위한 감지센서를 설치하여 수소화재와 일반화재를 동시에 감지할 수 없어 발생되는 문제를 해결하고자 한다. 그리고, 수소화재와 일반화재를 동시에 감지하지 못해 비화재보가 발생되는 문제를 해결하고자 한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템은 내부에 수용공간이 형성되어 직류를 출력하는 전원부를 포함하는 하우징부와, 하우징의 내부에 설치되어 기 설정된 제1파장영역의 파장을 선택적으로 투과하고, 기 설정된 제1파장영역 외의 파장은 차단하는 제1광학필터부와, 제1광학필터부의 후면에 설치되어 제1파장영역의 파장을 감지해 제1전기에너지를 생성한 후, 노이즈를 제거하고 증폭하여 증폭전압을 출력하며 화염을 감지하는 제1화염감지부와, 하우징부의 내부에 설치되어 기 설정된 제2파장영역의 포함되는 파장을 감지 여부에 대응해 제2전기에너지를 출력하거나 차단하며 화염을 감지하는 제2화염감지부와, 제1화염감지부 및 제2화염감지부와 연결되어 제1화염감지부에서 증폭전압이 인가되고 제2화염감지부에서 제2전기에너지가 인가되면, 기 설정된 시간 동안 인가되는 제2전기에너지를 카운팅하고, 제1화염감지부에서 인가되는 증폭전압의 최대값과 증폭전압의 최소값이 기 설정된 최대값과 최소값에 매칭되면 제1화재연산값을 산출하고, 증폭전압의 최대값과 최소값의 기울기가 기 설정된 기울기와 매칭되면 제2화재연산값을 산출하고, 시간에 따라 산출되는 복수 개의 제1화재연산값을 가감 연산하여 제1화재가감값을 산출하고, 시간에 따라 산출되는 복수 개의 제2화재가감값을 가감 연산하여 제2화재가감값을 산출하여, 제1화재가감값이 제1화재기준값을 초과 또는 제2화재가감값이 제2화재기준값을 초과하면 화재신호를 출력하고 통신망에 무선통신 가능하게 연결된 제어부를 포함하는 복수 개의 불꽃감지장치 및 통신망을 통해 복수 개의 불꽃감지장치와 연결되어, 불꽃감지장치에서 송신하는 화재신호를 수신하는 단말장치를 포함한다. 여기서, 제1화염감지부는 기 설정된 제1파장영역에 포함되는 파장을 감지하면 제1전기에너지를 생성한 후, 1차 필터링 한 후, 증폭하여 제1증폭전압으로 출력하고, 제1증폭전압을 2차 필터링 한 후, 증폭하여 제2증폭전압으로 출력한 후 제어부에 인가할 수 있다. 그리고 제2화염감지부는 기 설정된 제2파장영역에 포함되는 파장을 미감지하면 전원부에서 제1전기에너지를 출력하고, 기 설정된 제2파장영역에 포함되는 파장을 감지하면 출력되던 제2전기에너지를 차단하며 화염을 감지할 수 있다. 여기서, 제2화염감지부는 내부에 설치된 펄스 폭 모듈(PWM: Pulse Width Module)을 통해 클럭 형태의 신호를 수신하여, 기 설정된 제2파장영역에 포함되는 파장을 감지하면 출력되던 제2전기에너지를 차단할 수 있다. 여기서, 본 발명의 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템은 제2파장영역의 파장을 선택적으로 투과하고, 기 설정된 제2파장영역 외의 파장은 차단하는 제2광학필터부를 더 포함할 수 있다. 그리고 제2화염감지부는 제2광학필터부의 후면 설치되어 제2파장영역의 파장을 감지해 제3전기에너지를 생성한 후, 노이즈를 제거하고 증폭하여 증폭전압을 출력하며 화염을 감지할 수 있다. 이때, 제1파장영역은 2.4μm ~ 2.8μm 대역대의 적외선파장이 되고, 제2파장영역은 0.18μm ~ 0.26μm 대역대의 자외선파장이 될 수 있다. 또는, 제1파장영역은 2.4μm ~ 2.8μm 대역대의 적외선파장이 되고, 제2파장영역은 4.2μm ~ 4.4μm 대역대의 적외선파장이 될 수 있다.
아울러, 본 발명의 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템은 탄화수소계 화재진압정보 또는 비탄화수소계 화재진압정보 또는 소화장비정보 중 적어도 하나가 기 저장되어 있어 있는 외부서버를 더 포함한다. 이때, 제어부는 제1화재가감값이 제1화재기준값을 초과하면 제1화재신호를 출력하고, 제2화재가감값이 제2화재기준값을 초과하면 제2화재신호를 출력하여 외부서버에 전송하고, 외부서버는 제1화재신호를 수신하면 단말장치에 탄화수소계 화재진압정보 또는 소화장비정보 중 적어도 하나를 전송하고, 제2화재신호를 수신하면 단말장치에 비탄화수소계 화재진압정보 또는 소화장비정보 중 적어도 하나를 전송할 수 있다.
아울러, 본 발명의 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템의 하우징부는 일면에 설치되어, 제1파장영역 내지 제2파장영역에 포함되는 파장을 투과시키는 투과부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 투과부는 사파이어 글라스(Sapphire Glass)로 형성되어, 불꽃감지장치는 수소화재화염과 일반화재화염을 동시에 감지할 수 있다.
본 발명의 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템은 하나의 하우징에 탄화수소계열 화재의 감지를 위한 감시센서와 비탄화수소계열을 감지하기 위한 감지센서를 포함하여 수소화재와 일반화재를 동시에 감지할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 일반화재에서 주로 발생되는 파장만을 선별하여 감지하며 햇빛에 의한 비화재보 발생을 줄이고, 화재보에 대한 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 수소화재와 일반화재를 감지하며 감지된 화재에 따라 다른 신호를 발생시켜 화재를 진압하는 화재진압자에게 제공하며 화재 진압에 높은 효용성을 가질 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템의 관계도이다.
