KR20130143545A - 허위 경보 거절을 위한 광학적으로 예비적인 화재 검출장치 - Google Patents

허위 경보 거절을 위한 광학적으로 예비적인 화재 검출장치 Download PDF

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Abstract

각각이 방사선 감지장치 및 분광학적 전송 특성을 갖는 광학 필터를 구비한 복수의 방사선 또는 화염 센서들을 이용하여 화재 감지를 확인하는 시스템이 제공되며, 적어도 하나의 광학 필터는 나머지 광학 필터의 적어도 하나에 대해 여유분으로 존재한다. 결과적으로 작동적으로 여유분의 센서들을 갖는 시스템을 얻는다. 사용시, 만일 화재 감지 계산에서 다른 여유분의 방사선 센서를 포함하지 않으면서 여유 센서들중 하나에 의해 화재가 감지될 경우 화재 감지 알고리즘이 다른 작동적으로 여유분의 센서에게 화재 확인을 점검하도록 개시할 수 있다. 공간적 분리에 기인하고, 만일 객체가 작고 근접해 있을 경우, 여유분의 감지장치와 연관된 일차 감지장치와 비교해 계산에 사용되는 여유분의 감지장치를 사용하여 상이한 결과가 수득될 것이다.

Description

허위 경보 거절을 위한 광학적으로 예비적인 화재 검출장치{Optically Redundant Fire Detector For False Alarm Rejection}
본 발명은 관찰 영역에서 화재 검출을 확인하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 예비로 작동하는 화염 센서와 논리를 포함하는 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건을 구별하는 화재 감지 시스템에 관한 것이다.
다수의 화염 센서들을 포함한 광학 화재 감지 시스템들이 본 기술분야에 알려져 있다. 이 시스템들의 예로는 미국특허번호 6,518,574, 5,373,159, 5,311,167, 5,995,008 및 5,497,003에 기술되어 있다. 이와 같은 시스템들에서 화염 센서들은 일반적으로 방사선 감지장치와 자외선과 적외선까지의 범위를 여과하여 화염 센서의 화각(FOV) 내에서 객체의 광학적 내용의 측정을 가능하게 하는 독특한 광학 필터를 구비한다. 각 방사선 감지장치에 대해 적당히 특화된 광학 필터와 함께 예컨데 가이거-뮤엘러(Geiger-Mueller), 실리콘, 초전기(pyroelectric)와 같은 방사선 감지장치의 형태를 신중히 선택하고 화염 센서들로부터의 출력 신호들을 전자적으로 결합함으로써 화염을 다른 무해한 공급원들과 구별할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 화염의 방출 특성 및 관찰 영역 내에서 예상되는 허위 화재 경보 공급원들, 예컨데 방사선 가열장치, 담배, 시가(cigar) 등에 기초하여, 방사선 감지 장치들과 광학 필터들의 적당한 조합을 선택함으로써 예상되는 허위 경보 공급원들이 허위 경보를 유발하지 안도록 하여 화재 감지 시스템을 개발할 수 있다. 이와 같은 형태의 화재 감지 시스템에서 상기 검출된 방사선 공급원이 시스템 설계자에 의해 규정되고 방사선 감지장치, 광학 필터 및 상기 방사선 감지장치로부터 생성된 신호의 전자적 조합의 설계자의 선택에 의해 결정되는 화염과 분광학적으로 유사한 것으로 판단될 경우 화재 경보 조건이 상기 시스템에 의해 규명되고 보고된다.
이와 같은 형태의 광학적 화재 감지 시스템의 단점은 분광학적으로 작은 방사선 공급원이 화염 센서에 매우 근접하게 위치할 경우 강조된다. 이는 복수의 화염 센서들간의 타고난 공간적 불균형(spatial disparity)이 존재하기 때문이다. 이와 같은 공간적 불균형은 종종 별개의 방사선 감지장치들의 사용으로 유발되며, 물리적인 거리로서 직접 측정될 수도 있다. 대안으로, 이와 같은 공간적 불균형은 굴절성, 회절성 또는 반사성 광학 요소들의 사용을 통해 유발될 수 있다.
특허, 각각의 화염 센서의 방사선 감지장치는 객체가 방사선 감지장치로부터 몇 인치 떨어져 있을 때까지 인접한 방사선 감지장치와 현저하게 중복되지 않을 수 있는 자체의 화각을 갖고 있다. 만일 공간적으로 작은 방사선 공급원이 방사선 감지장치의 통상적인 화각 범위, 즉 방사선 감지장치의 화각이 겹치는 범위보다 더 가까이 접근할 경우, 다른 어떠한 방사선 감지장치보다 하나의 감지장치가 더욱 많은 방사선 공급원을 관찰할 것이다. 결과적으로, 더욱 많은 방사선을 관찰하는 방사선 감지장치는 방사선 공급원 및 특정 방사선 감지장치와 연관된 광학 필터의 광학적 특성에 비례하여 방사선 공급원으로부터 더욱 많은 방사선을 수집하는 기회를 가질 것이다. 결과적으로, 특정 방사선 감지장치를 포함하는 화염 센서로부터의 전자 출력물은 다른 화염 센서들에 대하여 경사질 수 있다. 일단 수령하고 분석되면, 화염 센서의 전자 출력물에서 전송된 정보는 화재 감지 시스템이 허위 경보를 유발하도록 할 수 있다.
