JPH0441394B2

JPH0441394B2 -

Info

Publication number: JPH0441394B2
Application number: JP58029976A
Authority: JP
Inventors: Yukio Yamauchi; Akira Kitajima; Tokuo Muroi; Hiromitsu Ishii; Takashi Ono
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1983-02-24
Filing date: 1983-02-24
Publication date: 1992-07-08
Also published as: JPS59157789A

Description

【発明の詳細な説明】ａ産業上の利用分野本発明は、火災感知器で検出した温度、CO等
のガス濃度、煙濃度等のアナログ検出データに基
づいて、近い将来、人間に与える危険度を演算
し、危険の度合が一定レベル以上であるとき火災
警報を報知する火災報知装置に関する。

ｂ従来技術従来の火災報知装置は、一般的には火災感知器
のオン、オフ信号を受信機で判別して火災を報知
しているが、火災の判別を火災感知器に依存して
いるため、火災以外の原因による誤報が多い。ま
た、この誤報を防ぐために検出感度を下げると火
災検出に時間遅れを生ずるという問題があつた。

そのため、近年においては、火災感知器による
アナログ的な火災検出信号をそのまま受信機に送
り、受信機において火災を判別するようにした所
謂アナログ火災報知装置が考られている。例え
ば、火災感知器からのアナログ検出信号を予め設
定されたしきい値と比較して火災を検出する装置
が提案されている第１図は、火災感知器で検出される現在時刻x₀
からの時間の経過に対する火災による温度上昇を
示したグラフである。曲線Ｂは、燻焼性火災のよ
うな火災による温度上昇が緩慢に変化する検出デ
ータであり、曲線Ａは、着炎火災のような火災発
生から一定時間経過後に急激な温度上昇を示す検
出データである。この曲線Ａの火災は最も危険の
度合いが高いにもかかわらず、従来の発報しきい
値T_Aに達するまでの時間が曲線Ｂの火災より長
くかかることで、火災警報の発報が遅れるという
不都合が生じ、又曲線Ｃは、調理室等の一時的又
は局部的な温度上昇を生じる場所に設置された火
災感知器からの検出データであるが、非火災にも
かかわらず発報しきい値T_Aを越えると、火災と
判断して誤報を生じるという問題があつた。

ｃ発明の目的本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、
非火災による誤報を防止するとともに火災の発生
で、人間に与える危険の度合いが高いものを早急
に判断し、警報を信頼性の高い火災報知装置を提
供することを目的とする。

ｄ発明の構成および作用この目的を達成するため、本発明は、アナログ
火災感知器で検出した温度、煙濃度、ガス濃度等
のアナログ検出データに基づいて周囲環境の物理
的現象の変化を２次の近似式に変換して、この近
似式より、危険レベルへ到達するまでの予測時間
としての危険度を求め、危険度が予め設定した時
間以下であるとき火災警報を発報するようにした
ものである。

ここで危険度とは、火災による周囲環境の物理
的変化の進行で、近い将来、人間に対する環境状
態がある危険な状態に達するまでの時間と定義す
る。例えば、人間に対する危険な環境状がある危
険な状態に達するまでの時間と定義する。例え
ば、人間に対する危険な環境状態態を温度につい
て説明すると、第１図において、危険な状態とな
る危険温度T_Dを設定し、この危険温度T_Dに達す
るまでの時間R₁、R₂をそれぞれ火災Ａ、Ｂにお
ける危険度とする。従つて、危険度の値がより小
さい程、人間に対する危険の度合いが高くなる。

