特許 6321063 火災監視システム及び煙感知器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6321063

(24)【登録日】2018年4月13日

(45)【発行日】2018年5月9日

(54)【発明の名称】火災監視システム及び煙感知器

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/53 20060101AFI20180423BHJP

   G08B 17/107 20060101ALI20180423BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/53 D

   G08B17/107 A

【請求項の数】8

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-37397(P2016-37397)

(22)【出願日】2016年2月29日

(65)【公開番号】特開2017-156127(P2017-156127A)

(43)【公開日】2017年9月7日

【審査請求日】2017年2月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000233826

【氏名又は名称】能美防災株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】特許業務法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】内田 真道

【審査官】 塚本 丈二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１４３１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２５５２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−００６２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２１３７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０３１６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２２８５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００１５６８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／５３

Ｇ０１Ｎ ２１／５９

Ｇ０８Ｂ １７／１０−１７／１０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検煙室に設けられた発光素子及び受光素子を有し、前記受光素子が前記検煙室内の煙濃度に対応した検出値を出力する煙感知器と、前記煙感知器からの出力を受信する火災受信機とを備えた火災監視システムであって、
煙濃度がゼロのときの前記受光素子の検出値である基準値を記憶する基準値記憶部と、
前記基準値と前記受光素子の検出値との差分値に第１補正係数を乗じて第１補正値を得る第１補正部と、
前記第１補正値を第１煙濃度に換算する第１換算部と、
前記第１煙濃度と火災閾値との比較結果に基づいて火災発生の有無を判定する火災判定部とを備え、
前記基準値の初期値である初期基準値に対する前記基準値の変化率の増大に応じて前記第１補正係数が増大側に設定され、前記第１補正係数には上限値が設けられ、
前記火災判定部は、前記第１補正係数が前記上限値に到達すると、前記基準値の変化率が増大しても前記第１補正係数を前記上限値としたままで、火災発生の有無を判定する
ことを特徴とする火災監視システム。

【請求項2】

前記初期基準値と前記基準値との差分値に第２補正係数を乗じて第２補正値を得る第２補正部と、
前記第２補正値を第２煙濃度に換算する第２換算部と、
前記第２煙濃度と異常閾値との比較結果に基づいて異常判定を行う異常判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の火災監視システム。

【請求項3】

前記第１補正係数の前記上限値は、前記上限値を用いて得られた前記第１補正値に対応する前記第１煙濃度が、前記火災閾値の＋５０％の範囲内に収まる値である
ことを特徴とする請求項１記載の火災監視システム。

【請求項4】

前記火災受信機は、少なくとも前記火災判定部又は前記異常判定部を含む
ことを特徴とする請求項２記載の火災監視システム。

【請求項5】

検煙室に設けられた発光素子及び受光素子を有し、前記発光素子からの光を受けた前記受光素子の検出値に基づいて火災発生の有無を判定する煙感知器であって、
煙濃度がゼロのときの前記受光素子の検出値である基準値を記憶する基準値記憶部と、
前記基準値と前記受光素子の検出値との差分値に第１補正係数を乗じて第１補正値を得る第１補正部と、
前記第１補正値を第１煙濃度に換算する第１換算部と、
前記第１煙濃度と火災閾値との比較結果に基づいて火災発生の有無を判定する火災判定部とを備え、
前記基準値の初期値である初期基準値に対する前記基準値の変化率の増大に応じて前記第１補正係数が増大側に設定され、前記第１補正係数には上限値が設けられ、
前記火災判定部は、前記第１補正係数が前記上限値に到達すると、前記基準値の変化率が増大しても前記第１補正係数を前記上限値としたままで、火災発生の有無を判定する
ことを特徴とする煙感知器。

【請求項6】

前記初期基準値と前記基準値との差分値に第２補正係数を乗じて第２補正値を得る第２補正部と、
前記第２補正値を第２煙濃度に換算する第２換算部と、
前記第２煙濃度と異常閾値との比較結果に基づいて異常判定を行う異常判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項５記載の煙感知器。

【請求項7】

前記第１補正係数の前記上限値は、前記上限値を用いて得られた前記第１補正値に対応する前記第１煙濃度が、前記火災閾値の＋５０％の範囲内に収まる値である
ことを特徴とする請求項５記載の煙感知器。

