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JP2531797B2 - Environmental monitoring equipment - Google Patents

Environmental monitoring equipment

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Publication number
JP2531797B2
JP2531797B2 JP1216818A JP21681889A JP2531797B2 JP 2531797 B2 JP2531797 B2 JP 2531797B2 JP 1216818 A JP1216818 A JP 1216818A JP 21681889 A JP21681889 A JP 21681889A JP 2531797 B2 JP2531797 B2 JP 2531797B2
Authority
JP
Japan
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infrared
temperature
fire
bandpass filter
center wavelength
Prior art date
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JP1216818A
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Japanese (ja)
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JPH0379947A (en
Inventor
治久 後藤
一成 納屋
秀夫 瀬川
博臣 佐藤
圭一 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kajima Corp
Eneos Corp
Original Assignee
Kajima Corp
Japan Energy Corp
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Publication date
Application filed by Kajima Corp, Japan Energy Corp filed Critical Kajima Corp
Priority to JP1216818A priority Critical patent/JP2531797B2/en
Priority to US07/569,796 priority patent/US5153563A/en
Priority to EP90309126A priority patent/EP0419046B1/en
Priority to DE69030799T priority patent/DE69030799T2/en
Publication of JPH0379947A publication Critical patent/JPH0379947A/en
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、屋内環境監視技術さらには赤外線検知器の
出力に基づく環境監視装置に関するもので、例えば屋内
での火災の発生の有無や人間にとって不快な屋内環境を
検出して警報器もしくは空気調和装置の制御信号を出力
する場合に利用して効果的な技術に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an indoor environment monitoring technique and an environment monitoring device based on the output of an infrared detector. The present invention relates to a technique effectively used when an uncomfortable indoor environment is detected and a control signal for an alarm device or an air conditioner is output.

[従来の技術] 従来、室内の快適な環境を作り出すため、温度センサ
や温度センサを用いて室内状態を検出して冷暖房装置を
調節するようにした空気調和装置が種々提案されてい
る。
[Prior Art] Conventionally, in order to create a comfortable indoor environment, various air conditioners have been proposed in which a temperature sensor or a temperature sensor is used to detect an indoor state to adjust a cooling / heating apparatus.

しかしながら、従来の一般的な空気調和装置は装置本
体もしくはその近傍に配置されたサーミスタ等接触式の
温度センサからの検出信号に基づいて温度制御を行なっ
ている。つまり、センサ周辺の空気の温度を室内平均温
度とみなして制御を行なっていた。
However, the conventional general air conditioner controls the temperature based on a detection signal from a contact type temperature sensor such as a thermistor arranged in the main body of the apparatus or in the vicinity thereof. In other words, the temperature of the air around the sensor is regarded as the indoor average temperature for control.

一方、火災検知に関しては、光電管やバイメタル、テ
レビジョンカメラを利用する火災検知器が提供されてい
るが、光電管の場合は紫外線領域の波長に敏感に感応す
るため、太陽光や電灯等からの光線によって誤動作しや
すいという欠点がある。一方、バイメタル型のものは感
度が低すぎて有効性に乏しい。また、テレビジョンカメ
ラにて監視する方式は、状況判断がしづらく、カメラの
設置台数も多くなりすぎ、加えて常時人間が監視するこ
とを必要とするので、所定の成果が得られにくい。
On the other hand, regarding fire detection, there are provided fire detectors that use photocells, bimetals, and television cameras, but photocells are sensitive to wavelengths in the ultraviolet range, so light from sunlight, electric lights, etc. There is a drawback that it is easy to malfunction. On the other hand, the bimetal type is too low in sensitivity and poor in effectiveness. Further, in the method of monitoring with a television camera, it is difficult to judge the situation, the number of installed cameras is too large, and in addition, it is necessary for humans to constantly monitor, so it is difficult to obtain a predetermined result.

こうした状況において、近頃では、炎から発せられる
赤外線を検知する赤外線検知方式に大きな感心が寄せら
れている。こうした赤外線検知方式においても、単に一
定水準以上の赤外線を検知したときに火災を判定する単
純なものから一歩進んで、赤外線検知器の出力信号レベ
ルがある一定時間以上増加傾向にあるか否かを識別する
識別回路を組み込んだ火災検知器が提唱された(特公昭
56−7196号)。
Under these circumstances, the infrared ray detection method for detecting infrared rays emitted from a flame has recently been greatly admired. In such an infrared detection method as well, one step forward from the simple method of judging a fire when simply detecting infrared light of a certain level or more, is to check whether the output signal level of the infrared detector is increasing for a certain time or more. A fire detector incorporating an identification circuit has been proposed.
No. 56-7196).

また、信頼性の向上のため、炎からの赤外線放射を2
種以上の波長帯で別々に検知し、それらの情報に基づい
て火災か否かを判断する技術の開発に努力が注がれてき
た。その一つは、可視又は近赤外域を検知するセンサと
赤外線を検知するセンサという2種類のセンサを利用し
て、電灯等からの放射のように赤外域の輻射強度に比較
して可視又は近赤外域の輻射強度が大きい場合は非火災
と判断する方式である。
In order to improve reliability, the infrared radiation
Efforts have been made to develop a technology for detecting separately in different wavelength bands and determining whether there is a fire based on such information. One of them is using two types of sensors, a sensor that detects visible or near infrared and a sensor that detects infrared, and it is visible or near compared to the radiant intensity in the infrared, such as the radiation from a light. When the radiation intensity in the infrared region is high, it is a system that judges non-fire.

もう一つの方式は、炎に特有なスペクトル分布を検知
するものである。一般に炎を伴わない赤外線放射源から
放射される赤外線のスペクトル分布は第2図実線A,Cの
ようにプランクの法則に従い、発熱物体の温度が高くな
るほどスペクトルのピーク値は短波長側にシフトする。
これに対し、炎を伴う赤外線放射物体は、別の特有の特
性を示す。すなわち、第2図に実線Bで示すように、凹
凸のあるスペクトル分布を持つ。これは、CO2分子共鳴
放射として知られる現象により起こるものであり、波長
4.3μm付近で高いピークを示す。従って、原理的に
は、このCO2分子共鳴放射による波長4.3μm付近のピー
クを検知することにより炎を検知することができる。
The other method is to detect the spectral distribution characteristic of a flame. Generally, the spectrum distribution of infrared rays emitted from an infrared radiation source without a flame follows Planck's law as shown by the solid lines A and C in Fig. 2, and the peak value of the spectrum shifts to the shorter wavelength side as the temperature of the heating object rises. .
In contrast, infrared emitting objects with flames exhibit other unique properties. That is, as shown by a solid line B in FIG. This is caused by a phenomenon known as CO 2 molecular resonance radiation,
It shows a high peak around 4.3 μm. Therefore, in principle, a flame can be detected by detecting a peak near a wavelength of 4.3 μm due to the CO 2 molecule resonance radiation.

