JP2673135B2 - Fire detection method and fire detector - Google Patents
Fire detection method and fire detectorInfo
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- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、火源から放射される赤
外線を検出して火災を検知する火災検知方法に関するも
のであり、特に多波長の赤外線を同時に検出して火災と
非火災の区別を明確化する火災検知方法に適応する。本
発明は、電熱器、調理などの非火災源による誤報を無く
し、比較的小規模な火災(燻焼状態)から火災の危険度
に応じた警報を発報し、速やかに初期対応をとれるため
の火災検知方法を提供するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fire detection method for detecting a fire by detecting infrared rays emitted from a fire source, and particularly to detect infrared rays of multiple wavelengths simultaneously to distinguish between fire and non-fire. It applies to the fire detection method that clarifies. The present invention eliminates false alarms due to non-fire sources such as electric heaters and cooking, issues a warning according to the risk of fire from a relatively small fire (smoked state), and can promptly take an initial response. To provide a fire detection method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の煙、熱などを感知する火災検知方
法では、煙や熱が大空間を有する建屋内では検知器のあ
る上部まで影響しないため検知が困難であり、赤外線を
用いた検知器を使用する必要がある。従来より、火炎か
ら放射される赤外線を検知する炎検知器は実用化されて
いる。また、これらの炎検知器では、炎から放射される
特有のスペクトル線(4.4μm帯;CO2の共鳴放射帯)を
検出するものが主流であるが、炎以外の赤外線源による
誤動作を減らす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出し、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
として判断している。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
を感知することを提唱している。2. Description of the Related Art With conventional fire detection methods that detect smoke, heat, etc., it is difficult to detect smoke and heat in a building with a large space because it does not affect the upper part of the detector. Need to use a vessel. Conventionally, a flame detector that detects infrared rays emitted from a flame has been put into practical use. Most of these flame detectors detect the characteristic spectral line emitted from the flame (4.4 μm band; CO 2 resonance radiation band), but there are several methods to reduce malfunctions due to infrared sources other than flames. Some attempts have been proposed. For example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 50-2497 detects the radiation doses at 4.3 μm and two wavelengths before and after it, and judges as a flame when the radiation doses at 4.3 μm and other two wavelengths exceed a certain value. doing. JP-A-57-96492 discloses 2
It proposes to detect the presence of a flame by determining whether or not a valley exists between two convex portions.
【0003】その他、特開昭61−32195号は、近
赤外線域の波長の放射線を検出する第1の放射線検出手
段と、写真赤外領域の波長の放射線を検出する第2の放
射線検出手段と、前記第1および第2放射線検出手段か
らの出力信号を受信し、これらの出力信号のレベル差と
同期性とにより出力信号の論理的組み合せを演算する演
算手段と、演算手段からの組み合わせ出力信号により火
災信号とノイズ信号とを判別する検出手段を具備する火
災感知装置を開示する。これは、発炎火災と可視光ノイ
ズが2.3μmと0.9μmの赤外線の相関関係に同期
性を有し、燻焼火災は同期性を示さず、又発炎火災と燻
焼火災は近赤外線強度が写真赤外線強度より大きく、可
視光ノイズは近赤外線強度が写真赤外線強度より小さい
ことを利用し、上記2種の放射線を比較して火災と可視
光ノイズの区別、および発炎火災と燻焼火災を区別する
ものである。In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-32195 discloses a first radiation detecting means for detecting radiation having a wavelength in the near infrared region, and a second radiation detecting means for detecting radiation having a wavelength in the photographic infrared region. Receiving means for receiving output signals from the first and second radiation detecting means, and calculating a logical combination of the output signals based on a level difference between these output signals and synchronism; and a combined output signal from the calculating means. Discloses a fire detecting device provided with a detecting means for distinguishing between a fire signal and a noise signal. This is because the flaming fire and the visible light noise have a synchronism in the correlation between the infrared rays of 2.3 μm and 0.9 μm, the smoldering fire does not show the synchronization, and the flaming fire and the smoldering fire are close. The infrared light intensity is higher than the photographic infrared light intensity, and the visible light noise is based on the fact that the near infrared light intensity is smaller than the photographic infrared light intensity. It distinguishes burning fire.
【0004】しかしながら、電灯等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は、通常的な電灯による誤報を少
なくはしたが、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。すなわち、電熱器等で
は誤報を発し、その適用に制約が大きい。また、4.3
μmとその前後の2波長における放射線量を検出し、
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して判断する方法では、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。さらに、2.3μmと0.9μmの2種の放
射線のレベル差と同期性とを比較して火災と可視光ノイ
ズの区別、および発炎火災と燻焼火災を区別するもので
は、火災の種類、燃え方によっては必ずしもここでいう
同期性がみられるとの補償はなく、信頼性を欠く。[0004] However, in the method of determining that there is no fire when the radiation intensity in the visible or near-infrared region is higher than the radiation intensity in the infrared region such as electric lamps, false alarms due to ordinary electric lamps are reduced. If the heating element does not emit visible or near-infrared rays or is weak, it is determined to be a fire and a false alarm is issued. That is, an electric heater or the like generates a false alarm, and its application is greatly restricted. Also, 4.3
μm and the radiation dose at two wavelengths before and after
In the method of judging as a flame when the radiation dose at 4.3 μm and the other two wavelengths exceeds a certain value, the flame can be detected but the flame is derived from a fire or a useful heat source. Origin cannot be detected. 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. Further, in the case of comparing the level difference between two types of radiation of 2.3 μm and 0.9 μm and the synchronicity to distinguish between fire and visible light noise, and to distinguish between flaming fire and smoldering fire, the type of fire However, there is no guarantee that the synchronicity mentioned here is observed depending on the way of burning, and the reliability is lacking.
【0005】また本発明者らは、このような状況に対し
て特願平2−061951号で監視域から放射される赤
外線の2波長以上の波長帯を検知し、それぞれの波長帯
の赤外線強度の比に基づいて赤外線源の温度を算出し、
この温度から上記いずれかの波長帯の赤外線強度を求め
この赤外線放射強度およびその波長帯を検出する赤外線
検知器の出力とに基づいて発熱面積を以下のようにして
算出することにより火災の状況判定を行なう火災検知方
式を考案した。Further, the inventors of the present invention have detected the wavelength bands of two or more wavelengths of the infrared rays radiated from the monitoring area in Japanese Patent Application No. Hei 2-0611951 to cope with such a situation, and detect the infrared intensity of each wavelength band. Calculate the temperature of the infrared source based on the ratio of
Judgment of the fire situation by calculating the infrared radiation intensity in any of the above wavelength bands from this temperature and calculating the heating area as follows based on this infrared radiation intensity and the output of the infrared detector that detects that wavelength band We devised a fire detection method to perform.
【0006】検知波長帯をλ1,λ2,…λn(n=2以上
の整数)とし、赤外線検知部DTにおいて検出されたそ
れぞれの波長帯の検出出力をV1,V2,…Vnとする。
そしてこれらの検出出力は赤外線検知部DTに入射した
各波長帯の赤外線強度を正確に反映しているものとす
る。ところで、プランクの放射則により、ある温度Tの
物体が波長λで半空間内に放射する赤外線の単位面積当
たりの放射強度は次式で表される。Let λ1, λ2, ... λn (n = integer of 2 or more) be detection wavelength bands, and let V1, V2, ... Vn be detection outputs of the respective wavelength bands detected by the infrared detector DT.
It is assumed that these detection outputs accurately reflect the infrared intensity of each wavelength band incident on the infrared detector DT. By the way, according to Planck's radiation law, the radiation intensity per unit area of the infrared radiation emitted from an object at a certain temperature T into a half space at a wavelength λ is expressed by the following equation.
【数1】 なお、ここでC1,C2は、C1=2πhc2,C2=hc/kで
決まる定数である。ただし、hはプランク定数、cは光速
度、kはボルツマン定数である。上記の(1)式に2つ
の検出波長帯λ1,λ2とその波長帯での放射赤外線強度
P1,P2を代入し、温度Tを求める近似式を導くと、(Equation 1) Here, C1 and C2 are constants determined by C1 = 2πhc 2 and C2 = hc / k. Here, h is Planck's constant, c is light speed, and k is Boltzmann's constant. Substituting the two detection wavelength bands λ1 and λ2 and the infrared radiation intensities P1 and P2 in the wavelength bands into the above formula (1) to derive an approximate formula for obtaining the temperature T,
【数2】 ここで、赤外線源Fから赤外線検知部DTまでの間の吸
収がλ1,λ2ともに無いとすれば上記(2)式のP1,
P2はV1,V2に置き換えることができる。すなわち、(Equation 2) If there is no absorption between λ1 and λ2 between the infrared source F and the infrared detector DT, P1 in the above equation (2),
P2 can be replaced with V1 and V2. That is,
【数3】 となる。(3)式より、異なった2波長の赤外線を各々
検出することによって赤外線源の温度が求められる。(Equation 3) Becomes From the equation (3), the temperature of the infrared source is obtained by detecting the infrared rays having two different wavelengths.
【0007】次に、上式(3)によって求めた温度Tか
らλ1或はλ2における単位面積当たりの黒体輻射強度
(これをP1’或はP2’とする)がプランクの輻射則
すなわち(1)式より求まる。一方、赤外線検知部DT
に入射する赤外線の強度は赤外線源Fとの距離Lによっ
て、1/(2πL2)になる。したがって、上記求めた
温度Tのある面積を持った(単位面積のs倍)赤外線源
から赤外線検知部DTに入射すべき赤外線強度P1”或
はP2”は、P1’或はP2’に1/(2πL2)とs
を乗じた値となる。実際にはsは未知であるから、便宜
上、P1”とP2”の計算値としては、赤外線源からの
赤外線検知部DTに入射する赤外線強度を用いる。赤外
線検知部の出力が入射赤外線強度を正確に反映している
と仮定しているので、V1或はV2からP1或はP2が
わかる。従って、距離Lを既知とすれば放射赤外線強度
P1或はP2と計算によって求めた入射赤外線強度P
1’或はP2’との比は赤外線源Fの面積sを表してい
ることになる。Next, the blackbody radiation intensity per unit area at λ1 or λ2 from the temperature T determined by the above equation (3) (this is referred to as P1 'or P2') is Planck's radiation law, that is, (1) ) Is obtained from the formula. On the other hand, the infrared detector DT
The intensity of the infrared light incident on is 1 / (2πL 2 ) depending on the distance L from the infrared source F. Therefore, the infrared ray intensity P1 ″ or P2 ″ to be incident on the infrared detector DT from the infrared ray source having an area having the above-obtained temperature T (s times the unit area) is 1 / P1 ′ or P2 ′. (2πL 2 ) and s
Multiplied by. Actually, since s is unknown, for convenience, the intensity of infrared light incident on the infrared detector DT from the infrared source is used as the calculated value of P1 ″ and P2 ″. Since it is assumed that the output of the infrared detection unit accurately reflects the intensity of the incident infrared light, P1 or P2 can be obtained from V1 or V2. Therefore, if the distance L is known, the radiated infrared intensity P1 or P2 and the incident infrared intensity P calculated.