【請求項8】

前記異常閾値は、前記火災閾値の±５０％の範囲内の値である
ことを特徴とする請求項６記載の煙感知器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、煙濃度に応じた検出値を出力する煙感知器とその煙感知器から出力された検出値を受信する火災受信機を備えた火災監視システム及び煙感知器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、検煙室内に発光素子及び受光素子を備え、発光素子からの光を受光素子が検出して検煙室内の煙濃度に対応した検出値を出力する光電式煙感知器が知られている。このような光電式煙感知器は、検煙室内、発光素子及び受光素子に汚れが付着するなどの理由により、受光素子の感度が経時変化する。この経時変化が生じた場合でもより正確に煙濃度を検出すべく、受光素子の感度を補正する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−３７６０号公報（要約）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載の煙感知器では、受光素子の感度と受光素子の使用時間とを対応させた補正特性を用いて、受光素子の感度を補正している。この特許文献１では、使用時間が長くなると受光素子が収容された検煙室内への埃等の堆積量が多くなり、それに伴って検煙室内の散乱光が増えて受光素子の出力が上昇すると考え、使用時間に応じて受光素子の出力を補正している。

【0005】

ところが、使用時間に応じて受光素子の出力の補正量を大きくしている状態で煙感知器の清掃が行われて埃等が取り除かれると、煙感知器の受光素子の感度は、初期状態、すなわち埃等が堆積していない状態の感度に戻る。しかし、受光素子の感度は補正された状態であるので、実際の煙濃度を正確に検出できないおそれがあった。

【0006】

本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、煙感知器の感度が補正されている状態で、清掃等により汚損物質等の感度変化の要因が取り除かれた場合に、その後の煙濃度の検出精度の低下を抑制することのできる火災監視システム及び煙感知器を得るものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の火災監視システムは、検煙室に設けられた発光素子及び受光素子を有し、前記受光素子が前記検煙室内の煙濃度に対応した検出値を出力する煙感知器と、前記煙感知器からの出力を受信する火災受信機とを備えた火災監視システムであって、煙濃度がゼロのときの前記受光素子の検出値である基準値を記憶する基準値記憶部と、前記基準値と前記受光素子の検出値との差分値に第１補正係数を乗じて第１補正値を得る第１補正部と、前記第１補正値を第１煙濃度に換算する第１換算部と、前記第１煙濃度と火災閾値との比較結果に基づいて火災発生の有無を判定する火災判定部とを備え、前記基準値の初期値である初期基準値に対する前記基準値の変化率の増大に応じて前記第１補正係数が増大側に設定され、前記第１補正係数には上限値が設けられ、前記火災判定部は、前記第１補正係数が前記上限値に到達すると、前記基準値の変化率が増大しても前記第１補正係数を前記上限値としたままで、火災発生の有無を判定するものである。

【0008】

本発明の煙感知器は、検煙室に設けられた発光素子及び受光素子を有し、前記発光素子からの光を受けた前記受光素子の検出値に基づいて火災発生の有無を判定する煙感知器であって、煙濃度がゼロのときの前記受光素子の検出値である基準値を記憶する基準値記憶部と、前記基準値と前記受光素子の検出値との差分値に第１補正係数を乗じて第１補正値を得る第１補正部と、前記第１補正値を第１煙濃度に換算する第１換算部と、前記第１煙濃度と火災閾値との比較結果に基づいて火災発生の有無を判定する火災判定部とを備え、前記基準値の初期値である初期基準値に対する前記基準値の変化率の増大に応じて前記第１補正係数が増大側に設定され、前記第１補正係数には上限値が設けられ、前記火災判定部は、前記第１補正係数が前記上限値に到達すると、前記基準値の変化率が増大しても前記第１補正係数を前記上限値としたままで、火災発生の有無を判定するものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、煙感知器の感度が補正されている状態で、清掃等により汚損物質等の感度変化の要因が取り除かれた場合に、その後の煙濃度の検出精度の低下を抑制することができる。また、汚損に伴う煙感知器の異常を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係る火災監視システムの模式図である。

【図2】実施の形態１に係る煙感知器及び火災受信機の機能ブロック図である。

【図3】実施の形態１に係る煙感知器及び火災受信機の監視動作を説明するタイミングチャートである。

【図4】実施の形態１に係る煙感知器の特性関数及び特性関数の変化を説明する図である。

【図5】実施の形態１に係る煙感知器の煙濃度の検出動作を説明するフローチャートである。

【図6】実施の形態１に係る煙感知器の汚損レベルの検出動作を説明するフローチャートである。

【図7】実施の形態１に係る煙感知器の基準値ＶＮと煙濃度で示される汚損レベルとの関係を説明する図である。

【図8】実施の形態１に係る煙感知器の第１補正値及び第２補正値の算出タイミングの一例を説明する図である。

【図9】実施の形態２に係る煙感知器１Ａの機能ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本発明に係る火災監視システム及び煙感知器の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下に示す図面の形態によって本発明が限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正がなされうる。

