KR20160001818A - Apparatus and method for detecting fire - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화재 감지 장치 및 방법에 관한 것이다. FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a fire detection apparatus and method.
화재 감지 장치는 건물 등에 설치되어 화재 발생여부를 감지하며 화재가 발생하는 것으로 판단한 경우 이를 외부에 알려주는 장치이다. The fire detection device is installed in a building, detects the occurrence of fire, and informs the outside when it is judged that a fire occurs.
화재 감지 장치가 화재를 감지하는 방식으로는 차동식, 광전식 및 정온식 등이 있다. 차동식은 온도의 상승율을 통해 화재를 감지하는데, 온도 상승율이 소정의 준치(예를 들면, 15℃/분)를 초과하는 경우 화재를 감지한다. 광전식은 발광 소자와 수광 소자로 구성되며 일정 농도 이상의 연기를 감지하여 화재를 감지한다. 정온식은 감지된 온도가 소정의 기준치(예를 들면, 60℃)를 초과하는 경우 화재를 감지한다. There are differential, photovoltaic, and thermostatic types of fire detection devices that detect fire. The differential detects a fire through a rate of rise in temperature, and detects a fire when the rate of temperature rise exceeds a predetermined value (for example, 15 ° C / minute). The photovoltaic device consists of a light emitting device and a light receiving device. The constant temperature equation detects a fire when the sensed temperature exceeds a predetermined reference value (for example, 60 DEG C).
차동식의 경우는 급격한 온도변화가 있는 주위 환경에서는 사용을 할 수 없는 단점이 있으며, 광전식은 연기가 많이 발생하는 식당 등에서는 사용을 할 수 없는 단점이 있다. 그리고 정온식의 경우는 실내 온도가 낮은 경우 감지 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. In the case of differential type, there is a disadvantage that it can not be used in the surrounding environment where there is a sudden temperature change, and there is a disadvantage that the photoelectric type can not be used in a restaurant where a lot of smoke is generated. In case of the constant temperature type, the detection time is long when the room temperature is low.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 주위 환경에 제약을 받지 않으면서 더욱 정확하게 화재를 감지할 수 있는 화재 감지 장치 및 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fire detection apparatus and method which can more accurately detect a fire without being restricted by the surrounding environment.
본 발명의 실시예에 따르면, 화재 감지 장치가 제공된다. 상기 화재 감지 장치는, 트랜지스터를 포함하며, 공진을 통해 발진하는 발진 회로, 상기 발진 회로의 발진 여부에 따라, 상기 트랜지스터의 제어단자와 제1 단자 사이의 전압인 제1 전압을 설정하는 전압 설정부, 상기 제1 전압을 이용하여, 온도를 계산하는 온도 계산부, 그리고 상기 온도 계산부에 의해 계산된 온도를 이용하여 화재 여부를 판단하는 화재 판단부를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a fire detection apparatus is provided. The fire detection apparatus includes a transistor including a transistor and an oscillation circuit that oscillates through resonance; a voltage setting unit that sets a first voltage, which is a voltage between a control terminal of the transistor and a first terminal, A temperature calculation unit for calculating the temperature using the first voltage, and a fire determination unit for determining whether or not the fire is generated using the temperature calculated by the temperature calculation unit.
상기 제어 단자는 상기 트랜지스터의 베이스이고, 상기 제1 단자는 상기 트랜지스터의 에미터일 수 있으며, 상기 제1 전압은 상기 트랜지스터의 베이스-에미터 전압일 수 있다. The control terminal may be a base of the transistor, the first terminal may be an emitter of the transistor, and the first voltage may be a base-emitter voltage of the transistor.
상기 제1 전압은 온도가 증가함에 따라 감소할 수 있다. The first voltage may decrease as the temperature increases.
상기 온도 계산부는 상기 제1 전압을 이용하여, 상기 온도에 대한 절대 온도 및 온도 상승율을 계산할 수 있다. The temperature calculator may calculate an absolute temperature and a temperature increase rate with respect to the temperature using the first voltage.
상기 화재 판단부는 상기 절대 온도가 제1 기준치를 초과하고 상기 온도 상승율이 제2 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생한 것으로 판단할 수 있다. The fire determination unit may determine that a fire has occurred when the absolute temperature exceeds the first reference value and the temperature increase rate exceeds the second reference value.
상기 전압 설정부는 상기 발진 회로가 발진할 때까지 단계적으로 상기 제1 전압을 변경시킬 수 있다. The voltage setting unit may change the first voltage step by step until the oscillation circuit oscillates.