The ratio with 1'or P2 'represents the area s of the infrared source F.
【0008】さらに、CO2の共鳴放射帯域を検出する赤
外線検知器を設け、ここで求めた赤外線源の温度および
発熱面積から式(1)によってCO2の共鳴放射帯域にお
ける黒体放射の赤外線強度Pco2’を算出し、上記P1な
どと同様に赤外線検知部に入射すべき赤外線強度Pco
2”を求め、これと実際に観測されたPco2との比を算出
する。ここで、Pco2”》Pco2であれば赤外線源は炎を
伴うものである。このようにして火災の状況を把握する
ことが可能となる。Further, an infrared detector for detecting the resonance radiation band of CO 2 is provided, and the infrared intensity of the black body radiation in the resonance radiation band of CO 2 is calculated by the formula (1) from the temperature and the heating area of the infrared source obtained here. Pco2 'is calculated, and the infrared intensity Pco to be incident on the infrared detector is calculated in the same manner as P1 above.
2 "is calculated, and the ratio of this to Pco2 actually observed is calculated. Here, if Pco2">> Pco2, the infrared ray source is accompanied by a flame. In this way, it is possible to grasp the situation of the fire.
【0009】しかしながら実際の火災に対しては状況の
把握とそれに基づいた適切な警報の発報が必要であり、
ここで把握された火災状況をいかに判断するかが重要に
なってくる。上記火災検知方法では、火源の温度、面積
から状況を把握するものである。しかしながら温度が一
定値以上の熱源を警戒しかつ面積が一定値以上の熱源を
火災と判定するこの方法では、温度が低いが大面積の発
熱であるが故に火災の危険がある場合、例えば暖房器具
の過熱などのような場合には火災の危険性を把握するこ
とができない。However, for an actual fire, it is necessary to grasp the situation and to issue an appropriate alarm based on it.
It is important how to judge the fire situation grasped here. In the above fire detection method, the situation is grasped from the temperature and area of the fire source. However, in this method where the heat source whose temperature is a certain value or more is vigilant and the heat source whose area is a certain value or more is judged as a fire, when there is a danger of fire because the temperature is low but the heat of a large area is generated, for example, heating equipment In case of overheating, it is not possible to understand the risk of fire.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者らはこのような
状況に対して火災の規模と周囲に与える熱量に着目し、
これによって正確な火災検知と警報の発報を行なう火災
検知方法および火災検知器を考案した。すなわち (1)発熱源から放射される赤外線を複数の波長帯に分
離して検出し、各波長帯間の赤外線強度の比と赤外線強
度の絶対値によって火災か否かを判断する火災検知方法
において、前記複数の波長帯が、中心波長3μm半値
幅0.4μm(λ1),中心波長4.4μm半値幅
0.4μm(λ2),中心波長5.5μm半値幅0.
8μm(λ3),中心波長8.5μm半値幅1.0μ
m(λ4)の各波長帯であり、波長帯(λ1、λ3)と
その波長帯での検出出力(V1、V3)または(λ3、
λ4)とその波長帯での検出出力(V3、V4)を用
い、 Tij=C2×(λi−λj)/(λi×λj× 1n
((Vj/Vi)×(λj/λi)5)) (ただし、C2=hc/k(h;ブランク定数、k;ボ
ルツマン定数、c;光速度)) より算出した温度Tijと、 P(λi,Tij)=C1/(λi5×(exp(C2
/(λi×Tij))−1)) (ただし、C1=2πhc2(h;ブランク定数、k;
ボルツマン定数、c;光速度)) より算出した単位面積当たりの黒体輻射強度P(λi,
Tij)と前記波長帯λiの検出出力Viとの比から算
出した発熱面積Sを用い、 W=Tij4σ×s(ただしσ=5.673×10
−12(W/cm2・deg4)) から発熱源の放射エネルギー量Wを算出し、発熱源の放
射エネルギー量Wと放射エネルギー量Wの増加率の値よ
り火災か否かを判断することを特徴とする火災検知方
法。 (2)発熱源から放射される赤外線を複数の波長帯に分
離して検出し、各波長帯間の赤外線強度の比と赤外線強
度の絶対値によって火災か否かを判断する判定手段を備
えた火災検知器において、前記複数の波長帯が、中心
波長3μm半値幅0.4μm(λ1),中心波長4.
4μm半値幅0.4μm(λ2),中心波長5.5μ
m半値幅0.8μm(λ3),中心波長8.5μm半
値幅1.0μm(λ4)の各波長帯であり、前記判定手
段が、波長帯(λ1、λ3)とその波長帯での検出出力
(V1、V3)または(λ3、λ4)とその波長帯での
(V3、V4)を用い Tij=C2×(λi−λj)/(λi×λj× 1n
((Vj/Vi)×(λj/λi)5)) (ただし、C2=hc/k(h;ブランク定数、k;ボ
ルツマン定数、c;光速度)) より温度TiJを算出する手段と、 P(λi,Tij)=C1/(λi5×(exp(C2
/(λi×Tij))−1)) (ただし、C1=2πhc2(h;ブランク定数、k;
ボルツマン定数、c;光速度)) より算出した単位面積当たりの黒体輻射強度P(λi,
Tij)と前記波長帯λiの検出出力Viとの比から発
熱面積sを算出する手段と、 W=Tij4σ×s(ただしσ=5.673×10
−12(W/cm2・deg4)) から発熱源の放射エネルギー量Wを算出する手段と、発
熱源の放射エネルギー量Wと放射エネルギー量Wの増加
率の値より火災か否かを判断する手段とを備えたことを
特徴とする火災検知器 (3)前記温度Tijを算出する手段が、波長帯(λ
1、λ3)とその波長帯での検出出力(V1、V3)ま
たは(λ3、λ4)とその波長帯での(V3、V4)を
用い Tij=C2×(λi−λj)/(λi×λj× 1n
((Vj/Vi)×(λj/λi)5)) より算出された温度T13またT34の値が、300℃
を超えているときはT13を、300℃以下のときはT
34を発熱源の温度とする手段を備えたことを特徴とす
る上記(2)記載の火災検知器。 (4)前記判定手段が、波長帯λ2と前記温度Tijと P(λ2,Tij)=C1/(λ25×(exp(C2
/(λ2×Tij))−1)) より算出した単位面積当たりの黒体輻射強度P(λ2,
Tij)と、波長帯λ2での検出出力V2との比が2以
上であるとき炎の存在の警報を発する手段を備えたこと
を特徴とする上記(2)または(3)記載の火災検知
器。である。The inventors of the present invention have focused on the scale of a fire and the amount of heat given to the surroundings in such a situation,
With this, we devised a fire detection method and a fire detector that perform accurate fire detection and alarm issuing. That is, (1) In a fire detection method in which infrared rays radiated from a heat source are separated and detected in a plurality of wavelength bands, and whether or not there is a fire is determined by the ratio of the infrared intensity between each wavelength band and the absolute value of the infrared intensity. , The center wavelength is 3 μm, the half-value width is 0.4 μm (λ1), the center wavelength is 4.4 μm, the half-value width is 0.4 μm (λ2), and the center wavelength is 5.5 μm.
8 μm (λ3), center wavelength 8.5 μm, half width 1.0 μ
m (λ4), each of which is a wavelength band (λ1, λ3) and a detection output (V1, V3) or (λ3,
λ4) and the detection output (V3, V4) in that wavelength band, Tij = C2 × (λi−λj) / (λi × λj × 1n
((Vj / Vi) × (λj / λi) 5 )) (where C2 = hc / k (h; blank constant, k; Boltzmann constant, c; speed of light)) and the temperature Tij, and P (λi , Tij) = C1 / (λi 5 × (exp (C2
/ (Λi × Tij))-1)) (where C1 = 2πhc 2 (h; blank constant, k;
Boltzmann constant, c; speed of light)) and the black body radiation intensity P (λi, per unit area) calculated from
Tij) and the heat generation area S calculated from the ratio of the detection output Vi of the wavelength band λi, W = Tij 4 σ × s (where σ = 5.673 × 10)
-12 (W / cm 2 · deg 4 )) to calculate the radiant energy amount W of the heat source and determine whether or not there is a fire based on the radiant energy amount W of the heat source and the rate of increase of the radiant energy amount W. Fire detection method characterized by. (2) The infrared ray radiated from the heat source is separated into a plurality of wavelength bands to be detected, and a judgment means for judging whether or not there is a fire based on the ratio of the infrared intensity between the wavelength bands and the absolute value of the infrared intensity is provided. In the fire detector, the plurality of wavelength bands have a center wavelength of 3 μm, a half value width of 0.4 μm (λ1), and a center wavelength of 4.
4 μm half-value width 0.4 μm (λ2), center wavelength 5.5 μ
m half-value width 0.8 μm (λ3), center wavelength 8.5 μm half-value width 1.0 μm (λ4), and the determination means detects the wavelength band (λ1, λ3) and its detection output. Using (V1, V3) or (λ3, λ4) and (V3, V4) in that wavelength band, Tij = C2 × (λi−λj) / (λi × λj × 1n
((Vj / Vi) × (λj / λi) 5 )) (where C2 = hc / k (h; blank constant, k; Boltzmann constant, c; light velocity)) means for calculating the temperature TiJ, and P (Λi, Tij) = C1 / (λi 5 × (exp (C2
/ (Λi × Tij))-1)) (where C1 = 2πhc 2 (h; blank constant, k;
Boltzmann constant, c; speed of light)) and the black body radiation intensity P (λi, per unit area) calculated from
Tij) and a means for calculating the heat generation area s from the ratio of the detection output Vi of the wavelength band λi, and W = Tij 4 σ × s (where σ = 5.673 × 10).