そこで、従来、この波長4.3μmピークをとらえるた
めのいくつかの試みが提案されている。例えば、特開昭
50−2497号は、4.3μmとその前後の2波長における放
射線量を検知し、4.3μmと他の2波長における放射線
量が一定値以上になった場合に炎と判定している。ま
た、特開昭57−96492号は、2つの凸部間に谷間が存在
するか否かを判別して炎の発生を検知することを提唱し
ている。
Therefore, some attempts have been conventionally proposed to capture the 4.3 μm wavelength peak. For example,
No. 50-2497 detects the radiation dose at 4.3 μm and two wavelengths before and after it, and judges that it is a flame when the radiation dose at 4.3 μm and the other two wavelengths exceeds a certain value. Further, JP-A-57-96492 proposes to detect the occurrence of flame by determining whether or not a valley exists between two convex portions.

[発明が解決しようとする課題] 空気調和装置や冷暖房機による室内の環境制御に関し
ては、室内にいる人間が感じる温度が最も重要なファク
ターとなる。しかるに、人体が感じる温度は、人間の肌
に直接触れている空気の温度以外に室内空間から放射さ
れる赤外線を肌が吸収して感じる放射熱がある。例え
ば、暖房機や窓等からの放射熱がある場合、人体にとっ
ては火照った感じになり、窓や壁が人体からの放射熱を
吸収する場合は底冷えの感じになる。したがって、室内
温度測定器に接触している空気を検知するサーミスタの
ような接触式の温度測定器の出力温度のみで環境を制御
する従来方式にあっては、人間にとって本当に快適な環
境を提供できないという問題があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Regarding the indoor environment control by an air conditioner or an air conditioner, the temperature felt by a person in the room is the most important factor. However, in addition to the temperature of the air that is directly in contact with human skin, the temperature that the human body feels is radiant heat that the skin absorbs infrared rays emitted from the indoor space and feels. For example, when there is radiant heat from a heater or a window, it feels like burning to the human body, and when the window or wall absorbs the radiant heat from the human body, it feels like bottom cooling. Therefore, the conventional method that controls the environment only by the output temperature of the contact-type temperature measuring device such as the thermistor that detects the air in contact with the indoor temperature measuring device cannot provide a truly comfortable environment for humans. There was a problem.

一方、火災検知に関しては、電灯光のように赤外域の
輻射強度に比較して可視又は近赤外域の輻射強度が大き
い場合は非火災と判断する従来方式では、通常的な電灯
による誤報が少なくなるが、例えば電熱器のような火災
以外の発熱体であっても可視又は近赤外線を放射しない
ものあるいはそれが弱いものであれば火災と判断し、誤
報を発するためその適用に制約が多い。
On the other hand, with regard to fire detection, the conventional method that determines that there is no fire when the radiant intensity in the visible or near-infrared region is large compared to the radiant intensity in the infrared region, such as electric light, is less likely to cause false alarms due to ordinary electric lights. However, even if it is a heating element other than a fire, such as an electric heater, if it does not emit visible or near-infrared rays or if it is weak, it is judged to be a fire and an incorrect alarm is issued, so its application is often restricted.

また、波長4.3μmとその前後の2波長における放射
線量を検知し、4.3μmと他の2波長における放射線量
が一定値以上になった場合に炎と判断する方法では、炎
を検知することはできてもその炎が火災に由来するもの
かあるいは有益な熱源に由来するものかは検知できな
い。すなわち、ガスレンジ、ガスストーブ等の炎で誤報
を発する欠点がある。
In the method of detecting the radiation dose at the wavelength 4.3 μm and the two wavelengths before and after that, and judging it as a flame when the radiation dose at 4.3 μm and the other two wavelengths exceeds a certain value, it is not possible to detect the flame. If possible, it is not possible to detect whether the flame is from a fire or a useful heat source. That is, there is a defect that a false alarm is generated by a flame of a gas range, a gas stove, or the like.

本発明の目的は、火災の発生を含む屋内環境の変化を
検知し、人間にとって快適な屋内環境を実現可能にする
とともに有益な熱源に基づく誤報が非常に少なくかつ高
感度で火災を検知できるような環境監視装置を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to detect a change in an indoor environment including the occurrence of a fire, to realize a comfortable indoor environment for humans, and to detect a fire with high sensitivity and very few false alarms based on a useful heat source. To provide a simple environment monitoring device.

[課題を解決するための手段] 本発明者らは火災の発生も環境の変化と考え、居住空
間の環境監視技術と火災検知技術を同一次元で考察し
た。
[Means for Solving the Problem] The present inventors considered that the occurrence of a fire was also a change in the environment and considered the environmental monitoring technology and the fire detection technology in the living space in the same dimension.

その結果、室内にいる人間が最も快適と感じる環境を
作り出すためには、その室内の空気温度を監視するだけ
でなく、主に放射温度を監視し更に空気温度を監視する
ことにより環境制御するのが最も良い方法であり、放射
温度のモニターには、赤外線検出器を用いることができ
ることおよび火災検知についても赤外線検知器を用いる
方法が優れていることから、赤外線検知器を使用すれば
空気調和装置等による屋内環境の制御と火災の検知を一
つの検出器の出力に基づいて行なうことができるとの着
想を得た。
As a result, in order to create an environment in which a person in a room feels most comfortable, not only is the air temperature in the room monitored, but the radiant temperature is mainly monitored and the air temperature is also monitored to control the environment. Is the best method, and since an infrared detector can be used to monitor the radiation temperature and the method of using an infrared detector is also excellent for fire detection, it is possible to use an infrared detector. We got the idea that it is possible to control the indoor environment and detect fire based on the output of one detector.

そこで、放射温度に基づく環境制御および火災検知に
ついてさらに詳細に検討した。
Therefore, we examined environmental control and fire detection based on radiation temperature in more detail.

その結果、屋内での放射温度は複数の赤外線検知器の
出力の比から計算することができ、更にサーミスタ等の
接触型の温度測定器を装備することにより、検知空間で
の人体が実感として感じる温度のモニターができ、人体
が快適と思われるように環境を制御することができる。
As a result, indoor radiation temperature can be calculated from the ratio of the outputs of multiple infrared detectors, and by installing a contact-type temperature measuring device such as a thermistor, the human body feels as if it were in the detection space. The temperature can be monitored and the environment can be controlled so that the human body feels comfortable.