【0012】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る火災監視システムの模式図である。火災監視システム１００は、煙感知器１と、煙感知器１と伝送線３１を介して接続された火災受信機２０とを有する。本実施の形態の火災監視システム１００の伝送線３１には、さらに端末機器群３０が接続されている。端末機器群３０は、火災感知器、警報装置、防排煙装置、及び中継器のうち任意のものを含む。火災感知器は、赤外線放射、紫外線放射、燃焼ガス等の火災に起因する物理現象を検出するセンサを有し、火災に起因する物理現象に応じた検出値を出力する。警報装置は、例えば、ベルやスピーカなどの音響警報を出力する装置、フラッシュライト等の視覚的な警報を出力する光警報装置である。防排煙装置は、例えば、防火扉、シャッター等である。中継器は、火災受信機２０と煙感知器１との間、あるいは火災受信機２０と端末機器群３０との間に介在し、信号を中継する。なお、ここで示した端末機器群３０の具体的構成は一例であり、本実施の形態ではこれらを特に区別する必要はない。

【0013】

火災受信機２０は、自機に接続された煙感知器１あるいは端末機器群３０に含まれる火災感知器からの検出値を受信し、受信した検出値に基づいて火災発生の有無を判定する。火災の発生を検出した場合には、警報装置及び防排煙装置を動作させるとともに自機にて火災の発生を報知する火災報知処理を行う。

【0014】

図２は、実施の形態１に係る煙感知器及び火災受信機の機能ブロック図である。煙感知器１は、内部に検煙室２ａを区画形成するラビリンス内壁２と、検煙室２ａの内部に設けられた発光素子３及び受光素子４と、制御部５と、伝送回路８とを有する。制御部５は、発光素子３の発光及び消灯を制御する駆動回路である駆動部６と、受光素子４から出力される信号を増幅し、デジタル値に変換して検出値として出力する回路であるＡ／Ｄ変換器７とを有する。伝送回路８は、火災受信機２０との間で信号を送受信する回路である。

【0015】

制御部５は、基準値演算部１０と、第１補正部１１と、第１換算部１２と、第２補正部１３と、第２換算部１４とを備える。また、制御部５は、初期基準値記憶部１５と、基準値記憶部１６と、第１補正係数記憶部１７と、第２補正係数記憶部１８と、換算式記憶部１９とを備え、これらはメモリで構成される。

【0016】

火災受信機２０は、制御部２１と伝送回路２２とを有する。制御部２１は、火災判定部２３と、火災閾値記憶部２４と、異常判定部２５と、異常閾値記憶部２６とを備える。伝送回路２２は、煙感知器１との間で信号を送受信する回路である。火災判定部２３は、伝送回路２２を介して取得した煙感知器１からの出力と、火災閾値記憶部２４に記憶された火災閾値Ｓとを比較し、その比較結果に基づいて、火災発生の有無を判定する。異常判定部２５は、伝送回路２２を介して取得した煙感知器１からの出力と、異常閾値記憶部２６に記憶された異常閾値Ｔとを比較し、その比較結果に基づいて、異常発生の有無を判定する。火災閾値記憶部２４及び異常閾値記憶部２６は、メモリで構成される。

【0017】

制御部５及び制御部２１に含まれる各機能部は、専用のハードウェア、またはメモリに格納されるプログラムを実行するＭＰＵ（Micro Processing Unit）で構成される。制御部５及び制御部２１が専用のハードウェアである場合、制御部５及び制御部２１は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御部５及び制御部２１が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。制御部５がＭＰＵの場合、制御部５が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。ＭＰＵは、メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部５及び制御部２１の各機能を実現する。メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリである。

【0018】

図３は、実施の形態１に係る煙感知器及び火災受信機の監視動作を説明するタイミングチャートである。図３では、１台の火災受信機２０に対して、３台の煙感知器１−１、１−２、１−３が接続されている場合を例に、火災監視の動作と、煙感知器１の異常確認の動作の概要を説明する。

【0019】

（火災監視）
火災受信機２０は、周期的に、例えば４秒に１回の周期で、煙感知器１−１、１−２、１−３に対して一斉に煙濃度を要求する信号を出力し、その後受信待ち状態になる。煙感知器１−１〜１−３は、通常は受信待ち状態であり、火災受信機２０から煙濃度を要求する信号を取得すると、自機の識別情報とともに検出した煙濃度に対応する信号を送信する。各煙感知器１−１〜１−３には、互いに重複しないように送信タイミングが予め設定されており、その送信タイミングに従って煙濃度を送信する。火災受信機２０は、各煙感知器１−１〜１−３から受信した煙濃度に基づいて、火災発生の有無を判定する。