-12 (W / cm 2 · deg 4 )) A means for calculating the radiant energy amount W of the heat source and the radiant energy amount W of the heat source and the rate of increase of the radiant energy amount W are used to judge whether or not there is a fire. (3) A means for calculating the temperature Tij is a wavelength band (λ
1, λ3) and detection output (V1, V3) in that wavelength band or (λ3, λ4) and (V3, V4) in that wavelength band are used. Tij = C2 × (λi−λj) / (λi × λj × 1n
The value of the temperature T13 or T34 calculated by ((Vj / Vi) × (λj / λi) 5 )) is 300 ° C.
When the temperature exceeds 300 ° C, T13
The fire detector according to the above (2), further comprising means for setting 34 as the temperature of the heat source. (4) The determining means determines the wavelength band λ2, the temperature Tij, and P (λ2, Tij) = C1 / (λ2 5 × (exp (C2
/ (Λ2 × Tij))-1)) The black body radiation intensity P (λ2, per unit area) calculated from
Tij) and a detection output V2 in the wavelength band λ2 have a ratio of 2 or more, and a means for issuing an alarm of the presence of a flame is provided, and the fire detector according to the above (2) or (3). .. It is.
【0011】以下にその具体的な方法について述べる。
図1は、本発明が適用される火災検知器の概念図であ
る。赤外線源Fから放射される赤外線は、赤外線検知部
DTに入射する。赤外線検知部DTにおいて、入射した
赤外線はCO2の共鳴放射帯とそのほかに2以上の検知波
長帯に分離されて検出される。赤外線検知部DTにおい
て検出された赤外線強度は、信号処理部SPで処理さ
れ、赤外線源の温度、発熱面積、放射エネルギー量、炎
の有無、およびこれらの変化率が計算される。この計算
結果は判断部Jで判定されて警報を発する。The specific method will be described below.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a fire detector to which the present invention is applied. Infrared rays emitted from the infrared ray source F enter the infrared detecting section DT. In the infrared detector DT, the incident infrared light is separated and detected into a resonance radiation band of CO 2 and two or more detection wavelength bands. The infrared intensity detected by the infrared detection unit DT is processed by the signal processing unit SP, and the temperature of the infrared source, the heat generation area, the amount of radiant energy, the presence or absence of flame, and the rate of change of these are calculated. The result of this calculation is judged by the judgment unit J and an alarm is issued.
【0012】信号処理部SPにおける処理の内容を具体
的に説明する。前記赤外線検知部DTにおいて分離され
た波長帯のうちCO2の共鳴放射帯をλcとし、そのほかの
検知波長帯をλ1,λ2,…λn(n=2以上の整数)とす
る。また、赤外線検知部DTにおいて検出されたそれぞ
れの波長帯の検出出力のうちCO2の共鳴放射帯の検出出
力をVcとし、そのほかの波長帯の検出出力をV1,V
2,…Vnとする。そしてこれらの検出出力は赤外線検知
部Dに入射した各波長帯の赤外線強度を正確に反映して
いるものとする。ところで、プランクの放射則により、
ある温度Tの物体が波長λで半空間内に放射する赤外線
の単位面積当たりの放射強度は次式で表される。The contents of processing in the signal processing unit SP will be specifically described. Of the wavelength bands separated by the infrared detector DT, the resonance radiation band of CO 2 is λc, and the other detection wavelength bands are λ1, λ2, ... λn (n = integer of 2 or more). Of the detection outputs of the respective wavelength bands detected by the infrared detector DT, the detection output of the CO 2 resonance radiation band is Vc, and the detection outputs of the other wavelength bands are V1 and V
2, ... Vn. It is assumed that these detection outputs accurately reflect the infrared intensity of each wavelength band incident on the infrared detection unit D. By the way, according to Planck's radiation law,
The radiant intensity per unit area of infrared rays emitted from an object at a certain temperature T into the half space at the wavelength λ is expressed by the following equation.
【数4】 なお、ここでC1,C2は、C1=2πhc2,C2=hc/kで
決まる定数である。ただし、hはプランク定数、cは光速
度、kはボルツマン定数である。上記の(4)式に2つ
の検出波長帯λ1,λ2とその波長帯での放射赤外線強度
P1,P2を代入し、温度Tを求める近似式を導くと、(Equation 4) Here, C1 and C2 are constants determined by C1 = 2πhc 2 and C2 = hc / k. Here, h is Planck's constant, c is light speed, and k is Boltzmann's constant. Substituting the two detection wavelength bands λ1 and λ2 and the infrared radiation intensities P1 and P2 in the wavelength bands into the above formula (4) to derive an approximate formula for obtaining the temperature T,
【数5】 ここで、赤外線源Fから赤外線検知部DTまでの間の吸
収がλ1,λ2ともに無いとすれば上記(5)式のP1,
P2はV1,V2に置き換えることができる。すなわち、(Equation 5) If there is no absorption between the infrared source F and the infrared detector DT for both λ1 and λ2, P1 of the above equation (5),
P2 can be replaced with V1 and V2. That is,
【数6】 となる。式(6)より、異なった2波長の赤外線を各々
検出することによって赤外線源の温度が求められる。温
度を求める波長帯は、ただ一つの組み合せでも可能であ
るが、望むべくは2つ以上の波長帯の組み合せを用いて
赤外線源の温度によって切り替られることが望ましい。
例えば、100℃程度の温度から検知する場合には10μm前
後の波長帯を用い、1000℃以上の温度を検知する場合に
は3μm前後の波長帯を用いるなどとするとより正確な温
度の検知ができ、ごく初期の段階から火災の正確な状況
把握が可能となる。(Equation 6) Becomes From the equation (6), the temperature of the infrared source can be obtained by detecting infrared rays of two different wavelengths. The wavelength band for which the temperature is required can be a single combination, but if desired, it is desirable to use a combination of two or more wavelength bands and switch the temperature depending on the temperature of the infrared source.
For example, when detecting from a temperature of about 100 ° C, a wavelength band of about 10 μm is used, and when detecting a temperature of 1000 ° C. or more, a wavelength band of about 3 μm is used. It is possible to grasp the exact situation of the fire from the very early stages.
【0013】次に、上式(6)によって求めた温度Tか
らλ1或はλ2における単位面積当たりの黒体輻射強度
(これをP1’或はP2’とする)がプランクの輻射則
すなわち式(4)より求まる。一方赤外線検知部DTに
入射する赤外線の強度は赤外線源Fとの距離Lによっ
て、1/(2πL2)になる。したがって、上記求めた
温度Tのある面積を持った(単位面積のs倍)赤外線源
から赤外線検知部DTに入射すべき赤外線強度P1”或
はP2”は、P1’或はP2’に1/(2πL2)とs
を乗じた値となる。 すなわち、P1”=P1’×1/(2πL2)×s (7) P2”=P2’×1/(2πL2)×s (8) となる。赤外線検知部の出力が入射赤外線強度を正確に
反映していると仮定しているので、V1或はV2からP
1或はP2がわかる。実際にはsは未知であるから、便
宜上、P1”とP2”の計算値としては、赤外線源から
の赤外線検知部DTに入射する赤外線強度を用いる。従
って、距離Lを既知とすれば放射赤外線強度P1或はP
2と計算によって求めた入射赤外線強度P1’或はP
2’との比は式(7)、(8)から判るように赤外線源
Fの面積sを表していることになる。Next, the blackbody radiation intensity per unit area at λ1 or λ2 from the temperature T obtained by the above equation (6) (this is designated as P1 'or P2') is Planck's radiation law, that is, the equation ( Obtained from 4). On the other hand, the intensity of the infrared light incident on the infrared detector DT becomes 1 / (2πL 2 ) depending on the distance L from the infrared source F. Therefore, the infrared ray intensity P1 ″ or P2 ″ to be incident on the infrared detector DT from the infrared ray source having an area having the above-obtained temperature T (s times the unit area) is 1 / P1 ′ or P2 ′. (2πL 2 ) and s
Multiplied by. That is, P1 ″ = P1 ′ × 1 / (2πL 2 ) × s (7) P2 ″ = P2 ′ × 1 / (2πL 2 ) × s (8). Since it is assumed that the output of the infrared detector accurately reflects the intensity of the incident infrared light, P1 from V1 or V2
1 or P2 is known. Actually, since s is unknown, for convenience, the intensity of infrared light incident on the infrared detector DT from the infrared source is used as the calculated value of P1 ″ and P2 ″. Therefore, if the distance L is known, the radiant infrared intensity P1 or P
2 and incident infrared intensity P1 'or P obtained by calculation
The ratio with 2'represents the area s of the infrared source F as can be seen from the equations (7) and (8).
【0014】さらに、ここで求めた赤外線源の温度およ
び発熱面積から式(4)によってCO2の共鳴放射帯域に
おける黒体放射の赤外線強度Pco2’を算出し、上記P
1”などと同様に赤外線検知部に入射すべき赤外線強度
Pco2”を求め、これと実際に観測されたPco2との比を
算出する。ここで、Pco2>>Pco2”であれば赤外線源は
炎を伴うものである。Further, the infrared intensity Pco2 'of the black body radiation in the resonance radiation band of CO 2 is calculated from the temperature and heat generation area of the infrared source obtained here by the equation (4), and the above P
The infrared intensity Pco2 ″ to be incident on the infrared detector is obtained in the same manner as 1 ″ and the ratio of this to the actually observed Pco2 is calculated. Here, if Pco2 >> Pco2 ″, the infrared source is accompanied by a flame.
【0015】前記した手段によって赤外線源の温度およ
び面積が求められる。ところで、赤外線源の温度が高い
場合でもその大きさ、すなわち面積が小さければ火災で
はなく、また逆に温度が低く面積の大きい場合は火災の
可能性が高い。このようにあらゆる状態の熱源を考える
上で重要となるのは、その熱源が周囲に与える熱量であ
る。すなわち、周囲に与える熱量が大きければ延焼の危
険性が増大し、拡大速度も大きくなる。火源が周囲に与
える熱量はすなわち火源の放射エネルギー量によって定
まる。従って、放射エネルギー量を火源の規模と考える
ことができる。ある温度T、面積sの熱源の放射エネル
ギーWはステファン―ボルツマンの法則から、 W=T4σ・s (9) と表される。ここでσはステファン―ボルツマンの定数
で、σ=5.673×10-12(W/cm2・deg4)である。従っ
て、赤外線源の温度、面積から火源の規模が求まる。The temperature and area of the infrared source are obtained by the means described above. By the way, even if the temperature of the infrared source is high, if the size, that is, the area is small, it is not a fire, and conversely, if the temperature is low and the area is large, there is a high possibility of fire. What is important in considering such a heat source in all states is the amount of heat that the heat source gives to the surroundings. That is, if the amount of heat given to the surroundings is large, the risk of fire spread increases, and the expansion speed also increases. The amount of heat the fire source gives to the surroundings is determined by the amount of radiant energy of the fire source. Therefore, the amount of radiant energy can be considered as the scale of the fire source. The radiant energy W of the heat source at a certain temperature T and area s is expressed as W = T 4 σ · s (9) from the Stefan-Boltzmann law. Here, σ is a Stefan-Boltzmann constant, and σ = 5.673 × 10 −12 (W / cm 2 · deg 4 ). Therefore, the scale of the fire source is determined from the temperature and area of the infrared source.
