KR900005651B1 - 마이크로프로세서 제어 화재 감지기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

마이크로프로세서 제어 화재 감지기

제1도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 화재 감지기 시스템의 블럭 다이어그램.

제2도는 제1도에 도시된 시스템이 한가지 특정한 모우드로 동작함에 대응하는, 한가지 특정한 화재 감지회로의 블럭 다이어그램.

제3a도 내지 제3d도는 제2도의 회로도 내에 표시된 기능들을 수행하기 위한, 제1도에 도시된 시스템 내의 마이크로프로세서에 대한 순서도.

제4도는 제1도에 도시된 시스템 내에서의 신호들에 대한 특정한 주파수 보상을 나타내는, 이득과 주파수사이의 그래프.

제5도는 또 다른 화재 검출 특성을 제공하기 위한 상이한 마이크로프로세서를 사용한, 제1도에 도시된 시스템의 변형 실시예를 나타내는 블럭 다이어그램.

제6도는 제5도에 도시된 회로 내의 마이크로프로세서의 동작을 나타내는 순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 제1검출기 35 : 중앙 처리 장치

14,24 : 아날로그 증폭기 37 : 디지탈-아날로그 변환기

22 : 제2검출기 39 : 디멀티플렉서

30 : 마이크로프로세서 40 : 표시판

31 : 멀티플렉서 44 : 서비스 단자

33 : 아날로그-디지탈 변환기

본 발명은 화재 감지기 분야에 관한 것으로서, 특히 이산적(離散的)인 아날로그 회로의 대신에 마이크로프로세서를 사용하여서 화재의 존재 여부를 결정하기 위한 화재 감지기에 관한 것이다.

현재, 보호 영역 내에서의 화재 또는 폭발의 발생을 감지하여, 허위 경보를 발생시키는 기타의 현상과 식별하기 위한 많은 기술들이 알려져 있다. 화재 감지기가 화재로부터 구별하여야 하는 기타의 현상의 예로서는 햇빛, 조그만 불, 화재를 발생시키지 않는 폭발, 그리고 보호영역의 벽을 통과하는 발사체에 의해 발생되는 섬광 등이 있다. 종래의 식별 기술에 있어서는 스펙트럼 선택의 각종의 결합 및 다수의 스펙트럼 영역 내에서 감지된 에너지 사이의 각종의 비교를 이용하고 있다. 종래의 식별 기술에서는, 연산 증폭기 및 비교기와 같은 이산적인 아날로그 회로를 몇 개의 디지탈 게이트들과 함께 사용하여 왔다. 이러한 식별 회로들은 의도적으로 간단하게 만들어져 왔는데, 왜냐하면 화재 감지기 팩키지(package)는 유용하도록 작고 가벼워야 하기 때문이다. 또한, 회로가 복잡하게 되면 화재 감지기의 가격이 증가된다. 감지된 방사의 비교적 복잡한 분석을 행할 수 있으면서도 가볍고 작으며 가격이 저렴한 화재 감지기를 만드는 것이 유익할 것이다. 또한, 실제의 하드웨어를 폐기시키거나 변형시키지 않고서도 식별 기술이 쉽게 변화될 수 있는 형태의 식별 회로를 만드는 것도 바람직하다. 이러한 장점들은 종래의 화재 감지기에서는 얻을 수 없었다.

본 발명의 목적은, 상술한 바와 같은 화재 감지기에 있어서의 단점을 극복할 수 있으며, 화재의 발생을 검출하여 화재 진화기를 방출할 수 있도록 동작하는, 새로운 형태로 개량된 화재 감지기를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 감지된 방사의 비교적 복잡한 분석을 행할 수 있으면서도, 비교적 작고 가벼우며 가격이 저렴한, 새롭게 개량된 화재 검지기를 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 식별용 하드웨어를 변형시키지 않고서도 감지된 방사의 분석이 변화될 수 있도록 프로그램될 수 있는 식별 회로를 가진, 새롭게 개량된 화재 감지기를 제공하려는 것이다.

상술한 종래기술에서의 단점을 극복하고 본 발명의 목적들을 달성하기 위해서, 본 발명은 집적회로 마이크로프로세서와 결합된 1개 또는 다수의 검출기 수단을 가진 화재 검지기 시스템을 제공한다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제1도에는, 본 발명에 따라서 마이크로프로세서에 의해 제어되는 화재 감지기가 도시되어 있다. 이 화재 감지기에는 2개의 검출기 채널이 있는데, 각각의 검출기 채널에는 소정의 스펙트럼 대역내의 파장을 갖는 방사원(源)(10)으로부터의 전자기 에너지를 감지할 수 있는 1개씩의 검출기가 있다. 전형적으로, 제1검출기(12)는 0.7미크론 내지 2.0미크론의 파장을 갖는 방사만을 감지할 수 있고, 제2검출기(22)는 5미크론 내지 30미크론 스펙트럼 영역내의 방사를 감지할 수 있다. 광학 검출기(12)(22)의 출력 진폭은 일반적으로 너무 작아서 마이크로프로세서에 직접 공급될 수 없기 때문에, 검출기의 출력은 아날로그 증폭기(14)(24)에 의해 각각 증폭된 다음에 마이크로프로세서(30)에 공급된다. 검출기(22)는 시판되고 있는 실리콘 포토다이오드로 되어 있고, 검출기(22)는 방사 써모파일(thermopile)로 되어 있다. 증폭기(14)(24)는 시판되고 있는 연산증폭기이다.