ｅ実施例以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第２図は、本発明の一実施例を示した火災報知
装置のブロツク図である。１_a，１_b，…１_oは火
災による周囲環境の物理的現象の変化に比例し
て、アナログ的に火災を検出する火災感知器であ
り、温度、ガス濃度、又は煙濃度を検出する検出
部２と、検出部２で検出したアナログ値をデイジ
タル値に変換するＡ／Ｄ変換回路６と、検出デー
タを伝送する伝送回路３とを内蔵している。４は
マイクロコンピユータを使用した火災受信装置で
あり、複数の火災感知器１_a，１_b，…１_oと信号
線で接続されている。５は各火災感知器１_a，１_b
…，１_oからのＡ／Ｄ変換されたアナログ検出デ
ータを各感知器毎に選択して、順次、一定時間ご
とにタイミングをもつて受信する受信回路であ
り、この各感知器別に選択された所定時間毎の検
出データは、記憶回路７へ入力され、番地をもつ
て記憶される。８は近似式変換回路であり、記憶
回路７の記憶内容に基づいて近似式に変換し、危
険度演算回路９へ接続し、更に危険度演算回路９
で演算された危険度の値と、予め設定される発報
基準値とを比較して火災を判定する火災判定回路
１０の出力で、警報灯やブザー等で構成される警
報回路１１を駆動するようにしている。

次に第３図は、近似式変換回路８、危険度演算
回路９、及び火災判定回路１０のプログラムフロ
ー図であり、本発明の動作を第３図のプログラム
フロー図に基づいて説明する。

火災感知器１_a，１_b，…，１_oからの検出デー
タは、各火災感知器毎に選択して、順次一定時間
ごとにタイミングをもつて受信回路５で受信され
る。例えば、火災感知器１ａからのｍ個の検出デ
ータが（x₁、f_(x1)）（x₂、f_(x2)）…（x_n、f_(xn)）とする。

尚、x₁、x₂、…x_nは検出時間であり、f_(x1)、
f_(x2)…f_(xn)は、それぞれの検出時間に対するアナ
ログ量である。この検出データ（x₁、f_(x1)）（x₂、
f_(x2)）…（x_n、f_(xn)）は記憶回路７で記憶されブ
ロツクｇに入力される。ブロツクｈ、ｉ、ｊは、
ブロツクｇに入力されたｍ個の検出データに基づ
き２次の近似式に変換する過程を示したものであ
る。上記ｍ個の検出データに基づいてブロツクｊ
に示す連立方程式への算出法を最小２乗法を用い
て説明する。今、ｍ個の検出データ（x₁、f_(x1)）
（x₂、f_(x2)）…（x_n、f_(xn)）から得られるデータ関
数をf_(x)とし、データ関数f_(x)の２次の近似式F_(x)は
次式で示される。

F_(x)＝ax²＋bx＋ｃ ……(1) 尚、ａ、ｂ、ｃは係数である。

データ関数f_(x)の近似式F_(x)を得るには、 ∫（F_(x)−f_(x)）²dx を最小とするようなF_(x)の係数ａ、ｂ、ｃを求め
ればよい。しかし実際のデータ関数f_(x)は、連続
した関数でなくｍ個の離散的な値で得られること
で、ａ、ｂ、ｃの関数Ｑ（ａ、ｂ、ｃ）を次式の
ように表わすと、Ｑ（ａ、ｂ、ｃ）＝_n 〓^k=0 （F_(Xk)−f_(xk)）² ……(2) Ｑ（ａ、ｂ、ｃ）が最少となるａ、ｂ、ｃを求
めればよい。従つて (3)式を書き直すと、更にF_(x)＝ax²＋bx＋ｃであることから(1)式と
(4)式から次の連立方程式が得られる。

ブロツクｈでは、(5)式左辺の_n 〓^k=0 １、_n 〓^k=0 x_k、_n 〓^k=0
x² _k、_n 〓^k=0 x³ _k、_n 〓^k=0 x⁴ _kの各値ブロツクｇの検出データ
より演算し、ブロツクｉは(5)式右辺の各値_n 〓^k=0
f_(xk)、_n 〓^k=0 x_kf_(xk)、_n 〓^k=0 x² _kf_(xk)、をブロツクｇの検出
データより演算している。ブロツクｊは、ブロツ
クｈで演算した(5)式左辺と、ブロツクｉで演算し
た(5)式右辺とにより(5)式の連立方程式をGauss−
Jordan法で演算し、データ関数f_(x)の近似式であ
る２次関数F_(x)＝ax²＋bx＋ｃの係数ａ、ｂ、ｃ
を求めている。

