(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炎が発生する紫外線または赤外線を検出する検出素子と；
上記検出素子が出力する信号のうちで、必要な周波数成分を取り出す狭帯域フィルタと；
上記狭帯域フィルタの出力信号を充電した信号を、検出信号として出力する平滑化手段と；
上記平滑化手段が出力した検出信号が、予め設定されている火災判別レベルを超えると、炎が発生していると判断する炎発生判断手段と；
炎が発生していることを上記炎発生判断手段が判断すると、上記充電されている上記検出信号を強制的に放電させて監視状態へ戻す放電手段と；
炎が発生していることを上記炎発生判断手段が判断していることを、定期的なサンプリングによってカウントするカウント手段と；
上記カウント値が所定の値に達すると、火災が発生したと判断する火災判断手段と；
上記検出信号が上記火災判別レベルを超えないと、上記カウント値を０にするカウント値リセット手段と；
を有することを特徴とする炎検知器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炎が発生する紫外線、赤外線等を検出し、火災を検出する炎検知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来は、炎に関する火災を検出する場合、火災検出時に誤動作を防止するために、時間的な遅延を行ない、火災であるか否かを確認する方法が採用されている。
【０００３】
つまり、炎が発生する紫外線、赤外線等を検出素子が検出し、この検出素子が検出した検出信号が所定の火災判別レベルに達し、しかも、所定の遅延時間経過しても、上記検出信号が火災判別レベル以上を維持している場合、火災が発生したと判断する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図６は、従来例の動作を示す図である。
【０００５】
図６に示すように、ノイズが１回でも発生すると、定期的なサンプリングによって、火災判別レベルを越えた状態が続き誤動作する。つまり、上記従来方法では、上記火災判別レベル以上のノイズ（外光ノイズや熱ノイズ）が発生すると、上記検出信号が火災判別レベル以上になり、炎検知器が誤動作状態になる可能性があるという問題がある。
【０００６】
この場合、遅延時間を所定時間よりも長く設定すれば、誤動作状態になることを阻止することができるが、しかし、このように遅延時間を長くすると、火災検出のタイミングが遅くなるという別の問題が生じる。
【０００７】
さらに、従来方法において、検出素子を収納する受光ガラスの内外に、内部光源、外部光源が設けられ、機能試験時に、内部光源を照射した後に、平滑化回路の出力信号（検出信号）が安定してから、外部光源を照射するようにしているので、機能試験の所要時間が長いという問題がある。
【０００８】
本発明は、火災判別レベル以上のノイズが発生しても、炎検知器が誤動作状態にならず、また、火災検出が遅くならない炎検知器を提供することを目的とするものである。
【０００９】
また、本発明は、検出素子を収納する受光ガラスの内外に、それぞれ内部光源、外部光源が設けられ、機能試験時に、内部光源を照射した後に、外部光源を照射する場合、機能試験の所要時間を短くすることができる炎検知器を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、炎が発生する紫外線または赤外線を検出する検出素子と、上記検出素子が出力する信号のうちで、必要な周波数成分を取り出す狭帯域フィルタと、上記狭帯域フィルタの出力信号を充電した信号を、検出信号として出力する平滑化手段と、上記平滑化手段が出力した検出信号が、予め設定されている火災判別レベルを超えると、炎が発生していると判断する炎発生判断手段と、炎が発生していることを上記炎発生判断手段が判断すると、上記充電されている上記検出信号を強制的に放電させて監視状態へ戻す放電手段と、炎が発生していることを上記炎発生判断手段が判断していることを、定期的なサンプリングによってカウントするカウント手段と、上記カウント値が所定の値に達すると、火災が発生したと判断する火災判断手段と、上記検出信号が上記火災判別レベルを超えないと、上記カウント値を０にするカウント値リセット手段とを有する炎検知器である。