양호한 실시예에서의 마이크로프로세서(30)는 미합중국 캘리포니아주 산타 클래러시에 소재하는 인텔 인코포레이티드(Intel, Inc.)에서 제조한 모델 2920 신호 처리기(Signal Processor)이다. 물론, 특별한 응용에 따라서는, 인텔 2920의 대신에 기타의 마이크로프로세서를 사용할 수도 있다. 이러한 인텔 2920 신호 처리기는, 인텔 인코포레이티드에서 발행한 1980년도 인텔 부품 카탈로그의 4-43 내지 4-50페이지에 상세하게 기재되어 있다.

인텔 2920의 간략화된 블럭 다이어그램은 제1도의 점선 내에 도시되어 있다. 검출기(12)(22)로부터의 증폭된 입력은 입력 멀티플렉서(31)로 공급된다. 입력 멀티플렉서(31)는 입력 신호들 중의 하나를 선택하여 이 신호를 아날로그-디지탈(A/D) 변환기(33)로 보내며, 이에 의해 아날로그 신호가 디지탈 신호로 변환된다. 이 디지탈 신호는 중앙처리장치(CPU)(35)에 공급되고, 입력 멀티플렉서(31)는 다른 하나의 입력 신호를 A/D변환기(33)에 공급한다. 후자의 입력 신호는 디지탈 형태로 변환되어서. 동일한 방식으로 CPU(35)에 공급된다.

입력 멀티플렉서(31)는 검출기(12)(22)로부터의 각각의 증폭된 아날로그 신호를 한번에 하나씩 샘플링하고, 이와 같이 샘플링된 각각의 신호를 개별적으로 A/D 변환기(33)에 공급하여 CPU(35)에 공급되도록 하여준다. 디지탈화된 각각의 정보 샘플이 CPU(35)에 도달하면, 이 정보는 마이크로프로세서(30)내에 프로그램되는 방식으로 동작된다. 마이크로프로세서(30)은, 시스템의 하드웨어를 변형시키지 않고서도 검출된 정보 상에서 다수의 루틴(routine)을 수행하도록 프로그램 및 재프로그램될 수 있다.

CPU(35)가 입력 정보에 근거한 어떤 결론에 도달하면, 디지탈 명령은 디지탈-아날로그(D/A) 변환기(37)에 의해 아날로그 신호로 변환된다. 이 명령 신호는, 이러한 아날로그 명령 신호를 적절한 출력 회로에 공급하도록 출력 디멀티플렉서(39)에 지시를 내린다. 예를 들어, 진화기를 사용할 필요가 없는 조그만 화재를 검출기가 감지했다고 CPU(35)가 결정하면, 아날로그 명령 신호는 표시판(40)으로 공급되어 "조그만 화재" 표시기(도시하지 않았음)를 동작시킬 수도 있다. 그러나, 위험한 화재나 폭발이 발생했음을 CPU(35)가 결정하면, 출력 디멀티플렉서(39)는 명령 신호를 진화기 회로(42)에 공급함으로써 화재 진화기를 방출하게 된다.

입력 및 출력 멀티플렉서(31)(39), A/D변환기(33) 및 D/A변환기(37)는 모두 CPU(35)에 의해 제어된다. 이와 마찬가지로, 검출기 증폭기(14)(24)는 출력 디멀티플렉서(39)를 통해 CPU(35)에 의해 제어된다. 증폭된 검출기 신호가 포화되었거나 마이크로프로세서의 입력 신호 범위를 초과하였을 경우에는, CPU(35)는 피이드백 선로(50)(52)를 통해 증폭기(14)(24)의 이득을 감소시키는 명령을 출력 디멀티플렉서(39)에 보내게 된다. 그 다음, 이때의 디지탈 정보를 적절한 환산 계수로써 처리함으로서, CPU 프로그램은 감소된 아날로그 이득을 보상하게 된다.

또한, CPU(35)는 상기 CPU 자체를 주기적으로 검사하도록 프로그램될 수도 있다. 즉, CPU(35)는 피이드백 선로(54)(56)를 통해 다수의 검사 조건으로 검출기(12)(22)를 자극(stimulate)하도록, 후술할 바와 같은 내장형 검사장치(BITE; Built In Test Equipment) 루틴에 따라서 출력 디멀티플렉서(39)에 명령하게된다.