본 발명은 관찰 영역에서 화재 검출을 확인하는 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 방사선 감지장치 및 적어도 하나의 광학 필터가 적어도 하나의 다른 광학 필터의 여유분으로 제공되는 분광학적 전송 특성을 갖는 광학 필터를 구비한 복수의 화염 센서들을 갖는 화재 감지 시스템을 이용하여 화재를 감지를 확인하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 공간적으로 작은 방사선 공급원이 화염 감지장치에 근접해 있어서 감지장치의 복수의 방사선 센서들이 각각 객체들의 각각의 상이한 공간적 정도를 관찰하여 허위 경보가 억제되는 조건을 시험하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 낮은 허위 경보가 요구되고 화재의 거리와 크기가 넓은 범위에 걸쳐 다양한 화재를 감지하기에 적절하다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 화재 사건과 허위 화재 사건을 구별하는 시스템이 개시되어 있다. 본 시스템은 일차 신호를 전송하도록 구성된 일차 방사선 감지 구조물 및 이차 신호를 전송하도록 구성되고 상기 일차 반사 감지 구조물에 여유분으로 작동하는 이차 방사선 감지 구조물을 포함한다. 일차 출력물을 생성하기 위해 상기 일차 신호 및 적어도 하나의 다른 신호를 수령하고 분석하고, 상기 일차 출력물이 화재를 의미하는지를 측정하기 위해 상기 일차 출력물을 기설정된 화재 조건과 비교하기 위해 컴퓨터 기반 프로세서가 제공된다. 상기 컴퓨터 기반 프로세서는 이차 출력물을 생성하기 위해 상기 이차 신호 및 적어도 하나의 기타 신호를 수령하고 분석하며, 상기 일차 출력물을 상기 이차 출력물과 비교하기 위해 추가로 구성된다. 상기 일차 출력물 및 상기 이차 출력물이 화재와 유사하거나 화재의 존재에 대한 기설정 기준을 만족시킬때 화재를 소각하기위해 일차 경보 명령 신호를 화재 소화 시스템으로 전송한다. 그러나, 만일 상기 일차 및 이차 출력물이 기설정된 화재 존재 기준과 충분히 유사하지 않거나 이를 충족시키지 못하면 상기 시스템은 비록 일차 출력물이 화재 사건의 존재를 알리더라도 화재 경보 명령 신호를 전송하지 않을 것이다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건을 구별하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수의 화염 센서들을 관찰 영역에 위치시키는 단계를 포함하며, 상기 복수의 화염 센서들은 적어도 일차 방사선 센서 및 상기 일차 방사선 센서의 여유분으로 작동하는 이차 방사선 센서를 포함한다. 복수의 감지 센서들이 잠재적인 화재 사건을 검출하면, 상기 복수의 화염 센서들은 컴퓨터 기반 프로세서에게 신호를 전송한다. 상기 프로세서는 상기 신호에 근거하여 일차 출력물과 이차 출력물을 산출한다. 상기 일차 출력물은 상기 이차 센서로부터 전송된 이차 신호는 이용하지 않으면서 상기 일차 센서에 의해 전송된 일차 신호를 이용하여 산출된다. 상기 이차 출력물은 상기 일차 신호 부재하에 상기 이차 신호를 이용하여 산출된다. 상기 일차 출력물이 화재 사건을 의미할 경우, 상기 일차 출력물과 상기 이차 출력물은 유사도를 위해 또 다른 출력물과 비교된다. 만일 상기 일차 출력물과 상기 이차 출력물이 충분히 유사하지 않다면, 상기 일차 출력물은 무시되고, 화재 경보 명령도 화재 소화 시스템으로 전송되지 않는다. 반면에, 만일 상기 일차 출력물이 화재 사건을 나타내고, 상기 일차 및 이차 출력물들이 충분히 유사하다면, 화재 경보 명령이 화재 소화 시스템으로 전송되고, 화재를 소각시킨다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 화재 사건과 허위 화재 사건을 구별하는 시스템을 제조하는 방법이 제공된다. 상기 제조 방법은 복수의 방사선 센서들을 컴퓨터 기반 프로세서에 작동적으로 연결시키고, 상기 복수의 방사선 센서들의 일차 방사선 센서를 상기 복수의 발사 센서들의 이차 방사선 센서에 여유분으로 작동하도록 구하는 단계를 포함한다. 상기 제조 방법은 잠재적인 화재 사건 검출시 상기 복수의 방사선 센서들에 의해 생성된 신호들을 수용하고 분석하고, 상기 이차 센서에 의해 전송된 이차 신호 부재하에 상기 일차 센서에 의해 전송된 일차 신호를 사용하여 일차 출력물을 산출하며, 일차 신호 부재하에 이차 신호를 사용하여 이차 출력물을 산출하도록 상기 컴퓨터 기반 프로세서를 구성하는 단계를 추가로 포함한다. 상기 프로세서는 상기 일차 출력물과 이차 출력물이 유사성에 대한 기설정된 기준 또는 기설정된 화재 존재 기준을 만족할때 화재 경보 명령 신호를 화재 소화 시스템으로 전달하도록 추가로 구성된다.