【００１１】
【発明の実施の形態および実施例】
図１は、本発明の一実施例である炎検知器ＦＤ１を示すブロック図である。
【００１２】
炎検知器ＦＤ１は、長波長側検出素子１０と、狭帯域フィルタ２０と、増幅回路３０と、平滑化回路４０と、短波長側検出素子１０ａと、狭帯域フィルタ２０ａと、増幅回路３０ａと、平滑化回路４０ａと、放電回路５０と、ＣＰＵ６０と、伝送部７０と、定電圧部８０とを有する。
【００１３】
長波長側検出素子１０、短波長側検出素子１０ａは、炎が発生する紫外線、赤外線等を検出する検出素子である。
【００１４】
狭帯域フィルタ２０、２０ａは、検出素子１０、１０ａが検出した信号のうちで、炎の揺らぎ成分である１〜２０Ｈｚの信号を通過させるフィルタである。
【００１５】
平滑化回路４０、４０ａは、狭帯域フィルタ２０、２０ａの出力信号を平滑化し、検出信号を出力する平滑化手段の例である。
【００１６】
ＣＰＵ６０は、上記検出信号が、予め設定されている火災判別レベルを超えると、炎が発生していると判断する炎発生判断手段の例である。
【００１７】
放電回路５０は、炎が発生していると上記炎発生検出手段が判断すると、上記検出信号を放電する放電手段の例である。
【００１８】
また、ＣＰＵ６０は、上記放電回数をカウントするカウント手段の例であり、上記カウント値が所定の値に達すると、火災が発生したと判断する火災判断手段の例であり、また、上記検出信号が上記火災判別レベルを超えないと、上記カウント値を０にするカウント値リセット手段の例である。
【００１９】
また、ＣＰＵ６０は、プログラム、火災判別レベルを格納しているＲＯＭ、検出素子１０、１０ａが出力する検出信号を一時格納しておくＲＡＭ、この検出信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を有する。
【００２０】
図２は、炎検知器ＦＤ１の具体例を示す回路図であり、長波長側検出素子１０を中心とする回路図である。
【００２１】
検出素子１０は、焦電素子等による検出素子１１とその負荷抵抗１２とによって構成されている。
【００２２】
狭帯域フィルタ２０は、検出素子１０が受光した赤外線が狭帯域フィルタアンプ２５に入力される。フィルタ２０は、アンプ２５とコンデンサ２１、２３と、抵抗２２、２４とによって構成され、１〜２０Ｈｚの炎の揺らぎを通過させる。アンプ２５の基準電圧として、定電圧回路１５としてのツェナーダイオード８２とコンデンサ８３とによって、安定した電圧が供給される。抵抗８１は電流制限用抵抗である。
【００２３】
増幅回路３０は、１〜２０Ｈｚの信号がアンプ３１に入力され、アンプ３１と抵抗３２、３３、３４とによって構成される増幅回路によって信号が増幅される。
【００２４】
平滑化回路４０において、カップリングコンデンサ４１を通過した信号は、ＦＥＴ４２と抵抗４３とによってインピーダンス変換され、抵抗４４を介して、コンデンサ４５に充電され、平滑化される。抵抗４６は、信号を放電させる放電抵抗であり、信号が安定状態を保つようにゆっくりと放電される。
【００２５】
ＣＰＵ６０において、この信号が保護抵抗５４を介して、ＣＰＵ６０のＡ／Ｄ変換部に入力され、火災判定を実行する。
【００２６】
放電回路５０は、ベース抵抗５２と、トランジスタ５１と、放電抵抗５３とによって構成され、トランジスタ５１は、ベース抵抗５２を介してＣＰＵ６０からの出力の有無によってオンオフされ、平滑化回路４０の信号を放電させることによって、検出素子１１の前に光源がない限り、検出信号が火災とされるレベルまで達しない。
【００２７】
短波長側検出素子１０ａを中心とする回路も、図２に示す回路と同様に構成されている。
【００２８】