CPU(35)로 되돌아온 신호가 적절한 진폭과 타이밍을 갖고 있다면, 그리고 CPU(35)가 적절한 데이타 처리 단계들을 이행하였음이 자체 검사 루틴에 의해 나타났다면, 출력이 발생되어서 표시판(40)상의 표시기로 보내어짐으로써 모든 것이 양호하다는 것을 나타내게 된다. 검사 루틴 동안에 이상이 발견되면, CPU(35)는 고장난 부품을 분리시키기 위해 서비스 단자(44)로부터 진단 검사 루틴을 수행하도록 명령받을 수 있다. 또한, 서비스 단자(44)는, 기술자에 의해 "BITE 시작"신호가 가하여졌을 때에 BITE 루틴을 시작하도록 이용될 수도 있다. 자체 검사 루틴은, CPU(35)의 적당한 프로그램에 따라서 CPU(35)에 의해 자동적이고 주기적으로 공급될 수 있다. 자동 검사 프로그램에는, 증폭기(14)나 증폭기(24)로부터의 신호가 예정치보다 클 경우에는 검사 루틴이 개시되지 않음으로써 실제의 화제가 발생한 경우와 똑같은 검사 루틴이 개시되지 않도록 하기 위한 규정이 포함되어야만 한다.

각각의 입력을 샘플링하고 프로그램 소프트웨어에 따라 연속적인 샘플들에 대해 동작하는 마이크로프로세서의 결과는 상당히 복잡한 파형 분석이다. 예를 들어, 마이크로프로세서(30)는 조그만 깜빡거리는 불을 검출하여서 그 사실을 표시하도록 프로그램될 수도 있다.

화재가 위험하게 되면, 마이크로프로세서(30)는 자동적으로 진화기가 방출되도록 한다. 또한, 마이크로프로세서(30)는 시계(視界)내로 향하는 발사체의 섬광을 감지하고, 그 발사체의 섬광이 없어지는 가를 관찰할 수도 있다. 이 발사체가 화재를 발생시키기 시작하면, 마이크로프로세서(30)는 검출된 불빛이 기대한 대로 없어지지 않았음을 분석하여 진화기가 방출되도록 한다.

제2도의 회로는, 제1도의 시스템 내의 마이크로프로세서(30)가 제3a도 내지 제3d도의 순서도에 따라 동작할 수 있도록 하여 주는 적절한 프로그램으로 이 마이크로프로세서(30)에 의해 수행될 수 있는 특정한 회로기능을 나타내기 위한 것이다. 제2도의 회로는 방사 에너지의 갑작스러운 섬광(예컨대, 발사체가 장갑차를 관통할 때에 나타날 수 있는 것 등)과, 화재의 방사 에너지가 섬광의 연속인 것으로 검출기 시스템에 의해 해석될 수 있도록 섬광에 곧 뒤따라 나타나는 화재를 식별할 수 있도록 되어 있다. 제2도에는 광자(photon) 검출기(12')와 열 검출기(22') 및 이에 관련된 증폭기(14')(24')가 도시되어 있는데, 이들은 제1도의 검출기(12)(22) 및 증폭기(14)(24)에 대응한다. 증폭기(14')로부터의 제1채널에는 또 하나의 증폭기(60)와 한계치 회로(threshold stage)(62)가 직렬로 포함되어 있으며, 이들은 AND 회로(64)의 한쪽 입력으로 연결된다. 증폭기(24')로부터의 제2채널에는 증폭기(66)와 한계치 회로(68)이 직렬로 포함되어 있으며, 이들은 AND 회로(64)의 다른쪽 입력으로 연결된다. 시스템에 의해 검출된 것이 발사체의 관통에 의한 섬광의 방사가 아닌 화재인 것으로 식별되면, AND 회로가 동작하여서 그 출력에 의해 화재 진화기를 방출하게 된다.

제2도의 회로에는, 제1 및 제2채널의 입력부의 사이에 접속되어 있는 비교기 및 한계치 회로(70)를 포함하는 제3의 채널이 있다. 비교기 및 한계치 회로(70)는 고정 지연회로(72)에 직렬로 접속되어 있으며, 고정 지연회로(72)는 AND 회로(64)에 대한 제3의 입력을 제공한다. 제2도의 회로에서, 증폭기(14')(24')의 출력은 비교기 및 한계치 회로(70)의 입력부에 공급된다.

