(57)【要約】［課題］  光信号を伝搬させて火災発生状況を監視する火災検知システム、受信器及び火災検知方法において、火災の進行度を捉えることができ、より広範囲の火災シナリオに対応することができる火災検知システム、受信器及び火災検知方法を提供する。［解決手段］  火災検知システム１は、火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長λ１を含む第１の光信号Ｌ１及び火災の進行後に発生する第２のガスが吸収する波長λ２を含む第２の光信号Ｌ２を出力する送信器１１と、測定対象空間を伝播した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２を受光する検出部１２１、第１の光信号Ｌ１の強度から第１のガスの濃度Ｃｇ１を算出する第１ガス濃度算出部１２２、第２の光信号Ｌ２の強度から第２のガスのＣｇ２を算出する第２ガス濃度算出部１２３、第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度から煙濃度Ｃｓを算出する煙濃度算出部１２４、及び、第１のガスの濃度Ｃｇ１と第２のガスの濃度Ｃｇ２と煙濃度Ｃｓに基づいて火災の進行を判断する判別部１２５を有する受信器１２を有している。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進むと発生量が多くなる第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を出力する送信手段と、
測定対象空間を伝播した前記第１の光信号及び前記第２の光信号を受光する検出手段、前記第１の光信号の強度から前記第１のガスの濃度を算出する第１ガス濃度算出手段、前記第２の光信号の強度から前記第２のガスの濃度を算出する第２ガス濃度算出手段、前記第１の光信号及び前記第２の光信号の少なくとも一方の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出手段、及び、前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度と前記環境温度に基づいて前記火災の進行を判断する判別手段を有する受信手段と、
を有する火災検知システム。
【請求項２】
前記判別手段は、
前記第１の光信号及び前記第２の光信号のスペクトルにおける吸収スペクトル幅から環境温度を算出する環境温度算出手段をさらに有する、請求項１に記載の火災検知システム。
【請求項３】
前記送信手段は、
前記第１の光信号及び前記第２の光信号を出力する光源と、
第１の時間帯に前記第１の光信号を出力し、第２の時間帯に前記第２の光信号を出力するよう前記光源を制御する光源制御手段と、を有し、
前記受信手段は、
前記第１の時間帯に受光した前記第１の光信号の強度から前記第１のガスの濃度を算出するよう前記第１ガス濃度算出手段を制御し、前記第２の時間帯に受光した前記第２の光信号の強度から前記第２のガスの濃度を算出するよう第２ガス濃度算出手段を制御する信号処理制御手段と、を有する、請求項１又は２に記載の火災検知システム。
【請求項４】
前記送信手段は、火災によって消費されるガスである第３のガスが吸収する波長を含む第３の光信号を出力し、
前記受信手段は、前記第３の光信号の強度から前記第３のガスの濃度を算出する第３ガス濃度算出手段を有する、
請求項１から３のいずれかに記載の火災検知システム。
【請求項５】
前記送信手段と前記受信手段を収納する送受信手段と、
前記送信手段からの光信号を前記受信手段に反射して前記１つの筐体との間で前記光信号を往復させる反射手段と、
を有する請求項１から４のいずれかに記載の火災検知システム。
【請求項６】
前記第１のガスが一酸化炭素であり、
前記第２のガスが二酸化炭素であり、
前記判別手段は、
前記第１のガスの濃度と前記煙濃度が事前に設定したより大きく前記第２のガスの濃度が事前に設定した閾値以下である場合に火災予兆と判断し、
前記第１のガスの濃度と前記煙濃度と前記第２のガスの濃度が事前に設定したより高い場合に火災と判断する、
請求項１から５のいずれかに記載の火災検知システム。
【請求項７】
前記判別手段は、
前記第１のガスの濃度が事前に設定した閾値以下でありのガスの濃度が事前に設定した閾値より高い場合、
前記環境温度が事前に設定した閾値より高い場合、火災と判断し、前記環境温度が事前に設定した閾値以下である場合、異常なしと判断する、
請求項６に記載の火災検知システム。
【請求項８】
前記第３のガスが酸素であり、
前記判別手段は、
火災と判断された場合に前記第３のガスの濃度が事前に設定した閾値より低い場合、鎮火傾向と判断し、
前記第３のガスの濃度が事前に設定した閾値以上なら継続傾向と判断する、
請求項６又は７に記載の火災検知システム。
【請求項９】
火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進むと発生量が多くなる第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を受光する検出手段と、
受光した前記第１の光信号の強度から第１のガスの濃度を算出する第１ガス濃度算出手段と、
受光した前記第２の光信号の強度から第２のガスの濃度を算出する第２ガス濃度算出手段と、
受光した前記第１の光信号及び前記第２の光信号の少なくとも一方の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出手段と、
前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度とに基づいて火災状況を判断する判別手段と、
を有する受信器。
【請求項１０】
火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進むと発生量が多くなる第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を受光し、
