JPH0636158A - 超音波式火災検知装置 - Google Patents

超音波式火災検知装置

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JPH0636158A
JPH0636158A JP19254092A JP19254092A JPH0636158A JP H0636158 A JPH0636158 A JP H0636158A JP 19254092 A JP19254092 A JP 19254092A JP 19254092 A JP19254092 A JP 19254092A JP H0636158 A JPH0636158 A JP H0636158A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
distance
switch
fire
detects
Prior art date
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Pending
Application number
JP19254092A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenjiro Birei
賢次郎 美麗
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP19254092A priority Critical patent/JPH0636158A/ja
Publication of JPH0636158A publication Critical patent/JPH0636158A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】超音波スイッチを使用して広域にわたって火災
を検知する。 【構成】室内1の一方の側壁1Bの天井面1Aに近い位
置に反射形超音波スイッチの送受波検知センサ3を設置
し、この送受波検知センサ3より送受される超音波が天
井面1Aに平行に進行するようにし、超音波の進行路の
空気の温度変化を検知して、もしくは進行路の空気の温
度勾配による超音波の進行方向の偏向を検知して異常警
報を発する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、超音波振動子により
超音波パルスを送信し、この超音波パルスが前記超音波
振動子に対向して配置された受信部に受信されるまでの
経過時間を計測し、この計測データによって前記超音波
振動子から受信部までの距離を検知し、外部より設定し
た距離範囲に前記検出体があるか否かを判定するスイッ
チ出力を出す超音波スイッチ、もしくは超音波振動子に
より超音波パルスを送信し、この超音波パルスが前記超
音波振動子に対向して配置された受信部に受信されるま
での経過時間を計測し、この計測データによって前記超
音波振動子から受信部までの距離を検知し、この距離が
外部より設定した距離範囲にあるか否かを判定するスイ
ッチ出力を出す超音波スイッチを使用した超音波式火災
検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図8は室内の天井面に従来方式の検知セ
ンサを取付けた状態を示す図で、(A)は側面図、
(B)は(A)のT矢視下面図である。すなわち、この
従来例では室内1の天井面1Aに4個の検知センサ2を
取付け、局部的な室温の異常上昇や煙を検知して警報を
鳴らす様に構成されている。1Bは室内の側壁を示し、
一点鎖線円内は検知センサ2の検知領域を示している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来方式の装
置では局部的な室温の異常上昇や煙の検知しかできな
い。したがって広い室内では検知センサ2から離れた所
(図8で一点鎖線円の外側)の火災を検知できないこと
があった。これを解決するには図8(B)の一点鎖線が
重なるように検知センサ2の個数を多く設置しなければ
ならない。
【0004】この発明の目的は上述した問題点に鑑み、
検知センサの数が少なくても広範囲に検知可能な火災検
知装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明では、拡散反射
形の超音波スイッチを使用して、一定距離に置いた検出
体までの計測距離データの変化によって超音波の径路の
空気の温度変化を検知して異常警報を出す、もしくは超
音波の径路の空気の温度勾配による超音波の進行方向の
偏向を検知して異常警報を出す、さらにもしくは一定距
離に置いた検出体までの計測距離データの変化によって