【0020】

（異常確認）
上述のような通常の火災監視に加え、火災受信機２０と煙感知器１との間では、煙感知器１の異常の有無を確認する異常確認の通信が行われる。異常確認は、周期的に、例えば２４時間に１回の周期で行われ、火災受信機２０と各煙感知器１との間で個別に行われる。具体的には、火災受信機２０は、煙感知器１−１に対して異常確認を要求する信号を出力し、その後受信待ち状態になる。煙感知器１−１は、火災受信機２０から異常確認を要求する信号を取得すると、自機の識別情報とともに異常に関する情報を出力する。煙感知器１−１からの異常に関する情報を取得した火災受信機２０は、その情報に基づいて、異常発生の有無を判定する。異常が発生していると判断した場合には、火災受信機２０に設けられたディスプレイやランプ等の表示部又は音声出力部、あるいは煙感知器１−１に設けられたランプ等の表示部又は音声出力部を用いて、異常の発生を報知する。ここで、異常に関する情報とは、煙感知器１の検出精度に関する情報を含み、より詳しくは検煙室２ａ、発光素子３及び受光素子４の汚損状態を示す情報を含む。火災受信機２０は、同様に、煙感知器１−２及び煙感知器１−３との間でもそれぞれ異常確認の通信を行う。

【0021】

次に、煙感知器１による煙濃度の検出と、汚損に伴う異常検出について、詳細に説明する。

【0022】

図４は、実施の形態１に係る煙感知器の特性関数及び特性関数の変化を説明する図である。特性関数とは、受光素子４の検出値と煙濃度との対応関係を、正の一次関数で近似したものである。図４において、実線で示す初期特性関数Ｙ０は、初期の特性関数である。初期とは、検煙室２ａ、発光素子３及び受光素子４の汚損前をいい、通常は煙感知器１の使用開始前である工場出荷時をいう。初期特性関数Ｙ０において、煙濃度がゼロのときの受光素子４の検出値を、初期基準値ＶＮ０と称する。この初期特性関数Ｙ０を用いることにより、煙感知器１は、受光素子４の検出値Ｖに対応する煙濃度Ｘを得ることができる。

【0023】

次に、汚損に伴う煙感知器１の感度の変化について説明する。ラビリンス内壁２に埃等が付着するなどして検煙室２ａ内に白色汚損が生じると、発光素子３の照射光の反射量（ノイズレベル）が上昇する。このため、受光素子４の検出値が全体的に上昇し、白色汚損後の検出値の特性関数は、初期特性関数Ｙ０よりも上方向にシフト（平行移動）する。一方、ラビリンス内壁２に埃等が付着するなどして検煙室２ａ内に黒色汚損が生じると、発光素子３の照射光の反射量（ノイズレベル）が減少する。このため、受光素子４の検出値が全体的に低下し、黒色汚損後の検出値の特性関数は、初期特性関数Ｙ０よりも下方向にシフト（平行移動）する。このように、ラビリンス内壁２に汚損が生じると、特性関数が上又は下方向に平行移動し、煙濃度がゼロのときの受光素子４の検出値である基準値ＶＮも上昇又は低下する。

【0024】

また、発光素子３及び受光素子４の表面に埃等が付着するなどして汚損が生じると、光の透過量が減少する。そうすると、汚損後の特性関数は、初期特性関数Ｙ０よりも直線の傾き（検出の感度）が低下する。すなわち実際の煙濃度が同じ条件であっても、汚損後は汚損前よりも受光素子４の検出値が低下する。図４（Ａ）、（Ｂ）には、それぞれ、初期特性関数Ｙ０よりも傾きが低下した特性関数Ｙ２、Ｙ３を二点鎖線で例示している。

【0025】

このように、検煙室２ａ、発光素子３及び受光素子４が汚損すると、その汚損内容に応じて特性関数に変化が生じる。したがって、本実施の形態の煙感知器１は、より正確な煙濃度を得るために、受光素子４の検出値を補正して煙濃度に換算する。この補正は、概念的には、低下した特性関数の傾きを上昇させるものである。汚損は、通常は経時とともに大きくなるため、補正量も経時とともに大きくなる。汚損レベルが大きくなりすぎると、検出値を補正しても正確な煙濃度の検出が困難となるので、汚損レベルに基づいて煙感知器１の異常を検出する。また、煙感知器１の検出値が補正されている状態で、清掃等により感度低下の要因が取り除かれると、煙感知器１の感度は概ね初期状態に戻るが、検出値は補正された状態であるので、その補正の程度によっては煙濃度の正確な検出が困難となる。このため、本実施の形態の煙感知器１は、後述するように検出値の補正に上限を設け、清掃の前後で煙感知器１の感度に差が出すぎないようにする。以下、煙濃度の検出と汚損レベルの検出の動作を説明する。