【0016】図1に示す判断部Jでは、信号処理部SP
にて前記した手段によって求めた放射エネルギー量がそ
の対象とする空間における危険状態の発熱量を越えた場
合に警報を発する。一般的な火災については、火源の発
熱量が5kW〜20kWで危険な状態、すなわちその空間に居
合せた人間が危険と感じる状態になるとされている。も
ちろんこの値は、対象とする空間の大きさ、用途などに
よって変えられる性格のものである。また、前記危険状
態の発熱量より小さい値に1つ以上の小区分を設け、放
射エネルギー量がそれぞれの区分を越える毎に危険性を
段階的に区分して警報を発することで、火災の初期状態
から、警戒の警報を発報することができ、より確度の高
い火災の検知が可能となる。図2には初期火災の燻焼か
ら発炎火災に到るまでの放射エネルギー量の変化と警報
の段階的区分の一例として、警報を6段階とした例を示
す。図2に示すように火災のごく初期の段階で発熱体の
存在による警戒警報が出されるため、初期火災の発見を
容易にすることができ、さらにその危険度による警報が
発報されるため初期対応が容易となる。ここで、段階的
区分は6段階に限らず、通常2〜9段階程度である。In the judgment unit J shown in FIG. 1, the signal processing unit SP
When the amount of radiant energy obtained by the above-mentioned means exceeds the amount of heat generated in a dangerous state in the target space, an alarm is issued. It is said that a general fire is in a dangerous state when the calorific value of the fire source is 5 kW to 20 kW, that is, a state in which a person present in the space feels dangerous. Of course, this value has a characteristic that can be changed depending on the size of the target space, the use, and the like. In addition, by providing one or more subdivisions for the value smaller than the heat generation amount in the dangerous state, and categorizing the danger stepwise and issuing an alarm each time the radiant energy amount exceeds each division, an early warning It is possible to issue a warning warning from the state, and it is possible to detect a fire with higher accuracy. FIG. 2 shows an example in which there are 6 stages of alarms as an example of the gradual division of the radiant energy amount from the smoldering of the initial fire to the flaming fire and the staged classification of the alarm. As shown in Fig. 2, a warning alert is issued due to the presence of a heating element at the very early stage of the fire, which makes it easier to detect the initial fire, and an alarm is issued according to the degree of danger. Correspondence becomes easy. Here, the gradual division is not limited to 6 steps, but is usually about 2 to 9 steps.
【0017】さらに、放射エネルギー量の増加に着目す
ることで火災の状態変化をより正確に把握することがで
きる。すなわち、放射エネルギー量が大きくかつ放射エ
ネルギー量が増加傾向にある場合には火災の可能性が非
常に高い。また、放射エネルギー量が大きくともその時
間的な変化がない場合には火災ではなく、暖房などの有
用炎である場合が多い。従って、例えば図2に示すごと
く6段階の段階的区分で警報を発令することに加えて放
射エネルギー量の増加率によって警報の発令を行なうこ
とでさらに早い段階から確実な火災の検知が可能にな
る。Furthermore, by paying attention to the increase in the amount of radiant energy, it is possible to grasp the change in the state of the fire more accurately. That is, when the amount of radiant energy is large and the amount of radiant energy is increasing, the possibility of a fire is very high. If the amount of radiant energy is large but there is no change over time, it is not a fire but a useful flame such as heating in many cases. Therefore, for example, as shown in FIG. 2, by issuing an alarm in accordance with the rate of increase in the amount of radiant energy in addition to issuing an alarm in six stages, it is possible to detect a fire more reliably from an earlier stage. .
【0018】放射エネルギーの増加率は、算出した放射
エネルギー量の一定時間の変化率から求める。この方法
として、放射エネルギーの算出値を時系列的に一定時間
記憶し、その時系列値に移動平均などの高域遮断フィル
タ処理を施した後に一定時間はなれた2つの放射エネル
ギー値を比較する方法や、一定時間記憶された時系列値
をもとに、これらの値から最小2乗法によって変化の傾
向を求める方法などを用いる。増加率を算出する際の記
憶時間は、10秒以上であることが望ましいが、警報の遅
れを避けるために3分以下であることが望ましい。The rate of increase in radiant energy is determined from the rate of change in the calculated amount of radiant energy over a fixed period of time. As this method, a method of storing calculated values of radiant energy in a time series for a predetermined time, performing high-frequency cutoff filter processing such as a moving average on the time series values, and comparing two radiant energy values separated by a certain time, Based on the time series values stored for a certain period of time, a method of obtaining a tendency of change from these values by the least square method is used. The storage time when calculating the increase rate is desirably 10 seconds or more, but desirably 3 minutes or less to avoid a delay in the alarm.
【0019】火災判断の基準は、放射エネルギー量の増
加率があらかじめ決められた一定値を越えた場合、あら
かじめ決めた1つ以上の段階的区分に分ける場合、放射
エネルギーの増加率がその発熱源の放射エネルギー量の
一定割合以上の増加を示す場合、そしてその増加率がそ
の発熱源の放射エネルギーのあらかじめ決めた1つ以上
の段階的区分の割合に分ける場合などがある。これら
は、その空間の用途などによって決まる要求に応じて適
宜選択される。通常、この区分は1〜5程度が適当であ
る。警報は放射エネルギー量の増化率が上記基準を越え
た場合または上記区分の中に該当する場合に発熱源を火
災と判定する場合と、増加率の各段階に応じて例えば前
述の放射エネルギー量で決まる6段階の区分の警報を上
位の警報に移行させる場合があり、これも対象とする空
間の仕様によって適宜選択される。The criterion for fire judgment is that if the rate of increase in the amount of radiant energy exceeds a predetermined constant value, or if the rate of increase in radiant energy is divided into one or more predetermined stages, the rate of increase in radiant energy is the heat source. There is a case where the amount of radiant energy of the heat source shows an increase of a certain rate or more, and the rate of increase is divided into one or more predetermined stepwise division ratios of the radiant energy of the heat source. These are appropriately selected according to the requirements determined by the usage of the space. Usually, this division is appropriately about 1 to 5. The warning is when the heat source is judged to be a fire when the rate of increase in the amount of radiant energy exceeds the above criteria or when it falls within the above categories, and depending on each step of the rate of increase, for example, the amount of radiant energy described above. There are cases where the alarms of the six stages determined by are shifted to higher alarms, which are also appropriately selected according to the specifications of the target space.
【0020】さらに、図3に示した例のように放射エネ
ルギー量とその増加率の値によって火災可能性指数を定
義する。火災の可能性指数があらかじめ決めた1つ以上
の段階的区分を越えた場合にその場合に応じた警報を発
報することでより正確な火災検知が可能となる。この段
階的区分は通常2〜9段階程度が望ましい。Further, as in the example shown in FIG. 3, the fire possibility index is defined by the amount of radiant energy and the rate of increase thereof. When the fire possibility index exceeds one or more predetermined stepwise classifications, a more accurate fire detection can be performed by issuing an alarm corresponding to the case. It is usually desirable that this stepwise classification is about 2 to 9 steps.
【0021】上記温度、面積放射エネルギーおよび放射
エネルギーの増加率のほかに、さらに信号処理部SPで
算出したPco2”とPco2の比から、Pco2>>Pco2”であ
る場合には赤外線源は炎を伴うものである旨の警報を発
することよって火災検知の正確度がさらに向上する。In addition to the temperature, the area radiant energy, and the rate of increase of the radiant energy, from the ratio of Pco2 "and Pco2 calculated by the signal processing unit SP, when Pco2 >>Pco2", the infrared source emits a flame. The accuracy of fire detection is further improved by issuing a warning that it is accompanied.
【0022】さまざまな場合の温度、発熱面積、放射エ
ネルギー量の変化を摸式的に表すと、図4、図5、図6
の様になる。ここで、図4は揚げ物等の調理の場合であ
る。調理を行なっている最中に油が過熱して着火した場
合である。また、図5はパネルヒーター等の暖房の場合
である。使用中に機器の故障から過熱した場合である。
図6は、電気器具等を可燃物で覆った状態で燻焼から火
災に到る場合である。The changes in temperature, heat generation area, and amount of radiant energy in various cases can be schematically shown in FIGS. 4, 5, and 6.
It becomes like. Here, FIG. 4 shows a case of cooking a fried food or the like. This is when the oil overheats and ignites while cooking. FIG. 5 shows the case of heating a panel heater or the like. This is due to overheating due to equipment failure during use.
FIG. 6 shows a case where a smoky fire leads to a fire in a state where electric appliances and the like are covered with a combustible material.
