WO2021107383A1 - 화재 감지기 및 그 화재 감지기를 포함하는 화재 감지 시스템 - Google Patents

화재 감지기 및 그 화재 감지기를 포함하는 화재 감지 시스템 Download PDF

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심성보
서원제
이진구
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    • G—PHYSICS
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Definitions

  • the present invention relates to a fire detector and a fire detection system comprising the fire detector.
  • the fire detection system when the flame detection system is operated by a battery, the fire detection system needs to operate without replacing the battery for a certain period of time or longer.
  • Korean Patent Registration No. 10-1850284 discloses a flame detection system and a detection method capable of operating with electric power as well as considering the size and distance from the fire source.
  • the present invention is an invention for the purpose of solving the technical problems as described above, and even if not only flame but also smoke is detected at the same time, there is provided a fire detector and the fire detector that do not generate noise due to switching of a flame detection unit that detects a flame. It is an object to provide a fire detection system comprising.
  • the fire detector of the present invention includes a flame detection unit capable of detecting a flame; and a smoke detector capable of detecting smoke, wherein the flame detector divides one of the high and low sections of the pulse signal into a plurality of pulses using a pulse signal output from the oscillator and outputs the divided pulses It is characterized in that it includes a divider.
  • the flame detector may include: a pulse width controller configured to output a pulse having a width narrower than the width of the pulse output by the divider using the output of the divider; a booster for boosting the pulse generated by the pulse width controller; and a flame sensor for detecting a flame by using the voltage output from the booster as a driving power source.
  • the smoke detection unit a switch for performing a switching operation; a controller for generating a control signal for controlling the operation of the switch; a light emitting element electrically connected to the switch; and a light receiving element sensing whether the light emitting element emits light, wherein the controller generates the control signal by using the pulse signal output from the oscillator.
  • the activation timing of the control signal is characterized in that it does not overlap with the time when the flame is detected by the flame detection unit.
  • the smoke detector may further include a current-voltage converter that converts the current output from the light receiving element into a voltage and outputs the converted current.
  • the time for detecting the flame by the flame detecting unit and the time for detecting the smoke by the smoke detecting unit are characterized in that they are temporal to each other.
  • the fire detector and the fire detection system including the fire detector of the present invention even when not only the flame but also the smoke is sensed at the same time, noise due to the switching of the flame detection unit for detecting the flame does not occur.
  • FIG. 1 is a block diagram of a fire detector according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is an output timing diagram of a main configuration of a flame detection unit
  • FIG. 3 is a timing diagram of an output of a pulse width regulator and a control signal of a switch
  • FIG. 4 is a timing chart for detecting a flame by a flame detection unit and a timing diagram for detecting smoke by a smoke detection unit in a conventional fire detector.
  • FIG. 1 shows a block diagram of a fire detector 100 according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the fire detector 100 includes a flame detector 10 capable of detecting a flame and a smoke detector 20 capable of detecting smoke. consists of including
  • Each of the fire detector 100 and the flame detector 10 may be implemented by including a circuit, a processor, or a combination of a circuit and a processor.
  • the flame detection unit 10 includes an oscillator 11 , a divider 12 , a pulse width regulator 13 , a booster 14 , and a flame sensor 15 .
  • the divider 12 , the pulse width regulator 13 , and the booster 14 may each be implemented by including a circuit, a processor, or a combination of a circuit and a processor.
  • FIG. 2 shows an output timing diagram of the main components of the flame detection unit 10 .
  • the divider 12 uses the pulse signal output from the oscillator 11 to divide one of the high or low sections of the pulse signal into a plurality of pulses and output them. .
  • the divider 12 divides the pulse signal output from the oscillator 11 into a plurality of pulses during the high section and outputs it, but the high section and the low section of the pulse signal output from the oscillator 11 are inverted It can be seen that the output has been
  • the pulse width controller 13 uses the output of the divider 12 to output a pulse having a width narrower than the width of the pulse output by the divider 12 .
  • the booster 14 serves to boost the pulse generated by the pulse width regulator 13 .
  • the flame sensor 15 serves to detect the flame by using the voltage output from the booster 14 as a driving power source. That is, the flame sensor 15 detects the flame by using a pulse that is narrower than the width of the pulse output by the divider 12 .
  • the smoke detection unit 20 includes a controller 21 , a switch 22 , a light emitting element 23 , a light receiving element 24 , and a current-voltage converter 25 .
  • the controller 21 , the switch 22 , the light emitting device 23 , the light receiving device 24 , and the current-voltage converter 25 may each be implemented by including a circuit, a processor, or a combination of a circuit and a processor.
  • the controller 21 may use a micro controller unit (MCU). Specifically, the pulse signal input from the oscillator 11 is shifted by a preset first time to generate an activated pulse signal, and is used as a control signal for controlling the operation of the switch 22 .
  • MCU micro controller unit
  • the switch 22 performs switching using the pulse signal output from the controller 21 . Specifically, the switch 22 uses the pulse signal output from the controller 21 as a control signal to supply or not supply the power supply voltage to the light emitting element 23 . In addition, that is, the activation timing of the control signal is characterized in that it does not overlap with the time when the flame detection unit 10 detects the flame.
  • the light emitting device 23 is connected to the switch 22 to emit light, and the light receiving device 24 detects whether the light emitting device 23 emits light. That is, the light-receiving element 24 receives the light emitted from the light-emitting element 23 . At this time, the light-emitting element 23 and the light-receiving element 24 are only supplied with the power voltage when the switch 22 is turned on. ) will work.
  • the current-voltage converter 25 serves to convert the current output from the light receiving element 24 into a voltage and output it.
  • the output of the current-to-voltage converter 25 corresponds to the smoke concentration.
  • FIG. 3 shows a timing diagram of the output of the pulse width regulator 13 and the control signal of the switch 22 .
  • the control signal of the switch 22 is shown to be activated in a high state.
  • FIG. 3 shows the timing at which the flame detection unit 10 detects a flame and the timing at which the smoke detection unit 20 detects smoke.
  • the controller 21 uses timing information at the start or end of one of the high and low sections of the pulse signal output from the oscillator 11 to set the reset time.
  • the timing at which the flame detection unit 10 detects the flame and the timing at which the smoke detection unit 20 detects smoke can be set temporally.
  • Timing information at a time point at which one of the high and low sections of the pulse signal output from the oscillator 11 starts or ends is a rising edge or a falling edge of the pulse signal output from the oscillator 11 . (Falling Edge) is available.
  • the time for detecting the flame by the flame detecting unit 10 and the time for detecting the smoke by the smoke detecting unit 20 are characterized in that they are temporal to each other.
  • the operation period of the light emitting element 23 and the light receiving element 24 and the operation period of the current-voltage converter 25 are also instantaneous with the timing at which the flame detection unit 10 detects the flame.
  • FIG. 4 shows a timing diagram for detecting a flame by the flame detection unit 10 and a timing diagram for detecting smoke by the smoke detection unit 20 in the conventional fire detector 100 .
  • a fire detection system includes at least one fire detector 100 and at least one gateway electrically connected to the at least one fire detector 100 .
  • the fire detection system includes the fire detector 100 of the present invention described above, it includes all the features of the fire detector 100 of the present invention, even if there is no separate explanation. to be.
  • the fire detector 100 of the present invention and the fire detection system including the fire detector 100, even if not only the flame but also the smoke is sensed at the same time, the switching of the flame detection unit 10 for detecting the flame It can be seen that no noise is generated by