【0026】

図５は、実施の形態１に係る煙感知器の煙濃度の検出動作を説明するフローチャートである。図２、図５を参照して、煙濃度の検出動作を説明する。図２に示すように、発光素子３が光を発すると、検煙室２ａ内の煙粒子によって生じる散乱光を受光素子４が受光し、その受光量に対応した検出値ＶがＡ／Ｄ変換器７から出力される。Ａ／Ｄ変換器７から出力される検出値Ｖは、基準値演算部１０と第１補正部１１とに入力されている。図５において、煙濃度の検出処理を開始すると、第１補正部１１は、基準値記憶部１６に記憶された基準値ＶＮと、Ａ／Ｄ変換器７から出力される検出値Ｖとの差分値ΔＶを算出する（Ｓ１０）。

【0027】

ここで、基準値ＶＮは、煙濃度がゼロのときの受光素子４の検出値である。基準値演算部１０は、Ａ／Ｄ変換器７から出力される検出値を用いて所定周期で基準値ＶＮを演算し、演算された基準値ＶＮは基準値記憶部１６に記憶されている。基準値ＶＮは、例えば、Ａ／Ｄ変換器７から出力される検出値の移動平均値とすることができる。具体的には、Ａ／Ｄ変換器７から出力された過去Ｎ回分の検出値の合計値を、サンプリング数Ｎで除算し、これと同様の処理をＭ回繰り返して得た値の合計値をＭで除算することによって算出することができる。なお、基準値ＶＮの算出方法はこれに限定されないが、上述したような算出処理を繰り返して例えば２４時間の移動平均を算出し、これを基準値ＶＮとすることができる。検出値の移動平均値を基準値ＶＮとして用いることで、外乱による検出値への影響を抑制することができる。また、基準値ＶＮを周期的に更新することで、煙感知器１の汚損状態に応じた基準値ＶＮを得ることができる。一般に、煙感知器１の汚損は徐々に進み急激な変化は想定されないので、火災監視の通信を行う度に基準値ＶＮを計算しなくてもよい。

【0028】

第１補正部１１は、基準値ＶＮの初期基準値ＶＮ０からの変化率γＶＮに対応した第１補正係数を、第１補正係数記憶部１７から取得する（Ｓ１１）。ここで、第１補正係数は、図４で示した特性関数の傾きを補正するものである。上述のように汚損により受光素子４の感度が低下すると、基準値ＶＮはその初期値である初期基準値ＶＮ０から変化する。基準値ＶＮの初期基準値ＶＮ０からの変化率γＶＮと、特性関数の傾きと、の間には、直線的な比例関係がある。この比例関係に着目して、変化率γＶＮの増大に応じて第１補正係数が増大となるようにされた第１補正係数のテーブル又は換算式が、第１補正係数記憶部１７に記憶されている。第１補正係数のテーブル又は換算式は、基準値ＶＮの変化率γＶＮと、汚損後の特性関数の傾きを初期特性関数Ｙ０の傾きに一致させる第１補正係数との対応関係を示すものである。第１補正部１１は、第１補正係数記憶部１７を参照して、変化率γＶＮに応じた第１補正係数を用いる。基準値ＶＮの変化率γＶＮは、例えば、初期基準値ＶＮ０からの基準値ＶＮの変化量を、初期基準値ＶＮ０で除算（正規化）した値の絶対値（＝｜（ＶＮ−ＶＮ０）／ＶＮ０｜）とすることができる。

【0029】

第１補正部１１は、ステップＳ１１で取得した第１補正係数が予め定められた上限値以下であるか否かを判定し（Ｓ１２）、ステップＳ１２の判定により、上限値以下であれば（Ｓ１２；Ｙｅｓ）、ステップＳ１１で取得した第１補正係数をステップＳ１０で取得した差分値ΔＶに乗じて、第１補正値を算出する（Ｓ１３）。ステップＳ１２の判定により、ステップＳ１１で取得した第１補正係数が上限値を超えている場合には（Ｓ１２；Ｎｏ）、第１補正部１１は、差分値ΔＶに第１補正係数の上限値を乗じて第１補正値を算出する（Ｓ１４）。第１換算部１２は、ステップＳ１３又はステップＳ１４で算出した第１補正値を、第１煙濃度に換算する（Ｓ１５）。換算式記憶部１９は、受光素子４の検出値と煙濃度との対応関係を表す初期特性関数Ｙ０を、換算式として記憶しており、制御部５の第１換算部１２は、その初期特性関数Ｙ０を用いて第１補正値をステップＳ１５で換算した第１煙濃度に換算することができる。