また、通常、屋内の環境温度は、約300゜K(23℃)
であるので放射波長のピークは約10μmあたりである。
従って、赤外線検知器には透過中心波長が10μmにある
バンドパスフィルタを設けることが望ましい。一方、監
視している環境に火災を伴わない暖房器具例えば電気ヒ
ーターなどが置かれている場合、環境を10μmのバンド
パスフィルタのみで監視していると、電気ヒーターなど
で部分的に温度が上がっている場合でも全体の環境温度
が上がっていると判断してしまうので、バンドパスフィ
ルタの透過中心波長が4μmあたりでの監視を加える。
Normally, the indoor environment temperature is about 300 ° K (23 ° C)
Therefore, the emission wavelength peak is around 10 μm.
Therefore, it is desirable to provide the infrared detector with a bandpass filter having a transmission center wavelength of 10 μm. On the other hand, if the environment to be monitored is equipped with a heating appliance that does not accompany a fire, such as an electric heater, if the environment is monitored only with a 10 μm bandpass filter, the temperature will rise partially due to the electric heater. Even if it is, it is determined that the entire environmental temperature has risen. Therefore, monitoring is performed when the transmission center wavelength of the bandpass filter is around 4 μm.

さらに、暖房器具がない場合は環境から放射される赤
外線のうち4μmは10μmに比較して十分小さいが、電
気ヒーターのように赤熱する暖房器具があるときは4μ
m付近の赤外線も10μmと同様な強さで放射される。従
って、10μm付近の波長の強さが大きくなり、かつ4μ
mの強さも大きくなってきたら電気ヒーターが加熱して
いると判断し、4μmの方が小さいときは環境全体の温
度が上昇してきていると判断することができる。
Furthermore, 4 μm of infrared rays emitted from the environment is sufficiently smaller than 10 μm when there is no heating equipment, but 4 μm when there is a red-heated heating equipment such as an electric heater.
Infrared rays near m are also emitted with the same intensity as 10 μm. Therefore, the intensity of the wavelength around 10 μm becomes large, and 4 μm
It can be judged that the electric heater is heating when the strength of m also becomes large, and that the temperature of the entire environment is rising when 4 μm is smaller.

一方、火災と非火災との間には、以下のような現象的
差異がある。
On the other hand, there are the following phenomenological differences between fire and non-fire.

すなわち、火災以外の熱源の場合、発熱面積および温
度は一定ないし数分間で定常に至る。例えば、暖房器具
などでは、発熱面積は一定であり、温度は数分間で定常
に至る。また、マッチ、ライター等は、温度、発熱面積
が一定であるだけでなく、数秒ないしは数分で消滅す
る。
That is, in the case of a heat source other than a fire, the heat generation area and the temperature reach a steady state within a constant period or a few minutes. For example, in heating appliances and the like, the heat generation area is constant, and the temperature reaches a steady state within a few minutes. In addition, matches, lighters, etc., not only have constant temperature and heat generation area, but also disappear in seconds or minutes.

これに対し、火災では発熱面積、温度が共に増加し、
しかも数分間経過しても増加傾向を示すといった特徴が
ある。第3図(A)に、燻焼状態から火災に至る過程で
の温度変化、第3図(B)に発熱面積の変化を示す。こ
こでTFは発炎時点である。また、燻焼状態を経ない火
災、例えは放火などのような火災の場合においては、第
3図(A),(B)のTF点以降の温度変化、発熱面積変
化を示す。
On the other hand, in the case of a fire, both the heating area and the temperature increase,
In addition, there is a characteristic that it shows an increasing tendency even after several minutes. FIG. 3 (A) shows the temperature change in the process from the smoldering state to the fire, and FIG. 3 (B) shows the change of the heat generation area. Here, TF is the point of time of inflammation. Further, in the case of a fire that does not go through a smoldering state, for example, a fire such as an arson, the temperature change and the heat generation area change after the TF point in FIGS. 3A and 3B are shown.

さらに火災の場合、放射される赤外線を短〜長波長に
わたる複数の波長帯に分離すると、それぞれの波長帯の
検知出力は時間と共に増大し、しかもその検知出力の比
の時間的変化も特有の挙動を示す。すなわち、検知出力
の大きさは発熱部分の面積と温度を反映するのに対し、
検知出力の比は発熱部分の温度を反映するため燻焼火災
の場合には、それぞれの波長の検知出力およびその検知
出力の比が共に徐々に増大する傾向を示し、発炎火災に
移行した時点で、検知出力、およびその比は急増する。
また、その後は、発熱源の面積増加に対して温度上昇は
飽和する傾向にあるので、検知出力は増大するが、その
比はほぼ一定となる。そして、発炎火災に移行した時点
で、CO2分子の共鳴放射が著しく増大し、火災面積の増
加に伴ってその強度が増加する。一方、火災以外の炎の
場合、定常状態に至った後はこうした時間的変化がはみ
られない。
Furthermore, in the case of fire, if the emitted infrared rays are separated into multiple wavelength bands ranging from short to long wavelengths, the detection output of each wavelength band increases with time, and the change in the ratio of the detection output also has a unique behavior. Indicates. In other words, while the magnitude of the detection output reflects the area and temperature of the heat-generating part,
Since the ratio of the detection output reflects the temperature of the heat-generating part, in the case of a smoldering fire, the detection output of each wavelength and the ratio of the detection output both tend to increase gradually, and at the time of transition to a flaming fire Thus, the detection output and its ratio increase rapidly.
After that, since the temperature rise tends to be saturated with the increase in the area of the heat source, the detection output increases, but the ratio becomes almost constant. Then, at the time of the transition to the flaming fire, the resonance emission of the CO 2 molecule increases remarkably, and the intensity increases as the fire area increases. On the other hand, in the case of a flame other than a fire, such a temporal change is not observed after reaching a steady state.

本発明は、上記のような考察に基づいてなされたもの
で、監視空間から放射される赤外線を複数の波長帯に分
離するバンドパスフィルタと、各バンドパスフィルタを
通過した赤外線をそれぞれ検知する赤外線検知器を備
え、該複数の波長帯のうち一つの波長帯はCO2分子の共
鳴放射波長帯を含み、1〜16μmの波長範囲を検知する
赤外線検知部並びに前記それぞれの波長帯の赤外線検知
器の出力およびこれらの検知出力の比を時間的変化に基
づいて火災発生判定および監視空間の放射温度を演算す
る信号処理装置とよりなる環境監視装置を提案するもの
である。
The present invention has been made based on the above consideration, and a bandpass filter that separates infrared rays emitted from a monitoring space into a plurality of wavelength bands, and an infrared ray that detects each infrared ray that has passed through each bandpass filter. An infrared detector including a detector, one of the plurality of wavelength bands including a resonance radiation wavelength band of CO 2 molecules, and an infrared detector for detecting a wavelength range of 1 to 16 μm, and infrared detectors of the respective wavelength bands. The present invention proposes an environment monitoring device comprising a signal processing device for determining the fire occurrence and calculating the radiation temperature of the monitoring space based on the temporal change of the output of the above and the ratio of these detection outputs.