도 2는 본 발명의 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템의 작동 순서도이다.
도 3은 도 1의 불꽃감지장치의 사시도이다.
도 4는 도 2의 불꽃감지장치의 블록도이다.
도 5는 변형된 불꽃감지장치의 블록도이다.
도 6은 도 3의 투과부의 블록도이다.
도 7은 도 6의 투과부의 유형에 따른 투과율을 나타낸 도면이다.
도 8은 탄화수소계 화염 및 태양광의 스팩트럼의 분포도이다.
도 9는 비탄화수소계 화염의 스펙트럼 분포도이다.
도 10은 도 4의 제어부의 작동에 대해 나타난 도면이다.
도 11은 도 4의 제1화염감지부에 대한 회로도이다.
도 12는 도 4의 제2화염감지부에 대한 회로도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템의 작동도이다.
도 14 및 도 15는 도 11의 제1화염감지부의 전기에너지의 흐름 상태를 나타낸 도면이다.
도 16 및 도 17은 도 12의 제2화염감지부의 전기에너지의 흐름 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템의 작동 순서도이다.
도 3은 도 1의 불꽃감지장치의 사시도이다.
도 4는 도 2의 불꽃감지장치의 블록도이다.
도 5는 변형된 불꽃감지장치의 블록도이다.
도 6은 도 3의 투과부의 블록도이다.
도 7은 도 6의 투과부의 유형에 따른 투과율을 나타낸 도면이다.
도 8은 탄화수소계 화염 및 태양광의 스팩트럼의 분포도이다.
도 9는 비탄화수소계 화염의 스펙트럼 분포도이다.
도 10은 도 4의 제어부의 작동에 대해 나타난 도면이다.
도 11은 도 4의 제1화염감지부에 대한 회로도이다.
도 12는 도 4의 제2화염감지부에 대한 회로도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템의 작동도이다.
도 14 및 도 15는 도 11의 제1화염감지부의 전기에너지의 흐름 상태를 나타낸 도면이다.
도 16 및 도 17은 도 12의 제2화염감지부의 전기에너지의 흐름 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 그러나 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
이에, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템에 관한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 17을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템에 대해 설명한다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 의한 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템에 대한 설명이 간결하고 명확해질 수 있도록, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템에 대해 개괄적으로 설명한다. 이후, 도 3 내지 도 17을 참조하여 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템에 대해 구체적 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템의 관계도이고, 도 2는 본 발명의 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템의 작동 순서도이다.
IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템(이하, 불꽃 감지시스템(1))은 하나의 하우징부(100)에 탄화수소계열 화재의 감지를 위한 감시센서와 비탄화수소 계열을 감지하기 위한 감지센서를 포함하여 수소화재와 일반화재를 동시에 감지할 수 있다. 또한, 불꽃 감지시스템(1)은 감지된 신호를 기 설정된 비율로 증폭시켜 화재 여부를 감지하며 화재 감지에 대한 높은 신뢰도를 나타낸다.
특히, 본 발명의 불꽃 감지시스템(1)은 수소화재와 일반화재를 구분하여 감지하며 감지된 화재에 따라 다른 신호를 발생시켜 화재를 진압하는 화재진압자에게 제공하며 화재 진압에 높은 효용성을 가질 수 있도록 한다. 일례로, 불꽃 감지시스템(1)은 소방관에게 화재 발생에 대한 정보와 화재 발생에 대한 종류를 정확하게 제공하며 소방관이 화재를 보다 효과적으로 진압할 수 있도록 할 수 있다. 이러한 불꽃 감지시스템(1)은 수소생산시설(A) 그리고 일반충전소(B)등에 설치된 복수 개의 불꽃감지장치(10)와 불꽃감지장치(10)와 통신망을 통해 연결된 모바일(21), 웨어러블(22) 등 단말장치(20)와 통신망 및 단말장치와 네트워크 통신하는 외부서버(30)를 구성요소로 포함한다.
이와 같은 불꽃 감지시스템(1)은 도 2에 도시된 바와 같은 과정으로 화재를 2차에 걸쳐 판별하며 화재신호를 출력한다.
이하, 도 3 내지 도 10을 참조하여 불꽃감지장치에 대해 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 1의 불꽃감지장치의 사시도이고, 도 4는 도 2의 불꽃감지장치의 블록도이고, 도 5은 도 3의 투과부의 블록도이다. 그리고 도 6은 도 5의 투과부의 유형에 따른 투과율을 나타낸 도면이고, 도 7은 비탄화수소계 화염의 스펙트럼 분포도이다. 도 8은 탄화수소계 화염 및 태양광의 스팩트럼의 분포도이다. 그리고 도 9는 비탄화수소계 화염의 스펙트럼 분포도이다.
불꽃감지장치(10)는 비 탄화수소계 화염과 탄화수소계 화염을 동시에 감지할 수 있다. 다시 말해, 불꽃감지장치(10)는 수소화재와 일반화재의 불꽃을 감지하며 화재 발생 여부를 감지할 수 있다. 이와 같은 불꽃감지장치(10)는 수소생산시설(A) 또는 수소 충전소 및 일반충전소(B) 등에 복수 개 설치될 수 있다. 보다 구체적으로 제1불꽃감지장치(11) 내지 제n불꽃감지장치(1n)가 수소생산시설(A) 또는 수소 충전소 및 일반충전소(B) 등에 설치될 수 있다. 또한, 불꽃감지장치(10)는 수소화재와 일반화재를 분류하여 감지하며 감지된 화재를 단말장치(20)에 전송할 수 있다.