이들 2개 입력 신호의 진폭의 차이가 예정된 한계치를 초과하면, 비교기 및 한계치 회로(70)는 출력신호를 발생시켜서 이를 고정 지연회로(72)에 가하여 준다. 증폭기(14')(24')로부터의 신호는 또한 제1 및 제2채널을 통하여서도 각각 전달되는데, 이때 이들 신호의 각각의 진폭이 예정된 한계치를 초과하였음이 한계치 회로(62)(68)에 의하여 판단되면 AND 회로(64)에 대한 유효 입력이 발생된다. 고정 지연회로(72)는, 비교기 및 한계치 회로(70)로부터의 입력 신호가 없을 때에 논리제어신호를 출력시키는 형태의 것이다. 즉, 광자 검출기(12') 및 열 검출기(22')로부터의 신호들이 각각의 한계치를 초과하는 상황이 동시에 존재할 때에, AND 회로(64)로부터의 화재 진화기 제어신호가 유효하게 출력되는 것이다. 그러나, 각각의 검출기로부터의 신호의 진폭의 차이가 비교기의 한계치를 초과할 경우에는, 비교기 및 한계치 회로(70)는 출력 신호를 발생시킴으로써 지연회로(72)로부터의 제어회로가 발생되지 않도록 금지시킨다. 이러한 제어신호의 출력은 비교기 및 한계치 회로(70)가 출력을 발생시키는 즉시 금지되어서, 지연회로(72)의 예정된 시간 동안 지속된다. 이와 같이 하여서, 화재 진화기의 방출은 방사가 검출된 후에 가장 효과적인 시점에서 이루어지도록 타이밍이 조절되며, 단지 발사체의 관통에 의한 섬광에 따라서 화재 진화기가 방출되지 않도록 식별이 이행하여 지는 것이다.

제2도에 도시된 회로의 기능을 수행하기 위한 프로그램에 따른 제1도의 마이크로프로세서(30)의 동작은 제3a도 내지 제3d도의 순서도에 도시되어 있다. 이러한 동작을 위하여, 증폭기(14)(24)의 이득은 16 내지 256(4비트/단계)의 인자로서 절환될 수 있도록 구성되어 있다. 마이그로프로세서는 아날로그 신호를 8비트의 정확도 및 부호 비트를 갖는 디지탈 형태로 변환시킨다. 디지탈 형태로 변환된 아날로그 신호가 8비트를 초과하면, 범위초과 신호가 발생되어서 증폭기(14 또는 24)의 이득이 16의 인자로써 감소된다. 완전한 동적범위에 걸쳐서는 적어도 4비트의 해상도가 필요하기 때문에, 만약에 신호 Ph 또는 Tn의 4개의 최상위 비트(MSB)가 0일 경우에는, 범위미달 신호가 발생되어서 증폭기(14 또는 24)의 이득이 16의 인자로써 증가된다.

이러한 내용은 제3a도 내지 제3d도의 순서에 나타나 있는데, 이들 도면에서의 각종의 파라메터들은 다음과 같이 정의된다.

"A"는 0 또는 1의 값을 가지며, P가 T보다 큰가의 비교를 행한 후의 비교를 제공하기 위하여 사용되는 것이다(제3c도 참조).

"B"는 B계수기에 의해 결정되는 바와 같은 0 내지 100의 값을 가지며, 상술한 비교 이후의 지연을 제공하는 것이다.

"D"는 D레지스터에 의해 제공되는 바와 같은 0 내지 20의 값을 가지며, P(광자; photon) 신호 증폭기(14)의 범위에서의 변화이후의 지연을 제공하는 것이다.

"E"는 E레지스터에 의해 제공되는 바와 같은 0 내지 20의 값을 가지며, T(열; thermal) 신호 증폭기(24)의 범위에서의 변화 이후의 지연을 제공하는 것이다.

"GP"는 광자 채널이 이득 레벨을 나타내는 것으로서, 1, 2 또는 3의 값을 가질 수 있다.

"Gt"는 열 채널의 이득 레벨을 나타내는 것으로서, 1, 2 또는 3의 값을 가질 수 있다.

"Tn"은 열 신호의 n번째 해독값을 나타낸다.

"T(n-1)"은 열 신호의(n-1)번째 해독값을 나타낸다.

"T"는 범위 절환을 위해 수정된 바와 같은 열 신호를 나타낸다.

"Pn"은 광자 신호의 n번째 해독값을 나타낸다.

"P(n-1)"은 광자 신호의 (n-1)번째 해독값을 나타낸다.

"P"는 범위 절환을 위해 수정된 바와 같은 광자 신호를 나타낸다.

"한계치"는 프로그램 내에 미리 설정되어 있는 바람직한 특정하게 정규화된 화재 감지레벨(즉, 한계치)를 나타내는 것으로서, 예를 들면 제2호 디이젤 연료의 직경이 14인치(약 35.4cm)의 팬(pan)을 5피이트(약 1.52m)의 거리에서 바라본 레벨 등일 수 있다.

"금지=1"은 화재 펄스 출력의 발생을 차단하는 신호를 나타낸다.