図４は、検出素子１０、１０ａの検出波長特性、および種々の光源から発生される光の波長特性を示す図である。
【００２９】
図４において、長波長側検出素子１０の検出領域は、波長１．６〜１．８μｍであって、素子としての焦電素子の特性およびその前面の光学フィルタによってその領域を形成している。また、短波長側検出素子１０ａの検出領域は、波長０．９〜１．１μｍであって、素子としてのフォトダイオードの特性そのものである。このような両素子１０、１０ａに対してガソリンを中心とした炎の分光特性および各種電灯と太陽光の誤報要因の特性が示され、このような関係から炎と判断する場合は、長波長側検出素子１０の所定レベルのみでなく、そのときの短波長側素子１０ａの出力との所定の出力比に基づいている。なお、２波長式としての両素子の検出領域を限定するものでなく、各波長を中心として幅をもっていても構わない。
【００３０】
次に、上記実施例の動作について説明する。
【００３１】
図３は、上記実施例の動作を示すフロ−チャートである。
【００３２】
ここで、ステップＳ１〜Ｓ５が、火災監視動作であり、ステップＳ１１〜Ｓ１３が、火災とノイズとを判別する動作であり、ステップＳ２１〜Ｓ２７が、機能試験である。
【００３３】
火災判定する場合（Ｓ１）、まず、ＣＰＵ６０が有する機能である火災カウンタの値を「０」にリセットする（Ｓ２）。長波長側の検出素子１０の出力信号を平滑化し、サンプリングし（Ｓ３）、また、短波長側の検出素子１０ａの出力信号を平滑化し、サンプリングする（Ｓ４）。
【００３４】
そして、サンプリングした値（検出信号）が火災判別レベルを超えているか否かを判断する（Ｓ５）。たとえば、長波長側検出素子１０の出力信号の値が、第１の所定レベル以上であり、また、長波長側検出素子１０の出力信号の値と短波長側検出素子１０ａの出力信号の値との比が、第２の所定レベル以上であれば、火災判別レベルを超えていると判断し、ステップＳ１１に進む。
【００３５】
検出信号が火災判別レベルを超えていれば（Ｓ５）、放電回路５０をＯＮし（Ｓ１１）、平滑化回路４０、４０ａの出力信号を０にし、火災カウンタを「１」インクリメントする（Ｓ１２）。
【００３６】
ここで、この火災カウンタの値は、炎が発生していると判断する回数を計数するものであり、火災カウンタの値が３に達していなければ（Ｓ１３）、ステップＳ３に戻る。火災カウンタの値が３に達していれば（Ｓ１３）、火災信号を図示しない火災受信機へ送信する（Ｓ１４）。なお、火災信号を火災受信に送信する条件としての火災カウンタの値を３以外の値に設定するようにしてもよい。
【００３７】
なお、図３中、「ノイズ１」は、火災判別レベル以上の値を有するノイズであり、「ノイズ２」は、火災判別レベルに満たないノイズである。「ノイズ１」として、たとえばトンネル内を通過するトラックのヘッドライトノイズやマフラーによる熱ノイズ等が考えられ、レベルとして火災判別レベルよりもはるかに高い場合が多い。
【００３８】
上記実施例において、ステップＳ１１において、検出信号（平滑化回路４０、４０ａの出力信号）を放電するので、そのときの検出信号がノイズで、そのレベルが相当に高いものであっても、それが放電されるので、そのノイズによって、次の火災判別時に火災であると判断されることなく、炎検知器ＦＤ１が誤動作状態にならず、また、火災検出が遅くなることがない。
【００３９】
一方、検出素子１０、１０ａの出力信号に、火災判別レベルを超える信号が含まれていない場合であって（Ｓ５）、機能試験を行なう必要がある場合には（Ｓ２１）、受光ガラスの内部に設けられている詳細には示さない内部光源を検出素子１０、１０ａに照射し（Ｓ２２）、検出信号をサンプリングし（Ｓ２３）、放電回路５０によって放電させ（Ｓ２４）、検出信号が上記放電によって安定した後に、受光ガラスの外に設けられている詳細には示さない外部光源を検出素子１０、１０ａに照射し（Ｓ２５）、検出信号をサンプリングし（Ｓ２６）、試験結果を図示しない受信機へ送信する（Ｓ２７）。
【００４０】