受光した前記第１の光信号の強度から第１のガスの濃度を算出し、
受光した前記第２の光信号の強度から第２のガスの濃度を算出し、
受光した前記第１の光信号及び前記第２の光信号の少なくとも一方の強度から煙濃度を算出し、
前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度とに基づいて火災状況を判断する、
火災検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火災検知システム、受信器及び火災検知方法に関し、特に、光信号を伝搬させて火災状況の判断を行う火災検知システム、受信器及び火災検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路のトンネルや鉄道の地下駅構内などでは、センサを多数設けることなく火災の発生を迅速かつ正確に検知して警報発令を行い、利用者を安全に退避させるために光信号を伝搬させて火災状況の判断を行う火災検知システムが利用されている。【０００３】
例えば特許文献１には、一酸化炭素による吸収波長近傍のレーザ光を地下駅構内で照射するレーザ照射手段と、照射されたレーザ光を地下駅構内で受光するレーザ受光手段とを有し、レーザ吸収法により地下駅構内における一酸化炭素の濃度を算出する防災システムが開示されている。また特許文献１に開示されている防災システムは、照射した入射光と受光した透過光との比をとって、煙霧透過率を算出し、算出した一酸化炭素濃度および煙霧透過率の測定値が所定値を超えた場合に、中央制御部が火災警報を発令する。【０００４】
また特許文献２には、二種類の波長の光を検煙空間に照射して、煙が侵入したときの夫々の波長の光の散乱光の光強度の比に基づいて煙の種類を判定する火災報知装置が開示されている。また特許文献２に開示されている火災報知装置は、複数の波長の光を検煙空間に照射し、煙が侵入したときの散乱光から特定の二種類の波長の光を光学フィルタを介して検出し、夫々の波長の光の光強度の比に基づいて煙の種類を判定する。更に、火災報知装置は、この判定した煙の種類に応じて設定されているしきい値とこれらの光強度を更に比較することによって火災の有無を判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−８３８７６号公報
【特許文献２】特開平０６−１０９６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
火災の進行度を把握できれば緊急性を判断でき、より広範囲の火災シナリオに対応することができる。特許文献１の火災検知方法では、煙や一酸化炭素の量が閾値を超過した時に火災警報を発令するため、発炎前なのか後なのかを管理者が把握するのは困難である。【０００７】
また諸外国では自動車の燃料にエタノール（バイオエタノール）を一定以上の割合で混ぜることが法規定されている。この混入エタノールの割合が大きくなるほど、燃焼時に発生する煙や一酸化炭素は少なくなる。特許文献１の火災検知方法では、煙や一酸化炭素の量が閾値を超過した時に火災警報を発令するため、混入エタノールの割合が大きい燃料を使用する自動車の火災では正確な火災検知が行えないおそれがある。【０００８】
また特許文献２に開示されている構成では、煙濃度を判断材料とすることから発炎前なのか後なのかといった火災の進行度を明確に把握するのは困難である。さらに特許文献２に開示されている火災検知装置は、煙濃度を判断材料とすることから煙の発生量が少ない火災には反応しない。【０００９】
本発明は以上の問題を鑑み、光信号を伝搬させて火災発生状況を監視する火災検知システム、受信器及び火災検知方法において、火災の進行度を捉えることができ、より広範囲の火災シナリオに対応することができる火災検知システム、受信器及び火災検知方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１側面による火災検知システムは、火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進行した後に発生する第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を送出する光源を有する送信器と、測定対象空間を伝播した前記第１及び第２の光信号を受光する検知部と、測定対象空間を伝播した前記第１の光信号の強度から第１のガスの濃度を算出する第１ガス濃度算出部、測定対象空間を伝播した前記第２の光信号の強度から第２のガスの濃度を算出する第２ガス濃度算出部、測定対象空間を伝播した前記第１及び第２の光信号の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出部、及び、前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度に基づいて火災状況を判断する判別部を有する受信器と、を有している。【００１１】
本発明の他の側面による受信器は、火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進行した後に発生する第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を受光する検出部と、受光した前記第１の光信号の強度から第１のガスの濃度を算出する第１ガス濃度算出部と、受光した前記第２の光信号の強度から第２のガスの濃度を算出する第２ガス濃度算出部と、受光した前記第１及び第２の光信号の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出部と、前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度とに基づいて火災状況を判断する判別部と、を有している。【００１２】
