JPS59180694A - 火災感知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は火災感知装置に係り特に火災感知器にマイク
ロコンピュータを内蔵させて設置場所の環境条件の変化
に対応して火災検出レベルが変化し常に一定の火災検出
感度で火災を検出できるようにしたものである。

火災感知器が設置される場所の環境条件は時間帯、曜日
あるいは季節番こよって異なる。これを成る事務所の部
屋で考えてみると、日中は人の出入りがあって室内には
塵埃が浮遊しているのに対し、夜間は人が不在であるの
で室内には塵埃はほとんど浮遊していないし、同じ一日
でも出動、退社、昼食時等大の出入りの多い時間はそれ
以外の時間に比べて当然浮遊塵埃の量もより多くなる。

また、月曜日から土曜日に至る勤務時間帯は通勤領域で
は浮遊塵埃が多く存在するのに対し、日曜日は行楽地を
除いて人の出入りが少ないので浮遊塵埃の量は大幅に減
少する。このような通勤領域の場所に従来のように例え
ば７０％の煙濃度で動作するイオン化式あるいは散乱光
式などの焼式火災感知器を設置すると、この火災感知器
は夜間あるいは日曜日には浮遊塵埃がほとんど存在しな
いのでほぼ１０チの濃度の煙で動作するのに対し、月曜
日から土曜日にかけての日中では浮遊塵埃が大量に存在
し、この浮遊塵埃の量は数チの煙濃度（ご相当するので
、火災感知器は７０％−数多の濃度の煙で実際に動作す
ることとなり、日中と夜間とでは火災感知器が動作する
煙濃度が異なることとなる。

また室温を季節的に考えると、夏期では日中は冷房装置
の運転で室温は一５℃前後であるのに対し、夜間には冷
房装置が停止され室温は３０℃前後に高まり、冬期では
日中は暖房装置の運転で室温は２０℃前後であるのに対
し、夜間には暖房装置の停止により０℃近くまで低下す
る。このような室にｑ’ｏ℃で動作する定温式火災感知
器を設置した場合、この火災感知器が動作するまでに夏
期の夜間では室温がｐ　ｏ　℃前後上昇すればよいのに
対し、冬期の夜間では７０℃前後の上昇を要する。

このように、従来の火災検出感度が固定されている火災
感知器は、その設置場所の時間帯、曜日、季節によって
変化する環境条件のため、その相対的な火災検出感度は
時々刻々変化し常に一定の感度で火災を検出することが
できず、その結果、１報や週報あるいは失報を生じるこ
ととなる。なお、煙や熱以外の火災時に生じる光やガス
などを捕捉する火災感知器についても同様である。又従
来の火災感知器ではλ乃至３程度の測定レベルをもち切
換え”使用するものもあるが、この場合受信機にタイマ
装置をつけておいて例えば日中と夜間のように予めスケ
ジュールされた時間帯にあわせておき、受信機からの指
令信号により感度を自動的に切り換えて常に同じ感度を
もたせようとするものもあるが、火災感知器の設置され
る環境は種々雑多で予め感度を設定してもその感度レベ
ルが最良とはかならずしもならず、設置場所の使用目的
の変更や室の区隔の変更等或は４節等環椀の大きな変化
が行われれば、そのつど感度レベルの設定の修正を行う
等問題は非常に多い。このような点を考慮して、この発
明は、設置場所の環境条件の変化に対応してｃｐｕで計
算して火災検出レベルが変化し、常に一定の火災検出感
度で火災を検出できる火災感知装置をえようとするもの
である。

このため、この発明の火災感知装置はマイクロコンピュ
ータを内蔵し、このマイクロコンピュータによって定期
的にノイズ成分である火災・現象に類似した現象の物理
量を測定して累積データとして記憶し、この過去の記憶
データにもとづいて時間帯別あるいは曜日の時間帯別に
現在の予想される環境ノイズ量、例えば、ノイズ成分の
平均を求め、このノイズ成分の平均値に見合う設定感度
を決定して時間帯別に火災検出レベルを変化させ、火災
検出感度の変動をなくすようにしたものである。