이와 같은 불꽃감지장치(10)는 하우징부(100), 제1광학필터부(111), 제1화염감지부(121), 제2화염감지부(122) 및 제어부(130)를 포함한다. 그리고 투과부(130) 및 동작상태표시부(140)등을 구성요소로 더 포함할 수 있다. 여기서, 하우징부(100)는 수소생산시설(A) 또는 수소 충전소 및 일반충전소(B)등에 설치될 수 있는 형상 일례로, 도 3에 도시된 바와 같은 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 하우징부(100)는 전술 한 곳에서 발생되는 화염을 견딜 수 있는 재질로 형성된다. 이러한 하우징부(100)의 내부에는 수용공간이 형성되어 직류를 출력하는 전원부(102)를 포함한다. 아울러, 하우징부(100)의 내부에는 도 4에 도시된 바와 같이 투과부(101), 제1광학필터부(111), 제1화염감지부(121), 제2화염감지부(122), 제어부(130) 및 동작상태표시부(140)를 포함할 수 있다. 여기서, 투과부(101)는 도 5에 도시된 바와 같이 사파이어 글라스(Sapphire Glass, 1011) 또는 석영글라스(1012) 중 어느 하나를 포함하는 투과창모듈로 형성될 수 있다. 이러한 투과부(101)는 제1광학필터부(111), 제1화염감지부(121), 제2화염감지부(122), 제어부(130) 및 동작상태표시부(140)의 오염을 방지하며 자외선 파장과 적외선 파장에 대해 서로 다른 투과율을 나타낼 수 있다. 통상적으로, 석영글라스(1012)는 자외선이 잘 투과되어야 하는 곳에 유용하고, 사파이어글라스(1011)는 적외선이 잘 투과되어야 하는 곳에는 유용하다. 그러나, 석영글라스(1012)는 도 6에 도시된 바와 같이, 185㎚ ~ 260㎚ 파장대에 대해서는 높은 투과율을 나타내지만, 3.5μm가 넘는 파장에 대해서는 낮은 투과율을 보인다. 반면, 사파이어글라스(1012)는 3.5μm 파장대역의 투과율이 석영글라스 보다 낮지만, 화재 발생 시 방사되는 화염의 주요 파장 대 영역인 2.4 ~ 2.8μm의 투과율이 석영글라스보다 높은 특징을 가진다. 이에, 하우징부(100)에 사파이어글라스(1011)의 투과창모듈이 설치된 불꽃감지장치(10)가 수소화재와 일반화재를 감지하는데 있어 보다 유용할 수 있다.
제1광학필터부(111)는 하우징의 내부에 설치되어 기 설정된 제1파장영역의 파장을 선택적으로 투과하고, 기 설정된 제1파장영역 외의 파장은 차단하는 필터가 된다. 여기서, 투과하는 파장역영은 2.4μm ~ 2.8μm 대역대의 적외선파장이 된다. 이에, 제1광학필터부(111)는 도 7에 도시된 바와 같이 2.4μm ~ 2.8μm 대의 파장을 투과하고 이외의 파장은 차단한다. 그리고 투과된 파장을 제1화염감지부(121)에 전달한다.
제1화염감지부(121)는 제1광학필터부(111)의 후면에 설치되어 제1파장영역의 파장을 감지해 제1전기에너지를 생성한 후, 노이즈를 제거하고 증폭하여 증폭전압을 출력하며 화염을 감지한다. 보다 구체적으로, 즉, 제1화염감지부(121)는 수소화재를 동시에 감지할 수 있다. 이와 같은 제1화염감지부(121)는 도 4에 도시된 바와 같이 빛을 통해 전류를 생성하는 제1광센서모듈(1211), 특정주파수만을 통과시키는 제1필터모듈(1212) 그리고 전압을 증폭하여 출력하는 제1신호증폭모듈(1213)을 구성요소로 포함한다.
이때, 제1화염감지부(121)는 기 설정된 제1파장영역에 포함되는 파장을 감지하면 제1전기에너지를 생성한 후, 1차 필터링 하여, 증폭해 제1증폭전압으로 출력하고, 제1증폭전압을 2차 필터링 해, 증폭하여 제2증폭전압으로 출력한 후 제어부(130)에 인가한다.
제1화염감지부(121)는 수소가 연소할 때, 발생시키는 2.4μm ~ 2.8μm 영역 대의 고유한 방사 에너지 즉, 제1파장영역의 에너지를 감지할 수 있다. 일례로, 도 7에 도시된 바와 같은 파장역영은 2.4μm ~ 2.8μm 대역대의 파장영역을 감지할 수 있다.
제2화염감지부(122, 122-1)는 하우징부의 내부에 설치되어 기 설정된 제2파장영역의 포함되는 파장을 감지 여부에 대응해 제2전기에너지를 출력하거나 차단하며 화염을 감지한다. 즉, 제2화염감지부(122, 122-1)는 탄화수소계 화염 즉, 일반화재를 감지할 수 있다. 이와 같은 제2화염감지부(122, 122-1)는 자외선 센서가 될 수 있다.
보다 구체적으로 제2화염감지부(122)는 기 설정된 제2파장영역에 포함되는 파장을 미감지하면 전원부(102)에서 제1전기에너지를 출력하고, 기 설정된 제2파장영역에 포함되는 파장을 감지하면 출력되던 제2전기에너지를 차단하며 화염을 감지할 수 있다.
제2화염감지부(122)는 가연성 물이 연소 또는 폭발하게 될 때 발생되는 고유한 방사 에너지를 검출할 수 있다. 일례로, 제2화염감지부(122)는 가솔린, 프로판, 메탄에 의한 화염 즉, 탄화수소 화염의 경우 메탄과 산소가 결합하여 이산화탄소와 함께 발생되는 0.18μm ~ 0.26μm 대역대의 자외선파장 즉, 제2파장영역을 감지한다. 즉, 제2화염감지부(122)는 도 8에 도시된 바와 같이 0.18μm ~ 0.26μm 대역대의 자외선파장을 감지할 수 있다. 이때, 제2화염감지부(122)는 화염에서 방출되는 자외선 파장을 수신한 후, 내부에 설치된 펄스 폭 모듈(PWM: Pulse Width Module)과 연결되어 클럭 형태의 신호를 수신하여, 기 설정된 제1파장영역에 포함되는 파장을 감지하면 제1전기에너지를 생성할 수 있다.