本発明のさらに他の側面による火災検知方法は、測定対象空間を伝播した第１の光信号及び前記測定対象空間を伝播し前記第１の光信号と波長が異なる第２の光信号を受光し、受光した前記第１の光信号の強度から第１のガスの濃度を算出し、受光した前記第２の光信号の強度から第２のガスの濃度を算出し、受光した前記第１及び第２の光信号の強度から煙濃度を算出し、前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度とに基づいて火災状況を判断する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の上記側面によれば、光信号を伝搬させて火災発生状況を監視する火災検知システム、受信器及び火災検知方法において、火災の進行度を捉えることができ、より広範囲の火災シナリオに対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、環境温度による吸収スペクトルの形状変化を示す概念図である。
【図５】図５は、図３の動作を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、図６の時間によって光源の波長を変化させる動作を説明するグラフである。
【図８】図８は、本発明の第４の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、図８の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、反射型の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、各実施形態の各部の機能を実現するコンピュータの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態の構成）
図１は、第１の実施形態の構成を表すブロック図である。図１に示すように、火災検知システム１は、送信器１１と、受信器１２から構成されている。送信器１１は、火災で発生する２種類のガス（以下、第１のガス及び第２のガスという）が吸収する波長をそれぞれ含む２種類の光信号（以下、第１の光信号Ｌ１及び第２の光信号Ｌ２という）を測定対象空間に送出する。第１のガスは、火災の初期から発生するガス、例えば一酸化炭素であり、第２のガスは、火災が進むと発生量が多くなるガス、例えば二酸化炭素である。また例えば二酸化炭素のように第２のガスは、第１のガスの発生量が少ない火災でも多く発生するガスとしてもよい。第１のガスは、一酸化炭素に限らず火災の初期から発生するガスであればよく、第２のガスは、二酸化炭素に限らず、第１のガスの発生より後に、火災が進むと発生量が多くなるガスであればよい。また送信器１１は、例えば第１のガスが吸収する波長λ１を含む光信号Ｌ１を出力するレーザ光源と、第２のガスが吸収する波長λ２を含む光信号Ｌ２を出力するレーザ光源を備えて構成されてもよいし、入力信号によって波長制御可能であり入力信号を交互に切り替えることにより第１の光信号Ｌ１と第２の光信号Ｌ２を交互に出力可能な１つのレーザ光源を備えて構成されてもよい。
【００１７】
受信器１２は、図１に示すように、検出部１２１と、第１ガス濃度算出部１２２と、第２ガス濃度算出部１２３と、煙濃度算出部１２４と、第１のガス濃度と第２のガス濃度と煙濃度とに基づいて火災の進行状況を判断する判別部１２５とを備えている。
【００１８】
検出部１２１は、送信器１１から送出されて測定対象空間を伝播した第１の光信号Ｌ１及び第２の光信号Ｌ２を受光する。検出部１２１は、例えば第１のガスが吸収する波長λ１に感度をもつセンサと第２のガスが吸収する波長λ２に感度をもつセンサを備えて構成されてもよい。
【００１９】
第１ガス濃度算出部１２２は、検出部１２１から出力された、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から、第１のガスの濃度を算出して判別部１２５に出力する。測定対象空間を伝播した光信号のスペクトルは、測定空間に存在するガスが吸収する波長で急峻に透過率が低下しそのガスの濃度が濃いほど透過率の低下が大きくなる。例えば、第１ガス濃度算出部１２２には、送信器から出力される第１の光信号Ｌ１の強度が予め設定されており、第１ガス濃度算出部１２２は、検出部１２１から測定対象空間を伝播した光信号Ｌ１の強度が入力されると、第１のガスが吸収する波長λ１を含む所定の波長範囲での透過率を求める。第１ガス濃度算出部１２２は、その透過率から第１のガスの濃度を算出する。
【００２０】
第２ガス濃度算出部１２３は、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から、第１ガス濃度算出部１２２と同様に、第２のガスの濃度を算出する。例えば、第２ガス濃度算出部１２３には、送信器から出力される第２の光信号Ｌ２の強度が予め設定されている。第２ガス濃度算出部１２３は、検出部１２１から測定対象空間を伝播した光信号Ｌ２の強度が入力されると、第２のガスが吸収する波長λ２を含む所定の波長範囲での透過率を求める。第２ガス濃度算出部１２３は、その透過率から第２のガスの濃度を算出する。
【００２１】
煙濃度算出部１２４は、煙濃度Ｃｓを以下の式（１）に基づいて算出する。
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【００２２】
ここでＩｏは送信器１１が出力した光信号の強度であり、Ｉｓは受信器１２で受信された光信号の強度である。また、Ｄは送信器１１と受信器１２の間の距離である。なお光信号の透過率はＩｓ／Ｉｏである。煙濃度算出部１２４には、送信器から出力される第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度Ｉｏ１，Ｉｏ２が予め設定されており、煙濃度算出部１２４は、検出部１２１から測定対象空間を伝播した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度Ｉｓ１，Ｉｓ２の少なくとも一方から、測定対象空間の透過率を算出する。煙濃度算出部１２４は、第１又は第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度Ｉｓ１，Ｉｓ２のどちらかから、（１）式で算出した煙濃度を出力してもよいし、第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度Ｉｓ１，Ｉｓ２の両方から（１）式で算出して煙濃度Ｃｓ１、Ｃｓ２を算出し、それらを平均して煙濃度Ｃｓを出力してもよい。そして煙濃度算出部１２４は、算出した測定対象空間の透過率から測定対象空間の煙濃度を算出する。