超音波の径路の空気の温度変化を検知して第一次の警報
を出し、空気の温度勾配による超音波の進行方向の偏向
を検知して第二次の警報を出すようにした。
【0006】また、透過形の超音波スイッチを使用し
て、超音波を発射する超音波振動子から受信部までの計
測距離データの変化によって超音波の径路の空気の温度
変化を検知して異常警報を出す、もしくは超音波の径路
の空気の温度勾配による超音波の進行方向の偏向を検知
して異常警報を出す、さらにもしくは超音波振動子から
受信部までの計測距離データの変化によって超音波の径
路の空気の温度変化を検知して第一次の警報を出し、空
気の温度勾配による超音波の進行方向の偏向を検知して
第二次の警報を出すようにした。
【0007】
【作用】超音波の音速Sは室温により変化し、室温をt
(℃)とすると、次式のような関係が成立つ。 S=331.45+0.607t(m/s) また空気に温度勾配があると超音波の進行方向は曲げら
れ、この偏向度合は温度勾配が大きい程大きくなる性質
がある。
【0008】したがって、室温変化が生じると等距離の
検出体に対する検知速度が変化するので、この変化を捉
えて異常警報を出したり、また温度勾配があると発射さ
れた超音波の進行方向が曲げられ、室内の空気の温度勾
配のない場合に安定して送受波していた検知センサが不
安定な検知動作をしたり無検知状態となるので、この状
態を捉えて異常警報を出したり、或いはまた前者の現象
を捉えて第一次の警報を出し、後者の現象を捉えて第二
次の警報を出すようにして火災を検知することができ
る。
【0009】
【実施例】図1は拡散反射形超音波スイッチを使用した
場合を示し、(A)は側面図、(B)は(A)のP矢視
下面図で、図8と同一符号で示すものは同一部分であ
る。すなわち、拡散反射形超音波スイッチの送受波検知
センサ3を室内1の一方の側壁1Bの天井面1Aに近い
位置に2個並べて設置した状態で、送受波検知センサ3
より発した送受超音波4は天井面1Aに平行に進行し、
その反射波超音波4Aも同様に進行して送受波検知セン
サ3へ戻るようになっている。
【0010】図2は透過形超音波スイッチを使用した場
合を示し、(A)は側面図、(B)は(A)のQ矢視下
面図で、図1と同一符号で示すものは同一部分である。
すなわち透過形超音波スイッチの送波器3Aまたは受波
器3Bを室内1の一方側壁1Bの天井面1Aに近い位置
に設置し、これと対向して他方の側壁1Cの天井面1A
に近い位置に受波器3Bまたは送波器3Aを設置した状
態で、送波器3Aより送信された超音波4は天井面1A
に平行に進行して受波器3Bに受波されるようにしてい
る。
【0011】図3は広い室内に拡散反射形超音波スイッ
チを適用した場合を示し、(A)は側面図、(B)は
(A)のR矢視図で、図1,図2と同一符号で示すもの
は同一部分である。すなわち室内の略中央部の天井面1
Aに近い位置に2個の送受波検知センサ3を背中合わせ
に設置した状態で、送受波検知センサ3から発射される
送受超音波4は天井面1Aに平行に進行し、その反射波
超音波4Aも同様に進行して送受波検知センサ3へ戻る
ようにしている。
【0012】図4は広い室内に透過形超音波スイッチを
適用した場合を示し、(A)は側面図、(B)は(A)
のS矢視図で、図1,図2,図3と同一符号で示すもの
は同一部分である。すなわち室内の略中央部の天井面1
Aに近い位置に2個の透過形超音波スイッチの送波専用
検知センサ3Aを背中合わせに設置し、この送波専用検
知センサ3Aに対向する一方の側壁1Bおよび他方の側
壁1Cに受波専用検知センサ3Bを設置した状態で、送
波専用検知センサ3Aより発射された送受超音波4は天
井面1Aに平行に進行して受波専用検知センサ3Bに受
波されるようにしている。
【0013】次に拡散反射形超音波スイッチを使用し
て、一定距離に置いた検出体までの計測距離データの変
化によって超音波の径路の空気の温度変化を検知して予
備警報を出し、空気の温度勾配による超音波の進行方向
の偏向を検知して緊急警報を出すようにした場合の動作
を図5に基いて説明する。3は拡散反射形超音波スイッ
チの送受波検知センサで検出領域L0 〜L1 で出力する
設定Aと、検出領域L1〜L2 で出力する設定Bを備え
ている。5は反射体で、この場合他方の側壁1C(図1
参照)で代用してもよい。室内における送受波検知セン
サ3と反射体5との距離l=5.5mのとき、送受波検
知センサ3の設定AをL1 =5.3mに設定し、設定B
をL2 =6mに設定して置くと、正常時には出力設定A
はOFF、出力設定BはONとなる。次に室内が正常時
と異なる状況が発生して超音波の進路(図1Bの4近
辺)が昇温すると、超音波の音速が増大し、図6に示す