도 1은 다수의 화염 센서들을 보유한 공지 기술의 화재 감지 시스템의 화각에 대한 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 화재 존재를 검출하기 위한 광학 검출장치의 블록 다이어그램 도식도이다.
도 3은 도 2의 광학 검출장치의 평면도이다.
도 4는 도 2의 광학 검출장치의 화염 센서 화각에 대한 부분 단면도이다.
도 5는 화재의 존재를 검출하는 도 2의 광학 검출장치에 의한 공정을 도시한 자료 유동 다이어그램이다.
본 발명의 바람직한 구현예에 따른 스파크, 화염 또는 화재를 검출하는 방법 및 시스템이 본원에 기술된다. "화재 센서", "화염 센서" 및 "방사선 센서"는 본 텍스트에서 호환 가능하게 사용되며, 폭발성 화재 또는 불덩이, 및 기타 위험한 열에너지 현상을 포함하는, 스파크, 화염 또는 화재를 검출하는 어떠한 센서를 일반적으로 나타낸다.
본 발명에 의해 제기된 문제는 화재 감지 시스템들이 종종 시스템의 화염 센서들의 방사선 검출장치의 화각에 있어서 상이한 지점에서 발생하는 화재에 대해 일치하지 않는 결과물을 생성한다는 점이다. 이와 같은 문제는 원하는 분광학적 대역으로 방사선(radiation)을 전달하기 위해 방사선 감지장치와 함께 사용되는 간섭 필터에 기인하여 발생된다. 간섭 필터들의 통과대역은 화재로부터의 방사선이 필터에 대하여 기울어지는 각에 따라 다양하다. 결과적으로, 감지된 방사선량은 기울기 각에 의존하며, 결국 화재가 화염 센서의 방사선 감지장치로부터 축을 벗어나 위치할 경우 특정 화염 센서는 화재 감지에 효과적이지 않을 수 있다. 결국, 화각 내에서 객체들의 분광학적 징표를 측정하는데 특이적인 광학 필더들을 각각 구비하는, 자외선, 가시광선 및 적외선 방사선 감지 장치를 포함한 복수의 방사선 센서들을 이용한 광학 화염 감지 시스템들이 각각의 화각이 중첩되는 거리에서 양호하게 작동한다. 그러나, 가까운 범위에서는 화각이 중첩되지 않으며, 하나의 방사선 감지장치가 또 다른 감지장치보다 객체의 더욱 많은 부분을 볼 수 있다.
이와 같은 현상을 설명하기 위해, 도 1에 공지 기술의 화염 감지 시스템(10)의 화각에 대한 부분 단면도가 가까운 범위로 도시되어 있다. 가까운 범위는 센서들과 또 다른 센서의 근접도에 따라 0 내지 6인치를 포함한다. 화염 감지 시스템(10)은 각각 전자기 스펙트럼의 자외선, 가시광선 및 적외선 부분에서 방사선를 감지하도록 구성된 3개의 독특한 방사선 센서들(11, 13, 15)을 포함한다. 가까운 범위에서, 센서들(11, 13, 15)은 각각의 화각(17, 19, 21)을 나타낸다. 이와 같은 범위에서, 담배와 같은 객체(23)가 화각(17, 19, 21) 내에 위치할 경우, 객체(23)는 다른 센서보다는 하나의 센서에 의해 보다 전체적으로 감지될 수 있다. 특히, 예를 들면, 도 1에서 객체(23)는 센서(11)의 화각(17) 안에 완전하게 위치되지만, 센서들(13, 15)의 화각(19, 21) 내에는 부분적으로 위치된다. 이는 센서(11)가 센서들(13, 15)에 의해 객체가 인지되는 것보다 큰 강도로 객체(23)를 인지하기 때문에 센서들(13, 15)에 대한 센서(11)의 출력물을 비스틈하게 한다. 결국, 동일한 객체가 모든 방사선 센서들이 그들의 방사선 감지장치의 화각 내에서 전체 객체를 볼수 있는 보다 긴 범위에서 허위 경보 신호를 발생하지 않을지라도, 보다 가까운 범위에서 일부 센서들의 출력물이 객체가 화재인 것으로 보이는 지점으로 경사지게 할 것이다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 센서 은행에 여분으로 작동하는 화염 센서를 첨가하여 만일 산출시 여분으로 작동하는 방사선 센서를 포함하지 않고 화재가 감지되더라도 알고리즘이 화재 확인을 위해 검사하기 위해 여분으로 운영되는 센서로 교체할 수 있게한다. 