"F"는 F레지스터의 내용을 나타낸다. 광자 신호가 없을 때, 또는 T가 한계치보다 클 때, 또는 8초의 간격동안 P가(T+10mV)보다 클 때에는, F는 0보다 크다.

"H"는 H레지스터의 내용을 나타내며, BITE 검사를 위한 28분 타이밍 신호를 제공하는 것이다.

"J"는 메모리셀(memory cell)의 내용을 0 또는 1의 값으로써 나타낸다. J=1이면, BITE 검사가 시작될 수 없다.

"K"는 메모리 셀의 내용을 0 또는 1의 값으로써 나타낸다. K=1이면, BITE 검사가 진행중이라는 사실을 의미하는 것이다.

마이크로프로세서(30)의 동작이 시작되면, 단계 F, H, J, K, D 및 E가 시작된다. 그후, 마이크로프로세서(30)의 CPU 및 메모리(35)는 제3a도 내지 제3d도의 순서도에 따라서 순환된다. 증폭기(14)(24)로부터의 신호들은 해독된 다음에, Pn 및 Tn으로서 각각 기억된다. 인텔 2920을 사용하면, 프로그램을 통과하는 계수 패스(counting pass)에 의하여 지연이 발생된다[왜냐하면, 루우핑(looping)과 분기(branching)가 기계화되어 있지 않기 때문이다]. 이득의 변화가 이루어지면, 계수기 D 및 E는 프로그램을 통과하는 20개의 패스를 1개 패스당 약 100μsec의 비율로 계수함으로써(즉, 계수시간은 약 2msec로 된다). 증폭기(14)(24)가 정착되도록 하여 준다. 정착시간 동안에, Pn 및 Tn의 값은 이득의 변화가 이루어지기 전에 존재하였던 값으로 유지된다.

3개의 가능한 이득 인자(즉, 1,16 및 256)의 결과로서, 적어도 1비트의 해상도로써 16비트(또는, 65,536)의 동적 범위가 얻어진다. 그러나, 유효한 비교를 행하기 위하여서는, 적어도 4비트의 신호가 필요하게 된다. 만약에 유용한 동적 범위란 비교될 모든 신호가 적어도 4비트를 갖는 경우인 것이라고 생각한다면, 이때의 동적 범위는 12비트(또는, 4,096)로 된다. P 및 T의 최종적인 값을 얻기 위하여서는, Pn 및 Tn을 1,16 또는 256중의 적절한 이득 인자로 곱하여줌으로써(제3b도 참조), 불연속적이 아닌 기능에 가능한 한 근접한 기능이 메모리 내에 발생되도록 하여준다.

A/D변환기는 단지 8비트 및 부호 비트만을 변환시킬 수 있지만, 디지탈 처리에서는 24비트가 이용된다. 즉, 증폭기로부터의 8비트 신호는, 이 신호에 256을 곱하여도 포화되지 않도록 적절하게 시프트된다. 이와 같은 시프트 작업은 인텔 2920작동 안내서에 설명되어 있다.

T와 P가 일단 메모리 내에 기억되면, 제4도에 도시된 바와 같은 이득과 주파수와의 관계에 따른 주파수보상이 T에 대하여 행하여진다. 이것은 열 검출기의 주파수 응답을 보상하기 위한 것이다. 이와 같은 주파수 보상은, 제4도의 아날로그 표시에 상응시키기 위한 Z변환을 이용하는 디지탈 필터(도시하지 않았음)에 의하여 기계화된다. 실제로, 이러한 작업은 비교적 직송적(straight-forward)이다. 인텔 2920을 프로그램하기 위한 수단으로서 이용될 수 있는 인텔 마이크로프로세서 개발 시스템에서는 극과 영점에서의 라플라스 표시가 허용되며, 이 시스템은 라플라스 형식을 인텔 2920을 프로그램하는데 필요한 부호로 변환시킨다. 즉, 제4도는 단지 몇 개의 프로그램 단계만을 나타내는 것으로서, 이를 수행하는데 소요되는 시간도 단지 몇 분에 불과하다.

주파수 보상이 완료되면, 제2도의 회로에서와 동등한 결과를 달성하기 위하여 수행되어야 할 신호 분석이 순서도에 의해 행하여진다. 이 예에 있어서는, P와 T를 비교하는 것이다(제3c도 참조). P가 T+10mV보다 크다면, 금지 조건(A=1)이 발생되며, 이 조건은 P가 T+10mV보다 작게 된 후에 프로그램을 통과하는 100개의 패스동안(즉, 약 10msec동안)유지된다.

이와 같은 비교 및 지연이 완결되면, T및 P의 값이 이미 확립된 감지기 한계치의 이상인가를 확인한다.

만약에 T의 P인 값이 모두 이러한 한계치 이상이면, 화재 펄스 출력이 발생된다. 그렇지 않은 경우에는, 금지신호를 1로 설정한다.