상기 전압 설정부는 상기 발진 회로가 발진하는 경우 상기 제1 전압을 그대로 유지할 수 있다. The voltage setting unit may maintain the first voltage when the oscillation circuit oscillates.
상기 발진 회로는 인덕터를 더 포함하며, 상기 공진은 상기 인덕터와 상기 트랜지스터의 기생 커패시턴스 간의 공진일 수 있다. The oscillation circuit may further include an inductor, wherein the resonance may be a resonance between the inductor and the parasitic capacitance of the transistor.
상기 트랜지스터의 제1 단자는 접지에 연결되고, 상기 트랜지스터의 제2 단자는 상기 인덕터의 일단에 연결될 수 있으며, 상기 트랜지스터의 제어단자는 상기 제1 전압에 대응하는 제2 전압을 공급받을 수 있다. The first terminal of the transistor may be connected to the ground, the second terminal of the transistor may be connected to one end of the inductor, and the control terminal of the transistor may receive the second voltage corresponding to the first voltage.
상기 발진 회로는, 상기 트랜지스터의 제1 단자와 접지 사이에 연결되는 제1 저항, 상기 트랜지스터의 제어 단자에 일단이 연결되는 제2 저항, 그리고 상기 제2 저항의 타단과 상기 접지 사이에 연결되는 제3 저항을 더 포함할 수 있다. The oscillation circuit includes a first resistor connected between the first terminal of the transistor and the ground, a second resistor having one end connected to the control terminal of the transistor, and a second resistor connected between the other end of the second resistor and the ground. 3 resistors.
상기 제2 전압은 상기 제2 저항의 타단에 공급될 수 있다. The second voltage may be supplied to the other end of the second resistor.
상기 트랜지스터는 BJT일 수 있다. The transistor may be a BJT.
상기 화재 감지 장치는, 상기 화재 여부를 외부로 표시하는 외부 출력부를 더 포함할 수 있다. The fire sensing apparatus may further include an external output unit for indicating whether the fire is externally displayed.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 화재 감지 장치가 화재를 감지하는 방법이제공된다. 상기 방법은, 트랜지스터의 동작에 의해 공진이 발생하는 발진 회로를 제공하는 단계, 상기 발진 회로의 발진 여부를 감지하는 단계, 상기 발진 여부에 대응하여, 상기 트랜지스터의 베이스-에미터 전압을 설정하는 단계, 상기 설정된 베이스-에미터 전압을 이용하여, 온도를 계산하는 단계, 그리고 상기 계산된 온도를 이용하여, 화재 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a method of detecting a fire by a fire detection device is provided. The method includes the steps of providing an oscillation circuit generating a resonance by operation of a transistor, detecting whether the oscillation circuit is oscillated, setting a base-emitter voltage of the transistor in response to the oscillation Calculating a temperature using the set base-emitter voltage, and determining whether the fire is caused by using the calculated temperature.
상기 설정하는 단계는, 온도가 증가함에 따라 상기 베이스-에미터 전압을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다. The setting may comprise decreasing the base-emitter voltage as the temperature increases.
상기 계산하는 단계는, 상기 설정된 베이스-에미터 전압을 이용하여, 상기 온도에 대한 절대 온도 및 온도 상승율을 계산하는 단계를 포함할 수 있다. The calculating step may include calculating an absolute temperature and a temperature increase rate with respect to the temperature using the set base-emitter voltage.
상기 판단하는 단계는, 상기 절대 온도가 제1 기준치를 초과하고 상기 온도 상승율이 제2 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다. The determining may include determining that a fire occurs when the absolute temperature exceeds a first reference value and the temperature raising rate exceeds a second reference value.
상기 설정하는 단계는, 상기 발진 회로가 발진할 때까지 상기 베이스-에미터 전압을 단계적으로 변경하는 단계를 포함할 수 있다. The setting step may include a step of changing the base-emitter voltage until the oscillation circuit oscillates.
상기 발진 회로는 인덕터를 더 포함하며, 상기 트랜지스터의 제1 단자는 상기 인덕터의 일단에 연결되고, 상기 트랜지스터의 제2 단자는 접지에 연결되며, 상기 설정하는 단계는 상기 설정된 베이스-에미터 전압에 대응하는 제1 전압을 상기 트랜지스터의 제어 단자로 공급하는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the oscillating circuit further comprises an inductor, a first terminal of the transistor being coupled to one end of the inductor, a second terminal of the transistor being coupled to ground, And supplying a corresponding first voltage to the control terminal of the transistor.
상기 방법은, 상기 화재 여부를 외부로 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method may further include the step of marking whether the fire is externally displayed.