여분으로 작동하는 센서와 허위(mimicked) 센서를 공간적으로 분리함에 기인하고, 만일 객체가 작고 가까울 경우, 여분으로 작동하는 센서와 연관되거나 이에 의해 흉내내어지는 일차 센서와 비교하여 계산시 여분으로 운영되는 센서를 사용하여 상이한 결과를 수득할 것이다. 여기서, "작동적으로 여분의 센서", "작동적으로 여분의 화염 센서" 및 "작동적으로 여분의 방사선 센서"는 상기 화염 감지 시스템 내에서 센서 물질, 센서 온도, 센서 파장 필터, 센서 예비증폭기, 샘플링 기작(만일 구비한다면), 및/또는 소프트웨어 알고리즘(만일 구비한다면)의 똑같은 복제품 또는 전체적인 조작물로서 또 다른 센서와 실질적으로 유사하게 작동하여 기타 센서, 즉 허위 센서의 효과적인 대체물로 사용될 수 있는 센서를 의미한다. 결국, 작동적으로 여분의 센서는 기능 및 구조 측면에서 허위 센서와 동일할 수 있으며, 허위 센서와 성능면에서 실질적으로 유사하다면 상이한 검출장치 물질 및 상이한 필터를 가질 수 있다. 예를 들면, 다수의 검출장치 물질들은 이들의 분광학적 반응을 고려할때 중첩되어 독특한 광학 필터를 구비한 실리콘 광검출장치(가시광선 스펙트럼 센서) 및 자체의 독특한 광학 필터를 구비한 열전대열(thermopile) 검출장치(적외선 스펙트럼 센서)가 예비증폭장치(preamplifiers), 캘리브레이션(calibration) 및 소프트웨어 게인(gain)을 통해 실질적으로 다른 센서와 유사하게 수행하도록 구성될 수 있다.
도 2에 관하여, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 화염 감지 장치(100)의 블록 다이어그램 도식도가 도시되어 있다. 장치(100)는 복수의 광학 화염 센서들(101, 103, 105, 107)을 포함하며, 이들 모두는 프로세서(111)에 의해 접근가능한 컴퓨터-해독가능 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 수행되는 검출 알고리즘에 따라 처리하는 프로세서(111)에 추가로 연결되는 아날로그-디지털 전환장치, 또는 ADC(109)에 연결된다. 상기 프로세서(111)는 키패드, 디스플레이, 하나 이상의 스피커와 같은 청각 지시기, 및 LED와 같은 시각 지시기 중 어느 하나를 포함할 수 있는 입력/출력 장치(113)에 반응한다. 온도 센서(115)는 캘리브레이션 목적으로 주위 온도값을 나타내도록 포함될 수 있다. 센서들(101, 103, 105, 107)은 신호 강도를 증폭시키기 위한 전용 앰프 및 투명 보호 커버링(117)을 구비하도록 구성될 수 있다.
광학 센서들(101, 103, 105, 107) 각각은 예를 들면, Geiger-Mueller 방사선 감지장치, 실리콘 방사선, 초전기(pyroelectric) 방사선 감지장치, 열전대열(thermopile) 감지장치, 황화납 감지장치, 납 셀렌화물(lead selenide) 감지장치, 인듐 안티모나이드(indium antimonide) 감지장치로부터 선택될 수 있는 각자의 방사선 감지장치(119)를 포함한다. 화염의 방출 특성, 방사선 감지장치(119)의 형태 및 예상되는 허위 화재 경보 공급원에 기초하여, 적당히 특화된 광학 필터가 각각의 방사선 감지장치(119)와 결합된다. 결국, 예를 들면, 방사선 감지장치 형태에 의존하여, 센서들(101, 103, 105, 107)의 각각의 방사선 감지장치(119)는 자외선 대역 스펙트럼 필터, 가시광선 대역 스펙트럼 필터, 근적외선 대역 스펙트럼 필터, 중적외선 대역 스펙트럼 필터, 원적외선 대역 스펙트럼 필터, 수계(water) 대역 스펙트럼 필터 또는 이산화탄소 대역 스펙트럼 필터로부터 선택된 광학 필터(121)과 결합될 수 있다. 바람직하게는, 센서들(101, 103, 105) 각각은 전자기 스펙트럼의 자외선, 가시광선 및 적외선 부분에서 방사선를 검출하도록 구성된다. 센서(107)는 작동적으로 여유분의 센서이다.