【0030】

第１補正係数及び第１補正係数の上限値について、図４を参照して説明する。まず、受光素子４の感度が低下して、煙感知器１の特性関数が図４（Ａ）に示す特性関数Ｙ２の状態であるとする。受光素子４の検出値と基準値ＶＮとの差分値ΔＶ２に、基準値ＶＮの変化率γＶＮに応じた第１補正係数を乗じることで、初期特性関数Ｙ０と同じ傾きの特性関数Ｙ１における、検出値Ｖと基準値ＶＮとの差分値ΔＶ２ａを得ることができる。図４（Ａ）の差分値ΔＶ２ａは、図５のステップＳ１３における第１補正値であり、差分値ΔＶ２を増大側に補正した値といえる。特性関数Ｙ１の傾きは、初期特性関数Ｙ０の傾きと同じであるので、特性関数Ｙ１において差分値ΔＶ２ａが指し示す煙濃度Ｘ１と、初期特性関数Ｙ０において差分値ΔＶ２ａと同じ大きさの値が指し示す煙濃度とは、同じ値となる。このため、第１補正係数で補正された差分値ΔＶ２ａを、初期特性関数Ｙ０を用いて煙濃度に換算することで、感度が補正された状態の煙濃度を得ることができる。

【0031】

ここで、第１補正係数記憶部１７に記憶された第１補正係数のテーブル又は換算式は、上述のように基準値ＶＮの変化率γＶＮと第１補正係数との対応関係を示すものであり、変化率γＶＮが大きいほど第１補正係数が大きくなるような対応関係がある。しかし、本実施の形態では、第１補正係数には上限値が設けられており、第１補正係数が上限値に到達すると、基準値ＶＮの初期基準値ＶＮ０からの変化率γＶＮがさらに増大したとしても、第１補正係数は上限値のまま維持される。

【0032】

図４（Ｂ）に示すように、特性関数Ｙ２の状態よりも受光素子４の感度が低下して特性関数Ｙ３の状態である場合を例に、第１補正係数の上限値について検討する。特性関数Ｙ３上の検出値Ｖと基準値ＶＮとの差分値ΔＶ３に、第１補正係数を乗じて第１補正値を算出するが、特性関数Ｙ１の傾き（＝初期特性関数Ｙ０の傾き）と同じ傾きになるように特性関数Ｙ３を補正するための第１補正係数が、上限値を超える場合には、第１補正係数として上限値を用いる。図４（Ｂ）に示すように、差分値ΔＶ３を上限値で補正して得られたΔＶ３ａは、特性関数Ｙ１の傾き（＝初期特性関数Ｙ０の傾き）よりも小さい傾きの特性関数上に投影されることになる。このように第１補正係数に上限値を設けて第１補正係数が過大となるのを抑制することで、補正前の差分値ΔＶ３と補正後の値ΔＶ３ａとの差を抑制することができる。第１補正係数で補正されたΔＶ３ａは、初期特性関数Ｙ０を用いて煙濃度Ｘ２に換算される。

【0033】

第１補正係数の上限値は、要求される煙濃度の検出精度や準拠すべき規格等に応じて定めることができる。例えば、検出値Ｖと基準値ＶＮとの差分値ΔＶに、第１補正係数の上限値を乗じて得た第１補正値に対応する煙濃度が、火災閾値Ｓの＋５０％の範囲内に収まる値とする。例えば、火災閾値Ｓが１１％／ｍのときには、補正後の検出値に基づいて算出された煙濃度が１６．５％／ｍとなる第１補正係数を上限値とする。

【0034】

このように、基準値ＶＮの変化率γＶＮに応じた第１補正係数を用いて検出値Ｖと基準値ＶＮとの差分値ΔＶを補正することで、煙感知器１の初期の感度と同等の感度で煙濃度を検出することができる。また、第１補正係数に上限値を設けたので、補正が適用されている状態で、清掃等により煙感知器１の感度低下の要因が取り除かれて初期状態に戻った場合、補正は継続されても、補正後の値に基づいた煙濃度と実際の煙濃度との差を、第１補正係数に上限値を設けなかった場合と比べて抑制することができる。したがって、煙感知器１の清掃後の、煙濃度の検出精度の低下を抑制することができる。特に、上述のように基準値ＶＮを算出するにあたって検出値の移動平均を用いた場合、基準値ＶＮへの外乱の影響を抑えることができる一方で、清掃により検出精度が向上した場合でも基準値ＶＮは清掃前の検出値が反映されるため、第１補正係数は必要以上に大きな値となりうる。しかし、本実施の形態のように第１補正係数に上限値を設けておき、補正しすぎないようにしておくことで、煙感知器１の清掃後における煙濃度の誤検出を抑制することができる。なお、煙感知器１が清掃された後、基準値ＶＮは初期基準値ＶＮ０、あるいはそれに近い値となる。基準値ＶＮの算出に移動平均値を用いた場合でも、時間の経過とともに基準値ＶＮ及び第１補正係数は妥当な値に収束していく。