본 발명의 실시예에 따르면 트랜지스터의 베이스-에미터 전압을 이용하여 온도를 감지함으로써, 화재 여부를 더욱 정확하게 판단할 수 있다. According to the embodiment of the present invention, the temperature can be sensed by using the base-emitter voltage of the transistor, thereby making it possible to more accurately determine whether or not the fire has occurred.
그리고 절대 온도 뿐만 아니라 온도 상승율을 통해 화재를 판단함으로써, 신속히 화재를 감지할 수 있으며 오보를 막을 수 있다. By judging the fire through the temperature rise rate as well as the absolute temperature, the fire can be detected quickly and the error can be prevented.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 Vbe 설정부(130)에 의해 설정된 베이스-에미터 전압(Vbe)과 온도와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 장치(100)의 화재 감지 방법을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a fire sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a relationship between a base-emitter voltage Vbe set by the Vbe setting unit 130 and a temperature according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a fire detection method of the
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.
본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 장치는 전파를 송수신하는데 사용되는 발진 회로의 온도 특성을 이용하여 화재를 감지한다. 전파를 송신하거나 수신하는 송수신기는 발진회로를 포함하고 있으며, 발진 회로는 트랜지스터를 포함하고 있다. 온도에 따른 트랜지스터의 동작 특성으로 인해, 발진 회로가 제대로 발진하지 않을 수 있다. 이를 막기 위해 트랜지스터에 인가하는 바이어스 전압을 온도에 따라 변동시킬 필요가 있다. 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 장치는 트랜지스터에 인가하는 바이어스 전압을 통해 간접적으로 온도를 감지하고, 감지한 온도를 이용하여 화재 여부를 판단한다. 이러한 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 장치 및 방법에 대하여 상세하게 설명한다. A fire detection apparatus according to an embodiment of the present invention detects a fire using a temperature characteristic of an oscillation circuit used to transmit and receive a radio wave. The transceiver that transmits or receives radio waves includes an oscillation circuit, and the oscillation circuit includes a transistor. Due to the operating characteristics of the transistor with temperature, the oscillating circuit may not oscillate properly. In order to prevent this, it is necessary to vary the bias voltage applied to the transistor according to the temperature. A fire sensing apparatus according to an embodiment of the present invention indirectly detects a temperature through a bias voltage applied to a transistor and determines whether the fire is caused by using the sensed temperature. Hereinafter, a fire detection apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 장치를 나타내는 도면이다. 1 is a view showing a fire sensing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 장치(100)는 발진 회로(110), 발진 감지부(120), Vbe 설정부(130), 온도 계산부(140), 화재 판단부(150) 및 외부 출력부(160)를 포함한다. 1, a
발진 회로(110)는 전파를 송신하는 송신기나 전파를 수신하는 수신기에서 사용되며, 발진을 통해 안테나로 전파를 송신하거나 수신한다. The
발진 회로(110)는 트랜지스터(Q), 인덕터(L) 및 저항(R1, R2, R3)를 포함한다. 트랜지스터(Q)의 컬렉터에 인덕터(L)의 일단이 연결되며, 트랜지스터(Q)의 베이스에 저항(R1)의 일단이 연결된다. 저항(R2)은 저항(R1)의 타단과 접지 사이에 연결된다. 저항(R3)은 트랜지스터(Q)의 에미터와 접지 사이에 연결된다. 저항(R1)의 타단에는 바이어스 전압(Vbias)이 인가된다. The
여기서, 저항(R1, R2, R3)은 트랜지스터(Q)가 포화(Saturation) 영역에 동작하도록, 바이어스 전압(Vbias)을 트랜지스터(Q)에 인가하는 역할을 수행한다. Here, the resistors R1, R2 and R3 serve to apply the bias voltage Vbias to the transistor Q so that the transistor Q operates in the saturation region.
인덕터(L)의 인덕턴스 성분과 트랜지스터(Q)의 기생 커패시턴스 성분 간의 LC 공진으로 인해, 발진 회로(120)가 발진한다. 트랜지스터(Q1)의 기생 커패시턴스 성분은 트랜지스터(Q1)의 컬렉터-에미터간 기생 커패시턴스, 컬렉터-베이스간 기생 커패시턴스, 베이스-에미터간 기생 커패시턴스를 포함할 수 있다. The
트랜지스터(Q)의 컬렉터 전류(Ic)는 아래의 수학식 1과 같이 낼 수 있다. 컬렉터 전류(Ic)가 특정의 전류 값을 가지는 경우, 발진 회로(110)는 발진한다.The collector current Ic of the transistor Q can be expressed by the following equation (1). When the collector current Ic has a specific current value, the
수학식 1에서, Is는 포화 전류(saturation current)이며, Vbe는 트랜지스터(Q)의 베이스-에미터 전압이다. 그리고 Vt는 열전압(thermal voltage)이며, Vt=kT/q로 정의된다. In Equation (1), Is is a saturation current, and Vbe is a base-emitter voltage of the transistor (Q). And Vt is the thermal voltage, which is defined as Vt = kT / q.