[作用] 上記した手段によれば、放射温度という共通の物理量
の測定を通して、環境制御については常時放射温度を監
視することによりその制御を行ない、火災検知に関して
は火災発生の際における放射温度の異常パターンの検出
並びにCO2分子の共鳴放射の検出を行なって判断するこ
とにより、環境全体の温度変化が電熱器などによる温度
変化か、ガスコンロ、ストーブなどの火炎を有する暖房
器具による温度変化か、火災が発生しているかの判断が
正確に行なえ、人体にとって快適な環境の制御と誤動作
のない火災検知が可能になる。
[Operation] According to the above-mentioned means, the environmental temperature is controlled by constantly monitoring the radiation temperature through the measurement of a common physical quantity called the radiation temperature. Regarding the fire detection, the radiation temperature is abnormal when the fire occurs. By judging by detecting the pattern and resonance emission of CO 2 molecules, whether the temperature change of the entire environment is due to electric heaters, gas heaters, stoves, or other heating appliances with flames, or a fire. It is possible to accurately determine whether a fire has occurred, and it is possible to control a comfortable environment for the human body and detect a fire without malfunction.

[実施例] 第1図は本発明の環境監視装置を設置した部屋の状況
を示す。
[Embodiment] FIG. 1 shows a state of a room in which the environment monitoring apparatus of the present invention is installed.

この実施例では、室内の壁の上部に空調装置51がまた
その下方にサーミスタ等の温度測定器52が取り付けられ
ている。
In this embodiment, an air conditioner 51 is attached to the upper part of the indoor wall, and a temperature measuring device 52 such as a thermistor is attached to the lower part thereof.

さらに、部屋の天井の中央には焦電型赤外線センサを
用いた赤外線検出装置53が下向きに取り付けられている
とともに、この赤外線検出装置53と上記空調装置51およ
び温度測定器52は、ケーブル54によって警備室等に配備
されたマイクロコンピュータのような信号処理装置50に
接続され、信号処理装置50は赤外線検出装置53の出力に
基づいて室内の放射温度を演算し、その温度データを空
調装置51へ送る。すると、空調装置51のマイクロコンピ
ュータは、その放射温度データと温度測定器52からの検
出信号とに基づいて送風の温度や送風量を適宜調節して
快適な室内環境を作り出す。
Further, an infrared detecting device 53 using a pyroelectric infrared sensor is attached downward at the center of the ceiling of the room, and the infrared detecting device 53, the air conditioner 51 and the temperature measuring device 52 are connected by a cable 54. The signal processing device 50 is connected to a signal processing device 50 such as a microcomputer installed in a guard room, etc., and the signal processing device 50 calculates the radiation temperature in the room based on the output of the infrared detection device 53, and outputs the temperature data to the air conditioning device 51. send. Then, the microcomputer of the air conditioner 51 appropriately adjusts the temperature and amount of air blown based on the radiation temperature data and the detection signal from the temperature measuring device 52 to create a comfortable indoor environment.

また、信号処理装置50は、赤外線検出装置53からの検
知信号に基づいて火災発生と判断すると警報室や廊下等
に配置された警報器20を作動させるようになっている。
Further, the signal processing device 50 activates the alarm device 20 arranged in an alarm room, a corridor, or the like when it determines that a fire has occurred based on the detection signal from the infrared detection device 53.

ただし、空調装置51にマイクロコンピュータを内蔵す
る代わりに建物全体を監視する信号処理装置50により温
度検出器52と赤外線検出装置53の出力に基づいて空調装
置51の制御信号を形成し、出力するようにしてもよい。
However, instead of incorporating a microcomputer in the air conditioner 51, a signal processing device 50 that monitors the entire building forms a control signal for the air conditioner 51 based on the outputs of the temperature detector 52 and the infrared detector 53, and outputs the control signal. You may

第4図には上記赤外線検出装置の一実施例と赤外線検
出装置の出力に基づく環境制御システムの概略構成を示
す。
FIG. 4 shows a schematic configuration of an embodiment of the infrared detecting device and an environment control system based on the output of the infrared detecting device.

赤外線検出装置53は、赤外線を周期的に分断する回転
式チョッパ1と、特に限定されないがそれぞれ異なる透
過帯域をもつ4つの光学フィルタからなるバンドパスフ
ィルタ2a,2b,2c,2dと、各バンドパスフィルタ2a〜2dと
関連してその透過赤外線を検知する赤外線検知器3a,3b,
3c,3dを備えている。バンドパスフィルタ2a〜2dの透過
帯の中心波長は、ここに示した4分割方式の場合では、
例えばフィルタ2aが2〜3μm、フィルタ2bが3〜4μ
m、フィルタ2cが4〜5.5μm、フィルタ2dが8〜15μ
mのように適宜選択され、透過波長帯幅はそれぞれ0.1
〜1.5μmとされる。これらのフィルタ2a〜2dのうち、
1つは、CO2分子の共鳴放射波長帯(4.3μm)を透過す
るものが選択される。ここでは、フィルタ2cがCO2分子
の共鳴放射波長帯を透過するようになっている。また、
5.5〜8μmの波長帯は、空気中の水蒸気による吸収が
非常に大きいので、避けるべきである。分割波長帯の数
は、上記のように4分割に限られるものではなく、2分
割以上任意の数に分割できるが、実用上は5〜6分割ま
でで十分である。
The infrared detection device 53 includes a rotary chopper 1 that periodically divides infrared light, bandpass filters 2a, 2b, 2c, 2d each including, but not limited to, four optical filters having different transmission bands, and each bandpass. Infrared detectors 3a, 3b, which detect transmitted infrared rays in association with the filters 2a-2d,
It has 3c and 3d. The center wavelengths of the transmission bands of the bandpass filters 2a to 2d are as follows:
For example, the filter 2a is 2-3 μm, and the filter 2b is 3-4 μm.
m, filter 2c is 4 ~ 5.5μm, filter 2d is 8 ~ 15μ
The transmission wavelength band is 0.1 for each.
~ 1.5 μm. Of these filters 2a-2d,
One is selected that transmits the resonance radiation wavelength band (4.3 μm) of CO 2 molecules. Here, the filter 2c is adapted to transmit the resonance radiation wavelength band of CO 2 molecules. Also,
The wavelength band from 5.5 to 8 μm should be avoided because it is highly absorbed by water vapor in the air. The number of divided wavelength bands is not limited to four as described above, but can be divided into any number of two or more, but 5 to 6 is sufficient for practical use.