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Abstract

본 발명의 화재 감지기는, 불꽃을 감지할 수 있는 불꽃 감지부; 및 연기를 감지할 수 있는 연기 감지부;를 포함하되, 상기 불꽃 감지부는, 오실레이터로부터 출력된 펄스 신호를 이용하여, 상기 펄스 신호의 하이 또는 로우 구간 중 하나의 구간을 다수의 펄스로 분할하여 출력하는 분할기; 및 상기 분할기의 출력을 이용하여, 상기 분할기에 의해 출력된 펄스의 폭보다 폭이 좁은 펄스를 출력하는 펄스폭 조절기;를 포함한다.

Description

화재 감지기 및 그 화재 감지기를 포함하는 화재 감지 시스템
본 발명은 화재 감지기 및 그 화재 감지기를 포함하는 화재 감지 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 불꽃 감지 시스템이 배터리에 의해 작동될 경우, 화재 감지 시스템이 일정 기간 이상 배터리의 교환 없이 동작할 필요가 있다.
이를 위해 대한민국등록특허 제10-1850284호에는, 전력으로도 동작 가능할 뿐만 아니라, 화원의 크기 및 화원으로부터의 거리를 고려할 수 있는 불꽃 감지 시스템 및 그 감지 방법이 개시되어 있다.
그런데, 불꽃 뿐만 아니라, 연기도 동시에 감지 가능한 화재 감지기의 경우, 불꽃을 감지하는 불꽃 감지부의 스위칭에 의해 노이즈가 발생한다. 즉, 불꽃 감지부의 스위칭 영역(시간)과 연기 감지부의 발광 소자의 스위칭 시간이 겹치는 경우, 불꽃에 반응할 때, 연기가 존재하지 않음에도 노이즈 성분에 의해서 연기로 인식하는 문제가 발생한다.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 불꽃 뿐만 아니라 연기도 동시에 감지하더라도, 불꽃을 감지하는 불꽃 감지부의 스위칭에 의한 노이즈가 발생하지 않는 화재 감지기 및 그 화재 감지기를 포함하는 화재 감지 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 화재 감지기는, 불꽃을 감지할 수 있는 불꽃 감지부; 및 연기를 감지할 수 있는 연기 감지부;를 포함하되, 상기 불꽃 감지부는, 오실레이터로부터 출력된 펄스 신호를 이용하여, 상기 펄스 신호의 하이 또는 로우 구간 중 하나의 구간을 다수의 펄스로 분할하여 출력하는 분할기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 불꽃 감지부는, 상기 분할기의 출력을 이용하여, 상기 분할기에 의해 출력된 펄스의 폭보다 폭이 좁은 펄스를 출력하는 펄스폭 조절기; 상기 펄스폭 조절기에 의해 생성된 펄스를 승압하는 승압기; 및 상기 승압기로부터 출력되는 전압을 구동 전원으로 이용하여, 불꽃을 감지하는 불꽃 센서;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연기 감지부는, 스위칭 동작을 실시하는 스위치; 상기 스위치의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하는 제어기; 상기 스위치와 전기적으로 연결되는, 발광 소자; 및 상기 발광 소자의 발광 여부를 감지하는 수광 소자;를 포함하되, 상기 제어기는, 상기 오실레이터로부터 출력된 펄스 신호를 이용하여, 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제어 신호의 활성화 타이밍은, 상기 불꽃 감지부에서 불꽃을 감지하는 시간과 겹치지 않는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 연기 감지부는, 상기 수광 소자로부터 출력되는 전류를 전압으로 변환하여 출력하는 전류-전압 변환기;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 불꽃 감지부에서 불꽃을 감지하는 시간과 상기 연기 감지부에서 연기를 감지하는 시간은, 서로 이시적인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 화재 감지기 및 그 화재 감지기를 포함하는 화재 감지 시스템에 따르면, 불꽃 뿐만 아니라 연기도 동시에 감지하더라도, 불꽃을 감지하는 불꽃 감지부의 스위칭에 의한 노이즈가 발생하지 않는다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 화재 감지기의 구성도.