次にこの発明を図の実施例ζこついて具体的に説明する
。

先ず第１図はこの発明の火災感知器の基本的な構成を示
すブロック図で火災感知器そのものの構成については既
に市販のものを任意に使用できるので図では省略しその
センサ部／ならびに出力を適宜増幅する増幅器／１を記
載するものとする。図で７は熱、煙、光あるいはガスな
どの火災現象板は火災現象と類似の温度変化や塵埃変化
を検出してアナログ出力を生じるセンサ部、／１はセン
サの出力を適宜増幅する増幅器、コは増幅器１１の出力
値であるアナログ出力を所定時間間隔毎、例えば２８毎
にサンプルホールドするサンプルホール回路、３はサン
プルホールドしたアナログ信号をデジタル信号に変換し
てＣＰＵ　Ｓに読みとらせるＡ−Ｄｇ換器、夕は時計部
、Ｓはマイクロコンピュータの心臓部であるＣＰＵ％　
６〜デは第１〜第グメモリ、／θは０ＰＵｊ；よりの制
御により火災信号を出力する信号送出回路である。ここ
で一実施例としてのｙつのメモリの割り当てについて説
明すると第１メモリ６と第２メモリ７はＲＯＭで構成し
、第１メモリ乙には制御プログラムを記憶させ、第１メ
モリ６にはノイズ成分が存在しない時の火災判別レベル
つまりスター１゛時の仮の基準レベルを標準値として記
憶させるとともにデータ記憶時刻や基準値変更時刻を記
憶させるものとする。

又第３メモリざと第１メモリ６とはＲＡＭで構成し夫々
一時的なストア用メモリとして用い、第３メモＩＪ　ｇ
は火災判別レベルである基準値格納用メモリとして用い
、第１メモリ６は第３図で夫々の格納位置を示すように
曜日別、時間別のデータ格納用メモリとして使用するも
のとする。

次に、第２図は第１図の動作説明を示すフローチャート
で、火災感知器に電源線あるいは信号兼電源線を通じて
受信機や中継器などから電源電圧が供・給されると、マ
イクロコンピュータを内蔵する火災感知器はその機能を
開始する。

０ｐＵｊは第１メモリ乙の制御プログラムにより第一図
のステップで動作を開始するもので、ＣＰＵ　＆は第１
のステップＳ／で、第３メモリｇと第１メモリ６の内容
をクリアするとともに、ＯＰＵ’ｙ内のレジスタなどの
初期値を設定する。

次に、第２のステップ８．２で、第１メモリ６から標準
値を読み出し、この標準値を基準値用の第３メモＩＪ　
ｇに格納して基準値にする。これにより火災感知器の初
期の基準値つまり初期の火災検出レベルが定まる。なお
、この火災感知器が焼式でそのセンサ部／がイオン化式
あるいは散乱光式で構成されている場合には、例えば塵
埃が０チの状態で煙が／θチとな−った時に火災感知器
が火災と判断するように標葉値は、／。

チに設定されている。

更に、第３のステップＳ３で、ＣＰＵ　５はセンサ／の
出力データの読込を行なうもので、このためＣ！ＰＵ、
ｔはサンプルホールド回路−に保持命命を出力し、サン
プルホールド回路λはこの保持金◆によりセンサ部／の
出力をサンプリングしてホールドし、ホールドが完了す
ると保持信号をＯ：ＰＵ、ｊに出力する。ついで、Ｃ，
ｐＵｊはＡ−Ｄ変換器３に変換命令を出方し、これによ
りＡ−Ｄ変換器３は、サンプルボールド回路−がホール
ドしているセンサ部／のアナログ出方信号をデジタル信
号に変換し、変換が終了するとＣＰＵ３に変換終了信号
を出力する。変換終了信号の入力によりＣＰＵ　＆はＡ
−］）変換器３からデジタル信号に変換されたセンサ部
／の出力データを読込む。