光学フィルタは、ZnSeあるいはZnSあるいはGeその他
の誘電体をSi等の基板上に交互に真空蒸着して多層膜と
したものであり、目標とする透過波長帯に応じて膜圧が
決定される。
The optical filter is a multilayer film formed by alternately vacuum-depositing ZnSe, ZnS, Ge, or another dielectric on a substrate such as Si, and the film pressure is determined according to the target transmission wavelength band.

赤外線検知器3a〜3dとしては、半導体赤外線検知器、
サーモパイル、焦電型赤外線検知器等いずれも使用し得
るが、半導体赤外線検知器は冷却が必要なため適当でな
く、サーモパイルまたは焦電型赤外線検知器が望まし
く、中でも焦電型のものが特に好ましい。また、チョッ
パ1は、赤外線検知器にサーモパイルを使用した場合に
は省略することができる。
As the infrared detectors 3a to 3d, a semiconductor infrared detector,
Although any of a thermopile and a pyroelectric infrared detector can be used, a semiconductor infrared detector is not suitable because it requires cooling, and a thermopile or a pyroelectric infrared detector is desirable, and a pyroelectric one is particularly preferable. . Further, the chopper 1 can be omitted when a thermopile is used for the infrared detector.

焦電型検知器は温度の変化分のみに応答する微分型の
検知器であり、温度増加を測定する本発明装置に好適で
ある。焦電型検知器は、タンタル酸リチウムやPbxZryO3
に代表される焦電体の薄板の表面および裏面に蒸着等に
より電極を形成したものである。また、波長1μm付近
の近赤外線域を検知する場合には、Siフォトダイオード
を使用することもできる。
The pyroelectric detector is a differential type detector that responds only to a change in temperature, and is suitable for the device of the present invention that measures an increase in temperature. Pyroelectric detectors include lithium tantalate and PbxZryO 3
An electrode is formed on the front surface and the back surface of a thin plate of a pyroelectric body typified by 1) by vapor deposition or the like. Further, in the case of detecting the near infrared region around the wavelength of 1 μm, a Si photodiode can be used.

チャッパ1の回転駆動には、パルスモーター、直流モ
ーターなどが適しているが、直流モーターの場合にはチ
ョッパの回転数を検知するためのフォトインタラプタの
ような回転検知器4が必要である。パルスモータでチョ
ッパを駆動する場合には、駆動回路から回転数を知るこ
とができるので、フォトインタラプタは不用となる。
A pulse motor, a DC motor, or the like is suitable for rotationally driving the chapper 1, but in the case of a DC motor, a rotation detector 4 such as a photo interrupter for detecting the rotation speed of the chopper is required. When the chopper is driven by the pulse motor, the number of rotations can be known from the drive circuit, so that the photo interrupter is unnecessary.

赤外線検知器3a〜3dからの出力信号およびチョッパの
回転検知信号は、信号処理回路10で処理される。信号処
理回路10は、各赤外線検知器3a〜3dからの出力の大き
さ、それらの出力の相対比並びにそれらの時間変化を演
算し、その結果に基づいて対象赤外線源が火災か否かを
判別し、火災と判断したときは警報器の駆動信号を出力
する。
Output signals from the infrared detectors 3a to 3d and chopper rotation detection signals are processed by the signal processing circuit 10. The signal processing circuit 10 calculates the magnitude of the output from each infrared detector 3a to 3d, the relative ratio of those outputs, and their time change, and determines whether the target infrared source is a fire or not based on the result. However, when it is judged that there is a fire, the drive signal of the alarm device is output.

第5図は、信号処理回路10の構成例を示す。赤外線検
知器3a〜3dからの出力信号は、増幅回路11a,11b,11c,11
dに送られ、所望のレベルまで増幅される。また、フォ
トインタラプタ4からの回転検知信号は、移相回路12に
入力され、互いに90度位相のずれた同期信号SINφ、COS
φが出力される。増幅回路11a〜11dからの出力は、上記
同期信号SINφ、COSφに同期して同期検波回路13a1〜13
d1,13a2〜13d2に供給され、検波される。同期検波回路1
3a1〜13d1,13a2〜13d2の検波出力は、それぞれ2乗回路
14a1〜14d1,14a2〜14d2で2乗され、それぞれのチャン
ネルごとに加算器15a〜15dで加算された後、平方根演算
回路16a〜16dで平方根演算される。このように、90度位
相のずれた同期信号で別々に同期検波を行い、それらの
検波出力の2乗平均をとることによって、チョッパと赤
外線検知器間の位置ずれ等に起因する位相のずれが取り
除かれる。
FIG. 5 shows a configuration example of the signal processing circuit 10. Output signals from the infrared detectors 3a to 3d are amplified by amplifier circuits 11a, 11b, 11c, 11
d and amplified to the desired level. Further, the rotation detection signal from the photo interrupter 4 is input to the phase shift circuit 12, and the synchronization signals SINφ and COS are out of phase with each other by 90 degrees.
φ is output. The outputs from the amplifier circuits 11a to 11d are synchronous detection circuits 13a 1 to 13 in synchronism with the synchronization signals SINφ and COSφ.
It is supplied to d 1 , 13a 2 to 13d 2 and detected. Synchronous detection circuit 1
The detection outputs of 3a 1 to 13d 1 and 13a 2 to 13d 2 are square circuits.
14a 1 is ~14d 1, 14a 2 ~14d 2 with the square, then added by the adder 15a~15d for each channel, is the square root operation in square root circuits 16 a to 16 d. In this way, by performing synchronous detection separately for the synchronizing signals that are 90 degrees out of phase, and taking the root mean square of those detection outputs, the phase deviation due to the positional deviation between the chopper and the infrared detector can be eliminated. To be removed.

平方根演算器16a〜16dの出力は、A/D変換器17a〜17d
でA/D変換されてマイクロコンピュータ18に入力され、
信号処理される。第5図の実施例では、2乗平均をアナ
ログ演算器で演算しているが、同期検波された信号をA/
D変換して、マイクロコンピュータに入力すれば、マイ
クロコンピュータで2乗平均を行うこともできる。ま
た、増幅回路11a〜11dの出力信号をA/D変換すること
で、同期検波をマイクロコンピュータ18で行うこともで
きる。
The outputs of the square root calculators 16a to 16d are A / D converters 17a to 17d.
Is A / D converted by and input to the microcomputer 18,
Signal processed. In the embodiment of FIG. 5, the root mean square is calculated by the analog calculator, but the signal detected synchronously is
If D-converted and input to the microcomputer, the microcomputer can also perform the root mean square. Further, by performing A / D conversion on the output signals of the amplifier circuits 11a to 11d, the synchronous detection can be performed by the microcomputer 18.