또한, 제2화염감지부(122)는 도 9에 도시된 바와 같은 제2화염감지부(122-1)로 변형되어 형성될 수 있다.
제2화염감지부(122-1)는 제2광학필터부의 후면 설치되어 제2파장영역의 파장을 감지해 제3전기에너지를 생성한 후, 노이즈를 제거하고 증폭하여 증폭전압을 출력하며 화염을 감지한다. 이와 같은 제2화염감지부(122-1)는 제1화염감지부(121)와 저항값 및 커패시터값 만 다른 저항과 커패시터들 간의 연결로 형성될 수 있다.
아울러, 불꽃감지장치(10)는 전술한 제2화염감지부(122-1)가 형성될 경우, 제2파장영역의 파장을 선택적으로 투과하고, 기 설정된 제2파장영역 외의 파장은 차단하는 제2광학필터부(112)를 더 포함한다. 이때, 제2광학필터부(112)가 투과시키는 영역의 파장은 도 8에 도시된 바와 같이 4.2μm ~ 4.4μm 대역대의 적외선파장이 될 수 있다.
제어부(130)는 여러 방식으로 거쳐 나온 값을 가지고 레벨 별 각기 다른 가중치를 주어 단위시간 동안 적분으로 판단할 수 있다. 일례로, 제어부(130)는 화염감지부를 통해 햇빛이나 용접처럼 불은 아닌데 불과 비슷한 환경으로 인하여 유사한 파장이 들어오면 가중치가 천천히 오르고 내리고 반복하다가 확실하게 화재가 아닌 파장이 들어오면 제1화재연산값 그리고 제2화재연산값에 새로 유입되는 제1화재연산값과 제2화재연산값을 감산 연산하여 제1화재가감값과 제2화재가감값을 산출하고, 확실하게 화재인 파장이 들어오면 제1화재연산값과 제2화재가감값에 새로 유입되는 제1화재연산값과 제2화재연산값을 가산 연산하여 제1화재가감값 그리고 제2화재가감값을 산출한다.
보다 구체적으로, 제어부(130)는 제1화염감지부(121) 및 제2화염감지부(122)와 연결되어 제1화염감지부(121)에서 증폭전압이 인가되고 제2화염감지부(122)에서 제2전기에너지가 인가되면, 기 설정된 시간 동안 인가되는 제2전기에너지를 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이 카운팅한다. 그리고 제어부(130)는 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이 제1화염감지부(121)에서 인가되는 증폭전압의 최대값과 증폭전압의 최소값이 기 설정된 최대값과 최소값에 매칭되면 제1화재연산값을 산출한다. 그리고 증폭전압의 최대값과 최소값의 기울기가 기 설정된 기울기와 매칭되면 제2화재연산값을 산출하고, 시간에 따라 산출되는 복수 개의 제1화재연산값을 가감 연산하여 제1화재가감값을 산출한다. 그리고 시간에 따라 산출되는 복수 개의 제2화재가감값을 가감 연산하여 제2화재가감값을 산출하여, 제1화재가감값이 제1화재기준값을 초과 또는 제2화재가감값이 제2화재기준값을 초과하면 화재신호를 출력하고 통신망에 무선통신 가능하게 연결된다. 그리고 제2전기에너지를 통해 수소화재신호를 출력한다. 또한, 제어부(130)는 통신망에 무선통신 가능하게 연결되어 통신망에 연결된 단말장치(20)에 일반화재신호와 수소화재신호를 전송할 수 있다.
여기서, 통신망은 도 1에 도시된 바와 같이 중계기(C)와 무선 수신기 등을 통해 단말장치(20)와 연결되도록 하는 인터넷망이 될 수 있다.
아울러, 제어부(130)는 제1화재가감값이 제1화재기준값을 초과하면 제1화재신호를 출력하고 제2화재가감값이 제2화재기준값을 초과하면 제2화재신호를 출력할 수 있다. 그리고 출력된 제1화재신호와 제2화재신호를 외부서버(30)에 전송할 수 있다.
동작상태표시부(140)는 전기가 인가되면 빛을 출력하는 장치이다. 일례로, 복수 개의 발광다이오드가 될 수 있다. 이러한 동작상태표시부(140)는 제어부(120)에서 제1화재신호와 제2화재신호를 수신할 수 있다. 이때, 동작상태표시부(140)는 화재 발생에 대한 발광다이오드가 점등되고, 제어부(120)에서 화재신호를 수신하지 않게 되면 작동되고 있는 상태에 대한 발광다이오드가 점등되는 방식으로 작동한다.
단말장치(20)는 통신망을 통해 복수 개의 불꽃감지장치(10)와 연결되어, 불꽃감지장치(10)에서 송신하는 화재신호를 수신한다. 이때, 단말장치(20)는 모바일(21), 웨어러블(22) 및 소방관이 사용하는 무전기 등이 될 수 있다. 그리고 이러한 단말장치(20)는 외부서버(30)와 연결되어, 외부서버(30)에서 전송되는 정보를 수신할 수 있다. 여기서, 외부서버(30)는 탄화수소계 화재진압정보 또는 비탄화수소계 화재진압정보 또는 소화장비정보 중 적어도 하나가 기 저장되어 있다.
단말장치(20)는 제1화재신호를 수신하면 단말장치(20)에 탄화수소계 화재진압정보 또는 소화장비정보 중 적어도 하나를 전송하고, 제2화재신호를 수신하면 단말장치(20)에 비탄화수소계 화재진압정보 또는 소화장비정보 중 적어도 하나를 전송할 수 있다.