도 3에 대하여, 화염 감지 장치(100)는 내부에 센서들(101, 103, 105, 107)이 수용되는 TO-5 전자 패키지와 같은 전용 인클로져(123)을 포함한다. 인클로져(123) 내부의 작동적으로 여유분의 센서(107)와 허위 센서를 위한 대형의 공간 불균형을 생성하기 위하여, 작동적으로 여유분의 센서를 허위 방사선 감지장치로부터 보다 멀리 위치시키며, 본 구현예에서 이는 센서(103, 105) 보다는 센서(101)로 도 3에 도시되어 있다. 센서(107)를 센서(103, 105)로부터의 거리보다 센서(101)로부터 더 멀리 위치시킴으로써, 가까운 범위에서 센서(107)의 FOV(화각)는 센서(103, 105)의 FOV보다 덜 센서(101)의 FOV를 중첩시킨다.
센서(103, 105)에 대한 작동적으로 여유분의 센서(107)와 허위 센서(101)의 공간적 불균형을 설명하기 위하여, 화염 감지 장치(100)의 센서들(101, 103, 105, 107)의 화각에 대한 부분 단면도를 도 4에 도시하였다. 가까운 범위에서, 센서들(101, 103, 105, 107)은 각각의 화각(125, 127, 129, 131)을 갖는다. 센서(103, 105)에 대해 센서(107)가 센서(101)로부터 멀리 떨어져 위치하기 때문에, FOIV(131)는 센서(103, 105)의 FOV(127, 129) 보다는 FOV(125)에 덜 중첩된다. 결국, 담배와 같은 객체(133)가 이와 같은 범위에서 화각(125, 127, 129, 131) 내부에 위치할 경우 객체(133)는 센서(101 및 103 또는 105)에 의해 전체적으로 관찰될 수 있는 것 보다는 센서(101, 107)에 의해 전체가 관찰되지 않을 수 있다.
특히, 예를 들면, 도 4에서, 객체(133)는 허위 센서(101)의 화각(125) 및 센서(105)의 화각(129) 안에 완전하게 위치되지만, 센서(103)의 화각(127) 내부에는 오직 부분적으로만 위치된다. 이와 같은 경우,센서(103)가 오직 일부의 객체(133)을 관찰하는 반면에 센서(101, 105)는 객체(133)를 전체적으로 관찰하기 때문에 센서들(101, 105)은 센서(103)와 관련하여 왜곡된 정보를 프로세서(111)로 신호전달할 것이다. 이와 같은 잘못된 정보는 프로세서(111)가 허위 경보를 발령하는 것을 유도할 수 있다. 그러나, 프로세서(111)가 센서(103, 105, 107)에 의해 전송된 이차의 신호 세트를 분석하도록 함으로써, 프로세서(111)는 프로세서(111)의 일차 출력물을 이차 출력물과 비교하거나, 또는 2개의 프로세서 출력물을 기설정 화염-존재 기준과 비교하여 객체(23)가 실질적인 화재 사건인지, 또는 소화가 필요없는 작은 방사선 공급원인지를 결정할 수 있다. 결국, 하기에서 상세히 설명되는 바와 같이, 작동적으로 여유분의 센서(107)를 제공하고 센서(101, 103, 105)에 대하여 이와 같은 방식으로 위치시킴으로써, 프로세서(111)에 의해 수행되는 검출 알고리즘이 공간적으로 분리된 센서들(101, 107)로부터 객체(133)에 대한 정보를 수용하도록 하며, 센서들(101, 107)의 분리로 인하여 만일 센서(107)가 센서(103, 105) 보다는 센서(101)에 보다 가깝께 위치할 경우 보다는 객체(133)에 대한 모순된 정보를 프로세서(111)에게 제공하기에 센서들(101, 107)이 더욱 적합하다.
본 발명의 컴퓨터 프로그램에 의해 수행된 감지 알고리즘은 화염이 검출될 경우 화염 감지 장치(100)의 알고리즘이 2회에 걸쳐 계산을 수행하고, 1회 계산은 오직 센서들(101, 103, 105)의 신호들만을 포함하며, 2회 계산은 센서들(103, 105, 107)의 신호들만을 포함한다는 점을 제외하고는 현재의 화재 감지 시스템에서의 감지 알고리즘과 실질적으로 동일하다. 보다 상세하게는, 도 5에 관하여, 센서들(101, 103, 105, 107)에 의해 화염이 검출되면, 화염 감지 장치(100)는 오직 센서들(101, 103, 105)만에 의해 전송된 신호들을 수용하고 분석한다. 이와 같은 신호들에 기초하여, 상기 알고리즘은 일차 출력물을 계산하고, 이 출력물을 기설정된 화염-존재 기준과 비교하여 일차 출력물이 화재 사건을 나타내는 기설정 화염-존재 기준을 만족시키는지를 결정한다. 알고리즘의 일차 출력물에 의해 화재 사건이 아닌 것으로 결정되면 화재 소화 시스템 개시를 지시하는 화재 소화 시스템에 명령을 전송하지 않는다. 그러나, 만일 알고리즘의 일차 출력물이 기설정된 화염-존재 기준을 만족시키면, 화염 감지 장치(100)의 알고리즘은 오직 센서들(103, 105, 107)만에 의해 전송된 신호들을 수령하고 분석하도록 구성된다. 이와 같은 신호에 기초하여, 알고리즘은 이차 출력물을 계산하고 이를 기설정 화염-존재 기준과 비교하여 상기 이차 출력물이 화재 사건을 나타내는 기설정 화염-존재 기준을 만족시키는지를 결정한다. 상기 알고리즘의 이차 출력물에 의해 화재 사건이 없는 것으로 나타날 경우 화재 소화 시스템 개시를 지시하는 화재 소화 시스템에 명령을 전송하지 않는다. 상기 알고리즘의 이차 출력물이 화재 사건을 가리키는 경우에만 화재 소화 시스템 개시를 지시하는 화재 소화 시스템에 명령을 전송하도록 한다.