【００２３】
判別部１２５は、第１のガスの濃度と第２のガスの濃度と煙濃度とに基づいて火災状況を判断する。例えば第１のガスの濃度が予め設定された閾値より高いか判断し、閾値より大きければ煙濃度があらかじめ設定された閾値より高いか判断し、閾値より大きければ火災が発生したと判断する。火災発生と判断した場合、第２のガスの濃度が予め設定した閾値より高いか判断し、閾値より小さければ火災予兆と判断し監視者に注意喚起を促す。閾値より大きければ火災が進行していると判断し監視者に警報を発する。また第１のガスの濃度が閾値より小さかった場合には、第２のガスの濃度が予め設定された閾値より高いか判断し、閾値より大きければ火災検知と判断し監視者に警報を発する。
【００２４】
なお図１等に示している第１の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素は、機能単位のブロックを示している。第１の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素の一部又は全部は、例えば図１１に示すようなコンピュータ６０とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。コンピュータ６０は、一例として、以下のような構成を含む。
【００２５】
・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）６１
・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）６２
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）６３
・ＲＡＭ６３にロードされるプログラム６４
・プログラム６４を格納する記憶装置６５
・記録媒体６６の読み書きを行うドライブ装置６７
・通信ネットワーク６９と接続する通信インターフェース６８
・データの入出力を行う入出力インターフェース７０
・各構成要素を接続するバス７１
第１の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素の機能は、これらの機能を実現するプログラム６４をＣＰＵ６１が取得して実行することで実現される。各構成要素の機能を実現するプログラム６４は、例えば、予め記憶装置６５やＲＯＭ６２やＲＡＭ６３に格納されており、必要に応じてＣＰＵ６１が読み出す。
【００２６】
なお、プログラム６４は、通信ネットワーク６９を介してＣＰＵ６１に供給されてもよいし、予め記録媒体６６に格納されており、ドライブ装置６７が当該プログラムを読み出してＣＰＵ６１に供給してもよい。
【００２７】
第１の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素の機能の実現方法には、様々な変形例がある。例えば、各構成要素の機能は、構成要素毎にそれぞれ別個のコンピュータとプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。また、各構成要素の機能が、一つのコンピュータとプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。
【００２８】
また、第１の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素の一部又は全部は、その他の汎用または専用の回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサ等やこれらの組み合わせによって実現されてもよい。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。また各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組み合わせによって実現されてもよい。
【００２９】
第１の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素の一部又は全部が複数のコンピュータや回路等により実現される場合には、複数のコンピュータや回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、コンピュータや回路等は、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。
【００３０】
（第１の実施形態の動作）
図２は、図１の受信器の動作を示すフローチャートである。送信器１１が、第１の光信号Ｌ１及び第２の光信号Ｌ２を送信器１１と受信器１２の間の測定対象空間に送出すると、受信器１２の検出部１２１は、送信器１１と受信器１２の間の測定対象空間を伝播した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２を受光する。検出部１２１は、受光した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度、例えば第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２を光電変換した電気信号を、第１ガス濃度算出部１２２、第２ガス濃度算出部１２３、及び、煙濃度算出部１２４に出力する（ステップＳ１）。
【００３１】