상기 수학식 1에서, 포화 전류(Is)는 온도에 비례하며, 열전압(Vt)도 온도에 비례하는 값을 가진다. 포화 전류(Is)의 온도에 비례하는 크기가 열전압(Vt)이 온도에 비례하는 크기 보다 더 큰데, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다. 따라서, 주의 환경의 온도가 변화는 경우 컬렉터 전류(Ic)가 변동될 수 있다. 온도에 따른 컬렉터 전류(Ic)의 변동을 막기 위해(IC가 특정의 전류 값을 가지도록), 베이스-에미터 전압(Vbe)을 온도에 반비례하게 변경시킨다. 본 발명의 실시예에서는 Vbe 설정부(130)가 바이어스 전압(Vbias)을 변경하여 공급함으로써 베이스-에미터 전압(Vbe)을 변경시키고, 이를 통해 발진 회로(110)는 온도가 변하더라도 정상적으로 발진할 수 있다.In Equation 1, the saturation current Is is proportional to the temperature, and the column voltage Vt has a value proportional to the temperature. The size proportional to the temperature of the saturation current Is is larger than the size in which the thermal voltage Vt is proportional to the temperature and it will be understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, . Therefore, the collector current Ic may fluctuate when the temperature of the attention environment changes. In order to prevent variations in the collector current (Ic) with temperature (the IC has a specific current value), the base-emitter voltage (Vbe) is changed in inverse proportion to the temperature. In the embodiment of the present invention, the Vbe setting unit 130 changes the base-emitter voltage Vbe by changing the bias voltage Vbias so that the
발진 감지부(120)는 인덕터(L)의 타단을 감지하여 발진 회로(110)가 정상적으로 발진하고 있는지 여부를 판단한다. 발진 감지부(120)는 인덕터(L)의 타단의 전압 또는 전류를 감지함으로써, 발진 회로(100)가 발진하고 있는지를 판단할 수 있다. 발진 감지부(120)의 구체적인 동작에 대해서는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있으므로, 이하 구체적인 설명은 생략한다. The
Vbe 설정부(130)는 발진 감지부(120)로부터 발진 회로(110)의 발진 여부에 대한 정보를 입력 받으며, 이 정보에 대응하는 바이어스 전압(Vbias)을 저항(R1)의 타단에 공급한다. 즉, Vbe 설정부(130)는 발진 감지부(120)가 발진하는 것으로 판단한 경우에는 바이어스 전압(Vbias)을 그대로 유지한다. 그리고 Vbe 설정부(130)는 발진 감지부(120)가 발진하지 않는 것으로 판단한 경우에는 바이어스 전압(Vbias)을 변경하여 공급한다. 여기서 Vbe 설정부(130)는 발진 감지부(120)가 발진하는 것으로 판단할 때까지 바이어스 전압(Vbias)을 단계적으로 변경하여 공급할 수 있다. The Vbe setting unit 130 receives information about the oscillation of the
바이어스 전압(Vbias)이 트랜지스터(Q1)의 베이스에 인가되는 경우, 발진 회로(110)가 발진 동작을 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 Vbe 설정부(130)는 발진 회로(110)의 발진 여부에 따라 Vbias 값을 변동시켜 트랜지스터(Q1)의 베이스에 공급하며, 이를 통해 트랜지스터(Q1)의 베이스-에미터 전압(Vbe)이 변동된다. 상기에서 설명한 바와 같이, 발진 회로(110)는 온도에 따라 변동되는 컬렉터 전류(Ic)로 인해 정상 동작하지 않을 수 있는데, 이를 막기 위해 Vbe 설정부(130)는 바이어스 전압(Vbias)을 변동시켜 공급한다. When the bias voltage Vbias is applied to the base of the transistor Q1, the
한편, 도 1에서는 발진 회로(110)에 사용되는 트랜지스터(Q)를 N-type BJT(Bipolar Junction Transitor)로 나타내었지만 다른 트랜지스터로 변경될 수 있다. 예를 들면, 트랜지스터(Q)는 P-type BJT, FET, IGBT 등 다른 트랜지스터로 대체될 수 있다. 1, the transistor Q used in the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 Vbe 설정부(130)에 의해 설정된 베이스-에미터 전압(Vbe)과 온도와의 관계를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram showing a relationship between a base-emitter voltage Vbe set by the Vbe setting unit 130 and a temperature according to an embodiment of the present invention.