대안의 구현예에서, 상기 일차 및 이차 출력물을 기설정 화재-존재 기준과 비교하기 보다는 상기 알고리즘의 일차 출력물을 알고리즘의 이차 출력물과 비교한다. 이와 같은 경우, 알고리즘의 이차 출력물은 일차 출력물의 기설정 퍼센트, 예를 들면 5% 내에 들어야만 화재 소화 시스템에게 경보를 보고한다. 그렇지 않으면, 소화 시스템으로 지시를 보내지 않는다. 이는 일부 알고리즘들이 알고리즘 출력물이 화재로 정의되는 범위를 갖는 사실을 가능하게 한다.
실시예
작동적으로 여분의 화염 센서를 갖는 화재 감지 시스템이 기술되며, 여기서 상기 여분의 화염 센서는 허위 화염 센서와 구조적으로는 상이하지만 성능면에서는 실질적으로 유사하다. 특히, 상기 화재 감지 시스템은 3개의 광학 화염 센서들을 포함한다. 이들 센서들중 하나는 4번째 광학 화염 센서에 의해 모방되지도록 선택된다. 이론적으로, 3개의 화염 센서들중 어떠한 한 센서가 모방되지도록 선택된다. 그러나, 일반적으로 가장 높은 신호 대 노이즈 비율을 갖는 화염 센서가 모방되어진다. 이와 같은 화염 센서는 기능적으로 상이한 다양한 접근법을 사용하고, 이후 작동적으로 여유분의 화염 센서가 모방되도록 선택된 화염 센서와 실질적으로 유사한 방식으로 작동하도록 일부 형태의 보상을 실행하여 모방되어질 수 있다.
이와 같은 방식에서, 어떠한 작동적 차이를 보정하는 적당한 필더 및/또는 전자 회로 및/또는 소프트웨어 알고리즘의 사용을 통해 Geiger-Mueller 센서 및 UV 향상 실리콘 센서 또는 납-셀레나이드 센서 및 열전대열 센서들이 작동적으로 여분으로 제조될 수 있다. 비록 이들의 검출성(D*), 신호 대 노이즈 비율, 및 노이즈 등가 전력(noise equivalent power) 측면에서 2개의 화염 센서들의 특정 성능이 다소 상이할 수 있지만, 보정 필터, 회로 및/또는 알고리즘을 사용할 경우 2개의 센서들은 동일한 파장에 걸쳐 작동하고, 화염의 존재하에 거의 동일한 출력을 제공한다.
기능적으로 상이한 2개의 작동적으로 여분의 화염 센서들의 예가 주어질 경우, 어떠한 방식으로 화염 센서들이 허위 경보를 거절하기 위해 사용될 수 있는지의 예들이 제공된다. 첫번째 방법에서, 하나의 작동적으로 여분의 화염 센서는 일차 화염 센서로 간주되는 반면에 나머지 화염 센서는 이차 센서로 간주된다. 다수의 센서들을 고려할 때, 화염-존재 기준은 작동적으로 여분의 이차 화염 센서를 사용하지 않고 산출된다. 만일 상기 기준이 만족할 경우, 두번째 시간에 상기 작동적으로 여분의 일차 화염 센서를 사용하지 않고 기준이 산출되며, 상기 이차 화염 센서는 상기 일차 화염 센서로 대체된다. 만일 화염-존재 기준이 2가지 경우 모두에서 확인될 경우 화재 경보가 발령된다.
두번째 방법에 있어서, 화염-존재 기준에 대한 계산은 작동적으로 여분의 일차 화염 센서를 사용하여 수행된다. 두번째 시간에 동일한 계산을 수행하기 보다는, 상기 작동적으로 여분의 일차 및 이차 화염 센서들을 서로 단순하게 비교한다. 이차 화염-존재 기준이 컴퓨터로 계산되며, 이는 상기 작동적으로 여유분의 일차 및 이차 화염 센서들간의 단순한 비율일 수 있으며, 만일 상기 이차 화염-존재 기준이 상기 일차 화염-존재 기준에 이어서 만족한다면 화재를 발표한다. 2가지 방법에 있어서, 어떠한 보정 필터, 회로 및/또는 알고리즘들이 제자리에 있다고 가정되어 정확한 보정 방법이 중요하지 않다.