도시된 순서도에는, BITE 검사가 대략 1/2시간마다 발생되도록 하여주는 타이밍 신호를 발생시키는 BITE순서가 포함되어 있다. 이것은, 프로그램을 통과하는 각각의 패스마다 메모리 위치를 1 LSB(즉, 최하위 비트)씩 이동시킴으로써 기계화된다. 이러한 작업을 행하면, 약 28분의 주기를 갖는 톱니모양의 신호가 메모리 위치 내에 발생된다. BITE검사가 진행 중에 있을 때에는, 제3d도의 상단에 도시된 K=1에 의하여 화재 펄스 출력이 방지된다.

F 레지스터는 감지기가 동작하지 않는 더욱 짧은 주기(약 8초)를 계수하는데 사용된다. 제3d도에 도시된 바와 같이, 이러한 제2의 주기는 프로그램을 통과하는 8192개의 패스에 대응하며, P가 T+10mV보다 크지 않고 P가 한계치보다 크지만 않으며 T가 한계치보다 크지 않을 경우에만 나타난다. 만약에 상술한 조건들 중의 어느 하나라도 발생되면, 계수기는 0으로 리셋트된다.

첫번째 타이머(H 계수기)에 의하여 그 톱니모양 신호가 정(+)으로부터 부(-)로 전이되면, 제2의 계수기(F 계수기)가 8192까지 계수하는 다음번 시간을 기다리라고 하는 논리가 기계화된다. 이 시점에서, BITE신호가 검출기(12)(22)로 보내어짐으로써, 프로그램을 통과하는 100개의 패스동안 검사 자극(test stimulus)이 구동된다.

이러한 100개의 패스동안에는, 화재 펄스 출력선이 금지되고 P와 T가 적절한 레벨에 도달하였는가가 확인된다. P와 T의 값이 적절한 레벨에 도달하였던지 또는 도달하지 않았던지 간에, 출력선이 활성화되어서 감지기의 상태를 표시판에 알려준다. 필요한 경우에는, 이 표시판을 서비스단자(44)에 연결함으로써, 감지기가 자기 자신을 검사하기 위해 1/2시간까지 기다리지 않고 BITE 순서를 시작함으로써 감지기의 상태를 조사하는 데에 상술한 서비스 단자로부터의 외부 입력을 사용할 수도 있다.

제5도에는, 인텔 2920의 대신에 RCA 1802마이크로프로세서를 사용하였을 경우의 마이크로프로세서에 의해 제어되는 화재 감지 시스템을 나타내는 본 발명의 변형 실시예가 블럭 다이어그램으로 도시되어 있다.

제5도의 회로에 있어서는, 광자 검출기(112)와 증폭기(114)를 포함하는 광 채널과, 열 검출기(122)와 증폭기(124)를 포함하는 열 채널이 서로 결합되어서 멀티플렉서(131)에 대한 2개의 입력을 제공하는 것으로 도시되어 있다. 이 멀티플렉서(131)와 A/D 변환기(133)는 이 회로 내에 별도로 부가되어야만 하는데, 왜냐하면 RCA 1802 마이크로프로세서의 CPU(135)에는 이들 모듀울이 포함되어 있지 않기 때문이다.

또한, 이 RCA 1802는, 이 마이크로프로세서로부터의 출력 구동장치가 표시판(164) 및 기타의 전자 회로와 통신하여서 화재 진화기 회로(166)로부터 화재 진화기가 방출될 수 있도록 하여주기 위한 레벨 변환기(135)를 필요로 한다.

실리콘 포토다이오드 검출기(140)와 증폭기(142)를 포함하는 제3의 채널은, HEAT 라운드 식별을 달성하기 위하여 멀티플렉서(131)의 3번째 입력에 가하여져 있다.

HEAT 라운드 식별을 제공하는 화재 검출 시스템은 미합중국 특허 제3,825,754호에 기재되어 있다. 이와 같은 식별 특성의 이름("HEAT")은 "고에너지 앤티탱크 라운드 식별(High Energy Anti-Tank round discrimination)"로부터 유래된 것으로서, 발사체의 관통에 의한 섬광의 방사(즉, 대형의 폭발성 화재를 발생시키지 않는 탄환의 관통 또는 일시적인 폭발 자체)를 식별해내는 역할을 한다.

이와 같이 별도의 HEAT 라운드 채널을 이용하면, 인텔 2920에서와 같이 제1도의 증폭기(14)(24)에 이득 조정 특성[선로(50)(52)]을 각각 부여할 필요성이 없게 된다.

제5도의 실시예에 있어서, 검출기(112)(122)로부터의 신호들은 A/D변환기(133)의 8비트 동적 범위 이내인 것이 통상적이다. 만약에 A/D변환기(133)의 동적 범위가 초과되더라도, 이 회로는 여전히 매우 큰 화재를 기록시킨다.