【0035】

上述のように第１補正係数に上限値を設けた場合、煙感知器１の汚損が進んでいくと、検出される煙濃度と実際の煙濃度とが乖離していく。このため、本実施の形態では、検煙室２ａ、発光素子３及び受光素子４の汚損レベルを検出し、汚損レベルに基づいて煙感知器１の異常を検出する。

【0036】

図６は、実施の形態１に係る煙感知器の汚損レベルの検出動作を説明するフローチャートである。制御部５の第２補正部１３は、基準値記憶部１６に記憶された基準値ＶＮと初期基準値記憶部１５に記憶された初期基準値ＶＮ０との差分値ΔＶＮに対応した第２補正係数を、第２補正係数記憶部１８から取得する（Ｓ２０）。続けて第２補正部１３は、ステップＳ２０で取得した第２補正係数を差分値ΔＶＮに乗じて、第２補正値を算出する（Ｓ２１）。次に、第２換算部１４は、ステップＳ２１で算出した第２補正値を、換算式記憶部１９に記憶された特性関数を用いて、第２煙濃度に換算する（Ｓ２２）。このように本実施の形態では、基準値ＶＮの初期基準値ＶＮ０からの変化量（差分値ΔＶＮ）を補正してステップＳ２２で煙濃度に換算した値を、汚損レベルとして用いる。

【0037】

第２補正係数について説明する。基準値ＶＮの初期基準値ＶＮ０からの変化量（差分値ΔＶＮ）と、ラビリンス内壁２、発光素子３及び受光素子４の汚損レベルとの間には、直線的な比例関係がある。この比例関係に着目して差分値ΔＶＮの増大に応じて第２補正係数が増大するように作成された第２補正係数の対応テーブル又は換算式が、第２補正係数記憶部１８に記憶されている。この対応テーブル又は換算式は、基準値ＶＮと初期基準値ＶＮ０との差分値ΔＶＮの絶対値と、第２補正係数との対応関係を示すものである。第２補正部１３は、差分値ΔＶＮに対応した第２補正係数を用いて、ΔＶＮを補正する。

【0038】

図７は、実施の形態１に係る煙感知器の基準値ＶＮと煙濃度で示される汚損レベルとの関係を説明する図である。図７において、初期特性関数Ｙ０及び汚損後の特性関数Ｙ３は、図４（Ｂ）で示したものと同様である。上述のように、検煙室２ａ、発光素子３及び受光素子４の汚損に伴い、基準値ＶＮは初期基準値ＶＮ０から変化する。基準値ＶＮと初期基準値ＶＮ０との差分値ΔＶＮに第２補正係数を乗じて得られる第２補正値ΔＶＮａは、初期特性関数Ｙ０における検出値と汚損後の特性関数Ｙ３における検出値との差分を表す。この第２補正値ΔＶＮａを、初期特性関数Ｙ０の換算式に当てはめると、煙濃度Ｘ３が得られる。すなわち、検出値を実際の特性関数Ｙ３を用いて換算した場合の煙濃度と、初期特性関数Ｙ０を用いて換算した場合の煙濃度との差分に相当する煙濃度が、煙濃度Ｘ３として得られるので、この煙濃度Ｘ３を、汚損レベルを示す情報として用いる。

【0039】

なお、この煙濃度Ｘ３は、火災受信機２０に送信される。火災受信機２０の異常判定部２５は、煙濃度Ｘ３が予め記憶された異常閾値Ｔを超えた場合には異常であると判定する。異常閾値Ｔは、例えば、ＵＬ２６８によれば、火災閾値Ｓの±５０％以内の値とすることが定められている。このため、ＵＬ規格に準拠する場合、煙濃度の火災閾値Ｓが１１％／ｍであれば、異常閾値Ｔは、５．５％／ｍ以上１６．５％／ｍ以下の範囲であり、この煙濃度Ｘ３がこの範囲を外れた場合に、異常であると判定される。