당업자에게 명백한 대로, 앞서 기술된 범위 안에서 다양한 변형들이 이루어질 수 있다. 당업자의 능력 안에서 수행된 이와 같은 변형들은 본 발명의 일부를 형성하며, 하기의 청구범위에 포함된다.

Claims (23)

  1. 화재 사건 및 허위 화재 사건을 구별하는 시스템에 있어서,
    일차 신호를 전달하도록 구성된 일차 방사선 감지 구조물,
    상기 일차 발사 감지 구조물에 대하여 예비적으로 작동하며 이차 신호를 전달하도록 구성된 이차 방사선 감지 구조물,
    (i) 상기 일차 신호 및 적어도 하나의 다른 신호를 수용하고 이를 기초하여 일차 출력물을 산출하며, (ii) 화재 사건을 의미하는 일차의 기설정된 화염 존재 기준을 상기 일차 출력물이 만족하는지 여부를 측정하고, (iii) 상기 이차 신호를 수용하며 상기 이차 신호 및 적어도 하나의 다른 신호를 기초하여 이차 출력물을 산출하며, (iv) 화재 사건을 의미하는 이차의 기설정된 화염 존재 기준을 상기 이차 출력물이 만족하는지 여부를 측정하고, (v) 상기 일차 출력물이 상기 일차의 기설정된 화염 존재 기준을 만족하고, 상기 이차 출력물이 상기 이차의 기설정된 화염 존재 기준을 모두 만족할 경우 화재 소각 시스템에게 화재 경보 명령 신호를 전달하도록 구성된 전자 어셈블리(electric assembly)를 포함하는, 화재 사건 및 허위 화재 사건을 구별하는 화염 감지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전자 어셈블리는 상기 일차 출력물이 상기 일차의 기설정된 화염 존재 기준은 만족시키지만 상기 이차 출력물이 상기 이차의 기설정된 화염 존재 기준을 만족시키지 못할 경우 상기 화재 경보 명령 신호를 화재 소화 시스템으로 전달하지 못하도록 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는, 화염 감지 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화염 감지 시스템은 삼차 신호를 전달하도록 구성된 삼차 방사선 감지 구조물을 추가로 포함하며, 상기 적어도 하나의 다른 신호가 삼차 신호를 포함하고, 상기 삼차 방사선 감지 구조물은 상기 일차 방사선 감지 구조물과는 다른 방식으로 작동하는 것을 특징으로 하는, 화염 감지 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 화염 감지 시스템은 사차 신호를 전달하도록 구성된 사차 방사선 감지 구조물을 추가로 포함하고, 상기 적어도 하나의 다른 신호가 상기 4차 신호를 포함하며, 상기 사차 방사선 감지 구조물은 상기 일차 방사선 감지 구조물 및 상기 삼차 방사선 감지 구조물과는 다른 방식으로 작동하는 것을 특징으로 하는, 화염 감지 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 일차, 이차, 삼차 및 사차 방사선 감지 구조물 각각은 자외선 영역 스펙트럼 센서, 가시광선 영역 스펙트럼 센서, 근적외선 영역 스펙트럼 센서, 중적외선 영역 스펙트럼 센서, 원적외선 영역 스펙트럼 센서, 수계 영역 스펙트럼 센서 및 이산화탄소 영역 스펙트럼 센서로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 화염 감지 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화염 감지 시스템은 관찰 영역을 추가로 포함하며, 상기 일차 방사선 감지 구조물 및 상기 이차 감지장치가 상기 관찰 영역의 반대편에 위치하는 것을 특징으로 하는, 화염 감지 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 화염 감지 시스템은 상기 일차, 이차 및 삼차 방사선 감지 구조물을 포함하고, 상기 일차 방사선 감지 구조물은 상기 이차 방사선 감지 구조물 보다는 상기 삼차 방사선 감지 구조물에 더 가까이 위치하는 것을 특징으로 하는, 화염 감지 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 화염 감지 시스템은 상기 일차, 이차, 삼차 및 사차 방사선 감지 구조물을 포함하고, 상기 일차 방사선 감지 구조물은 상기 이차 방사선 감지 구조물 보다는 상기 삼차 및 사차 방사선 감지 구조물에 더 가까이 위치하는 것을 특징으로 하는, 화염 감지 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 일차 및 이차의 기설정 화염 존재 기준이 본질적으로 동일한 것을 특징으로 하는, 화염 감지 시스템.