第４図は、時間の経過に対する温度上昇を示し
た実際の拡大火災のグラフであり、第４図の検出
データよりブロツクｈ、ｉ、ｊを経て２次関数で
近似的に示したグラフが第５図であり、第４図に
示す検出データに基づいて、上記の算出方法によ
り、２次の近似式F_(x)の係数ａ、ｂ、ｃの値を求
めると、ａ＝0.00238 ｂ＝−0.300 ｃ＝44.7 ……(6) が得られる。

ブロツクｌ、ｕ、ｖ、ｗはブロツクｊで求めた
ａ、ｂ、ｃの値に基づいて危険度Ｒを算出する過
程を示したものであり、第５図の近似式から得ら
れた(6)式ａ、ｂ、ｃの値を使用して、危険度Ｒの
算出方法を説明すると、まず、人間に対し、危険な環境状態を与える危
険温度をT_Dとすると、危険度Ｒは、危険温度T_D
に達するまでの時間であることから、次の等式 F_(x)＝T_D ……(7) が得られ、この(7)式を解くことで求められる。す
なわち(7)式を(1)式に代入すると、 ax²＋bx−（T_D−ｃ）＝０ ……(8) となり、危険度Ｒは(8)式をｘについて求めた値、
すなわち危険温度T_Dに達するまでの時間ｘが危
険度Ｒであることから、Ｒ＝−ｂ±√²＋4（_D−）／2a……(
9) として得られる。

従つて、予め設定される危険温度T_Dの値と、
ブロツクｊで求められる２次の近似式F_(x)の係数
ａ、ｂ、ｃの値とを(9)式に代入することで危険度
Ｒの値が算出できる。

以下に危険度Ｒの判定について説明する。

まずブロツクｈ、ｉ、ｊの演算で係数ａ、ｂ、
ｃが求まると、 b²＋4a（T_D−ｃ） ……（11）の値をブロツクｌで演算し、この値はブロツクｕ
で b²＋4a（T_D−ｃ）＞０ ……（12）であるかを判定する。ここで(9)式において、危険
度Ｒの値が実数となつた場合、すなわち（11）式
の値が正の数となつた場合のみ演算を進行させれ
ば良い。従つて（11）式が負の数例えば第１図に
示す曲線Ｃのような検出データである場合、ブロ
ツクｕの判定で再びブロツクｇへ進み、火災感知
器１_a，１_b，…１_oからの所定時間内での検出デ
ータを抽出する。ここで(6)式のａ、ｂ、ｃの値を
例にとつて、ブロツクｌでの演算を行なうと、 b²＋4a（T_D−ｃ）＝0.807 ……（13）となり、ブロツクｕでゼロより大きいと判定さ
れ、ブロツクｖへ進み、更に −ｂ＋√²＋4（_D−）＞０ ……（14）を判定する。同様にａ、ｂ、ｃの値を代入して式
（14）を判定すると、 −ｂ＋√²＋4（_D−）＝1.20……（15）となり、ゼロより大きいことでブロツクｗへ進
み、危険度Ｒの値を演算する。ａ、ｂ、ｃの値を
(9)式へ代入すると、Ｒ＝−ｂ＋√²＋4（_D−）／2a＝252 ……（16）となり、この結果はブロツクｐで予め設定された
基準値R_sの値と比較される。例えば基準値R_sが
360に設定されていたとすると、Ｒ≦R_sとなるこ
とでブロツクｐで火災と判断しブロツクｑへ進
み、ブザー又は警報灯等により警報表示を行な
う。