【0023】調理の場合では調理開始から数分で温度は
定常状態に到るが、発熱面積は調理器具によって決ま
り、調理開始時から略一定である。さらに点a1から、
例えば油料理等の油が過熱し、点f1で燃え上がった場
合を想定している。点a1からの温度の上昇は緩やかで
あるが点f1では温度の急激な上昇があり、また発熱面
積も炎の大きさの分だけ増大する。このような場合、放
射エネルギー量は調理開始から温度の上昇に伴って増加
し、数分で定常状態に到る。さらに油の過熱によって点
a1から放射エネルギーが増加し、点f1で急激な増加が
起こる。従来のように一定温度以上である面積以上の発
熱体を火災と判断する火災検知方法の場合、図4のに
示す警報となる。すなわち、油が過熱して着火に到った
後に温度が警報基準値Taを超え、ほぼ同時に発熱面積が
警報基準値Saを超えて火災の警報が出されている。これ
に対して、本発明による放射エネルギー量を6段階に区
分して段階的に警報を発報する方式では図4のに示す
警報となる。すなわち、調理開始後まもなく放射エネル
ギー量が第1の警報基準E1を超え発熱体の存在を報じ
る。さらに第2の警報基準E2を超えたところで高温物体
の存在を報じるが、調理の場合はその後定常状態にな
る。調理を行なっている間はこの状態が連続している
が、このような場合にはその場に出向いて確認すること
も可能である。さらに点a1を過ぎ、過熱状態になると
放射エネルギー量は第3の警報基準E3を超え、高温危険
の警報となる。さらに過熱が続き、点f1を超えて着火
に到った瞬間に放射エネルギーは警報基準E4,E5を超え
火災の警報が出される。In the case of cooking, the temperature reaches a steady state within a few minutes from the start of cooking, but the heat generation area is determined by the cooking utensil and is substantially constant from the start of cooking. From point a1,
For example, it is assumed that the oil of oil cooking or the like is overheated and burned up at a point f1. The temperature rises gradually from the point a1, but the temperature rises sharply at the point f1, and the heat generation area also increases by the size of the flame. In such a case, the amount of radiant energy increases as the temperature rises from the start of cooking, and reaches a steady state within a few minutes. Further, the radiant energy increases from the point a1 due to overheating of the oil, and a sharp increase occurs at the point f1. In the case of the conventional fire detection method in which a heating element having an area equal to or higher than a certain temperature is judged to be a fire, the alarm shown in FIG. That is, the temperature exceeds the alarm reference value Ta after the oil has overheated and ignited, and the heat generation area exceeds the alarm reference value Sa almost at the same time, and a fire alarm is issued. On the other hand, in the method according to the present invention in which the radiant energy amount is divided into 6 stages and the alarm is issued stepwise, the alarm shown in FIG. 4 is obtained. That is, shortly after the start of cooking, the amount of radiant energy exceeds the first alarm criterion E1 and the presence of a heating element is reported. When the temperature exceeds the second alarm standard E2, the presence of a high-temperature object is reported, but in the case of cooking, the steady state is reached thereafter. This state continues during cooking, but in such a case, it is possible to go out and check the situation. Further, when the point a1 is passed and the state of overheating is reached, the amount of radiant energy exceeds the third alarm standard E3, and a high temperature danger alarm is issued. Further, as the overheating continues, the radiant energy exceeds the alarm standards E4 and E5 at the moment when the ignition is reached beyond the point f1 and a fire alarm is issued.
【0024】暖房の場合は、パネルヒーターの様な比較
的低温で大面積のものが安全性の面から多く用いられて
いる。この場合は図5に示すごとく暖房開始から緩やか
に50℃前後の温度まで上昇し以後は一定に保たれる。ま
た、発熱面積は暖房開始時からほぼ一定である。点a2
から暖房器の温度調節が故障し、温度が上昇した場合を
示している。暖房の場合の放射エネルギー量は、暖房開
始時から温度の上昇に伴って増加する。暖房の場合、温
度は比較的低温であるが面積が大きいために放射エネル
ギー量は大きい。点a2から器具の過熱に伴って放射エ
ネルギー量が増大している。この場合の警報は図5に示
すようになる。ここで、は従来のように一定温度以上
である面積以上の発熱体を火災と判断する火災検知方法
の場合であるがこの場合は温度の上昇が緩やかであるた
めに温度の警報基準Taを超えず、警報は全く出されな
い。これに対して放射エネルギー量では、発熱温度が低
くても発熱面積が大きいために大きな値を示しているこ
とが明かである。この場合の警報は、に示すごとく暖
房開始まもなく発熱体の存在を示し、その後高温物体の
存在を示す。点a2以降の温度上昇においても温度の上
昇は緩やかであっても放射エネルギーの増加は大きく、
過熱状態に移行してまもなく高温危険の警報となり、さ
らに放射エネルギー量がE4を超えて火災の可能性を示す
段階にまで到っている。この段階で確認することで火災
の発生を未然に防止することが可能である。In the case of heating, a panel heater such as a panel heater having a relatively low temperature and a large area is often used in terms of safety. In this case, as shown in FIG. 5, the temperature gradually rises to about 50 ° C. from the start of heating, and thereafter it is kept constant. Also, the heat generation area is almost constant from the start of heating. Point a2
It shows the case where the temperature control of the heater fails and the temperature rises. The amount of radiant energy in the case of heating increases as the temperature rises from the start of heating. In the case of heating, the temperature is relatively low, but the amount of radiant energy is large due to the large area. From point a2, the amount of radiant energy increases with overheating of the device. The alarm in this case is as shown in FIG. Here is the case of a fire detection method in which a heating element having an area equal to or larger than a certain temperature is judged to be a fire as in the conventional case. In this case, however, the temperature rise is slow, so the temperature exceeds the temperature reference Ta. No warning is given at all. On the other hand, it is clear that the amount of radiant energy shows a large value because the heating area is large even if the heating temperature is low. The alarm in this case indicates the presence of a heating element shortly after the start of heating and then the presence of a high-temperature object, as shown in. Even when the temperature rises after the point a2, the increase in radiant energy is large even if the temperature rise is moderate,
Shortly after transitioning to the overheated state, it became an alarm of high temperature danger, and the amount of radiant energy exceeded E4, reaching the stage of indicating the possibility of fire. By checking at this stage, it is possible to prevent a fire from occurring.
【0025】電気器具等に可燃物が被さった状態で燻焼
状態から火災に到る場合には、温度の上昇とともに発熱
面積も拡大する。図6において点f3は、燻焼状態から
着火した時点を示している。点f3から温度が急上昇し
発熱面積も急激に拡大する。放射エネルギー量は、時間
の経過とともに加速度的に増加し、点f3以降は急激に
増大する。この場合、温度は着火に到る以前に警報基準
値Taを超えるが発熱面積は着火後に警報基準値Saを超え
る。従って、従来の温度と面積から火災の判定を行なう
場合には図6のごとく着火後に火災の警報を発してい
る。これに対して放射エネルギー量で火災の判断を行な
った場合には時間の経過とともに放射エネルギー量が急
激に増加し、発熱体の存在、高温物体の存在、高温危
険、と順次警報が発せられ、着火以前に警報基準値E4を
超えて火災の可能性を示す警報を発する。そして着火と
ほぼ同時に火災の警報を発する。したがって火災の可能
性を報じられた時点で適切な対処をとることができる。When a combustible material covers an electric appliance or the like and a fire occurs from a smoldering state, the area of heat generation increases as the temperature rises. In FIG. 6, a point f3 indicates a time point when the smoldered state is ignited. The temperature rises sharply from the point f3 and the heat generation area also expands rapidly. The amount of radiant energy increases at an accelerated rate with the passage of time, and sharply increases after the point f3. In this case, the temperature exceeds the alarm reference value Ta before ignition, but the heat generation area exceeds the alarm reference value Sa after ignition. Therefore, when a fire is determined from the conventional temperature and area, a fire alarm is issued after ignition as shown in FIG. On the other hand, when a fire is judged based on the amount of radiant energy, the amount of radiant energy sharply increases with the passage of time, and the alarms are sequentially issued, such as the presence of a heating element, the presence of a high temperature object, and high temperature danger. Prior to ignition, the alarm reference value E4 is exceeded and a warning is issued indicating the possibility of fire. Then, at about the same time as the ignition, a fire alarm is issued. Therefore, when the possibility of fire is reported, appropriate measures can be taken.
【0026】さらに、放射エネルギー量の増加率を火災
の判定に含めた場合は次のようになる。図7、図8、図
9は、前記のさまざまな場合における放射エネルギー量
の増加率および増加率を含めた火災判定による警報を表
している。この例では、放射エネルギー増加率の判定区
分としてD1、D2の値を設定している。放射エネルギーの
増加率がD1以上になった場合には発熱体が拡大中である
とし、D2以上になった場合には急激に拡大中である。こ
こに示した例では、放射エネルギー量による判定と放射
エネルギーの増加率による判定を組み合せて最終的な警
報が発報される。Furthermore, when the rate of increase in the amount of radiant energy is included in the fire determination, the result is as follows. FIG. 7, FIG. 8 and FIG. 9 show an increase rate of the amount of radiant energy and an alarm based on a fire determination including the increase rate in the various cases described above. In this example, the values of D1 and D2 are set as the determination categories of the radiant energy increase rate. When the rate of increase of radiant energy is D1 or more, the heating element is expanding, and when it is D2 or more, it is expanding rapidly. In the example shown here, the final warning is issued by combining the determination based on the amount of radiant energy and the determination based on the rate of increase in radiant energy.
【0027】放射エネルギーの増加がD1未満の場合、放
射エネルギー量がE3未満すなわち高温物体の存在までの
場合には最終的な警報を発報せず、放射エネルギー量が
E3以上すなわち高温危険かそれ以上の判定のときのみ放
射エネルギー量による判定を最終的な警報として発報す
る。放射エネルギーの増加率がD1以上になった場合に
は、その時の放射エネルギー量がE3未満の場合すなわち
高温物体の存在までの場合には放射エネルギー量による
判定を最終的な警報として発報し、放射エネルギー量が
E3以上すなわち高温危険かそれ以上の判定のときには放
射エネルギー量による判定をさらに一段階進めた警報を
発報する。すなわち放射エネルギー量による判定が高温
危険の場合には火災の可能性有りとして発報し、放射エ
ネルギー量による判定が火災の可能性または火災の場合
には火災の警報を発報する。When the increase in radiant energy is less than D1, the final alarm is not issued when the radiant energy amount is less than E3, that is, up to the presence of a high temperature object, and the radiant energy amount is
Only when the judgment is E3 or higher, that is, high temperature danger or higher, judgment based on the amount of radiant energy is issued as a final warning. If the rate of increase in radiant energy becomes D1 or more, if the amount of radiant energy at that time is less than E3, that is, if there is a high-temperature object, the judgment by the amount of radiant energy is issued as a final warning, The amount of radiant energy
When it is judged to be E3 or higher, that is, high temperature danger or higher, an alarm is issued which advances the judgment by the amount of radiant energy one step further. That is, when the judgment based on the amount of radiant energy is a high temperature danger, a fire is issued, and when the judgment based on the amount of radiant energy is a fire or a fire, a fire alarm is issued.