검출기(112) 및 A/D 변환기(133)의 동적 범위를 벗어난 극히 대형의 광신호의 경우에는, HEAT 라운드검출기 채널이 이용된다. HEAT라운드 검출기(140)로부터의 작은 신호는, 이에 대응하는 광자 검출기(112)로부터의 신호가 A/D변환기(133)내에서 포화되었을 때에 존재한다. 이와 같이, 부가적인 검출기(즉, HEAT 라운드 채널)는 제1도에 도시된 시스템의 피이드백 선로(50)(52)에 의해 수행되는 "범위 초과"를 제공하는 것이다.

제6도에는, 마이크로프로세서(135)에 대한 RCA 1802 프로그램에 대략적인 순서도가 도시되어 있다. 우선, 이 마이크로프로세서는 HEAT 라운드 검출기(140)로부터의 신호를 조사한다. 이 신호가 예정된 한계치 레벨의 이상이면, 프로그램의 HEAT 라운드 검사 부분으로 진행한다. 그렇지 않은 경우에는, 이 프로그램은 BITE 요구가 있는가를 검사한다. BITE 요구가 존재하지 않으면, 열 검출기를 검사하여서 이 열 검출기 신호가 1msec 간격 이상으로 증가하였는가를 확인한다.

열 검출기 신호가 측정가능한 양만큼 증가하였을 경우에는, 이 프로세서는 그 레벨이 대형 화재일 정도로 충분히 높은가를 판단한다. 대형 화재가 검출되었다면, 입력 채널들로부터 유도된 AC신호를 모니터하여서 이 화재가 확대되고 있는가를 판단한다. 대형의 화재가 확대되고 있음을 나타낼 정도로 AC 성분이 크다면, 광자 검출기 신호를 또한 검사한다. 광자 검출기 신호도 역시 대형 화재 한계치를 초과하였다면, 대형 화재출력신호가 레벨 변환기(138)(제5도)로부터 제공됨으로써 화재 진화기의 방출을 자동적으로 트리거시키게 된다.

열 검출기(122)로부터의 신호가 대형 화재를 나타내지 않을 경우에는, 이 신호를 모니터하여서 조그만 화재가 존재하는가의 여부를 확인한다. 열 검출기 신호의 진폭이 조그만 화재를 나타내기에 충분하면, AC 성분을 검사하여서 그러한 상황을 확인한 다음에, 광자 검출기 신호가 예정된 하부 레벨 1번과 상부 레벨 2번의 사이에 있는가를 확인하기 위한 검사를 행한다. 광자 검출기의 레벨이 이러한 범위 내에 있으면, 조그만 화재 출력신호를 내보내서 표시판(164)상에 표시한다.

또한, 제5도의 회로에는, CPU(135)의 제어 하에서 각각의 검출기(112)(122)(140)에 개별적으로 관련되어 있는 발광 다이오드(152)를 구동시키기 위한 BITE구동회로(150)가 접속되어 있다. 별도의 BITE선로(154)에 의하면, 마이크로프로세서의 순서를 기다림이 없이도 작업원이 BITE검사를 시작할 수 있다.

또한, 제5도에는, 제5도의 회로를 위한 전원장치(160)이 교체 가능한 부호 플러그(162)를 통하여 CPU(135)에 접속되어 있는 것으로 도시되어 있다. 이것은, 설치된 차량의 특정한 형태를 마이크로프로세서에 지정하는데 사용되는 미리 권선된 플러그인(pre-wired plug-in)소자이다.

이상에서 설명된 바와 같은 본 발명의 실시예들은 본 발명의 원리가 적용될 수 있는 여러 가지의 실시예들 중의 예시적인 것에 불과하다. 즉, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 갖는 사람들은 본 발명의 원리를 벗어남이 없이도 여러 가지의 변형예를 이루어낼 수 있음을 주의하기 바란다.

Claims (16)