ここで、第４図に示すような実際の火災実験で
得られたアナログ火災検出データについて、所定
の時間間隔で検出データを抽出して入力すること
により、第３図に示した処理を計算機上のシミユ
レーシヨンで行つたところ、検出温度が約57℃に
上昇した時点Ａ、即ち約57℃までの温度検出デー
タを入力して演算した時点で、危険温度T_Dに到
達するまでの予測時間として演算した危険度Ｒが
基準値（基準時間）R_S以下となつて火災警報を
発報することができた。

従つて、第４図に示すよう、従来の熱式火災報
知装置では、火災と判断するＢ点のしきい値温度
75℃に上昇するまで火災警報を表示しなかつたの
に比べ、本発明ではＡ点というきわめて早い時点
で火災警報の発報を行うことができる。

尚、危険温度T_Dを下げれば予測時間として演
算される危険度Ｒが短くなるので、より早い段階
で火災と判断して警報できる。一方、危険温度
T_Dを変えずに基準値（基準時間）R_Sを長目に設
定すれば、同様により早い段階で火災と判断して
警報することができる。しかし、危険温度T_Dを
下げすぎたり基準値Ｒを長くしすぎると、ノイズ
等により誤報が出やすくなることから、適切な値
に抑える必要がある。

また第１図に示す曲線Ｃのような非火災時にノ
イズ等により一時的に温度が高くなる異常を生じ
ても、２次関数近似式の係数を求めるために使用
する複数の検出データに占める異常データの割合
が少ないことから、その影響は十分に抑圧され、
一時的な異常値を含んで演算される危険度Ｒは若
干減少するが基準値R_S以下となることはなく、
非火災による誤報を確実に防止できる。

尚、上記では、アナログ火災感知器からのアナ
ログ検出データに基づいて算出される近似式とし
て２次の関数を例にとつて説明してきたが、３次
以上の多次の近似式に変換し危険度を求めるよう
にすると、より効果的である。

例えば、第８図は、時間ｘの経過に対する火点
での温度上昇を示したグラフであり、第８図に示
すような検出データを５次の近似式F′_(x)で表わす
と以下のようになる。

F′_(x)＝2.0×10^-4x⁵−1.3×10^-2x⁴＋2.8×10x³ −2.2x²＋8.1x＋32 ……（17）（17）式における近似式F′_(x)の係数から危険度
を求めるようにすれば、より確実で且つ早急な火
災判定を行なうことができる。

第６図は、本発明の他の実施例を示したブロツ
ク図であり、第２図に示す実施例のＡ／Ｄ変換回
路６を火災受信装置４内に組み込んだことを特徴
とする。１_a，１_b，…１_oは火災による周囲環境
の物理的変化に比例して、アナログ的に検出する
火災感知器であり、煙濃度、ガス濃度、温度等を
検出する検出部２と、検出部２で検出したアナロ
グデータを伝送する伝送回路３を内蔵している。
４はマイクロコンピユータを内蔵した火災受信装
置であり、複数の火災感知器１_a，１_b，…１_oと
信号線で接続されている。５は火災感知器１_a，
１_b，…１_oからのアナログ検出データを、各火災
感知器別に選択して、順次一定時間ごとにタイミ
ングをもつて受信する受信回路であり、検出デー
タのアナログ値をデイジタル値に変換するＡ／Ｄ
変換回路６へ接続している。７は記憶回路であ
り、各感知器別に検出値を一定時間毎のデータで
番地をもつて記憶し、記憶回路７の記憶内容に基
づいて近似式に変換する近似式変換回路８を介し
て危険度演算回路９へ接続している。更に演算さ
れた危険度の値と予め設定される基準値との比較
で火災を判定する火災判定回路１０の出力で、警
報灯やブザー等の警報回路１１を駆動するように
している。

従つて、第６図の実施例にあつては、Ａ／Ｄ変
換回路６を火災受信装置４内に組み込んだこと
で、火災感知器の回路構成が簡単で小さな形状と
することが可能となり、且つコストの低減が得ら
れる。