上記のように、内部光源から検出素子１０、１０ａに照射される発光のレベルは高く、ノイズ１の場合のように検出信号の高い状態が続くと、検出信号が安定するまで待つ時間が必要になるが、検出信号が上記放電によって安定した後に、外部光源から検出素子１０、１０ａに照射するので、機能試験の所要時間を短くすることができる。実際のシステムでは、図示しない受信機に多数の炎検知器ＦＤ１が接続されるので、個々の試験時間の短縮は、システム全体の試験時間に換算すると非常に大きなものとなる。
【００４１】
図５は、上記実施例において、ノイズが存在せずに火災検出を行なった場合と、ノイズが存在している状況下で火災検出を行なった場合とにおけるＣＰＵ６０の入力信号を示す図である。
【００４２】
つまり、ノイズが発生しない場合と、ノイズが発生した場合とに、平滑化回路４０、４０ａが出力した検出信号が図５に示されている。
【００４３】
ノイズによって信号出力が増幅された場合、定期的なサンプリングによって火災判別レベルを越えてしまうが、放電回路５０のトランジスタ５１を一時的にＯＮし、コンデンサ４５の電荷を放電抵抗５３で強制的に放電させ、監視状態へ戻すので、誤動作を防止することができ、直ちに火災検出が可能な状態になる。
【００４４】
一方、火災時は、火災判別レベル以上の検出信号が、放電後も継続して生じるので、火災断定状態となる。
【００４５】
上記実施例によれば、炎検知器において、単発ノイズによって検出信号が火災判別レベルに達したときに誤動作状態にならないように検出信号を放電し、火災とノイズとを判別し、早期に火災検出することができる。つまり、上記実施例は、放電によって、直ちに火災監視状態になり、早期に火災検出することができる。
【００４６】
放電回路５０が検出信号を放電するタイミングとして、火災判別レベルを超えた場合のみに限定する必要はなく、サンプリング（図３のＳ３、Ｓ４）の後に、放電回路５０を駆動させ、常時放電するようにしてもよい。通常、炎に類似の誤報源はパルス的に発生する場合が多いが、低レベルの定常的なノイズが累積する場合に対しては、サンプリング毎に放電回路５０を駆動する方が好ましい。また、サンプリング毎に放電回路５０を駆動すると、検出信号の０レベルが安定化するという利点もある。
【００４７】
なお、上記実施例では、２波長式の場合として、検出素子１０、１０ａを用いる場合を示したが、赤外領域について、広く、または狭い波長を対象とした１つの赤外線検出素子であってもよく、また、紫外領域を対象とした紫外線検出素子を用いてもよいことはもちろんである。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、火災判別レベル以上のノイズが発生しても、炎検知器が誤動作状態にならず、また、火災検出が遅くならないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である炎検知器ＦＤ１を示すブロック図である。
【図２】炎検知器ＦＤ１の具体例を示す回路図であり、長波長側検出素子１０を中心とする回路図である。
【図３】上記実施例の動作を示すフロ−チャートである。
【図４】種々の光源から発生される光の波長特性を示す図である。
【図５】上記実施例において、ノイズが存在せずに火災検出を行なった場合と、ノイズが存在している状況下で火災検出を行なった場合とにおけるＣＰＵ６０の入力信号を示す図である。
【図６】従来例の動作を示す図である。
【符号の説明】
ＦＤ１…炎検知器、
１０…長波長側検出素子、
１０ａ…短波長側検出素子、
２０、２０ａ…狭帯域フィルタ、
３０、３０ａ…増幅回路、
４０、４０ａ…平滑化回路、
５０…放電回路、
６０…ＣＰＵ。
【図１】
0004026798.tif 000002
【図２】
0004026798.tif 000003
【図３】
0004026798.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004026798.tif 000006
【図６】
0004026798.tif 000007