【0028】放射エネルギーの増加率がD2以上になった
場合には、その時の放射エネルギー量がE1未満の場合に
は警報を発報せず、放射エネルギー量がE1以上E3未満に
なった場合には放射エネルギー量による判定を一段階進
めた警報を発報する。すなわち放射エネルギー量による
判定が発熱体の存在を示す場合には高温物体の存在とし
て発報し、放射エネルギー量による判定が高温物体の存
在の場合には高温危険として発報する。さらに放射エネ
ルギー量がE3以上の場合には、放射エネルギー量による
判定を二段階進めて最終的な警報を発報する。すなわち
この場合には火災の警報を発報する。When the rate of increase of radiant energy is D2 or more, an alarm is not issued when the amount of radiant energy at that time is less than E1, and when the amount of radiant energy is more than E1 and less than E3. An alarm is issued that advances the judgment based on the amount of radiant energy by one step. That is, when the determination based on the amount of radiant energy indicates the presence of a heating element, it is reported as the presence of a high temperature object, and when the determination based on the amount of radiant energy is the presence of a high temperature object, it is reported as a high temperature danger. If the amount of radiant energy is E3 or more, the judgment based on the amount of radiant energy is advanced in two stages and a final warning is issued. That is, in this case, a fire alarm is issued.
【0029】調理の場合の放射エネルギーの増加率は、
図7に示す通り調理開始時に大きく定常状態になるにし
たがって小さくなる。さらに過熱状態で再び増加率が上
がり、着火した時点で非常に大きい放射エネルギーの増
加が有ることを示している。この場合に前記の手順にし
たがった警報が図7のである。ここで、は放射エネ
ルギー量による判定結果で、図4のと等価である。調
理開始時は放射エネルギーの増加率が高いことから、発
熱体の存在、高温物体の存在を示す警報が出される。し
かし、定常状態では何も警報を発報していない。過熱が
始まってまもなく放射エネルギー量による判定が高温危
険の状態になるため、ここで高温危険の警報が発報され
る。その後放射エネルギーの増加率も上昇し、D1を超え
たところで火災の可能性の警報となる。さらに着火した
時点で火災の警報を発報する。The rate of increase in radiant energy during cooking is
As shown in FIG. 7, the value becomes large at the start of cooking and becomes smaller as the state becomes steady. Furthermore, the rate of increase increases again in the overheated state, showing that there is a very large increase in radiant energy at the time of ignition. In this case, the alarm according to the above procedure is shown in FIG. Here, is a determination result based on the amount of radiant energy, and is equivalent to that of FIG. At the start of cooking, the rate of increase in radiant energy is high, so an alarm is issued to indicate the presence of a heating element or a high temperature object. However, no alarm is issued in the steady state. Shortly after overheating starts, the judgment by the amount of radiant energy becomes a high temperature danger state, and therefore a high temperature danger alarm is issued here. After that, the rate of increase in radiant energy also rises, and when D1 is exceeded, a warning of the possibility of fire is given. Furthermore, a fire alarm will be issued at the time of ignition.
【0030】暖房の場合も放射エネルギーの増加率は、
図8に示す通り開始時に大きく定常状態になるにしたが
って小さくなる。さらに過熱状態で再び増加率が上昇す
る。この場合の警報が図8のである。ここで、は放
射エネルギー量による判定結果で、図6のと等価であ
る。暖房の開始時も放射エネルギーの増加率が高く、発
熱体の存在を示す警報が出される。しかし、その後の定
常状態では何も警報を発報していない。過熱が始まって
まもなく放射エネルギー量による判定が高温危険の状態
になるため、ここで高温危険の警報が発報される。その
後放射エネルギーの増加率も上昇し、D1を超えたところ
で火災の可能性の警報となる。さらに放射エネルギー量
の判定が火災の可能性を示したところで火災の警報を発
報する。Also in the case of heating, the rate of increase of radiant energy is
As shown in FIG. 8, it becomes large at the start and becomes smaller as the steady state is reached. Furthermore, the rate of increase increases again in the overheated state. The alarm in this case is shown in FIG. Here, is the determination result based on the amount of radiant energy and is equivalent to that of FIG. Even when heating is started, the rate of increase in radiant energy is high, and an alarm is issued to indicate the presence of a heating element. However, in the subsequent steady state, no alarm was issued. Shortly after overheating starts, the judgment by the amount of radiant energy becomes a high temperature danger state, and therefore a high temperature danger alarm is issued here. After that, the rate of increase in radiant energy also rises, and when D1 is exceeded, a warning of the possibility of fire is given. Furthermore, when the judgment of the amount of radiant energy shows the possibility of fire, a fire alarm is issued.
【0031】電気器具等に可燃物が被さっている状態で
燻焼から着火に到る場合は、図9に示すごとく時間の経
過とともに放射エネルギーの増加率も上昇する。ここ
で、は放射エネルギー量による判定結果で、図6の
と等価である。放射エネルギーの増加率がD1以上になっ
た時点で、放射エネルギー量による判定は高温物体の存
在を示しているため最終的な警報は高温危険が出され
る。その後放射エネルギー量による判定が高温危険とな
ったところで火災の可能性の警報が出され、放射エネル
ギーの増加率がD2以上になったところで火災の警報とな
る。以上議論したように放射エネルギーの増加率を火災
の判定に含めることにより、定常状態の有用な発熱体に
対して発報せず、さらに着火等に到る前に発報すること
のできる火災検知器が実現する。When smoldering and igniting in a state in which an electric appliance or the like is covered with a combustible material, as shown in FIG. 9, the rate of increase in radiant energy also increases with the passage of time. Here, is the determination result based on the amount of radiant energy and is equivalent to that of FIG. When the rate of increase of radiant energy becomes D1 or more, the final warning is high temperature danger because the judgment based on the amount of radiant energy indicates the presence of a high temperature object. After that, a warning of the possibility of fire is issued when the judgment based on the amount of radiant energy becomes high temperature danger, and a fire alarm is issued when the rate of increase in radiant energy reaches D2 or higher. As discussed above, by including the rate of increase in radiant energy in the determination of a fire, a fire detector can be issued that does not notify a useful heating element in a steady state and that it can be triggered before ignition or the like. Will be realized.
【0032】また、図3に示すように火災の可能性指数
を放射エネルギー量と放射エネルギーの増加率との関数
として定義し、この値から最終的な警報を発報するとさ
らに正確な火災検知が可能になる。Further, as shown in FIG. 3, the fire possibility index is defined as a function of the amount of radiant energy and the rate of increase of radiant energy, and if a final alarm is issued from this value, more accurate fire detection can be performed. It will be possible.
【0033】以上の議論は、赤外線検知部の出力が各波
長帯とも正確に入射赤外線強度を反映していると仮定し
ていたが、実際には波長帯を分離するためのフィルタ
ー、赤外線検出器などによって各波長帯の間で赤外線検
出感度すなわち入射赤外線強度に対する赤外線検出部の
出力が各波長帯間で異なる場合が生じる可能性がある
が、このような場合にはその補正値を信号処理部におい
てそれぞれの波長帯の出力値に乗ずれば良い。また、大
気による赤外線の吸収が無いものとして取り扱っている
が、大気の吸収が無い波長帯を検知波長帯に選べば良い
が、このような波長帯を選択できない場合には、距離に
応じた大気吸収の補正値を乗ずれば良い。しかしなが
ら、大気によって吸収される波長帯は大気の状態(湿
度,CO2,含有する微量ガス等)によって影響されるた
め誤差が大きくなり適当ではない。Although the above discussion assumes that the output of the infrared detector accurately reflects the intensity of the incident infrared light in each wavelength band, in practice, a filter for separating the wavelength bands and an infrared detector are used. There is a possibility that the infrared detection sensitivity, that is, the output of the infrared detection unit with respect to the incident infrared intensity, may be different between wavelength bands depending on the wavelength band. In, it is sufficient to multiply by the output value of each wavelength band. In addition, although it is handled as if there is no absorption of infrared rays by the atmosphere, it is sufficient to select a wavelength band that does not absorb atmospheric air as the detection wavelength band. If such a wavelength band cannot be selected, the It is sufficient to multiply by the absorption correction value. However, since the wavelength band absorbed by the atmosphere is affected by the atmospheric conditions (humidity, CO 2 , contained trace gas, etc.), the error becomes large and is not appropriate.
【0034】[0034]
【実施例】本実施例においては、検出している赤外線の
波長帯は、中心波長3μm半値幅0.4μm,中心波長4.
4μm半値幅0.4μm,中心波長5.5μm半値幅0.8μm,
中心波長8.5μm半値幅1.0μmである。図10は前記の検
知波長帯を持った火災検知器の一つの構成例である。こ
の実施例では、火源または類似の発熱源から放射された
赤外線をチョッパーによって周期的に分断し、4個の焦
電型赤外線センサーで各々異なった4波長帯を検出す
る。これらのセンサーには、あらかじめ定まった波長帯
を透過するバンドパスフィルターが内蔵されている。ま
た、ただ4個以下の焦電型赤外線センサーであっても、
切替手段を用いて4種の波長帯を検知する方式としても
よい。各々のセンサーで検出した信号は、増幅回路で増
幅した後にA/D変換器によってデジタル信号に変換さ
れる。マイクロプロセッサはこのデジタル信号に対して
チョッパーの分断周期による同期検波およびろ波を行な
い、チョッパーによって分断されていた信号を連続的な
信号系列に戻している。さらに、ここで得られた信号系
列を通信用の信号系列に変換し、ホストコンピュータに
デジタル伝送を行なっている。ホストコンピュータに
は、図1における信号処理部SPおよび判断部Jが含ま
れる。[Embodiment] In the present embodiment, the wavelength band of infrared rays being detected has a center wavelength of 3 μm, a half value width of 0.4 μm, and a center wavelength of 4.
4μm half width 0.4μm, center wavelength 5.5μm half width 0.8μm,
The center wavelength is 8.5 μm and the half-value width is 1.0 μm. FIG. 10 shows an example of the configuration of a fire detector having the above detection wavelength band. In this embodiment, infrared rays radiated from a fire source or a similar heat source are periodically divided by a chopper, and four pyroelectric infrared sensors detect four different wavelength bands. These sensors have a built-in bandpass filter that transmits a predetermined wavelength band. Moreover, even if there are only 4 or less pyroelectric infrared sensors,
A method of detecting four types of wavelength bands by using a switching unit may be used. The signal detected by each sensor is amplified by an amplifier circuit and then converted into a digital signal by an A / D converter. The microprocessor performs synchronous detection and filtering on the digital signal based on the chopper dividing cycle, and returns the signal divided by the chopper to a continuous signal sequence. Further, the signal sequence obtained here is converted into a signal sequence for communication and digitally transmitted to a host computer. The host computer includes the signal processing unit SP and the judgment unit J in FIG.