更に進んで第グのステップＳｌｌで、　０ＰＵｊは第８
メモＩＪ　ｇより基準値を読込み、この基準値と先の第
３のステップＳ、？で読込んだ出力データとの比較を行
ない火災かどうかを判断し、データ≧基亭値であれば火
災状態として第Ｓのステップｓ、１に移行し、データ〈
基準値であれば正常状態と判断して第６のステップＢＡ
に移行する。

かくて第３のステップに移行する場合はＣＰＵ！は信号
送出回路／θに火災信号送出命令を出力し、信号送出回
路ＩＯは火災信号を受信機や中継器などに出力する。

又第６のステップＳ６に移行する場合は、ＣＰＵ　！ｉ
は時計部ｌより曜日、時刻等を読込み、その時刻が第コ
メモリ７に記憶されているデータ記憶時刻と一致するか
否かを判別する。たまたまその時刻と一致すれば第７の
ステップＳ７で、ＯＰＵ、ｌ−は第６のステップＳ６で
読込んだ曜日ならびに時刻のデータ（こより、第３のス
テップＳ３で読込んだセンサ部／の出力データを第９メ
モＩＪ　ｑの所定位置に格納する。なお第９メモＩＪ　
ｑへの記憶例は第３図に示す通りで、この第２メモリ７
は各曜日の２時間毎にｑ週間分のデータが格納できるよ
うに構成されていて、現時点が月曜日の３時であるとす
ると、センサ部／のデータは月曜日の３時の記憶領域の
７週目の部分に格納され、この時にこの記憶領域の７週
目からｑ透口まで全部かうまっていると゛ダ９週目デー
タか、クリアされて７週目から３週目のデータが７週ず
つシフトされ最新データが７週目の部分に格納されてデ
ータの更新が行なわれる。

引き続き第３のステップｓｇで、ＯＰＵ＆は時計部グか
ら曜日、時刻を読み込み、その時刻が第２メモリ７に記
憶されている４−Ｑ準位変更時刻に達しているか否かを
判別する。なお第コメモリ７には基準値変更時刻として
例えば２時間毎の偶数時刻が記憶されている。つまり感
度の切換えを偶数時間で行い０−．２時は７時のデータ
をもとにして計算し、２〜１時は３時のデータをもとに
して計算している。

かくて基準値変更時刻に達していれば第７のステップＳ
９て、ｃｐｕｈはｆＪｇのステップｓｙで読込んだ曜日
、時刻に対応する過去の累積データを第コメモリ９から
読出し新し、い基準値を計算する。例えば月曜日の１時
であればｆ４’ｆ、　４ｔメモリ９の月曜日の３時の記
憶領域から過去のｑ週間分のデータを読出し、次に読出
したｑ週間分のデータからグ週間の平均値を計算する。

この平均値は必要に応じ単純平均計算や加重平均計算で
求めることができ、この計算結果が過去Ｖ週間のノイズ
成分の平均値となる。次に第コメモリ７より標準値を読
込み、この標準値に平均値を加えてその時間帯の火災を
判別すべき基県値を求める。

最後に第１ＯのステップＳ１０で、ＣｐＵ、ｉは先の第
９のステップＳｑで求めた前述の基準値を第３メモリに
に格納して新しい基準値として先の第３ステツプＳ３に
もどしてやる。こういうループで作動させるのである。

なおこの火災感知器は、電源線あるいは信号兼電源線か
らの電源供給が停止した時にはＣ！ＰＵ５が動作を停止
して機能が停止する。

また前述の説明において、基準値として第３メモＩＪ　
ｇに最初に格納する値をノイズ分がＯの時の火災検出レ
ベルである標準値（例えば１０係）としたが、樵準値と
は異なるあらかじめノイズ分を見込んだ初期設定値（例
えば／、２％）を定めておき、この初期設定値を第３メ
モリ３に格納するようにしてもよい。またセンサ部／が
温度センサである場合には、初期設定値として例えば２
０℃、標準値として例えば３０℃を選ぶことができる。