マイクロコンピュータ18においては、検知信号に基づ
いてタイマ割込み等で数秒おきに演算を行い、赤外線源
の温度と発熱面積の増大、さらにCO2分子共鳴放射の有
無の様相を数分間にわたりデータを蓄積し、そのデータ
に基づいて温度と発熱面積が常に増大しているか調べ、
増大している場合に火災と判断し、ドライバ19を駆動さ
せてリレーRLYをオンさせ、警報器20を駆動させる。
In the microcomputer 18, calculation is performed every few seconds by a timer interrupt or the like based on the detection signal, the temperature of the infrared source and the heating area are increased, and the appearance of the presence or absence of CO 2 molecular resonance radiation is accumulated for several minutes. , Based on the data, check whether the temperature and heat generation area are constantly increasing,
If it is increasing, it is judged as a fire, the driver 19 is driven, the relay RLY is turned on, and the alarm device 20 is driven.

例えば、燻焼火災の場合、赤外線検知器3a〜3dの出力
は第6図に示すように変化する。すなわち、赤外線検知
器3a〜3dの出力a,b,c,dは温度上昇と延焼面積の増大に
伴ってd,c,b,aの順で増加する。そして、発炎した時点T
FでCO2分子の共鳴放射が激増するため、赤外線検知器3a
〜3dのうち3cの出力が著しく増加する。その後、赤外線
源が火炎となるため、温度上昇は巣なくなり、面積の増
大に伴う赤外線量の増加が主になり、各赤外線検知器3a
〜3dの出力は各々増加するが、出力の比はほぼ一定にな
る。
For example, in the case of a smoky fire, the outputs of the infrared detectors 3a to 3d change as shown in FIG. That is, the outputs a, b, c, d of the infrared detectors 3a to 3d increase in the order of d, c, b, a as the temperature rises and the spread area increases. And when the flame T
Infrared detector 3a because the resonant emission of CO 2 molecules increases dramatically at F.
The output of 3c out of ~ 3d increases significantly. After that, since the infrared source becomes a flame, the temperature rise will not nest, and the increase in the infrared ray amount with the increase of the area will be the main factor.
The output of ~ 3d increases respectively, but the output ratio becomes almost constant.

一方、非火災の場合、赤外線源の温度または面積が所
定時間で定常状態あるいは消滅状態となる。例えば、暖
房器具、調理器具などの場合は、発熱面積の増大は伴わ
ずまた温度も所定時間で定常状態に達する。
On the other hand, in the case of non-fire, the temperature or area of the infrared source becomes a steady state or extinguished state within a predetermined time. For example, in the case of heating appliances, cooking appliances, etc., the heating area is not increased and the temperature reaches a steady state in a predetermined time.

従って、赤外線検知器3a〜3dの出力比較により赤外線
源の温度を求め、かつその温度における赤外線検知器3a
〜3dのうち例えば3a,3bと3dの出力を、予め設定した値
と比較すれば発熱面積を知ることができる。さらに、以
上の手順で求めた赤外線源の温度と発熱面積から、黒体
放射強度すなわち、熱源が黒体であると仮定した場合の
CO2分子共鳴放射波長帯における赤外線放射強度を計算
し、その値と、CO2分子の共鳴放射波長帯を検知する赤
外線検知器3cの出力とを比較することにより、CO2分子
の共鳴放射の有無を知ることができる。
Therefore, the temperature of the infrared source is obtained by comparing the outputs of the infrared detectors 3a to 3d, and the infrared detector 3a at that temperature is obtained.
It is possible to know the heat generation area by comparing the outputs of 3a, 3b and 3d among 3d to 3d with a preset value. Furthermore, from the infrared source temperature and heat generation area obtained by the above procedure, the blackbody radiation intensity, that is, the case when the heat source is assumed to be a blackbody
Infrared radiation intensity calculated in CO 2 molecule resonance radiation wavelength band, and its value, by comparing the output of the infrared detector 3c for detecting a resonance radiation wavelength band of CO 2 molecules, the resonance radiation of CO 2 molecules You can know the existence.

こうして、温度および発熱面積がある一定期間(数分
間)以上増加傾向にあり、かつCO2分子の共鳴放射が認
められない場合は、燻焼火災と判断できる。また、ある
時点で、温度および発熱面積が急増すると共に、CO2
子の共鳴放射が認められた場合には、燻焼火災が発炎火
災に移行したと判断し、例えは警報器の音量を増加させ
たり音の高低を変化させてその旨を報知させるようにす
ることができる。さらに、赤外線が検知されない状態か
ら急にCO2分子の共鳴放射が検知され、それに伴って高
温の発熱が検知され、しかもその発熱面積が急増した場
合は、放火と判断できる。これに対して、発熱面積の増
大がみられない場合は、炎を扱う器具(ストーブ、コン
ロ)と判断できる。
In this way, if the temperature and heat generation area have a tendency to increase for a certain period (several minutes) or more and the resonance emission of CO 2 molecules is not observed, it can be determined as a smoldering fire. At a certain point, if the temperature and heat generation area suddenly increase and resonance emission of CO 2 molecules is observed, it is determined that the smoky fire has shifted to a flaming fire, and for example, the volume of the alarm is turned on. It can be increased or the pitch of the sound can be changed to notify that effect. Furthermore, when the resonance radiation of the CO 2 molecule is suddenly detected from the state where infrared rays are not detected, and the high-temperature heat generation is detected accordingly, and moreover, the heat generation area thereof is rapidly increased, it can be judged as arson. On the other hand, if no increase in the area of heat generation is seen, it can be determined that the equipment is a flame-handling device (stove, stove).

本発明は、極めて実際的な火災現象に立脚して火災判
定を行っているので、従来技術と異なり誤報を著しく低
減することができる。また、この火災判定ルーチンの間
に放射温度の演算が行なわれ、その温度データが空調装
置51に送信され、快適な室内環境作りが行なわれる。
Since the present invention makes a fire determination based on a very practical fire phenomenon, false alarms can be significantly reduced unlike the prior art. Further, the radiation temperature is calculated during this fire determination routine, and the temperature data is transmitted to the air conditioner 51 to create a comfortable indoor environment.