단말장치(20)는 통신망을 통해 복수 개의 불꽃감지장치(10)와 연결되어, 불꽃감지장치(10)에서 송신하는 일반화재신호 또는 수소화재신호를 수신한다. 그리고 외부서버(30)와 연결되어 발생된 화재를 진압할 수 있는 정보와 화재 진압에 필요한 소화 장치들의 내용을 화면상에 출력할 수 있다. 또한, 단말장치(20)는 특정 주파수 및 무선통신망을 통해 외부서버(30)와 연결되고, 모바일 어플을 다운로드 할 수 있고, 블루투스 기능이 가능하여 웨어러블 통신기기와 연결되어, 언 택트 원격 스마트 화재관리시스템을 구현시킬 수 있도록 한다.
이를 통해, 본 발명은 소방관이 수소화재인지 일반화재인지 등을 미리 파악해서 그에 맞는 소화장비 등을 챙겨 화재를 진압할 수 있도록 한다.
이하, 도 11 및 도 12를 참조하여, 제1화염감지부와 제2화염감지부에 대해 구체적으로 설명한다.
도 11은 도 4의 제1화염감지부에 대한 회로도이고, 도 12는 도 4의 제2화염감지부에 대한 회로도이다.
제1화염감지부(121)는 내부에 설치된 펄스폭제어모듈(PWM: Pulse Width Module)과 연결되어 클럭 형태의 신호를 수신하여, 기 설정된 제1파장영역에 포함되는 파장을 감지하면 제1전기에너지를 생성해 제1전기에너지에 대응하는 전류를 출력한다. 이와 같은 제1화염감지부(121)는 트랜지스터(Q8, Q9), 다이오드(D5), 제너다이오드(CR1, CR2), 저항(R26, R27, R28, R29, R30, R31, R32), 커패시터(C29, C30, C31, C32), 광센서(UV1), 마이크증폭기모듈(AGC)와 연결된 구조로 형성될 수 있다. 일례로, 제1화염감지부(121)는 도 9에 도시된 바와 같은 구조, 즉, N채널 확장형 모스펫(Q8)의 게이트단과 드레인단에 환류다이어드가 연결되고, N채널 확장형 모스펫(Q8)의 게이트단에 제1저항(R26)을 통해 연결되는 펄스폭제어모듈이 연결되고 N채널 확장형 모스펫(Q8)의 소스단에 연결되는 제1LED(BD9)가 연결되고 N채널 확장형 모스펫(Q8)의 드레인단에 제1인덕터(L3), 제2LED(BD8)가 연결되고, 제2다이오드의 일단에 연결되는 제너다이오드와 연결되는 구조가 될 수 있다. 이때, 제너다이오드(CR2)는 전기 회로에 공급되는 전압을 안정화하기 위한 정전압원을 구성하는 데 사용된다. 또한, N채널 확장형 모스펫(Q8)의 드레인단에 연결되는 제2다이오드(D5)가 연결되는 구조 그리고, 제2다이오드의 캐소드에 제2저항(R27)이 연결되고, 제2저항에 직렬로 제3저항이 연결된 구조로 형성된다. 그리고 제2저항(R27)에 병렬로 제1커패시터(C31)가 연결되고 제1커패시터(C31)의 양극 그리고 제2커패시터(C32)의 양극에 제4저항(R29)이 연결되는 구조로 형성된다. 그리고, 제2커패시터의 양극에 연결된 제5저항(R30) 그리고 제5저항의 타단에 광센서(UV1)의 애노드가 연결된 구조로 형성될 수 있다. 그리고 광센서(UV1)에 연결되는 제5저항(R31) 그리고 제5저항(R31)과 병렬로 제3커패시터(C30)가 연결되는 구조로 형성될 수 있다. 여기서, 제4저항(R29)과 제2커패시터(C32)는 제1로우패스필터가 될 수 있다. 그리고 제5저항(R31)과 제3커패시터(C30)은 제2로우패스필터가 될 수 있다.
제3커패시터(C30)의 양극에 N채널 공핍형 모스펫(Q9)의 게이트단이 연결되는 구조로 형성될 수 있다. 그리고 N채널 공핍형 모스펫(Q9)의 드레인에 제6저항(R32)이 연결되고 N채널 공핍형 모스펫(Q9)의 드레인과 제6저항(R32) 사이에 출력선이 연결되는 구조로 형성될 수 있다. 제1화염감지부(121)는 N채널 공핍형 모스펫(Q9)의 작동에 따라 외부 전원부에서 출력되는 전류를 서로 다르게 출력되도록 하며 제어부(130)에 인가한다.
제2화염감지부(122)는 기 설정된 제2파장영역과 기 설정된 제3파장영역에 포함되는 파장을 감지하면 제2전기에너지와 제3전기에너지를 생성한 후, 생성한 전기에너지를 두 차례 증폭하여 제어부(130)에 인가할 수 있다. 이와 같은 제2화염감지부(120)는 하나의 광센서모듈, 복수 개의 커패시터와 복수 개의 저항 및 복수 개의 증폭기가 연결된 구조로 형성될 수 있다. 일례로, 제2화염감지부(122)는 도 10에 도시된 바와 같이, 제1광센서모듈(1211), 제1필터모듈(1212) 및 제1신호증폭모듈(1213)을 포함한다. 여기서, 제1광센서모듈(1211)은 온도가 변함에 따라 전기를 발생시키는 초전형 센서가 될 수 있다. 이러한 제1광센서모듈(1211)은 적외선을 열로써 흡수하며 전기를 생성할 수 있다. 이와 같은 제1광센서모듈(1211)은 소스단(S)과 드레인단(D) 그리고 그라운드단(G)을 갖는 구조로 형성되어, 드레인단에 외부전원부와 연결되고, 그라운드단(G)이 접지와 연결되고, 소스단에서 생성된 전류가 출력되도록 한다. 이러한 제1광센서모듈(1211)의 소스단에는 필터모듈이 연결될 수 있다. 제1필터모듈(1212)은 저역 주파수 대역을 통과시키는 제1로우패스필터(Low Pass Filter), 제2로우패스필터, 제3로우패스필터, 제4로우패스필터 그리고 고역 주파수 대역을 통과시키는 하이패스필터(High Pass Filter)를 포함하는 필터가 될 수 있다. 그리고 제1신호증폭모듈(1213)은 로우패스필터와 연결되는 제1증폭기와 밴드패스필터와 연결되는 제2증폭기를 포함할 수 있다.