도 2에 나타낸 바와 같이, 베이스-에미터 전압(Vbe)은 화재 감지 장치(100)의 주위 온도에 따라 선형적으로 감소한다. 이론적으로는 온도가 1℃ 증가할 때 마다 베이스-에미터(Vbe) 값이 2mV 감소하는 경우, 컬렉터 전류(Ic)가 일정하게 유지되면 트랜지스터(Q)가 포화 영역(Saturation)에서 동작한다. 도 2는 본 발명의 출원인이 개발한 UWB(Ultra Wideband) 센서를 통해 실측한 값을 그래프로 나타낸 것이다. As shown in FIG. 2, the base-emitter voltage Vbe decreases linearly with the ambient temperature of the
본 발명의 실시예에 따른 Vbe 설정부(130)는 도 2와 같은 관계를 가지도록 온도에 따라 바이어스 전압(Vbias)을 변동시켜 인가하며, 이를 통해 발진 회로(110)가 정상적으로 발진할 수 있다. 상기 수학식 1에서 설명한 바와 같이 온도가 증가하는 경우 열전압(Vt)가 증가하고 포화 전류(Is)도 증가하나 포화 전류(Is)의 증가량이 열전압(Vt)의 증가량보다 더 크다. 이에 따라, 컬렉터 전류(Ic)를 일정하게 유지하기 위해서는 베이스-에미터 전압(Vbe)도 온도에 따라 선형적으로 감소하도록 설정된다. 즉, 베이스-에미터 전압(Vbe)과 온도의 관계는 도 2와 같은 관계를 가지게 된다. The Vbe setting unit 130 according to the embodiment of the present invention varies the bias voltage Vbias according to the temperature so as to have the relationship shown in FIG. 2, so that the
한편, 본 발명의 실시예에 따른 Vbe 설정부(130)는 설정한 베이스-에미터 전압(Vbe)에 대한 정보를 온도 계산부(140)로 전송한다. Meanwhile, the Vbe setting unit 130 according to the embodiment of the present invention transmits information on the set base-emitter voltage (Vbe) to the temperature calculation unit 140.
온도 계산부(140)는 Vbe 설정부(130)로부터 베이스-에미터 전압(Vbe)에 대한 정보를 수신하며, 베이스-에미터 전압(Vbe)에 대한 정보를 이용하여 온도 상승율 및 절대 온도를 계산한다. 온도 계산부(140)는 도 2에 나타낸 베이스-에미터 전압(Vbe)과 온도의 관계를 미리 알고 있으며, Vbe 설정부(130)로부터 전송된 베이스-에미터 전압(Vbe)에 대한 정보를 이용하여 현재의 온도를 계산할 수 있다. 그리고 온도 계산부(140)는 계산한 온도를 통해 온도 상승율 및 절대 온도를 계산할 수 있다. 도 2에 나타낸 베이스-에미터 전압(Vbe)과 온도의 관계는 별도의 메모리(도 1에 도시하지 않았음)에 저장되어 있을 수 있다. The temperature calculation unit 140 receives the information on the base-emitter voltage Vbe from the Vbe setting unit 130 and calculates the temperature rising rate and the absolute temperature using information on the base-emitter voltage Vbe do. The temperature calculation unit 140 previously knows the relationship between the base-emitter voltage Vbe and the temperature shown in FIG. 2 and uses the information about the base-emitter voltage Vbe sent from the Vbe setting unit 130 The current temperature can be calculated. The temperature calculation unit 140 can calculate the temperature increase rate and the absolute temperature through the calculated temperature. The relationship between the base-emitter voltage Vbe and the temperature shown in FIG. 2 may be stored in a separate memory (not shown in FIG. 1).