도 2는 불꽃 감지부의 주요 구성의 출력 타이밍도.
도 3은 펄스폭 조절기의 출력 및 스위치의 제어 신호의 타이밍도.
도 4는 종래의 화재 감지기에서 불꽃 감지부에서 불꽃을 감지하는 타이밍도 및 연기 감지부에서 연기를 감지하는 타이밍도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 화재 감지기 및 그 화재 감지기를 포함하는 화재 감지 시스템에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 하기의 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.
먼저, 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 화재 감지기(100)의 구성도를 나타낸다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 화재 감지기(100)는, 불꽃을 감지할 수 있는 불꽃 감지부(10) 및 연기를 감지할 수 있는 연기 감지부(20)를 포함하여 구성된다.
화재 감지기(100) 및 불꽃 감지부(10)는 각각, 회로, 프로세서 또는 회로와 프로세서의 조합을 포함하여 구현될 수 있다.
불꽃 감지부(10)는, 오실레이터(11), 분할기(12), 펄스폭 조절기(13), 승압기(14) 및 불꽃 센서(15)를 포함하여 구성된다. 아울러, 분할기(12), 펄스폭 조절기(13), 승압기(14)는 각각, 회로, 프로세서 또는 회로와 프로세서의 조합을 포함하여 구현될 수 있다.
도 2는 불꽃 감지부(10)의 주요 구성의 출력 타이밍도를 나타낸다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 분할기(12)는 오실레이터(11)로부터 출력된 펄스 신호를 이용하여, 펄스 신호의 하이 또는 로우 구간 중 하나의 구간을 다수의 펄스로 분할하여 출력하는 역할을 한다. 다만, 도 2에서는, 분할기(12)는 오실레이터(11)로부터 출력된 펄스 신호의 하이 구간 동안 다수의 펄스로 분할하여 출력하되, 오실레이터(11)로부터 출력된 펄스 신호의 하이 구간과 로우 구간이 반전되어 출력된 것을 알 수 있다.
아울러, 펄스폭 조절기(13)는, 분할기(12)의 출력을 이용하여, 분할기(12)에 의해 출력된 펄스의 폭보다 폭이 좁은 펄스를 출력하는 역할을 한다.
또한, 승압기(14)는, 펄스폭 조절기(13)에 의해 생성된 펄스를 승압하는 역할을 한다. 아울러, 불꽃 센서(15)는, 승압기(14)로부터 출력되는 전압을 구동 전원으로 이용하여, 불꽃을 감지하는 역할을 한다. 즉, 불꽃 센서(15)는, 분할기(12)에 의해 출력된 펄스의 폭보다 폭이 좁은 펄스를 이용하여, 불꽃을 감지하게 된다.
연기 감지부(20)는, 제어기(21), 스위치(22), 발광 소자(23), 수광 소자(24) 및 전류-전압 변환기(25)를 포함하여 구성된다.
제어기(21), 스위치(22), 발광 소자(23), 수광 소자(24) 및 전류-전압 변환기(25)는 각각, 회로, 프로세서 또는 회로와 프로세서의 조합을 포함하여 구현될 수 있다.
제어기(21)는, MCU(Micro Controller Unit)을 이용할 수 있다. 구체적으로, 오실레이터(11)로부터 입력된 펄스 신호를, 미리 설정된 제 1 시간 만큼 시프트하여 활성화된 펄스 신호를 생성하여, 스위치(22)의 동작을 제어하는 제어 신호로서 이용한다.
스위치(22)는, 제어기(21)로부터 출력된 펄스 신호를 이용하여 스위칭을 실시한다. 구체적으로, 스위치(22)는, 제어기(21)로부터 출력된 펄스 신호를 제어 신호로 이용하여, 전원 전압을 발광 소자(23)로 공급하거나 공급하지 않도록 한다. 아울러, 즉, 제어 신호의 활성화 타이밍은, 불꽃 감지부(10)에서 불꽃을 감지하는 시간과 겹치지 않는 것을 특징으로 한다.