【0040】

このように、本実施の形態では、火災監視に用いる煙濃度の算出に際し、基準値ＶＮと検出値Ｖとの差分値ΔＶを用いて煙濃度を算出する。このため、汚損に伴う特性関数の平行移動の変化は相殺され、差分値ΔＶに第１補正係数を乗じることで特性関数の傾きを補正すれば、初期特性関数Ｙ０を用いて煙濃度を得ることができる。また、受光素子４の検出値を第１補正係数で補正するため、汚損により受光素子４の感度が低下しても、煙濃度の検出精度を維持することができる。また、受光素子４の検出値を補正する第１補正係数に上限値を設けた。このため、第１補正係数が増大側に設定されている状態で清掃等により煙感知器１の感度が初期状態あるいは初期に近い状態に戻った後の、煙感知器１の煙濃度の検出精度の低下を抑制できる。したがって、煙濃度の検出精度が低下することによる火災の誤報あるいは火災の非検出を抑制することができる。また、煙濃度の検出とは別に、基準値ＶＮの初期基準値ＶＮ０からの変化量に基づいて煙感知器１の汚損レベルを算出して、異常判定を行うようにしたので、煙感知器１が汚損等により所望の検出精度を保てなくなった場合にはそれを検出することができる。このように、本実施の形態によれば、煙感知器１が清掃された後の煙濃度の検出精度の維持と、汚損に起因した煙感知器１の異常検出とを両立させることができる。

【0041】

図８は、実施の形態１に係る煙感知器の基準値ＶＮの算出タイミングの一例を説明する図である。「受信機に係る技術上の規格を定める省令」の第九条では、火災監視システム１００において、煙感知器１が演算等の動作を行ってよい期間である演算許可期間が定められている。このような制約がある場合を考慮し、図８に示す例では、２５０ｍｓを１周期とし、最後の１０ｍｓを演算許可期間としている。この演算許可期間にのみ煙感知器１に演算等の動作が許されている。煙感知器１は、第１補正値及び第２補正値の演算を、毎周期の演算許可期間において分散して行う。このようにすることで、規格に準拠し、かつ第１補正値及び第２補正値の演算負荷が一時に集中することによる煙濃度の検出動作への影響を抑制することができる。

【0042】

実施の形態２．
実施の形態１は、煙感知器１と火災受信機２０を備えた火災監視システム１００において、煙感知器１から出力される第１煙濃度及び第２煙濃度に基づいて、火災受信機２０が火災発生の有無及び異常発生の有無を判断する構成であった。本実施の形態２では、第１煙濃度及び第２煙濃度の検出に加え、火災発生の有無及び異常発生の有無を判断する煙感知器１Ａを説明する。

【0043】

図９は、実施の形態２に係る煙感知器１Ａの機能ブロック図である。煙感知器１Ａの制御部５は、実施の形態１において火災受信機２０に設けられていた火災判定部２３と、火災閾値記憶部２４と、異常判定部２５と、異常閾値記憶部２６とを備える。さらに好ましくは、煙感知器１Ａは、報知部２７を備える。報知部２７は、音声を出力するブザーやスピーカ等の音響装置と、視覚的な情報を出力するランプ等の表示装置と、のいずれか又は両方を含む。煙感知器１Ａは、実施の形態１と同様に第１煙濃度及び第２煙濃度を検出し、さらに火災判定部２３にて火災発生の有無を判定するとともに、異常判定部２５にて異常発生の有無を判定する。火災の発生を検出した場合には、報知部２７は、火災の発生を報知する。また、異常の発生を検出した場合には、報知部２７は、異常の発生を報知する。

【0044】

このように火災及び異常の発生を判定する煙感知器１Ａに本発明を適用しても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
実施の形態２において、煙感知器１Ａは、実施の形態１のように、伝送回路を備え、伝送線を介して火災受信機と接続されていてもよく、火災の発生や異常の発生を検出した場合に、火災信号や異常信号を火災受信機に送信するようにしてもよい。

【0045】

なお、上記実施の形態１、２において、第１補正係数の更新回数に上限を設けてもよい。すなわち、上述のように第１補正係数は、基準値ＶＮの初期基準値ＶＮ０からの変化率γＶＮの増大に応じて増大側に設定されるが、第１補正係数を増大側に設定し直す回数に上限を設けてもよい。

【符号の説明】

【0046】

１ 煙感知器、１Ａ 煙感知器、２ ラビリンス内壁、２ａ 検煙室、３ 発光素子、４ 受光素子、５ 制御部、６ 駆動部、７ Ａ／Ｄ変換器、８ 伝送回路、１０ 基準値演算部、１１ 第１補正部、１２ 第１換算部、１３ 第２補正部、１４ 第２換算部、１５ 初期基準値記憶部、１６ 基準値記憶部、１７ 第１補正係数記憶部、１８ 第２補正係数記憶部、１９ 換算式記憶部、２０ 火災受信機、２１ 制御部、２２ 伝送回路、２３ 火災判定部、２４ 火災閾値記憶部、２５ 異常判定部、２６ 異常閾値記憶部、２７ 報知部、３０ 端末機器群、１００ 火災監視システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】