화재 판단부(150)는 온도 계산부(140)로부터 온도 상승율 및 절대 온도를 수신하며, 온도 상승율이 소정의 기준치를 초과하고 절대 온도가 소정의 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생한 것으로 판단한다. 본 발명의 실시예에 따른 화재 판단부(150)는 절대 온도뿐만 아니라 온도 상승율도 함께 판단하므로, 신속한 화재 감지와 오보를 막을 수 있다. 화재 판단부(150)가 절대 온도를 판단하는 이유는 신속한 화재 감지를 위한 것이며, 화재 판단부(150)가 온도 상승율을 판단하는 이유는 절대 온도만 판단하는 경우 오보가 발생할 수 있으므로 이를 막기 위해서이다. The fire determination unit 150 receives the temperature increase rate and the absolute temperature from the temperature calculation unit 140 and determines that a fire has occurred when the temperature increase rate exceeds a predetermined reference value and the absolute temperature exceeds a predetermined reference value. The fire determination unit 150 according to the embodiment of the present invention determines not only the absolute temperature but also the temperature increase rate, thereby preventing rapid fire detection and misleading. The reason why the fire determination unit 150 determines the absolute temperature is for rapid fire detection, and the reason why the fire determination unit 150 determines the temperature increase rate is to prevent misdirection when only the absolute temperature is determined .
외부 출력부(160)는 화재 판단부(150)로부터 화재가 발생했는지 여부를 수신하며, 화재 판단부(150)로부터 화재의 발생을 수신하는 경우 외부로 화재 발생을 알린다. 외부 출력부(160)가 외부로 화재 발생을 알리는 방법은 LED를 통해 출력하거나 부저를 통해 출력할 수 있으며, 또한 RS-485통신을 통해 외부로 화재 발생을 알릴 수 있다. The external output unit 160 receives whether or not a fire has occurred from the fire determination unit 150. When receiving a fire from the fire determination unit 150, the external output unit 160 informs the outside of the occurrence of the fire. A method of informing the external output unit 160 of the occurrence of fire can be output through an LED or output through a buzzer, and it is also possible to inform the outside of the fire through RS-485 communication.
이하에서는 도 3를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 장치(100)의 화재 감지 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a fire detection method of the
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지 장치(100)의 화재 감지 방법을 나타내는 도면이다. 3 is a view showing a fire detection method of the
먼저, 발진 감지부(120)는 발진 회로(110)가 발진하는지 여부를 판단한다(S3110, S20). 발진 감지부(120)는 판단한 발진 여부에 대한 정보를 Vbe 설정부(130)로 알려준다. First, the
Vbe 설정부(130)는 발진 감지부(120)로부터 발진 회로(110)가 발진하지 않음을 입력 받은 경우, 베이스-에미터 전압(Vbe)가 변경되도록 바이어스 전압(Vbias)을 변경한다(S320, S330). 그러면, 다시 발진 감지부(120)는 발진 회로(110)의 발지 여부를 다시 판단한다. Vbe 설정부(130)는 발진 회로(110)가 발진할 때까지 계속 바이어스 전압(Vbias)를 변경하여 공급하여 베이스-에미터 전압(Vbe)을 변경한다. The Vbe setting unit 130 changes the bias voltage Vbias so that the base-emitter voltage Vbe is changed when the
한편, Vbe 설정부(130)는 발진 감지부(120)로부터 발진 회로(110)가 발진함을 입력 받은 경우, 베이스-에미터 전압(Vbe)이 변경되지 않고 그대로 유지되도록 바이어스 전압(Vbias)을 설정한다(S340). 그리고 Vbe 설정부(130)는 설정한 베이스-에미터 전압(Vbe)에 대한 정보를 온도 계산부(140)로 전송한다. The Vbe setting unit 130 sets the bias voltage Vbias so that the base-emitter voltage Vbe remains unchanged when the
온도 계산부(140)는 Vbe 설정부(130)로부터 수신한 베이스-에미터 전압(Vbe)에 대한 정보를 이용하여, 절대 온도뿐만 아니라 온도 상승율을 계산한다(S350). 즉, 온도 계산부(140)는 도 2의 그래프 관계를 미리 알고 있으므로, 베이스-에미터 전압(Vbe)을 수신하는 경우 절대 온도를 계산할 수 있다. 그리고 온도 계산부(140)는 시간에 따른 온도 변화인 온도 상승율도 계산할 수 있다. 온도 계산부(140)는 계산한 절대 온도 및 온도 상승율을 화재 판단부(150)로 전송한다. The temperature calculation unit 140 calculates the temperature increase rate as well as the absolute temperature using the information on the base-emitter voltage Vbe received from the Vbe setting unit 130 (S350). That is, since the temperature calculation unit 140 knows the graph relationship of FIG. 2 in advance, the absolute temperature can be calculated when receiving the base-emitter voltage Vbe. The temperature calculation unit 140 may also calculate a temperature increase rate which is a temperature change with time. The temperature calculation unit 140 transmits the calculated absolute temperature and the temperature increase rate to the fire determination unit 150.