第１ガス濃度算出部１２２は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から、第１のガスの濃度を算出して判別部１２５に出力する。（ステップＳ２）。また第２ガス濃度算出部１２３は、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から、第２のガスの濃度を算出して判別部１２５に出力する。（ステップＳ３）。
【００３２】
また煙濃度算出部１２４は、検出部１２１から出力された、受光した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の少なくとも一方の強度から、測定対象空間における煙濃度を算出して判別部１２５に出力する。（ステップＳ４）。
【００３３】
判別部１２５は、第１ガス濃度算出部１２２から出力された第１のガスの濃度と、第２ガス濃度算出部１２３から出力された第２のガスの濃度と、煙濃度算出部１２４から出力された煙濃度と、に基づいて火災状況を判断する（ステップＳ５）。
【００３４】
以上説明したように第１の実施形態によれば、火災の初期から発生する第１のガスの濃度と煙濃度の増加に加え、火災が進むと発生量が多くなる第２のガスの濃度も判断指標として追加し火災の進行状況を判断する。このことにより、火災の進行状況も考慮し緊急な対応が可能になる。また、第１のガスと異なる第２のガスの濃度も判断指標として追加することにより、例えば第１のガスの濃度と煙濃度のみでは検知困難な火災に対しても、第２のガスの発生量が多ければ火災を検知することが可能となり、より広範囲の火災シナリオに対応することが可能になる。
【００３５】
（第２の実施形態の構成）
次に図面を参照して本発明の第２の実施形態について詳細に説明する。
図３は、第２の実施形態の構成を表すブロック図である。送信器２１と受信器２２の間を光信号が伝搬し、送信器２１と受信器２２の間の空間の測定対象のガス濃度と煙濃度と温度を測定する。
【００３６】
送信器２１は、第１のガスの吸収スペクトルを含む所定の波長範囲をもつ第１の光信号Ｌ１を測定対象空間に送出するレーザ光源２１１と、第２のガスの吸収スペクトルを含む所定の波長範囲をもつ第２の光信号Ｌ２を測定対象空間に送出するレーザ光源２１２と、レーザ光源２１１、２１２から送出された光信号Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ集光する集光器２１３、２１４と、レーザ光源２１１、２１２をそれぞれ駆動するレーザドライバ２１５、２１６からなる。集光器２１３、２１４は、それぞれレーザ光源２１１、２１２から出力された光を準平行光線に変換する。レーザドライバ２１５、２１６は、それぞれレーザ光源２１１、２１２の駆動電流および温度を制御する。
【００３７】
受信器２２は、第１のガスの吸収スペクトルに感度をもつセンサ２２１１と第２のガスの吸収スペクトルに感度をもつセンサ２２１２の２つのセンサを備えて構成される検出部２２１と、２つの信号処理部２２２、２２３と、判別部２２４からなる。また検出部２２１は、受光した光信号Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ集光してセンサ２２１１、２２１２に入射する集光器２２１３、２２１４を備える。センサ２２１１、２２１２は、それぞれ受光した光信号Ｌ１、Ｌ２を光電変換して信号処理部２２２、２２３に出力する。
【００３８】
信号処理部２２２は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から第１のガスの濃度を算出する第１ガス濃度算出部２２２１と、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出部２２２２と、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から環境温度を算出する環境温度算出部２２２３とを備えている。また信号処理部２２３は、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から第２のガスの濃度を算出する第２ガス濃度算出部２２３１と、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出部２２３２と、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から環境温度を算出する環境温度算出部２２３３とを備えている。
【００３９】
環境温度算出部２２２３、２２３３は、受光した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度から環境温度を算出する。図４は、環境温度による吸収スペクトルの形状変化を示す概念図である。ガス分子の吸収スペクトルの形状は、環境温度や気圧、他のガス分子との相互作用によって変化する。中でも環境温度の変化に伴うスペクトル幅の変化は顕著である。環境温度Ｔが、高いほど気体分子の速度分布が大きくなり、ドップラー広がりによって、吸収スペクトルの幅は、図４に示す様に、Ｔ＝Ｔ０のときより、Ｔ＝Ｔ１（ただしＴ１＞Ｔ０）の方が広くなる。環境温度算出部２２２３、２２３３は、受光した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度（スペクトル）から、受光した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２のスペクトル幅を算出し、測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行う。なお吸収スペクトル幅の変化から環境温度を測定する以外の方法で測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行ってもよく、例えばレーザ励起蛍光法など、別の方法を用いてもよい。
【００４０】
（第２の実施形態の動作）