又、データの記憶時刻と基準値変更時刻は同時刻として
もよい。

更に、平均値としては、単純平均、加重平均のほか、平
均値を求めるための累積データのうち最小値と最大値の
データを除外したデータによって平均値を求めてもよく
、また単純平均または加重平均の値に最大値から最小値
を引いた値のα倍の値を加えて平均値としてもよい（α
は定数でα〉θ）。次に第１図は他の実施例構成図で第
１図相当部分は同°−符号で示す。この１％合火災感知
器は電源が投入されると、ＲＯＭ　／に記憶されている
制御プロクラムにより動作を開始し、まず火災感知器、
Ｅ　Ｌでの設定感度を１（ＡＭにメモリする。すなわち
、」二：’、９　’ａｉ定イ１白９．４刀ル３基準設定
値、下限設定値は抵抗／、Ｓ′の分割電圧によって作ら
れているため、ＣＰＵ、Ｓはマルチプレクザー／乙の入
力を順次切換え、このアナログ信号をＡ−Ｄ変波器３に
よってデジタル１ｇ号に変換し各々ＲＡＭ／、ＲＡ　Ｍ
）、Ｚｉｈ４３にメモリする。

又、過去の累４６データが入っているＲＡＭ　ｇのメモ
リをすべてクリアし過去の累積データの最大値、最小値
兼ひに平均値の入っているＲＡＭ　Ｆ、ＲＡＭｊ　、　
ＲＡＭＡのメモリもクリアする。

メモリのセットとクリアが終了したら感知器は所定のイ
ンターバルでセンサ部／よりの出力読み取りを開始する
のである。更に説明を続けるとセンサ部／よりの出力Ｇ
Ｊ増幅器を通して増幅されサンプルホールド回路コで出
力値が保持される。この出力を前述の設定値を切換える
マルチプレクサ／６を介してＡ−Ｄ変換器３によりアナ
ログ信号からデジタル信号に変換する。

変換が終了したらＣｐ　Ｕ　ｓに変換終了１１１号を出
す。

ＣＰＵ左はＡ−Ｄ変換器３のデジタル信号をデータとし
て受は取り、一時保存用のメモリＲＡＭ　’９に入れる
。尚、この場合は０ＰＵｊ−はＲＡＭ／〜ＲＡＭワのＲ
ＡＭ　９個と７個のＲＯＭ　／の１０メモリを使うもの
とする。ＣＰＵ５は現時刻、曜日を時計部グから読み取
り、累積データ用のメモＩＪＲＡＭｇの現時刻、曜日に
対応するアドレスよりデータをデータにとして読み取る
。データｇに累積データのない場合はＲＡＭ　２より初
期基準設定値をデジタルコンパレータ／２へ信号として
送る。データざに累積データがある場合、ＲＡＭ　／、
ＲＡＭ　３より動作レベルの上限値、下限値を各々テー
ク／、データ３として読み取る。また、１（ＡＭ　弘、
ＲＡＭ　５より環境のノイズレベルの最大値と最小値を
各々データグ、データＳとして読み取る。そしてデータ
クコデータＳの場合はＲＡＭ　２より初期基準設定値を
デジタルコンパレータ／、２へ信号トして送る。またテ
ークグヨデータタの場合は、まず累積した環境ノイズの
最大値（データ！Ｉ）吉最小値（データＳ）とによる最
大ノイズ幅に対する動作レベルの上限値（データ／）（
！：下限る。この結果をデータ１０とする。次にＲＡ　
Ｍ　２、ＲＡＭ　Ａより初期基準設定値と過去累積デー
タの平均値を各々データコとデータ６として読み取り、
データλ十β×データ１０×（データざ−データＡ）の
計算式で現在の設定動作レベルを求める。この結果をデ
ータ／／とする。なおβは定数（０くβ≦／）である。