第7図〜第9図には、各々4つのバンドパスフィルタ
と赤外線検知器を一つのパッケージに収納した焦電型セ
ンサ40の構造と使用例を、また第10図には、その回路例
を示す。ここでは、先の具体例において別々に設けられ
た4つの赤外線検知器が、単一のユニットとして集合さ
れた形となっている。すなわち、このパッケージ型赤外
線センサ40は、第9図に示されるように円盤状の絶縁基
板41を4分した各象限に焦電体43a,43b,43c,43dが配置
され、その前方に上記各焦電体に対応する4分割型バン
ドパスフィルタ42a,42b,42c,42dからなる窓42が配置さ
れ、基板41と窓42とがシールカン46により結合され、全
体として4種の赤外線波長帯を検知し得るパッケージ型
センサとして構成されている。上記4分割型バンドパス
フィルタ42a〜42dは、各々その透過中心波長が2.6μ
m、3.7μm、4.3μm、9μmとされており、透過帯域
幅は、0.1〜1μmとされている。この4分割フィルタ
は、1枚の透明ガラス基板上に誘電体多層膜を4回に分
けて選択蒸着するか、あるいは4枚扇形のバンドパスフ
イルタを貼り合わせることで作製される。フィルタ42a
〜42dを通過した赤外線は焦電体43a〜43dで別々に検知
され、先と同様に信号処理回路10により処理される。シ
ールカン46内には内部の空間をフィルタに合わせて4つ
に仕切る区画壁を設けることが望ましい。
7 to 9 show an example of the structure and use of a pyroelectric sensor 40 in which four bandpass filters and infrared detectors are housed in one package, and FIG. 10 shows an example of the circuit. Show. Here, four infrared detectors, which are separately provided in the above specific example, are assembled as a single unit. That is, in this package type infrared sensor 40, as shown in FIG. 9, pyroelectric bodies 43a, 43b, 43c, 43d are arranged in each quadrant into which a disc-shaped insulating substrate 41 is divided into four, and the above-mentioned each is placed in front of it. A window 42 consisting of four-division type bandpass filters 42a, 42b, 42c, 42d corresponding to the pyroelectric body is arranged, and the substrate 41 and the window 42 are connected by a seal can 46, and four types of infrared wavelength bands are detected as a whole. It is configured as a package type sensor that can be used. Each of the four-division bandpass filters 42a to 42d has a transmission center wavelength of 2.6 μm.
m, 3.7 μm, 4.3 μm, and 9 μm, and the transmission bandwidth is 0.1 to 1 μm. This four-division filter is manufactured by selectively vapor-depositing a dielectric multilayer film on a single transparent glass substrate four times, or by laminating four fan-shaped band pass filters. Filter 42a
The infrared rays that have passed through -42d are separately detected by the pyroelectric bodies 43a to 43d, and are processed by the signal processing circuit 10 as before. It is desirable to provide a partition wall in the seal can 46 that divides the internal space into four parts according to the filter.

焦電体43a〜43dは、第10図のように各々逆分極された
2つの焦電素子S1,S2が直列接続されてなり、一方の焦
電素子S1の端子にはそれぞれインピーダンス変換用FET4
7a,47b,47c,47dのゲート端子が接続されている。このFE
T47a〜47dのドレイン端子には各々正の電源電圧VDDが印
加され、各ソース端子からそれぞれ出力信号が取り出さ
れるようになっている。また、他方の焦電素子S2の端子
は接地点Eに接続され、各EFT47a〜47dのゲート端子と
接地点Eとの間にはそれぞれ同一の高抵抗値を持つ入力
抵抗R1,R2,R3,R4が接続されている。
Each of the pyroelectric elements 43a to 43d is composed of two pyroelectric elements S 1 and S 2 which are reverse-polarized, as shown in FIG. 10, and each of the terminals of one pyroelectric element S 1 is impedance-converted. For FET4
The gate terminals of 7a, 47b, 47c and 47d are connected. This FE
A positive power supply voltage V DD is applied to the drain terminals of T47a to 47d, and output signals are taken out from the respective source terminals. The terminal of the other pyroelectric element S 2 is connected to the ground point E, and the input resistors R 1 and R 2 having the same high resistance value are respectively provided between the gate terminals of the EFTs 47a to 47d and the ground point E. , R 3 , R 4 are connected.

なお、図示しないが上記FET47a〜47dは焦電体43a〜43
dの上方に、また入力抵抗R1〜R4は絶縁基板41上に、そ
れぞれ取り付けられ、ボンディングワイヤまたはハンダ
付けで相互に接続されてシールカン46内に封入される。
Although not shown, the FETs 47a to 47d are pyroelectric bodies 43a to 43d.
The input resistors R 1 to R 4 are mounted above the insulating substrate 41, respectively, and are connected to each other by a bonding wire or soldering and enclosed in a seal can 46.