여기서, 제1로우패스필터(Low Pass Filter)는 제1커패시터(C24)와 제1저항(R21)이 병렬로 연결된 구조이다. 이러한 제1로우패스필터는 제1광센서모듈(1211)에서 인가되는 전기에너지 중 기 설정된 파장 대의 전기에너지를 통과시켜 제1증폭기의 비반전단자에 인가할 수 있다. 여기서, 전기에너지는 전압이 될 수 있다. 즉, 제1로우패스필터(Low Pass Filter)는 제1광센서모듈(1211)에서 출력되는 전압 중 일부 대역 대의 전압 만을 통과시킬 수 있다. 이때, 제1증폭기의 반전단자(-)에는 제2저항(R22)과 제2저항(R22)에 직렬로 제2커패시터(C26)를 통해 접지와 연결되고, 제2저항(R22)과 직렬로 연결된 제3저항(R23) 그리고 제3저항(R23)에 병렬로 연결된 제3커패시터(C27) 즉, 제2로우패스필터를 통해 출력단자와 연결된다.
따라서, 제1증폭기의 반전단자(-)에는 제1신호증폭모듈(1213)에서 출력되는 전압의 일부 전압이 다시 인가될 수 있다. 아울러, 제1증폭기에는 5V의 증폭제한 전압이 인가되어, 제1증폭기는 최대 5V 이내로 전압을 증폭시킬 수 있다. 여기서, 제1증폭기는 비반전증폭기가 될 수 있다.
하이패스필터(High Pass Filter)는 제4커패시터(C23)와 제4저항(R24)이 직렬로 연결되어 제1증폭기의 출력단자 그리고 제2증폭기의 비반전단자에 연결될 수 있다. 이와 같은 하이패스필터는 제1증폭기에서 출력되는 전압의 고주파수 전압만을 통과시켜 제2증폭기의 비반전단자에 인가할 수 있다. 이때, 제2증폭기의 비반전단자(+)에는 제5저항(R19) 그리고 제5저항(R19)에 병렬로 연결된 제5커패시터(C22) 즉, 제3로우패스필터가 연결된다. 이때, 제4로우패스필터에는 외부전원부와 연결되어, 전원부에서 출력되는 전기에너지의 저역대의 전압을 통과시켜 제2증폭기의 비반전단자에 인가할 수 있다.
이때, 제2증폭기(U7/B)의 반전단자(-)에는 제6저항(R25)과 제6저항(R25)에 병렬로 연결된 제6커패시터(C25) 즉, 제4로우패스필터를 통해 출력단자와 연결된다.
제2증폭기는 이러한 구조로 연결되어 반전단자와 비반전단자 간에 전압차에 대응해 전압을 증폭시켜 제어부(130)에 인가한다.
이하, 도 13 내지 도 17을 참조하여, IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템의 구성요소들이 작동에 대해 구체적으로 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템의 작동도이고, 도 14 및 도 15는 도 11의 제1화염감지부의 전기에너지의 흐름 상태를 나타낸 도면이다. 그리고 도 16 및 도 17은 도 12의 제2화염감지부의 전기에너지의 흐름 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 도 13 내지 도 17을 구체적으로 설명하기 앞서, 본 명세서 상에서 전기에너지는 전압과 전류를 모두 포함하는 것으로 한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템(1)은 제1화염감지부(121)와 제2화염감지부(122)를 통해 화염을 2차에 걸쳐 화염을 감지해 화염 감지에 대한 신뢰도를 높일 수 있다. 그리고 감지한 화재가 일반화재 또는 수소화재 인지를 정확히 판별해 그에 따른 신호를 발생시켜 단말장치(20)에 전송하며 신호발생에 대한 유용성을 높일 수 있다.
제1화염감지부(121)는 도 14에 도시된 바와 같이, 제1광센서모듈(1211)에서 열을 감지하지 않으면 제1광센서모듈의 드레인단(D)과 그라운드단(G)에 전류 경로를 생성하고, 생성된 전류 경로를 통해 전류가 흐르도록 한다. 이때, 제1광센서모듈의 드레인단(D)에는 제5커패시터(C22)과 저항(R18)을 통해 일정한 크기의 전류가 인가된다.
반면, 도 15에 도시된 바와 같이, 제1광센서모듈(1211)에서 2.4μm ~ 2.8μm 대역대의 적외선파장의 열을 감지하였을 때, 제1광센서모듈의 드레인단(D)과 그라운드단(G) 간 전류 경로를 차단하고 드레인단(D)과 소스단(S)간에 전류 경로를 형성한다. 그리고 생성된 전류 경로를 통해 전류가 흐르도록 한다. 이때, 제1커패시터(C24)와 제1저항(R21)이 병렬로 연결된 제1로우패스필터(Low Pass Filter)는 제1광센서모듈의 시시각각 변화는 열 변화 감지에 의한 전류는 제거하고 화재에 의해 급격하게 변동된 열 그리고 일정하게 전달되는 열에 의한 전류는 제1증폭기에 전달되도록 한다. 제1광센서모듈(1211)은 드레인단(D)에서 소스단(S)으로 출력되는 전류가 전압으로 형성되어 제1증폭기의 비반전단자에 인가되도록 한다. 이때, 제3저항(R23)와 제3커패시터(C27)가 병렬로 연결된 제2로우패스필터는 제1증폭기의 비반전단자 그리고 제1증폭기의 출력단자에 연결되어, 제1증폭기의 출력단자에서 출력되는 전압의 고주파 성분을 제거할 수 있다.