【0035】燻焼状態から火災に到る過程では、低温の
発熱体が次第に高温になりながら拡大していく。従っ
て、低温から高温までの幅広い温度範囲で発熱源の温度
を監視できることが必要となる。上記波長帯のうち、低
温の発熱を監視するのはおよびである。この2波長
の組合せによって、100℃〜400℃までの発熱源の温度、
発熱面積を監視する。また、高温の発熱を監視するのは
およびの波長帯であり、この組合せによって300℃
以上の発熱源の温度、発熱面積を監視する。また、炎の
有無を監視する波長帯がである。In the process from a smoldering state to a fire, a low-temperature heating element expands while gradually increasing in temperature. Therefore, it is necessary to monitor the temperature of the heat source in a wide temperature range from a low temperature to a high temperature. Of the above wavelength bands, it is and to monitor low temperature heat generation. By the combination of these two wavelengths, the temperature of the heat source from 100 ℃ to 400 ℃,
Monitor the fever area. Also, it is the wavelength bands of and that monitor high temperature heat generation.
The temperature of the above heat source and the heat generation area are monitored. Also, the wavelength band for monitoring the presence or absence of flame is.
【0036】本実施例において、発熱源からの赤外線は
チョッパーCによって分断された後に赤外線センサーS
1〜S2へ入射する各赤外線センサーの検知波長帯はS
1がであり、以下それぞれのセンサーの番号と検知波
長帯の番号は一致する。赤外線センサーの出力信号は、
増幅器Aでそれぞれのセンサーの系統別に増幅されてA
/D変換器ADに入力される。A/D変換器はマルチプ
レクサを内蔵し、各センサー系統の信号を切替ながらデ
ジタル信号に変換する。A/D変換器は各センサーの系
統別に1つづつ装備してもよいのは当然である。デジタ
ル信号に変換された各センサーの信号は、マイクロコン
ピュータMCによって同期検波されてチョッパーの断続
周期と等しい周波数の信号、すなわちチョッパーによっ
て断続された赤外線に対応する信号のみが選択的にとり
出される。また、マイクロコンピュータMCは上記のよ
うにして取り出した信号を通信用デジタル符号列に変換
してホストコンピュータへ出力する。もちろんA/D変
換器を通さずにアナログ信号のままでホストコンピュー
タへ送信し、ホストコンピュータでA/D変換して上記
の処理を行なってもよいが適当ではない。また同期検波
をアナログ信号のままで行なってもよいが、火災検知器
として必要とされるダイナミックレンジをとることは困
難である。In this embodiment, the infrared rays from the heat source are separated by the chopper C and then the infrared sensor S.
The detection wavelength band of each infrared sensor incident on 1 to S2 is S
1 is, and the number of each sensor and the number of the detection wavelength band are the same. The output signal of the infrared sensor is
A is amplified by amplifier A for each sensor system
It is input to the / D converter AD. The A / D converter has a built-in multiplexer and converts signals of each sensor system into digital signals while switching them. As a matter of course, one A / D converter may be provided for each sensor system. The signals of the respective sensors converted into digital signals are synchronously detected by the microcomputer MC, and only signals having a frequency equal to the chopping period of the chopper, that is, signals corresponding to infrared rays chopped by the chopper are selectively taken out. Further, the microcomputer MC converts the signal extracted as described above into a communication digital code string and outputs it to the host computer. Of course, the analog signal may be transmitted as it is to the host computer without passing through the A / D converter, and the host computer may perform A / D conversion to perform the above processing, but this is not appropriate. Further, although synchronous detection may be performed with an analog signal as it is, it is difficult to obtain a dynamic range required for a fire detector.
【0037】ホストコンピュータでは各波長帯の検出信
号から発熱源の温度、面積、放射エネルギー量およびそ
の増加率を算出する。各波長帯の検出信号は、そのまま
ではそれぞれの波長帯間の強度比を反映しているわけで
はない。すなわちセンサーS1〜S4に装備された赤外
バンドパスフィルターの透過率、各センサー間の感度の
ばらつき、各増幅器間の増幅率のばらつきなどによっ
て、それぞれのセンサーの系統での感度が異なるためで
ある。ホストコンピュータでは、これらのばらつきを補
正する補正値を記憶している。従ってホストコンピュー
タでは正確に計算が行なわれる。The host computer calculates the temperature, the area, the amount of radiant energy and the rate of increase of the heat source from the detection signal of each wavelength band. The detection signal of each wavelength band does not directly reflect the intensity ratio between the respective wavelength bands. That is, the sensitivity of the system of each sensor is different due to the transmittance of the infrared band-pass filter installed in the sensors S1 to S4, the variation in the sensitivity between the sensors, the variation in the amplification rate between the amplifiers, and the like. . The host computer stores correction values for correcting these variations. Therefore, the calculation is accurately performed in the host computer.
【0038】ホストコンピュータの処理手順の一例を図
11のフローチャートに示す。検知部分からデジタル信
号で送られてきた検出信号はまず雑音低減のためろ波処
理をされる。ろ波処理は移動平均等のデジタルフィルタ
によって行なわれる。次にとの波長帯ととの波
長帯の組み合せによる温度の計算を行なう。算出された
温度が約300℃〜400℃を越えている場合にはとの波
長帯の組み合わせによって算出された温度の方が正確で
あるのでこれを採用して発熱面積の算出をの波長帯で
行なう。他方、温度が低い場合にはとの波長帯の組
み合せの方が正確であるので、これを採用してまたは
の波長帯で発熱面積の算出を行なう。発熱面積の算出
の次の手順は、の波長帯を用いて発熱物体が炎を伴う
ものであるかの計算を行なう。ここで得られる値は、発
熱物体が黒体であった場合のの波長帯が検出するべき
赤外線強度と実際に検出した赤外線強度の比(以後CO2
比)である。さらに温度と発熱面積から放射エネルギー
量を求める。An example of the processing procedure of the host computer is shown in the flowchart of FIG. The detection signal sent as a digital signal from the detection part is first subjected to a filtering process for noise reduction. The filtering process is performed by a digital filter such as a moving average. Next, the temperature is calculated by combining the wavelength bands of and. If the calculated temperature exceeds approximately 300 ° C to 400 ° C, the temperature calculated by combining the wavelength bands of and is more accurate, so use this to calculate the heat generation area in the wavelength band of To do. On the other hand, when the temperature is low, the combination of the and wavelength bands is more accurate, so this is used to calculate the heat generation area in the or wavelength band. The next step of calculating the heat generation area is to calculate whether the heat generating object is accompanied by a flame using the wavelength band of. The value obtained here is the ratio of the infrared intensity that should be detected in the wavelength band when the heating object is a black body to the actually detected infrared intensity (hereinafter CO 2
Ratio). Further, the amount of radiant energy is obtained from the temperature and the heat generation area.
【0039】以上のようにして求めた温度、発熱面積、
CO2比、放射エネルギー量はホストコンピュータの記憶
エリアに1〜10分の時間範囲で時系列的に記憶される。
また、ホストコンピュータのディスプレイ画面に時系列
のグラフ表示され、警備員が状態を視認できるようにな
っている。また、必要に応じてプリントアウトされる。
ここで記憶された放射エネルギー量の時系列データから
放射エネルギー量の増加率を算出する。本実施例では最
小2乗法によって求まる係数から放射エネルギー量の増
加率を導いている。また、必要に応じて温度、発熱面積
の増加率を求めることも可能である。The temperature, the heat generation area, and the
The CO 2 ratio and the amount of radiant energy are stored in the storage area of the host computer in chronological order within a time range of 1 to 10 minutes.
In addition, a time-series graph is displayed on the display screen of the host computer so that the guard can visually check the status. It is also printed out as needed.
The rate of increase in the amount of radiant energy is calculated from the time-series data of the amount of radiant energy stored here. In this embodiment, the rate of increase in the amount of radiant energy is derived from the coefficient obtained by the least square method. In addition, it is also possible to obtain the temperature and the rate of increase of the heat generation area as needed.
【0040】火災の判定は、放射エネルギー量の絶対量
で表1に示すように6段階の区分になっている。さらに
CO2比が2以上の場合には炎の存在がある旨の警報を出
すようにされている。また、1秒間に放射エネルギー量
が約2W増加する場合には拡大中と判断し、さらに1秒間
の放射エネルギー量の増加が約20Wに達した場合には急
激に増加中と判定し警報を発する。The judgment of fire is divided into six levels as shown in Table 1 by the absolute amount of radiant energy. further
When the CO 2 ratio is 2 or more, an alarm indicating that there is a flame is issued. Also, if the radiant energy amount increases by about 2 W per second, it is determined that it is expanding, and if the radiant energy amount increases by about 20 W for another second, it is determined that it is rapidly increasing and an alarm is issued. .
【0041】警報はホストコンピュータのディスプレイ
画面に表示するとともに、音声合成で警備室および当該
建築物全館に放送される。さらにすべての記録がホスト
コンピュータの磁気ディスク装置または磁気テープ装置
等の外部記憶装置に記録される。The alarm is displayed on the display screen of the host computer and is also broadcast to the security room and the entire building by voice synthesis. Further, all records are recorded in an external storage device such as a magnetic disk device or a magnetic tape device of the host computer.
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【0043】[0043]
【作用】本発明の火災検知器を使用することによって、
従来の火災検知器では検知の困難であった火災初期の状
態から検知し、しかも連続的に状態を監視することで従
来の火災検知器では判別の困難な非火災を効果的に判別
し、高感度で誤報の少ない火災の検知が可能となった。By using the fire detector of the present invention,
By detecting the fire from the initial state, which was difficult to detect with the conventional fire detector, and by continuously monitoring the state, it is possible to effectively identify non-fire that is difficult to identify with the conventional fire detector, and Sensitivity makes it possible to detect fires with few false alarms.
【図1】 本発明の火災検知方法の概念図。FIG. 1 is a conceptual diagram of a fire detection method of the present invention.
【図2】 燻焼火災から発炎火災へ移行する場合の放射
エネルギー量の変化と火災の判定区分の一例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of a change in the amount of radiant energy and a fire determination category in the case of shifting from a smoky fire to a flaming fire.
【図3】放射エネルギー量と放射エネルギの増加率とか
ら火災の可能性を定義する概念図。FIG. 3 is a conceptual diagram that defines the possibility of fire from the amount of radiant energy and the rate of increase in radiant energy.
