정합필터를 이용하는 불꽃 감지기의 플리커링 신호 검출방법에 관한 연구 (Flickering Signal Flame Detection Method Using a Matched Filter)

서지정보

· 발행기관 : 한국방재학회
· 수록지 정보 : 한국방재학회논문집 / 22권 / 3호 / 111 ~ 117페이지
· 저자명 : 김용한, 조항덕, 김영현

초록

불꽃 연소는 가연성 물질이 공기 중 산소를 이용하는 분해 연소의 한 종류다. 특징으로는 불꽃이 보이고, 산소를 소비하는 호흡 과정이 있다. 호흡 과정은 불꽃의 깜박임으로 보이고, 플리커링 신호로 관측할 수 있다. 불꽃 감지기는 연소 중에 발생하는 infrared ray (IR)를 추적하여 연소를 인식한다. 그러나 인공조명과 태양광 등에서도 IR 신호가 관측된다. 이에 따라, 인공조명같은 비화염 IR 신호와 불꽃 연소 같은 화염 IR 신호를 구분하기 위한 방법이 필요하다. 본 논문은 비화염 IR 신호와 화염 IR 신호를 구분하기 위하여 정합필터를 이용한 플리커링 신호를 식별하는 방법에 대하여 연구한다. 정합필터는 검사 파형 발생기의 주파수를 조절하여, 검사하는 신호에서 주파수 신호를 선택적으로 조사할 수 있다. 검사 파형과 플리커링 신호 파형의 주파수가 같은 경우, 평가 파형에서 위상 정보를 구하고, 위상 편차가 최소가 되도록 조정할 수 있다. 그리고 위상 동기 상태에서 평가 파형의 연산 결과로부터 감지기에서 검출되는 플링커링 신호를 포함하는 IR 감지신호의 크기를 알 수 있다. 이에 따라, 정합 필터에서 파형 정합을 이용하는 플리커링 검출 방법은 유효한 IR 신호를 식별하는데 효과적이고, 경제적인 화재 감지 방법으로 사용할 수 있다.

영어초록

Flame combustion is a type of decomposition in which materials are combusted using oxygen in the air and a visible flame. During combustion, the respiratory process is detected as a flickering signal. Flame detectors recognize combustion by monitoring the generated infrared (IR) radiation. However, IR signals derived from artificial lighting and sunlight are also detected. Thus, a method for distinguishing nonflame-derived IR signals, such as artificial lighting, from flame-derived IR signals is required. In this study, a method for identifying a flickering signal using a matched filter that distinguishes between nonflame- and flame-derived IR signals was investigated. Matched filters selectively irradiate a frequency of the target signal by regulating the frequency of the waveform generator. When the frequencies of the inspection and flickering signal waveforms coincide, phase information may be obtained from the target waveform, and phase deviation may be minimized. Additionally, the magnitude of the detected IR signal, including the flickering signal, can be determined from the evaluation results of the waveform in the phase-locked state. Therefore, the flickering detection method using a matched waveform filter is effective for identifying IR signals and can be used as an economical fire detection method.

참고자료

· 없음