제2화염감지부(122)는 펄스 폭 모듈(PWM)에서 클럭 형태 즉, 사각파 형태의 신호 가운데 0V가 일력 될 때 또는 5V가 입력될 때로 나누어 작동된다. 먼저, 도 16에 도시된 바와 같이, N채널 확장형 모스펫(Q8)의 게이트단에 펄스 폭 모듈(PWM)로부터 OV가 인가되면 외부의 전원부는 제1제너다이오드(CR2)를 통해 접지와 연결된다. 이때, 외부의 전원부에서 출력되는 전기는 접지로 빠져나가고 제1제너다이오드(CR2)에 인가되는 전압은 제6저항(R32)에 동일하게 인가되며 출력선에는 제6저항을 통과하는 전류가 출력된다.
반면, 도 17에 도시된 바와 같이 N채널 확장형 모스펫(Q8)의 게이트단에 펄스 폭 모듈(PWM)로부터 5V가 인가되면 외부의 전원부는 N채널 확장형 모스펫(Q8)과 제1LED(BD9)를 통해 접지와 연결된다. 이때, 제1LED(BD9)와 제2LED(BD8)은 턴-온 되어 발광할 수 있다. 그리고 N채널 확장형 모스펫(Q8)의 게이트단에 인가되는 5V에 대응하여 드레인단에 연결된 제2다이오드(D5)를 통해 전류가 정류되어 흐르고, 제2다이오드를 통과한 전류 중 일부 전류는 커패시터(C29)와 저항(R28)을 통해 마이크증폭기모듈(AGC)에 인가되거나, 마이크증폭기모듈(AGC)에 인가되는 정전압 이상이 되면 제2제너다이오드(CR1)을 통해 접지로 빠져나가게 된다. 그리고 제2다이오드를 통과한 전류 중 나머지 전류는 커패시터(C31, C32)와 저항(R29, R30)을 통해 광센서(UV1)의 애노드에 일정한 크기의 전압으로 인가된다. 광센서(UV1)는 일단이 로우패스필터 그리고 타단이 로우패스필터와 연결되어 185㎚ ~ 260㎚ 대역대의 자외선파장의 열을 수신하면 일단과 타단 사이에 전류 이동 경로를 형성하여, 일단 즉, 애노드에 인가되는 전류가 타단 즉, 캐소드로 이동되도록 한다. 이때, 광센서를 통과하는 전류는 저항(R31)을 흐르며 전압을 형성하고, 형성된 전압은 커패시터(C30)를 충전한다. 이때, 커패시터(C30)는 광센서의 작동에 대응해 애노드에서 캐소드로 이동하는 전류에 노이즈가 형성될 경우, 이를 제거하는 역할도 할 수 있다. 이러한 커패시터(C30)에 형성된 전압을 N채널 공핍형 모스펫(Q9)의 게이트에 인가하면 N채널 공핍형 모스펫(Q9)는 드레인과 소스 간의 전류 경로를 차단한다.
이와 같이 작동하는 불꽃 감지시스템(1)은 탄화수소계열 화재와 비탄화수소계열 화재를 동시에 감지할 수 있다. 그리고, 불꽃 감지시스템(1)은 감지된 신호에서 노이즈를 제거하고, 감지된 신호를 기 설정된 비율로 증폭시켜 화재 여부를 감지하며 화재 감지에 대한 높은 신뢰도를 나타낸다. 이와 같은, 본 발명의 불꽃 감지시스템(1)은 수소화재와 일반화재를 구분하여 감지하며 감지된 화재에 따라 다른 신호를 발생시켜 화재를 진압하는 화재진압자에게 제공하며 화재 진압에 높은 효용성을 가질 수 있도록 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시 적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
1: IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템
10: 불꽃감지장치
11: 제1불꽃감지장치 12: 제2불꽃감지장치
13: 제3불꽃감지장치 1n: 제n불꽃감지장치
100: 하우징부 101: 투과부
102: 전원부
1011: 사파이어글라스 1012: 석영글라스
111: 제1광학필터부 112: 제2광학필터부
121: 제1화염감지부(적외선감지부 IR)
1211: 제1광센서모듈 1212: 제1필터모듈
1213: 제1신호증폭모듈
122: 제2화염감지부(자외선감지부 UV)
1221: 제2광센서모듈 1222: 제2필터모듈
1223: 제2신호증폭모듈
130: 제어부 140: 동작상태표시부
20: 단말장치
21: 모바일기기 22: 웨어러블
30: 외부서버
10: 불꽃감지장치
11: 제1불꽃감지장치 12: 제2불꽃감지장치
13: 제3불꽃감지장치 1n: 제n불꽃감지장치
100: 하우징부 101: 투과부
102: 전원부
1011: 사파이어글라스 1012: 석영글라스
111: 제1광학필터부 112: 제2광학필터부
121: 제1화염감지부(적외선감지부 IR)
1211: 제1광센서모듈 1212: 제1필터모듈
1213: 제1신호증폭모듈
122: 제2화염감지부(자외선감지부 UV)
1221: 제2광센서모듈 1222: 제2필터모듈
1223: 제2신호증폭모듈
130: 제어부 140: 동작상태표시부
20: 단말장치
21: 모바일기기 22: 웨어러블
30: 외부서버
Claims (8)
- 내부에 수용공간이 형성되어 직류를 출력하는 전원부(102)를 포함하는 하우징부(100)와,
하우징의 내부에 설치되어 기 설정된 제1파장영역의 파장을 선택적으로 투과하고, 기 설정된 제1파장영역 외의 파장은 차단하는 제1광학필터부(111)와,
제1광학필터부(111)의 후면에 설치되어 제1파장영역의 파장을 감지해 제1전기에너지를 생성한 후, 노이즈를 제거하고 증폭하여 증폭전압을 출력하며 화염을 감지하는 제1화염감지부(121)와,
하우징부의 내부에 설치되어 기 설정된 제2파장영역의 포함되는 파장을 감지 여부에 대응해 제2전기에너지를 출력하거나 차단하며 화염을 감지하는 제2화염감지부(122)와,
제1화염감지부(121) 및 제2화염감지부(122)과 연결되어 제1화염감지부(121)에서 증폭전압이 인가되고 제2화염감지부(122)에서 제2전기에너지가 인가되면, 기 설정된 시간 동안 인가되는 제2전기에너지를 카운팅하고, 제1화염감지부에서 인가되는 증폭전압의 최대값과 증폭전압의 최소값이 기 설정된 최대값과 최소값에 매칭되면 제1화재연산값을 산출하고,
증폭전압의 최대값과 최소값의 기울기가 기 설정된 기울기와 매칭되면 제2화재연산값을 산출하고, 시간에 따라 산출되는 복수 개의 제1화재연산값을 가감 연산하여 제1화재가감값을 산출하고,
시간에 따라 산출되는 복수 개의 제2화재가감값을 가감 연산하여 제2화재가감값을 산출하여,