図５は、図３の動作を示すフローチャートである。送信器２１のレーザ光源２１１、２１２がそれぞれ、第１の光信号Ｌ１及び第２の光信号Ｌ２を測定対象空間に送出すると、受信器２２の検出部２２１のセンサ２２１１は、測定対象空間を伝播した第１の光信号Ｌ１を受光し、検出部２２１のセンサ２２１２は、測定対象空間を伝播した第２の光信号Ｌ２を受光する。検出部２２１のセンサ２２１１は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度を、信号処理部２２２に出力し、検出部２２１のセンサ２２１２は、受光した第２の光信号Ｌ２の強度を、信号処理部２２３に出力する（ステップＳ１）。
【００４１】
信号処理部２２２の第１ガス濃度算出部２２２１は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から、第１のガスの濃度Ｃｇ１を算出して判別部２２４に出力する。（ステップＳ２）。また第２ガス濃度算出部２２３１は、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から、第２のガスの濃度Ｃｇ２を算出して判別部２２４に出力する。（ステップＳ３）。第１のガスの濃度Ｃｇ１及び第２のガスの濃度Ｃｇ２は、それぞれ所定の時間、第１及び第２のガス濃度を計測した平均値としてもよい。
【００４２】
また信号処理部２２２の煙濃度算出部２２２２は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から、測定対象空間における煙濃度を算出して判別部２２４に出力する。また信号処理部２２３の煙濃度算出部２２３２は、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から、測定対象空間における煙濃度を算出して判別部２２４に出力する（ステップＳ４）。
【００４３】
そして本実施形態では、環境温度算出部２２２３が、受光した第１の光信号Ｌ１の強度（スペクトル）から、受光した第１の光信号Ｌ１のスペクトル幅を算出し、測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行う。また環境温度算出部２２３３が、受光した第２の光信号Ｌ２の強度（スペクトル）から、受光した第２の光信号Ｌ２のスペクトル幅を算出し、測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行う（ステップＳ１０）。なお吸収スペクトル幅の変化から環境温度を測定する以外の方法で測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行ってもよく、例えばレーザ励起蛍光法など、別の方法を用いてもよい。
【００４４】
次に判別部２２４は、第１のガスの濃度Ｃｇ１と事前に設定した閾値Ｃｇ１＿ｔｈとの比較を行う（ステップＳ１１）。第１のガスの濃度Ｃｇ１が閾値Ｃｇ１＿ｔｈを超過している場合、判別部２２４は、信号処理部２２２の煙濃度算出部２２２２からの煙濃度Ｃｓ１と信号処理部２２３の煙濃度算出部２２３２からの煙濃度Ｃｓ２の少なくとも一方から煙濃度Ｃｓを算出し、煙濃度Ｃｓと事前に設定した閾値Ｃｓｔｈとの比較を行う（ステップＳ１２）。判別部２２４は、煙濃度Ｃｓが閾値Ｃｓｔｈ以下である場合には異常なし（ステップＳ１３）と判断する。例えば第１のガスが一酸化炭素の場合、これは、自動車の排気ガスによりトンネル内の第１のガスの濃度が上昇している場合などに相当する。
【００４５】
ステップＳ１２において煙濃度Ｃｓが閾値Ｃｓｔｈを超過する場合にはさらに判別部２２４は、第２のガスの濃度Ｃｇ２と事前に設定した閾値Ｃｇ２＿ｔｈとの比較を行う（ステップＳ１４）。第２のガスの濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈを超過している場合、判別部２２４は、火災を検知したと判断し、監視者に警報を発する（ステップＳ１５）。
【００４６】
ステップＳ１４において第２のガスの濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈ以下である場合には、火災の予兆を検知したと判断し監視者に注意喚起を行う（ステップＳ１６）。例えば第１のガスが一酸化炭素の場合、これは発炎前に一酸化炭素が主として発生する場合などに相当する。
【００４７】
次にステップＳ１１において判別部２２４は、第１のガスの濃度Ｃｇ１が閾値Ｃｇ１＿ｔｈ以下である場合、第２のガス濃度Ｃｇ２と事前に設定した閾値Ｃｇ２＿ｔｈとの比較を行う（ステップＳ１７）。第２のガス濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈを超過している場合、測定した環境温度Ｔと事前に設定した閾値Ｔｔｈとの比較を行う（ステップＳ１８）。
【００４８】
環境温度Ｔが閾値Ｔｔｈを超過している場合、ステップＳ１５に進み、火災を検知したと判断し、警報を発する。環境温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以下である場合、ステップＳ１３に進み、異常なしと判断する。例えば第２のガスが二酸化炭素の場合、これは自動車の排気ガスや積荷としてドライアイスを積んだ車両がトンネル内に存在する場合などに相当する。
【００４９】
なおステップＳ１７において第２のガスの濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈ以下である場合、ステップＳ１３に進み、異常なしと判断する。
【００５０】
（第２の実施形態の効果）
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様、火災の初期から発生する第１のガスの濃度と煙濃度の増加に加え、火災が進むと発生量が多くなる第２のガスの濃度も判断指標として追加し火災の進行状況を判断することにより第１の実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態によれば、環境温度Ｔも判断指標として追加することで、例えば第１のガスの濃度が低く第２のガスの濃度が高い場合、環境温度が低温であれば、火災発生ではないと判断でき、誤報を回避することができる。また、温度センサを各所に設置することなく、スペクトル幅を算出する処理により、誤報を回避することができる。