ように、進路の温度が20℃のとき(正常時)に5.5
mの距離にあった反射体5は進路の温度が40℃になる
と5.3mにあるかのようになり、l≦L1 となり出力
設定AはONからOFFに変わり、出力設定BはOFF
からONに変わる(初期異常状態)。さらに温度が局部
的に上昇すると前記進路に大きな温度勾配が生じ、これ
により前記進路が曲げられて発射した超音波の反射波が
送受波検知センサ3で受波されずl2 ≧L2 になり、出
力設定BはONからOFFになり出力設定A,Bともに
OFFの状態になる(火災状態)。これを表にすると次
表のごとくなる。
【0014】
【表1】 すなわち、出力設定AがOFFで出力設定BがONのと
きには異常警報を出し、出力設定A,BがともにOFF
になれば火災警報を出すようにすれば火災検知装置とし
ての機能を果たす。
【0015】図7は透過形超音波スイッチを使用した場
合の動作説明図で、図6と同一符号で示すものは同一部
分で、3Aは送波専用検知センサ,3Bは受波専用検知
センサである。この場合は送波専用検知センサ3Aから
の送波と受波専用検知センサ3Bの受波開始時間の同期
をとって距離の計測が可能なようにしておけば前述した
反射形超音波スイッチの場合と同様に動作するのでこの
説明は省略する。なおこれを下記〔表2〕に示す。
【0016】
【表2】
【0017】
【発明の効果】この発明では超音波が温度の変化によっ
て音速が変化する性質と、進路に温度勾配があると進行
方向が偏向する性質を利用し、室内の天井面に近い位置
に天井面と平行に超音波を発射し、発射した超音波の室
温変化に対応した変化を捉えてもしくは超音波の進路に
発生する温度勾配による超音波の進行方向の偏向を検知
して異常警報を出し、また発射した超音波の室温変化に
対応した変化を捉えて初期異常警報を発し、超音波の進
路に発生する温度勾配による超音波の進行方向の偏向を
検知して火災警報を出すようにしたので、広範囲の異常
温度上昇が検知でき広い室内でも少数個の検知装置で充
分である。また2段階検知方式としたので異常(火災)
の早期発見に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】拡散反射形超音波スイッチの送受波検知センサ
を室内の側壁に取付けた状態を示すもので、(A)は側
面図、(B)は(A)のP矢視下面図
【図2】透過形超音波スイッチの送波専用検知センサを
室内の一方の側壁に受波専用検知センサを他方の側壁に
取付けた状態を示すもので、(A)は側面図、(B)は
(A)のQ矢視下面図
【図3】拡散反射形超音波スイッチの送受波検知センサ
を室内の中央に2個背中合わせで取付けた状態を示すも
ので、(A)は側面図、(B)は(A)のR矢視下面図
【図4】透過形超音波スイッチの送波専用検知センサを
室内の中央に2個背中合わせで取付け、これに対向して
一方の側壁および他方の側壁にそれぞれ受波専用検知セ
ンサを取付けた状態を示すもので(A)は側面図、
(B)は(A)のS矢視下面図
【図5】拡散反射形超音波スイッチの送受波検知センサ
の動作を説明するための図で、(A)は正常時の側面
図、(B)は温度が上昇したときの側面図、(C)は温
度勾配が生じたときの側面図
【図6】超音波の計測距離と温度との関係を示す曲線図
【図7】透過形超音波スイッチの送波専用検知センサと
受波専用検知センサの動作を説明するための図で、
(A)は正常時の側面図、(B)温度が上昇したときの
側面図、(C)は温度勾配が生じたときの側面図
【図8】従来の火災検知センサを室内の天井面に取付け
た状態を示すもので、(A)は側面図、(B)は(A)
のT矢視下面図
【符号の説明】
1 室内 1A 天井面 1B 一方の側壁 1C 他方の側壁 3 送受波検知センサ 3A 送波専用検知センサ 3B 受波専用検知センサ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超音波振動子により超音波パルスを送信
    し、この超音波パルスが検出体に当たり反射して、前記
    超音波振動子に受信されるまでの経過時間を計測し、こ
    の計測データによって検出体までの距離を検知し、外部
    より設定した距離範囲に前記検出体があるか否かを判定
    するスイッチ出力を出す超音波スイッチを使用した超音
    波式火災検知装置であって、一定距離に置いた検出体ま
    での計測距離データの変化によって超音波の径路の空気
    の温度変化を検知して異常警報を出すことを特徴とする
    超音波式火災検知装置。
  2. 【請求項2】超音波振動子により超音波パルスを送信
    し、この超音波パルスが検出体に当たり反射して、前記