발광 소자(23)는 스위치(22)와 연결되어 빛을 발광하고, 수광 소자(24)는 발광 소자(23)의 발광 여부를 감지한다. 즉, 수광 소자(24)는 발광 소자(23)로부터 발광된 빛을 수광하는 데, 이때, 스위치(22)가 온 상태로 되어 전원 전압이 공급되는 동안만 발광 소자(23) 및 수광 소자(24)는 동작하게 된다.
전류-전압 변환기(25)는, 수광 소자(24)로부터 출력되는 전류를 전압으로 변환하여 출력하는 역할을 한다. 전류-전압 변환기(25)의 출력이 연기 농도에 대응된다.
도 3은 펄스폭 조절기(13)의 출력 및 스위치(22)의 제어 신호의 타이밍도를 나타낸다. 도 3에서 스위치(22)의 제어 신호는, 하이 상태에서 활성화되는 것으로 도시되었다.
즉, 도 3은 불꽃 감지부(10)에서 불꽃을 감지하는 타이밍과 연기 감지부(20)에서 연기를 감지하는 타이밍을 나타낸다.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제어기(21)는, 오실레이터(11)로부터 출력되는 펄스 신호의 하이 또는 로우 구간 중 하나의 구간이 개시되는 시점 또는 종료되는 시점의 타이밍 정보를 이용하여, 리셋 시간을 설정하는 것에 의해, 불꽃 감지부(10)에서 불꽃을 감지하는 타이밍과 연기 감지부(20)에서 연기를 감지하는 타이밍을 서로 이시(異時)적으로 설정할 수 있다. 오실레이터(11)로부터 출력되는 펄스 신호의 하이 또는 로우 구간 중 하나의 구간이 개시되는 시점 또는 종료되는 시점의 타이밍 정보는, 오실레이터(11)로부터 출력되는 펄스 신호의 라이징 에지(Riging Edge) 또는 폴링 에지(Falling Edge)를 이용할 수 있다.
즉, 불꽃 감지부(10)에서 불꽃을 감지하는 시간과 연기 감지부(20)에서 연기를 감지하는 시간은, 서로 이시적인 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 발광 소자(23) 및 수광 소자(24)의 동작 구간 그리고, 전류-전압 변환기(25)의 동작 구간도, 불꽃 감지부(10)에서 불꽃을 감지하는 타이밍과 이시적이 된다.
도 4는 종래의 화재 감지기(100)에서 불꽃 감지부(10)에서 불꽃을 감지하는 타이밍도 및 연기 감지부(20)에서 연기를 감지하는 타이밍도를 나타낸다.
도 4와 같이, 불꽃 감지부(10)에서 불꽃을 감지하는 타이밍과 연기 감지부(20)에서 연기를 감지하는 타이밍이 겹치는 경우, 불꽃에 반응할 때, 연기가 존재하지 않음에도 노이즈 성분에 의해서 연기로 인식하는 문제가 발생한다.
그러나, 도 3과 같이, 불꽃 감지부(10)에서 불꽃을 감지하는 타이밍과 연기 감지부(20)에서 연기를 감지하는 타이밍이 겹치지 않으면, 불꽃에 반응할 때, 연기가 존재하지 않음에도 노이즈 성분에 의해서 연기로 인식하는 문제는 해결된다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 화재 감지 시스템은, 적어도 하나의 화재 감지기(100) 및 적어도 하나의 화재 감지기(100)와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 게이트웨이를 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 화재 감지 시스템은, 상술한 본 발명의 화재 감지기(100)를 포함하므로, 별도의 설명이 없더라도 본 발명의 화재 감지기(100)의 특징을 모두 포함하고 있음은 물론이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 화재 감지기(100) 및 그 화재 감지기(100)를 포함하는 화재 감지 시스템에 따르면, 불꽃 뿐만 아니라 연기도 동시에 감지하더라도, 불꽃을 감지하는 불꽃 감지부(10)의 스위칭에 의한 노이즈가 발생하지 않음을 알 수 있다.