화재 판단부(150)는 온도 계산부(140)로부터 수신한 절대 온도 및 온도 상승율을 소정의 기준치와 비교하여 화재 여부를 판단한다(S360). The fire determination unit 150 compares the absolute temperature and the temperature rise rate received from the temperature calculation unit 140 with a predetermined reference value to determine whether or not the fire is present (S360).
화재 판단부(150)는 절대 온도가 소정의 제1 기준치를 초과하고, 온도 상승율이 소정의 제2 기준치를 초고하는 경우, 화재가 발생한 것으로 판단한다(S360, S370). The fire determination unit 150 determines that a fire has occurred when the absolute temperature exceeds a predetermined first reference value and the temperature increase rate exceeds a predetermined second reference value (S360, S370).
한편, 화재 판단부(150)는 절대 온도가 소정의 기준치보다 낮거나 온도 상승율이 소정의 기준치보다 낮은 경우, 화재가 발생하지 않은 것으로 판단한다(S360, S380). If the absolute temperature is lower than the predetermined reference value or the temperature increase rate is lower than the predetermined reference value, the fire determination unit 150 determines that no fire has occurred (S360, S380).
상기 소정의 제1 기준치는 화재 감지 장치(100)를 설치할 시 미리 설정되는 값으로서, 예를 들면 소정의 제1 기준치는 절대 온도 50도로 설정될 수 있다. 그리고 상기 소정의 제2 기준치도 화재 감지 장치(100)를 설치할 시 미리 설정되는 값으로서, 예를 들면 소정의 제2 기준치는 2.15도/30초로 설정될 수 있다. The predetermined first reference value is set in advance when the
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
Claims (20)
상기 발진 회로의 발진 여부에 따라, 상기 트랜지스터의 제어단자와 제1 단자 사이의 전압인 제1 전압을 설정하는 전압 설정부,
상기 제1 전압을 이용하여, 온도를 계산하는 온도 계산부, 그리고
상기 온도 계산부에 의해 계산된 온도를 이용하여 화재 여부를 판단하는 화재 판단부를 포함하는 화재 감지 장치. An oscillation circuit including a transistor and oscillating through resonance,
A voltage setting unit for setting a first voltage, which is a voltage between a control terminal of the transistor and the first terminal, according to the oscillation of the oscillation circuit,
A temperature calculation unit for calculating a temperature using the first voltage, and
And a fire determination unit for determining whether or not the fire is generated by using the temperature calculated by the temperature calculation unit.
상기 제어 단자는 상기 트랜지스터의 베이스이고, 상기 제1 단자는 상기 트랜지스터의 에미터이며,
상기 제1 전압은 상기 트랜지스터의 베이스-에미터 전압인 화재 감지 장치. The method according to claim 1,
Wherein the control terminal is a base of the transistor, the first terminal is an emitter of the transistor,
Wherein the first voltage is a base-emitter voltage of the transistor.
상기 제1 전압은 온도가 증가함에 따라 감소하는 화재 감지 장치. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the first voltage decreases as the temperature increases.
상기 온도 계산부는 상기 제1 전압을 이용하여, 상기 온도에 대한 절대 온도 및 온도 상승율을 계산하는 화재 감지 장치. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the temperature calculation unit calculates an absolute temperature and a temperature increase rate with respect to the temperature using the first voltage.
상기 화재 판단부는 상기 절대 온도가 제1 기준치를 초과하고 상기 온도 상승율이 제2 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생한 것으로 판단하는 화재 감지 장치. 5. The method of claim 4,
Wherein the fire determination unit determines that a fire has occurred when the absolute temperature exceeds a first reference value and the temperature increase rate exceeds a second reference value.
상기 전압 설정부는 상기 발진 회로가 발진할 때까지 단계적으로 상기 제1 전압을 변경시키는 화재 감지 장치. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the voltage setting unit changes the first voltage step by step until the oscillation circuit oscillates.
상기 전압 설정부는 상기 발진 회로가 발진하는 경우 상기 제1 전압을 그대로 유지하는 화재 감지 장치. The method according to claim 6,
Wherein the voltage setting unit maintains the first voltage when the oscillation circuit oscillates.
상기 발진 회로는 인덕터를 더 포함하며,
상기 공진은 상기 인덕터와 상기 트랜지스터의 기생 커패시턴스 간의 공진인 화재 감지 장치. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the oscillation circuit further comprises an inductor,
Wherein the resonance is a resonance between the inductor and the parasitic capacitance of the transistor.
상기 트랜지스터의 제1 단자는 접지에 연결되고, 상기 트랜지스터의 제2 단자는 상기 인덕터의 일단에 연결되며, 상기 트랜지스터의 제어단자는 상기 제1 전압에 대응하는 제2 전압을 공급받는 화재 감지 장치. 9. The method of claim 8,
Wherein a first terminal of the transistor is connected to a ground, a second terminal of the transistor is connected to one end of the inductor, and a control terminal of the transistor is supplied with a second voltage corresponding to the first voltage.