これにより過去の累積データより、予想される環境ノイ
ズによって現在の動作レベルが得られる。

そこで、ＣＰＵ　５よりデータ／／をデジタルコンパレ
ーク／ユヘ信号として与える。一方Ａ　−Ｄ変換器３の
出力はラッチされて０ＰＵＡｒが処理している間も一定
値を保持するため、ここでデジタルコンバレータンツか
数の大小を比較する。

Ａ−Ｄ変換器３のデータの方がＯｐＵ　；よりの計算出
力であるデータ／／より犬の場合、デジタルコンパレー
タ／λの出力（沫レベルＨヨリレベルＬとなり、それに
よりラッチ回路１３が働きレベルＬを保持する。尚、ラ
ッチ回路／３はスイッチング回路１、ブザ゛−／１１は
受イ菖機と考えてもよく、ここではブザーフグを鳴らし
てその異常を知らせる。。ｃＰＵ３はデジタルコンパレ
ータ／、２の出力がレベルＨよりレベルＬに変わったた
め、動作レベルを超えたものと判断し、データの平均化
や累積データの処理は行なイっないがセンサ部／よりの
データの読み取りは継続する。

リセットスイッチＲ８Ｗがオンになるとラッチ回路／３
をリセット・してラッチを解除する。なお、Ａ−］）変
換器３の出力か感度レベル以下になるとデジタルコンパ
レータ／、２の出力はレベルＨに復帰するため、ＣＰＵ
　ｊは通常のメモリ内の処理を開始する。

デジタルコンパレータ／、２がレベルＨのｔｔ変化ない
場合、ＣＰＵ　３は動作レベルに達していないと判断し
、現在のデータが入っているＲＡＭ　９のデータを平均
用バッファＲＡＭ　７に入れ、時計部ケよりもらったデ
ータからＣＰＵ！は時間帯のデータの集計をする時刻か
を判断し、集計時刻であると、ＲＡＭ７のデータを平均
してデータ７さし、今の曜日、時刻に相当する過去の累
積データの入っているＲＡＭ−の所定のアドレスのデー
タを読み取り、このデータｇとデータ７を例えば／：ａ
の割合で加重平均を行い、この結果がＲＡＭｊにメモリ
されている下限設定値を超えていない場合のみ、ＲＡＭ
ｇの該当するアドレスに新しい累積データとしてメモリ
する。超えている場作は、ＲＡ　Ｍ　３のデータをメモ
リする。

そして、Ｔ（ＡＭ　ｇの全データを調べて、最大値、最
小値をＲＡＭ　’ｌ　、　　ＲＡＭ　３に各々メモリす
る。尚、ＲＯＭ　／は制御プログラムや初期設定値、デ
ータ集計時刻等を記憶している。この様にすれば時間が
経過するごとに過去の累積データの内容が変わり、環境
ノイズの最大値、最小値が変動するために感知器の設置
されている環境に応じ、曜日、時間帯ごとに感度レベル
を適切に変更することが可能となる。尚、第Ｓ図は第７
図におけるＣＰＵ！；のメモリマツプを示している。又
、第６図はソフトのメインフローチャート、第７図ａ−
ｇはサブルーチンのフローチャートで、同図ａは初期設
定プログラム例、図Ｏはセンサ。

入力読込プログラム例、図Ｃは時刻読込プログラム、図
ｄは火災動作プログラム例、図ｅは火災復旧プログラム
例、図ｆは設定感度計算プログラム例、図ｇは過去累積
データ吉侯えプログラム例である。最後に、第Ｓ図は設
定レベルの時間経過例で図ａは従来感知器、図すは第を
図の実施例の場合を示している。

以上によりこの発明による火災感知器では設置された環
境ノイズの過去の累積データを記憶させておいてこれに
もとづいて現時点の設定感度を決定するので環境ノイズ
が時刻により変動した場合、ノイズレベルが高ければ感
度を鈍くしノイズレベルが低ければ感度を局＜シて自己
感度を自動調整するため季節や周囲温度による影響を除
去して常に適切な火災検出感度を維持するこ♂ができる
。