Claims (8)

  1. 화재 감지기에 있어서,
    불꽃을 감지할 수 있는 불꽃 감지부; 및
    연기를 감지할 수 있는 연기 감지부;를 포함하되,
    상기 불꽃 감지부는,
    오실레이터로부터 출력된 펄스 신호를 이용하여, 상기 펄스 신호의 하이 또는 로우 구간 중 하나의 구간을 다수의 펄스로 분할하여 출력하는 분할기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불꽃 감지부는,
    상기 분할기의 출력을 이용하여, 상기 분할기에 의해 출력된 펄스의 폭보다 폭이 좁은 펄스를 출력하는 펄스폭 조절기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 불꽃 감지부는,
    상기 펄스폭 조절기에 의해 생성된 펄스를 승압하는 승압기; 및
    상기 승압기로부터 출력되는 전압을 구동 전원으로 이용하여, 불꽃을 감지하는 불꽃 센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 연기 감지부는,
    스위칭 동작을 실시하는 스위치;
    상기 스위치의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성하는 제어기;
    상기 스위치와 전기적으로 연결되는, 발광 소자; 및
    상기 발광 소자의 발광 여부를 감지하는 수광 소자;를 포함하되,
    상기 제어기는,
    상기 오실레이터로부터 출력된 펄스 신호를 이용하여, 상기 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 화재 감지기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어 신호의 활성화 타이밍은,
    상기 불꽃 감지부에서 불꽃을 감지하는 시간과 겹치지 않는 것을 특징으로 하는 화재 감지기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 연기 감지부는,
    상기 수광 소자로부터 출력되는 전류를 전압으로 변환하여 출력하는 전류-전압 변환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 화재 감지기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 불꽃 감지부에서 불꽃을 감지하는 시간과 상기 연기 감지부에서 연기를 감지하는 시간은,
    서로 이시적인 것을 특징으로 하는 화재 감지기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 화재 감지기를 포함하는 화재 감지 시스템.
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