상기 발진 회로는,
상기 트랜지스터의 제1 단자와 접지 사이에 연결되는 제1 저항,
상기 트랜지스터의 제어 단자에 일단이 연결되는 제2 저항, 그리고
상기 제2 저항의 타단과 상기 접지 사이에 연결되는 제3 저항을 더 포함하는 화재 감지 장치. 10. The method of claim 9,
The oscillation circuit includes:
A first resistor coupled between a first terminal of the transistor and ground,
A second resistor whose one end is connected to the control terminal of the transistor, and
And a third resistor connected between the other end of the second resistor and the ground.
상기 제2 전압은 상기 제2 저항의 타단에 공급되는 화재 감지 장치. 11. The method of claim 10,
And the second voltage is supplied to the other end of the second resistor.
상기 트랜지스터는 BJT인 화재 감지 장치. 3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the transistor is a BJT.
상기 화재 여부를 외부로 표시하는 외부 출력부를 더 포함하는 화재 감지 장치. 3. The method according to claim 1 or 2,
And an external output unit for indicating whether or not the fire is externally displayed.
트랜지스터의 동작에 의해 공진이 발생하는 발진 회로를 제공하는 단계,
상기 발진 회로의 발진 여부를 감지하는 단계,
상기 발진 여부에 대응하여, 상기 트랜지스터의 베이스-에미터 전압을 설정하는 단계,
상기 설정된 베이스-에미터 전압을 이용하여, 온도를 계산하는 단계, 그리고
상기 계산된 온도를 이용하여, 화재 여부를 판단하는 단계를 포함하는 방법. A method of detecting a fire by a fire detection device,
Providing an oscillation circuit in which resonance occurs by the operation of the transistor,
Detecting the oscillation of the oscillation circuit,
Setting a base-emitter voltage of the transistor in response to the oscillation;
Calculating a temperature using the set base-emitter voltage, and
And using the calculated temperature to determine whether or not a fire has occurred.
상기 설정하는 단계는, 온도가 증가함에 따라 상기 베이스-에미터 전압을 감소시키는 단계를 포함하는 방법. 15. The method of claim 14,
Wherein the setting comprises reducing the base-emitter voltage as the temperature increases.
상기 계산하는 단계는, 상기 설정된 베이스-에미터 전압을 이용하여, 상기 온도에 대한 절대 온도 및 온도 상승율을 계산하는 단계를 포함하는 방법. 15. The method of claim 14,
Wherein the calculating comprises calculating an absolute temperature and a temperature ramp rate for the temperature using the set base-emitter voltage.
상기 판단하는 단계는, 상기 절대 온도가 제1 기준치를 초과하고 상기 온도 상승율이 제2 기준치를 초과하는 경우, 화재가 발생하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 방법. 17. The method of claim 16,
Wherein the determining includes determining that a fire occurs when the absolute temperature exceeds a first reference value and the rate of temperature rise exceeds a second reference value.
상기 설정하는 단계는, 상기 발진 회로가 발진할 때까지 상기 베이스-에미터 전압을 단계적으로 변경하는 단계를 포함하는 방법. 15. The method of claim 14,
Wherein the setting step includes stepping the base-emitter voltage until the oscillating circuit oscillates.
상기 발진 회로는 인덕터를 더 포함하며,
상기 트랜지스터의 제1 단자는 상기 인덕터의 일단에 연결되고, 상기 트랜지스터의 제2 단자는 접지에 연결되며,
상기 설정하는 단계는 상기 설정된 베이스-에미터 전압에 대응하는 제1 전압을 상기 트랜지스터의 제어 단자로 공급하는 단계를 포함하는 방법. 15. The method of claim 14,
Wherein the oscillation circuit further comprises an inductor,
A first terminal of the transistor is connected to one end of the inductor, a second terminal of the transistor is connected to ground,
Wherein the setting comprises supplying a first voltage corresponding to the set base-emitter voltage to a control terminal of the transistor.
상기 화재 여부를 외부로 표시하는 단계를 더 포함하는 방법. 15. The method of claim 14,
Further comprising marking the fire as external.
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| JP2000137876A (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-16 | Hochiki Corp | Fire monitoring device and fire sensor |
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| KR20130134643A (en) * | 2012-05-31 | 2013-12-10 | 삼성전기주식회사 | Circuit and method for sensing temperature |
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