【図4】 調理の場合の温度、面積、放射エネルギー量
の変化を示す図、及び対応する火災の警報の例を示す
図。FIG. 4 is a diagram showing changes in temperature, area, and radiant energy in the case of cooking, and a diagram showing an example of a corresponding fire alarm.
【図5】 暖房の場合の温度、面積、放射エネルギー量
の変化を示す図、及び対応する火災の警報の例を示す
図。FIG. 5 is a diagram showing changes in temperature, area, and radiant energy in the case of heating, and a diagram showing an example of a corresponding fire alarm.
【図6】 可燃物が電気器具等に被さった状態で燻焼か
ら着火に到った場合の温度、面積、放射エネルギー量の
変化を示す図、及び対応する火災の警報の例を示す図。6A and 6B are diagrams showing changes in temperature, area, and amount of radiant energy when a combustible material is covered with an electric appliance or the like and ignited from smoldering, and a diagram showing an example of a corresponding fire alarm.
【図7】 調理の場合の放射エネルギーの増加率と警報
の状態を表す図。FIG. 7 is a diagram showing a rate of increase in radiant energy and a state of an alarm during cooking.
【図8】 暖房の場合の放射エネルギーの増加率と警報
の状態を表す図。FIG. 8 is a diagram showing an increase rate of radiant energy and a state of an alarm in the case of heating.
【図9】 可燃物が電気器具等に被さった状態で燻焼か
ら着火に到った場合の放射エネルギーの増加率と、警報
の状態を表す図。FIG. 9 is a diagram showing an increase rate of radiant energy when a combustible substance is covered with an electric appliance or the like from a smoldering state to an ignition state and an alarm state.
【図10】 本発明の実施例で用いた検知の構成を示す
図。FIG. 10 is a diagram showing a detection configuration used in an example of the present invention.
【図11】 本発明の一実施例におけるホストコンピュ
ータの動作概念図。FIG. 11 is an operation conceptual diagram of the host computer in the embodiment of the present invention.
F 赤外線源 DT 赤外線検知部 SP 信号処理部 J 判断部 S1〜S4 赤外線センサー A 増幅器 AD A/D変換器 MP マイクロコンピュータ 温度、発熱面積から判定した火災警報 放射エネルギー量から判定した火災警報 放射エネルギーの増加率をに組み合せて判定した
火災警報F Infrared source DT Infrared detector SP signal processor J Judgment unit S1-S4 Infrared sensor A Amplifier AD A / D converter MP Microcomputer Fire alarm judged from temperature and heat generation area Fire alarm judged from radiant energy amount of radiant energy Fire alarm determined by combining increase rate with
Claims (4)
長帯に分離して検出し、各波長帯間の赤外線強度の比と
赤外線強度の絶対値によって火災か否かを判断する火災
検知方法において、 前記複数の波長帯が、中心波長3μm半値幅0.4μ
m(λ1),中心波長4.4μm半値幅0.4μm
(λ2),中心波長5.5μm半値幅0.8μm(λ
3),中心波長8.5μm半値幅1.0μm(λ4)
の各波長帯であり、 波長帯(λ1、λ3)とその波長帯での検出出力(V
1、V3)または(λ3、λ4)とその波長帯での検出
出力(V3、V4)を用い、 Tij=C2×(λi−λj)/(λi×λj× 1n
((Vj/Vi)×(λj/λi)5))(ただし、C
2=hc/k(h;ブランク定数、k;ボルツマン定
数、c;光速度))より算出した温度Tijと、 P(λi,Tij)=C1/(λi5×(exp(C2
/(λi×Tij))−1)) (ただし、C1=2πhc2(h;ブランク定数、k;
ボルツマン定数、c;光速度)) より算出した単位面積当たりの黒体輻射強度P(λi,
Tij)と前記波長帯λiの検出出力Viとの比から算
出した発熱面積sを用い、 W=Tij4σ×s(ただしσ=5.673×10
−12(W/cm2・deg4)) から発熱源の放射エネルギー量Wを算出し、 発熱源の放射エネルギー量Wと放射エネルギー量Wの増
加率の値より火災か否かを判断することを特徴とする火
災検知方法。1. A fire detection method for detecting infrared rays radiated from a heat source by separating them into a plurality of wavelength bands, and judging whether or not there is a fire based on the ratio of the infrared intensity between the wavelength bands and the absolute value of the infrared intensity. In the above, the plurality of wavelength bands have a center wavelength of 3 μm and a half value width of 0.4 μm.
m (λ1), central wavelength 4.4 μm, half width 0.4 μm
(Λ2), center wavelength 5.5 μm half-value width 0.8 μm (λ
3), center wavelength 8.5 μm, half width 1.0 μm (λ4)
Of each wavelength band, and the detection output (V
1, V3) or (λ3, λ4) and the detection output (V3, V4) in the wavelength band, Tij = C2 × (λi−λj) / (λi × λj × 1n
((Vj / Vi) × (λj / λi) 5 )) (where C
2 = hc / k (h; blank constant, k; Boltzmann constant, c; speed of light)), and P (λi, Tij) = C1 / (λi 5 × (exp (C2
/ (Λi × Tij))-1)) (where C1 = 2πhc 2 (h; blank constant, k;
Boltzmann constant, c; speed of light)) and the black body radiation intensity P (λi, per unit area) calculated from
Tij) and the heat generation area s calculated from the ratio of the detection output Vi of the wavelength band λi, W = Tij 4 σ × s (where σ = 5.673 × 10)
-12 (W / cm 2 · deg 4 )) to calculate the radiant energy amount W of the heat source and determine whether or not there is a fire based on the radiant energy amount W of the heat source and the rate of increase of the radiant energy amount W. Fire detection method characterized by.
長帯に分離して検出し、各波長帯間の赤外線強度の比と
赤外線強度の絶対値によって火災か否かを判断する判定
手段を備えた火災検知器において、 前記複数の波長帯が、中心波長3μm半値幅0.4μ
m(λ1),中心波長4.4μm半値幅0.4μm
(λ2),中心波長5.5μm半値幅0.8μm(λ
3),中心波長8.5μm半値幅1.0μm(λ4)
の各波長帯であり、 前記判定手段が、 波長帯(λ1、λ3)とその波長帯での検出出力(V
1、V3)または(λ3、λ4)とその波長帯での(V
3、V4)を用い Tij=C2×(λi−λj)/(λi×λj× 1n
((Vj/Vi)×(λj/λi)5)) (ただし、C2=hc/k(h;ブランク定数、k;ボ
ルツマン定数、c;光速度)) より温度Tを算出する手段と、 P(λi,Tij)=C1/(λi5×(exp(C2
/(λi×Tij))−1)) (ただし、C1=2πhc2(h;ブランク定数、k;
ボルツマン定数、c;光速度)) より算出した単位面積当たりの黒体輻射強度P(λi,
Tij)と前記波長帯λiの検出出力Viとの比から発
熱面積Sを算出する手段と、 W=Tij4σ×s(ただしσ=5.673×10
−12(W/cm2・deg4)) から発熱源の放射エネルギー量Wを算出する手段と、 発熱源の放射エネルギー量Wと放射エネルギー量Wの増
加率の値より火災か否かを判断する手段とを備えたこと
を特徴とする火災検知器。2. A determination means for detecting infrared rays radiated from a heat source by separating the infrared rays into a plurality of wavelength bands and detecting the infrared rays intensity ratio between the respective wavelength bands and an absolute value of the infrared rays intensity to determine whether or not there is a fire. In a fire detector provided, the plurality of wavelength bands have a center wavelength of 3 μm and a half value width of 0.4 μ.
m (λ1), central wavelength 4.4 μm, half width 0.4 μm
(Λ2), center wavelength 5.5 μm half-value width 0.8 μm (λ
3), center wavelength 8.5 μm, half width 1.0 μm (λ4)
Of the wavelength bands (λ1, λ3) and the detection output (V
1, V3) or (λ3, λ4) and (V
3, V4), Tij = C2 × (λi−λj) / (λi × λj × 1n
((Vj / Vi) × (λj / λi) 5 )) (where C2 = hc / k (h; blank constant, k; Boltzmann constant, c; speed of light)), and means for calculating the temperature T; (Λi, Tij) = C1 / (λi 5 × (exp (C2
/ (Λi × Tij))-1)) (where C1 = 2πhc 2 (h; blank constant, k;
Boltzmann constant, c; speed of light)) and the black body radiation intensity P (λi, per unit area) calculated from
Tij) and means for calculating the heat generation area S from the ratio of the detection output Vi of the wavelength band λi, and W = Tij 4 σ × s (where σ = 5.673 × 10)
-12 (W / cm 2 · deg 4 )) is used to calculate the radiant energy amount W of the heat source, and whether or not there is a fire is determined from the radiant energy amount W of the heat source and the rate of increase of the radiant energy amount W. A fire detector, characterized by comprising:
1、V3)または(λ3、λ4)とその波長帯での(V
3、V4)を用い Tij=C2×(λi−λj)/(λi×λj× 1n
((Vj/Vi)×(λj/λi)5)) より算出された温度T13またはT34の値が、300
℃を超えているときはT13を、300℃以下のときは
T34を発熱源の温度とする手段を備えたことを特徴と
する請求項2記載の火災検知器。3. The means for calculating the temperature T comprises a wavelength band (λ1, λ3) and a detection output (V
1, V3) or (λ3, λ4) and (V
3, V4), Tij = C2 × (λi−λj) / (λi × λj × 1n
The value of the temperature T13 or T34 calculated from ((Vj / Vi) × (λj / λi) 5 )) is 300
The fire detector according to claim 2, further comprising means for setting T13 when the temperature exceeds 300C and T34 when the temperature is 300C or less.
/(λ2×Tij))−1)) (ただし、C1=2πhc2(h;ブランク定数、k;
ボルツマン定数、c;光速度)) より算出した単位面積当たりの黒体輻射強度P(λ2,
Tij)と、波長帯λ2での検出出力V2との比が2以
上であるとき炎の存在の警報を発する手段を備えたこと
を特徴とする請求項2または3記載の火災検知器。4. The determining means sets the wavelength band λ2, the temperature T, and P (λ2, Tij) = C1 / (λ2 5 × (exp (C2
/ (Λ2 × Tij))-1)) (where C1 = 2πhc 2 (h; blank constant, k;
Boltzmann constant, c; light velocity)), and the black body radiation intensity P (λ2,
4. A fire detector according to claim 2 or 3, characterized in that it comprises means for issuing an alarm of the presence of a flame when the ratio of Tij) to the detection output V2 in the wavelength band λ2 is 2 or more.
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