  10. 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건을 구별하는 방법에 있어서,
    적어도 일차 화염 센서 및 상기 일차 화염 센서에 대하여 예비적으로 작동하는 이차 화염 센서를 포함하는 복수의 화염 센서들을 관찰 영역 내부에 위치시키는 단계,
    상기 복수의 화염 센서들이 잠재적인 화재 사건을 검출하여 상기 복수의 화염 센서들로부터의 생성된 신호들을 전자 어셈블리로 전달하는 단계,
    상기 신호들을 기초로 일차 출력물 및 이차 출력물을 산출하되,
    상기 일차 출력물은 상기 이차 화염 센서에 의해 전송된 이차 신호를 이용하지 않고 상기 일차 화염 센서에 의해 전송된 일차 신호를 사용하여 산출되고, 상기 이차 출력물은 상기 일차 신호를 사용하지 않고 이차 신호를 사용하여 산출되는 단계를 포함한, 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건의 구별 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 일차 출력물 및 상기 이차 출력물은 본질적으로 동일한 알고리즘을 사용하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건의 구별 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 구별 방법은 상기 일차 출력물 및 상기 이차 출력물 모두가 일련의 기 설정된 화염 존재 기준을 만족시킬 경우, 화재 경보 명령 신호를 화재 소화 시스템에 전달하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건의 구별 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 구별 방법은 상기 이차 출력물이 기설정 화염 존재 기준 세트를 만족시키지 못할 경우 화재 경보 명령 신호를 화재 소화 시스템으로 전달하는 것을 억제하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건의 구별 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 구별 방법은 상기 일차 신호가 화재 사건을 나타내는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건의 구별 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 관찰 영역은 자동차의 승객 칸인 것을 특징으로 하는, 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건의 구별 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 화염 센서들은 자외선 영역 스펙트럼 센서, 가시광선 영역 스펙트럼 센서, 근적외선 영역 스펙트럼 센서, 중적외선 영역 스펙트럼 센서, 원적외선 영역 스펙트럼 센서, 수계 영역 스펙트럼 센서 및 이산화탄소 영역 스펙트럼 센서로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건의 구별 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 구별 방법은 상기 복수의 화염 센서들을 정렬하여 상기 일차 화염 센서가 복수의 화염 센서의 실질적으로 모든 다른 화염 센서들로부터의 이격 거리보다 상기 일차 화염 센서가 상기 이차 화염 센서로부터의 이격 거리가 보다 멀리 떨어져 있게 하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건의 구별 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 화염 센서들은 가시광선 영역 스펙트럼 센서, 적외선 영역 스펙트럼 센서 및 자외선 영역 스펙트럼 센서를 포함하며, 상기 이차 화염 센서는 가시광선 영역 스펙트럼 센서, 적외선 영역 스펙트럼 센서 및 자외선 영역 스펙트럼 센서로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건의 구별 방법.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 구별 방법은 상기 이차 출력물이 상기 일차 출력물의 기설정 범위 안으로 들어올 경우 화재 경보를 화재 소화 시스템으로 전달하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 관찰 영역에서 화재 사건과 허위 화재 사건의 구별 방법.
  20. 화재 사건과 허위 화재 사건을 구별하는 시스템의 제조방법에 있어서,
    복수의 화염 센서들을 전자 어셈블리에 작동적으로 결합시키는 단계,
    상기 복수의 화염 센서들의 일차 센서를 상기 복수의 화염 센서들의 이차 센서에 대하여 예비적으로 작동하도록 구성하는 단계, 및
    상기 전자 어셈블리를 (i) 검출시 상기 복수의 화염 센서들에 의해 생성된 신호를 수용하고 분석하여 잠재적 화염 사건으로 분석하고, (ii) 상기 이차 센서에 의해 전송된 이차 신호를 이용하지 않고 상기 일차 센서에 의해 전송된 일차 신호를 사용하여 일차 출력물을 산출하고, (iii) 상기 일차 신호를 사용하지 않고 상기 이차 신호를 사용하여 이차 출력물을 산출하고, (iv) 상기 일차 출력물 및 상기 이차 출력물이 화재 사건을 나타내는 경우 화재 경보 명령 신호를 화재 소화 시스템으로 전달하도록 구성하는 단계를 포함하는, 화재 사건과 허위 화재 사건을 구별하는 시스템의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제조방법은 상기 이차 출력물이 화재 사건을 나타내고 상기 일차 출력물은 화재 사건을 나타내지 않을 경우 상기 화재 경보 명령 신호를 상기 화재 소화 시스템으로 전송하는 것을 중지하도록 상기 전자 어셈블리를 구성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 화재 사건과 허위 화재 사건을 구별하는 시스템의 제조방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 복수의 화염 센서들은 삼차 센서 및 사차 센서를 추가로 포함하고, 상기 삼차 센서 및 사차 센서 각각은 또 다른 센서 및 상기 일차 센서와 상이하게 작동하는 것을 특징으로 하는, 화재 사건과 허위 화재 사건을 구별하는 시스템의 제조방법.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제조방법은 상기 복수의 방사선 감지장치들을 관찰 영역 내부에 위치시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 화재 사건과 허위 화재 사건을 구별하는 시스템의 제조방법.
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