1. 전자기 에너지를 검출하고 검출된 에너지의 진폭에 응답하는 검출기 신호를 발생시키기 위한 최소한 1개의 검출기 장치, 각각의 검출기 신호를 분석하고 특정 검출기 신호내의 소정의 선정된 패턴에 응답하여 출력 신호를 발생시키기 위한 마이크로프로세서 장치, 및 각각의 검출기 장치와 마이크로프로세서 장치사이에 배치된 증폭기 장치로 구성되고, 마이크로프로세서 장치가 각각의 증폭기의 이득을 제어하기 위한 장치와 최소한 한 검사 자극체로 각각의 검출기를 자극시키기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재감지기 시스템.
2. 제1항에 있어서, 최소한 1개의 검출기 장치가, 제1스펙트럼 대역내의 파장을 갖는 에너지를 감지하기 위한 제1검출기 장치와, 상이한 제2스펙트럼 대역내의 파장을 갖는 에너지를 감지하기 위한 제2검출기 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지기 시스템.
3. 제2항에 있어서, 제1스펙트럼 대역이 0.7 미크론 내지 2.0 미크론이고, 제2스펙트럼 대역이 5미크론 내지 30미크론인 것을 특징으로 하는 화재 감지기 시스템.
4. 제1항에 있어서, 마이크로프로세서 장치 내에 진단 검사 루틴을 수행하기 위한 진단 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지기 시스템.
5. 제1,2,3 또는 5항에 있어서. 마이크로 프로세서 장치가 인텔 2920신호 처리기인 것을 특징으로 하는 화재 감지기 시스템.
6. 제5항에 있어서, 검출기로부터의 신호가 소정의 선정된 값 이상으로 있는 경우를 제외하고는, 진단장치가 자동적으로 주기적으로 진단 검사 루틴을 수행하는 것을 특징으로 하는 화재 감지기 시스템.
7. 제5항에 있어서, 최소한 1개의 검출기 장치가 마이크로프로세서 장치로부터 떨어져 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 화재 감지기 시스템.
8. 화재 진화기를 선택적으로 방출시키기 위한 시스템에 있어서, 화재 진화기의 선택적으로 방출 가능한 소오스, 화재 관련 상태에 관련된 검출된 전자기 에너지에 응답하여 출력 신호를 발생시키기 위한 제1검출기 장치, 입력에 인가된 데이타에 따라 동작하고 이에 응답하여 출력부에서 명령을 발생시키며 중앙 처리장치(CPU)와 프로그램 가능한 등속 호출 메모리를 포함하고 있는 마이크로프로세서 장치, 마이크로프로세서 장치의 입력에 제1검출기 장치를 결합시키기 위한 제1결합 장치, 및 화재 진화기 소오스에 마이크로프로세서 장치의 출력을 결합시키기 위한 제2결합 장치로 구성되고, 상기 메모리는 CPU가 제1검출기 장치로부터의 출력 신호를 분석하고 검출기 신호가 심한 화재를 나타내는 미리 프로그램된 특성을 나타낼 때 화재 진화기가 방출되게 하는 명령을 소오스에 발생시키게 하기 위한 프로그램을 내부에 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 화재 진화기 방출 시스템.
9. 제9항에 있어서, 정보의 가시적인 표시를 제공하기 위한 표시 장치를 포함하고, 메모리내의 프로그램은 미러 프로그램된 특성이 작은 깜박거리는 화재의 존재를 나타낼 때 표시 장치 상에 가시적인 경보를 제공하지만 진화기를 방출시키지는 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
10. 제9항에 있어서, 메모리내의 프로그램은, 제1검출기 장치의 시계내의 물체에 충돌하는 발사체와 관련된 섬광의 쇠퇴율을 모니터하여, 이 쇠퇴율이 미리 프로그램된 기준을 따르지 못하는 경우에는 CPU가 진화기를 방출시키기에 적합하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
11. 제9항에 있어서, 제1검출기 장치와 상이한 스펙트럼 대역내의 검출된 전자기 에너지에 응답하여 제2출력신호를 발생시키기 위한 제2검출기 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
12. 제12항에 있어서, 제1검출기 장치는 0.7 미크론과 2.0미크론 사이의 파장을 갖고 있는 제1스펙트럼 대역 내의 전자기 에너지에 응답하고, 제2검출기 장치는 5미크론과 30미크론 사이의 파장을 갖고 있는 제2스펙트럼 대역내의 전자기 에너지에 응답하는 것을 특징으로 하는 시스템.
13. 제9항에 있어서, 제1결합장치가 가변 이득 증폭기를 포함하고. 마이크로프로세서 장치로부터의 출력이 증폭기의 이득을 제어하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 시스템.
14. 제12항에 있어서, 제1 및 제2검출기 장치에 결합된 입력을 갖고 있고 출력을 갖고 있는 멀티플렉서, 및 멀티플렉서의 출력에 결합된 입력을 갖고 있고 아날로그-디지탈 변환기에 개별적으로 공급된 다음 CPU의 입력에 공급되는 각각의 검출기로부터의 출력 신호를 멀티플렉서가 샘플링할 수 있도록 CPU에 접속된 출력을 갖고 있는 아날로그-디지탈 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
15. 제9항에 있어서, 메모리내의 프로그램은, 최소한 제1검출기 장치가 적절히 동작하는지를 결정하기 위해 최소한 제1검출기 장치를 자극시키는 주기적인 자체 검사 루틴을 제공하기에 적합하게 되어 있는 것을 특징으로 하는 시스템.
16. 제16항에 있어서, 제1검출기 장치로부터의 출력신호가 선정된 값보다 클 때에 자체 검사 루틴을 금지시키기 위한 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.

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