【００５１】
（第３の実施形態）
次に図６、７を用いて本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、１つのレーザ光源を用いて時分割によって出力波長を切り替えることによって２種類のガス濃度測定を行う。
【００５２】
（第３の実施形態の構成）
図６は本実施形態の構成を表すブロック図である。本実施形態の火災検知システム３は、図６に示すように送信器３１は１つのレーザ光源３１１と、１つの集光器３１２と、１つのレーザドライバ３１３と、光源制御部３１４からなる。受信器３２は、検出部３２１と、１つの信号処理部３２２と、判別部３２３と、信号処理制御部３２４を備えている。光源制御部３１４と信号処理制御部３２４はケーブル３３で接続されている。
【００５３】
（第３の実施形態の動作）
図７にレーザ光源３１１の動作波長の時間変化を示す。この時刻情報は光源制御部３１４、信号処理制御部３２４の間で同期している。
【００５４】
図７に示すように期間Ｔ１では、レーザドライバ３１３がレーザ光源３１１の駆動電流および温度を制御することによって、レーザ光源３１１は波長λ１の光信号を出力する。集光器３１２は波長λ１の光信号を準平行光線に変換する。受信器３２は大気中を伝搬した光信号を受光する。受信器３２において、検出部３２１の集光器３２１１が大気中を伝搬した光信号を集光し、センサ３２１２が光信号を光電変換する。信号処理部３２２の第１ガス濃度算出部は、得られた電気信号から送信器３１と受信器３２間の第１のガスの濃度Ｃｇ１を算出する。なお第１のガスの濃度Ｃｇ１は所定の時間、第１のガスの濃度を計測した平均値としてもよい。また、信号処理部３２２は、受信した光信号の強度情報から、式（１）を用いて送信器３１と受信器３２間の煙濃度Ｃｓを算出する。さらに、信号処理部３２２は、吸収スペクトルの幅の広がりから送信器３１と受信器３２間の環境温度Ｔを算出する。なお吸収スペクトル幅の広がりから環境温度を測定する以外の方法で測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行ってもよく、例えばレーザ励起蛍光法など、別の方法を用いてもよい。
【００５５】
期間Ｔ２では、レーザドライバ３１３が駆動電流および温度を制御することによりレーザ光源３１１は波長λ２の光信号を出力し、集光器３１２が準平行光線に変換する。大気中を伝搬した光信号を受信器３２が受光する。受信器３２において、集光器３２１１が光信号を集光し、センサ３２１２が光電変換する。信号処理部３２２は、得られた電気信号から送信器３１と受信器３２間の第２のガスの濃度Ｃｇ２を算出する。なお第２のガスの濃度Ｃｇ２は所定の時間、第２のガスの濃度を計測した平均値としてもよい。また、信号処理部３２２は、受信した光信号の強度情報から、式（１）を用いて送信器３１と受信器３２間の煙濃度Ｃｓを算出する。さらに、信号処理部３２２では、吸収スペクトルの幅の広がりから送信器３１と受信器３２間の環境温度Ｔを算出する。なお吸収スペクトル幅の広がりから環境温度を測定する以外の方法で測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行ってもよく、例えばレーザ励起蛍光法など、別の方法を用いてもよい。
【００５６】
判別部３２３において各測定データから火災状況の判断をするフローは図５と同様に行う。
【００５７】
（第３の実施形態の効果）
本実施形態によれば、第１及び第２の実施形態と同様、火災の初期から発生する第１のガスの濃度と煙濃度の増加に加え、火災が進むと発生量が多くなる第２のガスの濃度も判断指標として追加し火災の進行状況を判断することにより第１の実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態によれば、第２の実施形態と同様、環境温度Ｔも判断指標として追加することで、例えば第１のガスの濃度が低く第２のガスの濃度が高い場合、環境温度が低温であれば、火災発生ではないと判断でき、誤報を回避することができる。また、温度センサを各所に設置することなく、スペクトル幅を算出する処理により、誤報を回避することができる。
【００５８】
さらに本実施形態によれば、１対のレーザ光源と光受信器で、複数のガスの濃度を測定可能である。
【００５９】
なお上記の説明では光源制御部３１４と信号処理制御部３２４の同期を取るためにケーブル３３を用いたが、無線で同期用通信を行っても良い。また光源制御部３１４と信号処理制御部３２４は、それぞれ原子時計などの精密クロックを保有しても良い。
【００６０】
（第４の実施形態）
次に図８、図９を用いて本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態では、さらに火災によって消費されるガスである第３のガスの濃度を測定する第３ガス濃度算出部を備えている。
【００６１】
（第４の実施形態の構成）
図８は本実施形態の構成を表すブロック図である。本実施形態の火災検知システム４は、例えば第１のガスとして一酸化炭素、第２のガスとして二酸化炭素、第３のガスとして酸素の濃度を算出する実施形態について説明する。
【００６２】
図８に示すように、本実施形態の火災検知システムの送信器４１は、第１の実施形態と同様、第１のガス、例えば一酸化炭素が吸収する波長λ１の光信号を出力するレーザ光源２１１と、波長λ１の光信号を準平行光線に変換する集光器２１３と、レーザ光源２１１の駆動電流および温度を制御するレーザドライバ２１５を備えるとともに、第２のガス、例えば二酸化炭素と、第３のガス、例えば酸素が吸収する波長λ２及びλ３を含む光信号Ｌ２、Ｌ３を出力可能なレーザ光源４１１と、波長λ２及びλ３を含む光信号Ｌ２、Ｌ３を準平行光線に変換する集光器４１２と、レーザ光源４１１の駆動電流および温度を制御するレーザドライバ４１３、光源制御部４１４を備えている。