【図面の簡単な説明】 第１図は、この発明の火災感知器の基本的な構成を示す
ブロック図、第２図は第１図の動作説ゆ」用フローチャ
ート、第３図は第１図の第９メモリ９の格納位置を示す
ｆｆｌ略図、第を図は他の実施例構成図、第Ｓ図は第７
図における（３ＰＵ、７ノメモリマツプ、第６図はソフ
トのメインフローチャート例、第７図ａ　−ｇは夫々サ
ブルーチンフローチャート例、第ｇ図ａ、ｂは従来とこ
の発明における設定レベルの時間経過例を示す緋図であ
る。 図で７はセンサ部、コはサンプルホールド回路、３はＡ
−Ｄ変換器、ダは時計部、５はＣＰＵ・６．７はＲＯＭ
、　ｇ、９はＲＡＭ、１０は信号送出回路、／夕は分割
電圧用抵抗、／６はマルチプレク曵／ａはデジタルコン
パレータ、／３はラッチ、ＲＡＭ／〜ＲＡＭ？、ＲＯＭ
／はメモリ。 第、５図 ＲＡＭ８ 過去の累Ｊ４テータ ＲＡＭ９０−Ｂ守爪阿■ノ５１Ｊ− 旧亥Ｉｊ号１１のテゝりの！１りを職るｋｌ＋）のハ゛
・ノファＲＡＭ　ｌ　［＝二］　十β艮設定イ（＠ＲＡ
Ｍ２０卿桂（蹟 ＲＡＭ３０下限設定１直 第７図ｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　煙・熱・光等の火災現象の物理量をデジタル電気信
   号に変換する物理量測定手段と、前記測定物理量を記憶
   させる手段並びにこれにより過去の累積データを作成す
   る手段と、前記過去の累積データにもとづいて現時点の
   設定感度を決定する手段と、前記決定せる設定感度と現
   在の入力した物理量とを比較判別する手段と、前記比較
   判別した結果により出力する手段とを備えることにより
   設置場所の環境条件の変化に対応して火災検出レベルが
   変化し常に一定の火災感度で火災を検出できるようにし
   たことを特徴とする火災感知装置。 ユ　測定物理量を記憶する手段は前記測定物理１゛を時
   計部を介在させて曜日別、時間別に情報さして読込む手
   段を含む特許請求の範囲第１項記載の火災感知装置。 ３　過去の累積データにもとづいて現時点の設定感度を
   決定する手段は過去の累積データより単純平均計算や加
   重平均計算で平均値のように現在の予想される環境条件
   に従った物理量を求める手段を含む特許請求の範囲第１
   項記載の火災感知装置。 グ　火災現象に類似した現象の測定物理量つまりノイズ
   成分が存在しない時の火災判別レベルを標準値とし、又
   これに対し火災と判断するノイズ成分の火災検出レベル
   を基準値として設定し過去の累積データにもとづく時間
   帯別或いは曜日の時間帯別に前記ノイズ成分の平均値を
   −求め、前記標準値に前記ノイズ成分の平均値を加えて
   その時間帯の火災を判別すべき基準（ａ、きして設定感
   度を決定する特許請求の範囲第１項或は第３項のいずれ
   か記載の火災感知装置。・ Ｓ　過去の累積データにもとづいて現時点の設定感度を
   決定する手段は、動作レベルの上限設定値と下限設定値
   と上限・下限値間の基準設定値とを与える手段と、環境
   ノイズの累積データより累積データの最大値と最小値並
   びに平均値を求める手段と、前記各手段より得られる上
   限設定値Ａ、基準設定値Ｂ、下限設定値Ｃ１累積データ
   最大値Ｄ１累積データ平均値Ｅ１累積データ最小値Ｆ並
   びに環境ノイズの累積データのうち現時点に対応する累
   積データＸとから、 Ｂ＋、ｐ　、＜−今二究東（Ｘ−Ｅ）　　（、但しβは
   定数）−Ｆ の演算を行なって現時点の設定感度を求める手段とを含
   む特許請求の範囲第１項記載の火災感知装置。