    超音波振動子に受信されるまでの経過時間を計測し、こ
    の計測データによって検出体までの距離を検知し、外部
    より設定した距離範囲に前記検出体があるか否かを判定
    するスイッチ出力を出す超音波スイッチを使用した超音
    波式火災検知装置であって、一定距離に置いた検出体ま
    での計測距離データの変化によって超音波の径路の空気
    の温度勾配による超音波の進行方向の偏向を検知して異
    常警報を出すことを特徴とする超音波式火災検知装置。
  3. 【請求項3】超音波振動子により超音波パルスを送信
    し、この超音波パルスが検出体に当たり反射して、前記
    超音波振動子に受信されるまでの経過時間を計測し、こ
    の計測データによって検出体までの距離を検知し、外部
    より設定した距離範囲に前記検出体があるか否かを判定
    するスイッチ出力を出す超音波スイッチを使用した超音
    波式火災検知装置であって、一定距離に置いた検出体ま
    での計測距離データの変化によって超音波の径路の空気
    の温度変化を検知して第一次の警報を出し、空気の温度
    勾配による超音波の進行方向の偏向を検知して第二次の
    警報を出すことを特徴とする超音波式火災検知装置。
  4. 【請求項4】超音波振動子により超音波パルスを送信
    し、この超音波パルスが前記超音波振動子に対向して配
    置された受信部に受信されるまでの経過時間を計測し、
    この計測データによって前記超音波振動子から受信部ま
    での距離を検知し、この距離が外部より設定した距離範
    囲にあるか否かを判定するスイッチ出力を出す超音波ス
    イッチを使用した超音波式火災検知装置であって、前記
    超音波振動子から受信部までの計測距離データの変化に
    よって超音波の径路の空気の温度変化を検知して異常警
    報を出すことを特徴とする超音波式火災検知装置。
  5. 【請求項5】超音波振動子により超音波パルスを送信
    し、この超音波パルスが前記超音波振動子に対向して配
    置された受信部に受信されるまでの経過時間を計測し、
    この計測データによって前記超音波振動子から受信部ま
    での距離を検知し、この距離が外部より設定した距離範
    囲にあるか否かを判定するスイッチ出力を出す超音波ス
    イッチを使用した超音波式火災検知装置であって、前記
    超音波振動子から受信部までの計測距離データの変化に
    よって超音波の径路の空気の温度勾配による超音波の進
    行方向の偏向を検知して異常警報を出すことを特徴とす
    る超音波式火災検知装置。
  6. 【請求項6】超音波振動子により超音波パルスを送信
    し、この超音波パルスが前記超音波振動子に対向して配
    置された受信部に受信されるまでの経過時間を計測し、
    この計測データによって前記超音波振動子から受信部ま
    での距離を検知し、この距離が外部より設定した距離範
    囲にあるか否かを判定するスイッチ出力を出す超音波ス
    イッチを使用した超音波式火災検知装置であって、前記
    超音波振動子から受信部までの計測距離データの変化に
    よって超音波の径路の空気の温度変化を検知して第一次
    の警報を出し、超音波の径路の空気の温度勾配による超
    音波の進行方向の偏向を検知して第二次の警報を出すこ
    とを特徴とする超音波式火災検知装置。
JP19254092A 1992-07-21 1992-07-21 超音波式火災検知装置 Pending JPH0636158A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5765136A (en) * 1994-10-28 1998-06-09 Nippon Steel Corporation Encoded data decoding apparatus adapted to be used for expanding compressed data and image audio multiplexed data decoding apparatus using the same
CN118609296A (zh) * 2024-06-26 2024-09-06 海南大学 地下管廊仓段火灾预警分析方法及系统
CN120148208A (zh) * 2025-05-09 2025-06-13 重庆长安汽车股份有限公司 车辆的监控方法、装置及车辆

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