[発明の効果] 以上説明したようにこの発明は、監視空間から放射さ
れる赤外線を複数の波長帯に分離するバンドパスフィル
タと、各バンドパスフィルタを通過した赤外線をそれぞ
れ検知する赤外線検知器を備え、該複数の波長帯のうち
一つの波長帯はCO2分子の共鳴放射波長帯を含み、1〜1
6μm波長範囲を検知する赤外線検知部並びに前記それ
ぞれの波長帯の赤外線検知器の出力およびこれらの検知
出力の比の時間的変化に基づいて火災発生判定および監
視空間の放射温度の演算を行なう信号処理装置とより環
境監視装置を構成することにより、放射温度という共通
の物理量の測定を通して、環境制御については常時放射
温度を監視することにより空調装置の制御を行ない、火
災検知に関しては火災発生の際における放射温度の異常
パターンの検出並びにCO2ガスの共鳴吸収赤外線の検出
を行なって判断することで、環境全体の温度変化が電熱
器などによる温度変化か、ガスコンロ、ストーブなどの
火災を有する暖房器具による温度変化か、火災が発生し
ているかの判断が正確に行なえ、人体にとって快適な環
境の制御と誤動作のない火災検知が可能になるという効
果がある。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention includes a bandpass filter that separates infrared rays emitted from a surveillance space into a plurality of wavelength bands, and an infrared detector that detects the infrared rays that have passed through each bandpass filter. , One of the plurality of wavelength bands includes a resonant radiation wavelength band of CO 2 molecules, 1 to 1
Signal processing for determining fire occurrence and calculating radiation temperature in the monitoring space based on the output of the infrared detector for detecting the 6 μm wavelength range and the outputs of the infrared detectors in the respective wavelength bands and the temporal change of the ratio of these detection outputs By configuring an environment monitoring device with the device, the air conditioner is controlled by constantly monitoring the radiant temperature for environmental control through the measurement of a common physical quantity called the radiant temperature. Judgment is made by detecting abnormal patterns of radiation temperature and detecting CO 2 gas resonance absorption infrared rays, and whether the temperature change of the whole environment is due to electric heaters or heating appliances with fire such as gas stoves and stoves. It is possible to accurately judge whether there is a temperature change or a fire, and to control the environment comfortable for the human body and to prevent malfunctions. This has the effect of enabling fire detection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る環境監視装置の一実施例を示す基
本構成図、 第2図は赤外線放射源から放射される赤外線波長と量
(相対値)との関係を示す図、 第3図(A)は火災発生時の温度変化を示す図、 第3図(B)は火災発生時の発熱面積の変化を示す図、 第4図は赤外線検出装置の一例を示す概略構成図、 第5図は信号処理回路の一実施例を示す回路図、 第6図は火災発生時における第1図の火災検知装置の各
検知器の出力変化を示す図、 第7図はパッケージ型赤外線検知器の一例を示す斜視
図、 第8図はそれを用いた火災検知装置の概略構成図、 第9図はその赤外線検知器の内部構造を示す分解斜視
図、 第10図はその赤外線検知器の回路構成例を示す回路図で
ある。 1……チョッパ、2a〜2d……バンドパスフィルタ、3a〜
3d……赤外線検知器、4……回転検知器、20……警報
器、50……信号処理装置、51……空調装置、52……温度
測定器、53……赤外線検出装置。
FIG. 1 is a basic configuration diagram showing an embodiment of an environment monitoring device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an infrared wavelength emitted from an infrared radiation source and an amount (relative value), FIG. (A) is a diagram showing a temperature change at the time of a fire, FIG. 3 (B) is a diagram showing a change of a heat generation area at the time of a fire, and FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of an infrared detection device. FIG. 6 is a circuit diagram showing an embodiment of a signal processing circuit, FIG. 6 is a diagram showing an output change of each detector of the fire detection device of FIG. 1 when a fire occurs, and FIG. 7 is a package type infrared detector. Fig. 8 is a perspective view showing an example, Fig. 8 is a schematic configuration diagram of a fire detection device using the same, Fig. 9 is an exploded perspective view showing the internal structure of the infrared detector, and Fig. 10 is a circuit configuration of the infrared detector. It is a circuit diagram which shows an example. 1 ... Chopper, 2a ~ 2d ... Bandpass filter, 3a ~
3d ... infrared detector, 4 ... rotation detector, 20 ... alarm device, 50 ... signal processing device, 51 ... air conditioner, 52 ... temperature measuring device, 53 ... infrared detecting device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬川 秀夫 埼玉県戸田市新曽南3丁目17番35号 日 本鉱業株式会社内 (72)発明者 佐藤 博臣 東京都調布市飛田給2丁目19番1号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 宮本 圭一 東京都調布市飛田給2丁目19番1号 鹿 島建設株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−69051(JP,A) 特開 昭64−74695(JP,A) 特開 昭64−74696(JP,A) 特開 平3−59426(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hideo Segawa Inventor Hideo Segawa 3-17-35, Niizominami, Toda City, Saitama Nihon Mining Co., Ltd. Kashima Construction Co., Ltd. Technical Research Institute (72) Inventor Keiichi Miyamoto 2-191-1 Tobita-cho, Chofu-shi, Tokyo Kashima Construction Co., Ltd. Technical Research Laboratory (56) Reference JP-A-62-69051 (JP, A) JP-A-64-74695 (JP, A) JP-A-64-74696 (JP, A) JP-A-3-59426 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】監視空間から放射される赤外線を複数の波
長帯に分離するバンドパスフィルタと、各バンドパスフ
ィルタを通過した赤外線をそれぞれ検知する複数の赤外
線検知器と、該赤外線検知器の出力に基づいて火災発生
判定および監視空間の放射温度の演算を行なう信号処理
装置とを備えた環境監視装置であって、火災発生判定と
放射温度の演算とで赤外線検知器を共用するとともに、
上記複数のバンドパスフィルタは少なくともCO2分子の
共鳴放射波長帯を含む4〜5.5μmに中心波長を有する
バンドパスフィルタと8〜15μmに中心波長を有するバ
ンドパスフィルタとを含み、上記信号処理装置は上記赤
外線検知器の出力に基づいて発熱面積を求め、得られた
面積と上記複数の赤外線検知器の出力の時間的変化およ
び複数の赤外線検知器の出力の比の時間的変化に基づい
て火災発生判定を行なうようにしたことを特徴とする環
境監視装置。
1. A bandpass filter for separating infrared rays radiated from a surveillance space into a plurality of wavelength bands, a plurality of infrared ray detectors for respectively detecting the infrared rays passing through the respective bandpass filters, and an output of the infrared ray detectors. An environment monitoring device including a signal processing device that performs a fire occurrence determination and a radiation temperature calculation of a monitoring space based on, and shares an infrared detector with the fire occurrence determination and the radiation temperature calculation,
The plurality of bandpass filters include a bandpass filter having a center wavelength of 4 to 5.5 μm and a bandpass filter having a center wavelength of 8 to 15 μm including at least the resonance radiation wavelength band of CO 2 molecules, and the signal processing device includes A heat generation area is calculated based on the output of the infrared detector, and a fire occurs based on the obtained area and the temporal change of the outputs of the infrared detectors and the ratio of the output of the infrared detectors. An environmental monitoring device characterized by making a determination.
【請求項2】2〜3μmに中心波長を有するバンドパス
フィルタ、3〜4μmに中心波長を有するバンドパスフ
ィルタ、4〜5.5μmに中心波長を有するバンドパスフ
ィタ、8〜15μmに中心波長を有するバンドパスフィル
タのうち少なくとも4〜5.5μmに中心波長を有するバ
ンドパスフィルタと8〜15μmに中心波長を有するバン
ドパスフィルタを含む3つ以上のバンドパスフィルタを
備えてなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の環境監視装置。
2. A bandpass filter having a center wavelength of 2 to 3 μm, a bandpass filter having a center wavelength of 3 to 4 μm, a bandpass filter having a center wavelength of 4 to 5.5 μm, and a center wavelength of 8 to 15 μm. Among the bandpass filters, three or more bandpass filters including a bandpass filter having a center wavelength of at least 4 to 5.5 μm and a bandpass filter having a center wavelength of 8 to 15 μm are provided. The environmental monitoring device according to the first section.
【請求項3】屋内空気温度を測定する接触式温度測定器
を備え、該温度測定器および上記赤外線検知器の出力に
基づいて上記信号処理装置が空気調和装置もしくは冷暖
房機に対する制御信号を形成することを特徴とする特許
請求の範囲第1項または第2項記載の環境監視装置。
3. A contact type temperature measuring device for measuring indoor air temperature, wherein the signal processing device forms a control signal for an air conditioner or an air conditioner based on outputs of the temperature measuring device and the infrared detector. The environment monitoring device according to claim 1 or 2, wherein:
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