第７図は、本発明による他の実施例を示すブロ
ツク図である。記憶回路７に記憶される記憶容量
を軽減するようにしたことを特徴とし、火災によ
る周囲環境の物理的現象の変化に比例してアナロ
グ的に検出する火災感知器１_a，１_b，…１_oから
のアナログ検出データをＡ／Ｄ変換回路６を介し
てレベル判定回路１３により予め設定された一定
レベル以下のアナログ検出データを消去回路１４
で消去し、火災の発生によるものと思料される一
定レベル以上のデータのみを記憶回路７で記憶
し、この記憶内容に基づいて近似式変換回路８
で、近似式に変換するようにしたものである。

尚、危険度を演算する危険度演算回路９と、演
算された危険度の値と予め設定された基準値との
比較で火災警報を発報するようにした火災判定回
路１０と、警報回路１１は、第２図に示す実施例
と同一構成である。

又、点線で示すように、火災感知器１_a，１_b，
…１_oからの検出データをレベル判定回路１３に
入力させ、予め設定される基準レベル値以上のデ
ータのみをＡ／Ｄ変換回路６を介して記憶回路７
へ伝送するようにしても良い。

従つて、第７図の実施例では、限られた記憶容
量で、より多くの火災感知器を接続することがで
きる。

ｆ発明の効果次に本発明の効果を説明すると、火災による周
囲環境の物理的現象の変化の進行で、近い将来人
間に対する環境状態がある危険な状態に達するま
での時間を危険度とし、火災感知器で検出した温
度、ガス濃度、煙濃度等の検出データに基づい
て、周囲環境の物理的現象の変化を２次の近似式
に変換して、この近似式により危険レベルに達す
るまでの予測時間としての危険度を求め、危険度
が予め設定した一定の基準値（基準時間）以下で
あるとき火災警報を発報するようにしたことで、
第４図に示す実際の拡大火災を例にとつた説明か
らも明らかなように、人間に与える危険の度合い
が高い火災の発生を早急に且つ、確実に感知でき
るという効果が得られる。更に、タバコの煙によ
る一時的な煙濃度の上昇又は、調理室等の局部的
な温度上昇での非火災による誤報を防止でき、信
頼性の高い火災報知装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、アナログ火災感知器で検出される検
出データ、第２図は本発明の一実施例を示すブロ
ツク図、第３図は、第２図の実施例におけるプロ
グラムフロー図、第４図は、実際の拡大火災を示
すグラフ、第５図は、第４図の拡大火災を近似的
に示したグラフ、第６図は本発明の他の実施例を
示すブロツク図、第７図は本発明の他の実施例を
示したブロツク図、第８図は実際の火災を示すグ
ラフである。１_a，１_b，…１_o……火災感知器、２……検出
部、３……伝送回路、４……火災受信装置、５…
…受信回路、６……Ａ／Ｄ変換回路、７……記憶
回路、８……近似式変換回路、９……危険度演算
回路、１０……火災判定回路、１１……警報回
路、１３……レベル判定回路、１４……消去回
路。

Claims

【特許請求の範囲】１火災による周囲環境の物理的現象の変化に比
例して、変化量をアナログ的に検出するアナログ
火災感知器と信号線接続される火災受信装置とか
らなる火災報知装置において、前記アナログ火災感知器からの検出データを一
定時間にわたり記憶する記憶回路と、該記憶回路
に記憶された検出データに基づいて、周囲の環境
の物理的現象の時間的変化を２次関数に近似する
近似式変換回路と、前記近似式に基づいて、周囲
環境の物理的変化が予め設定された闘値に達する
までの時間となる危険度を演算する危険度演算回
路と、該危険度演算回路の演算により求められた
前記危険度と予め設定した基準値とを比較し、該
危険度が基準値より小さい場合に火災と判定する
火災判定回路と、前記火災判定回路で火災と判定
されたときに火災警報を発報するようにしたこと
を特徴とする火災報知装置。