제1화재가감값이 제1화재기준값을 초과 또는 제2화재가감값이 제2화재기준값을 초과하면 화재신호를 출력하고 통신망에 무선통신 가능하게 연결된 제어부(130)를 포함하는 복수 개의 불꽃감지장치(10) 및
통신망을 통해 복수 개의 불꽃감지장치(10)와 연결되어, 불꽃감지장치(10)에서 송신하는 화재신호를 수신하는 단말장치(20)를 포함하는, IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템. - 제1항에 있어서, 제1화염감지부(121)는,
기 설정된 제1파장영역에 포함되는 파장을 감지하면 제1전기에너지를 생성한 후, 1차 필터링 한 후, 증폭하여 제1증폭전압으로 출력하고, 제1증폭전압을 2차 필터링 한 후, 증폭하여 제2증폭전압으로 출력한 후 제어부(130)에 인가하는, IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템. - 제1항에 있어서, 제2화염감지부(122)는,
기 설정된 제2파장영역에 포함되는 파장을 미감지하면 전원부(102)에서 제1전기에너지를 출력하고, 기 설정된 제2파장영역에 포함되는 파장을 감지하면 출력되던 제2전기에너지를 차단하며 화염을 감지하는, IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템. - 제2항에 있어서, 제2화염감지부(122)는,
내부에 설치된 펄스 폭 모듈(PWM: Pulse Width Module)을 통해 클럭 형태의 신호를 수신하여, 기 설정된 제2파장영역에 포함되는 파장을 감지하면 출력되던 제2전기에너지를 차단하는, IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템. - 제2항에 있어서,
제2파장영역의 파장을 선택적으로 투과하고, 기 설정된 제2파장영역 외의 파장은 차단하는 제2광학필터부(112)를 더 포함하고,
제2화염감지부(122-1)는
제2광학필터부의 후면 설치되어 제2파장영역의 파장을 감지해 제3전기에너지를 생성한 후, 노이즈를 제거하고 증폭하여 증폭전압을 출력하며 화염을 감지하는, IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템. - 제1항에 있어서,
제1파장영역은 2.4μm ~ 2.8μm 대역대의 적외선파장이 되고,
제2파장영역은 0.18μm ~ 0.26μm 대역대의 자외선파장이 되는, IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템. - 제5항에 있어서,
제1파장영역은 2.4μm ~ 2.8μm 대역대의 적외선파장이 되고,
제2파장영역은 4.2μm ~ 4.4μm 대역대의 적외선파장이 되는, IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템. - 제1항에 있어서,
탄화수소계 화재진압정보 또는 비탄화수소계 화재진압정보 또는 소화장비정보 중 적어도 하나가 기 저장되어 있어 있는 외부서버(30)를 더 포함하고,
제어부(130)는,
제1화재가감값이 제1화재기준값을 초과하면 제1화재신호를 출력하고, 제2화재가감값이 제2화재기준값을 초과하면 제2화재신호를 출력하여 외부서버(30)에 전송하고,
외부서버(30)는,
제1화재신호를 수신하면 단말장치(20)에 탄화수소계 화재진압정보 또는 소화장비정보 중 적어도 하나를 전송하고, 제2화재신호를 수신하면 단말장치(20)에 비탄화수소계 화재진압정보 또는 소화장비정보 중 적어도 하나를 전송하고,
단말장치(20)는, 특정 주파수 및 무선통신망을 통해 외부서버(30)와 연결되고, 모바일 어플을 다운로드 할 수 있고, 블루투스 기능이 가능하여 웨어러블 통신기기와 연결되어, 언 택트 원격 스마트 화재관리시스템을 구현시킬 수 있는, IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210062973A KR102300744B1 (ko) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템 |
| PCT/KR2022/006879 WO2022240231A1 (ko) | 2021-05-14 | 2022-05-13 | Iot 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210062973A KR102300744B1 (ko) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102300744B1 true KR102300744B1 (ko) | 2021-09-10 |
Family
ID=77777146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210062973A KR102300744B1 (ko) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | IoT 기반 무선 수소화재 및 일반화재 겸용 불꽃 감지시스템 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102300744B1 (ko) |
| WO (1) | WO2022240231A1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2021
- 2021-05-14 KR KR1020210062973A patent/KR102300744B1/ko active IP Right Grant
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2022
- 2022-05-13 WO PCT/KR2022/006879 patent/WO2022240231A1/ko active Application Filing
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022240231A1 (ko) | 2022-11-17 |
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