【００６３】
受信器４２は、検出部４２１と、信号処理部２２２と、信号処理部４２２と、判別部４２３と、信号処理制御部４２４を備えている。光源制御部４１４と信号処理制御部４２４はケーブル４３で接続されている。レーザ光源４１１の動作波長は、図７と似た時間変化を示す。この時刻情報は光源制御部４１４、信号処理制御部４２４の間で同期している。
【００６４】
例えば期間Ｔ３では、レーザドライバ４１３がレーザ光源４１１の駆動電流および温度を制御することによって、レーザ光源４１１は波長λ２の光信号を出力する。期間Ｔ４では、レーザドライバ４１３がレーザ光源４１１の駆動電流および温度を制御することによって、レーザ光源４１１は波長λ３の光信号を出力する。
【００６５】
検出部４２１は、第２の実施形態と同様なセンサ２２１１と集光器２２１３を備えるとともに、第２のガス、例えば二酸化炭素と、第３のガス、例えば酸素が吸収する波長λ２及びλ３を含む光信号Ｌ２、Ｌ３を受光可能なセンサ４２１１と、波長λ２及びλ３を含む光信号Ｌ２、Ｌ３を集光する集光器４２１２を備えている。また信号処理部２２２は、第１の実施形態と同様である。信号処理部４２２は、検出部４２１のセンサ４２１１から出力された光信号Ｌ２の強度から測定対象空間の第２のガスの濃度Ｃｇ２を算出する第２ガス濃度算出部４２２１と、検出部４２１のセンサ４２１１から出力された光信号Ｌ３の強度から測定対象空間の第３のガスの濃度Ｃｇ３を算出する第３ガス濃度算出部４２２２と、受信した光信号の強度情報から、式（１）を用いて測定対象空間の煙濃度Ｃｓを算出する煙濃度算出部４２２３と、検出部４２１のセンサ４２１１から出力された光信号Ｌ２、Ｌ３の３つの光信号の少なくとも一つの吸収スペクトル幅から測定対象空間の環境温度Ｔを算出する環境温度算出部４２２４を備えている。なお吸収スペクトル幅から環境温度を測定する以外の方法で測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行ってもよく、例えばレーザ励起蛍光法など、別の方法を用いてもよい。
【００６６】
（第４の実施形態の動作）
図９は、図８の動作を示すフローチャートである。本実施形態では、まず、第２の実施形態と同様に、以下のように、ステップＳ１からＳ１８の処理をおこなう。まず送信器４１のレーザ光源２１１、４１１がそれぞれ、第１の光信号Ｌ１と、第２の光信号Ｌ２又は第３の光信号Ｌ３、を測定対象空間に送出すると、受信器４２の検出部４２１のセンサ２２１１は、測定対象空間を伝播した第１の光信号Ｌ１を受光し、検出部４２１のセンサ４２１１は、測定対象空間を伝播した第２の光信号Ｌ２又は第３の光信号Ｌ３を受光する。検出部４２１のセンサ２２１１は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度を、信号処理部２２２に出力し、検出部４２１のセンサ４２１１は、受光した第２の光信号Ｌ２又は第３の光信号Ｌ３の強度を、信号処理部４２２に出力する（ステップＳ１）。
【００６７】
信号処理部２２２の第１ガス濃度算出部２２２１は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から、第１のガスの濃度Ｃｇ１を算出して判別部４２３に出力する。（ステップＳ２）。また第２ガス濃度算出部４２２１は、センサ４２１１から第２の光信号Ｌ２の強度が出力されている期間Ｔ３は受光した第２の光信号Ｌ２の強度から、第２のガスの濃度Ｃｇ２を算出して判別部４２３に出力する。また第２ガス濃度算出部４２２１は、センサ４２１１から第３の光信号Ｌ３の強度が出力されている期間Ｔ４は受光した第３の光信号Ｌ３の強度から、第３のガスの濃度Ｃｇ３を算出して判別部４２３に出力する。（ステップＳ３）。第１のガスの濃度Ｃｇ１、第２のガスの濃度Ｃｇ２及び第３のガスの濃度Ｃｇ３は、それぞれ所定の時間、第１、第２及び第３のガス濃度を計測した平均値としてもよい。
【００６８】
また信号処理部２２２の煙濃度算出部２２２２は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から、測定対象空間における煙濃度を算出して判別部２２４に出力する。また信号処理部４２２の煙濃度算出部４２２３は、センサ４２１１から第２の光信号Ｌ２の強度が出力されている期間Ｔ３は受光した第２の光信号Ｌ２の強度から、測定対象空間における煙濃度を算出して判別部２２４に出力する。また信号処理部４２２の煙濃度算出部４２２３は、センサ４２１１から第３の光信号Ｌ３の強度が出力されて期間Ｔ４は受光した第３の光信号Ｌ３の強度から、測定対象空間における煙濃度を算出して判別部２２４に出力する（ステップＳ４）。
【００６９】
そして、環境温度算出部２２２３は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度（スペクトル）から、受光した第１の光信号Ｌ１のスペクトル幅を算出し、測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行う。また環境温度算出部４２２４は、センサ４２１１から第２の光信号Ｌ２の強度が出力されている期間Ｔ３は受光した第２の光信号Ｌ２の強度（スペクトル）から、受光した第２の光信号Ｌ２のスペクトル幅を算出し、測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行う。また環境温度算出部４２２４は、センサ４２１１から第３の光信号Ｌ３の強度が出力されている期間Ｔ４は受光した第３の光信号Ｌ３の強度（スペクトル）から、受光した第３の光信号Ｌ３のスペクトル幅を算出し、測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行う（ステップＳ１０）。なお吸収スペクトル幅から環境温度を測定する以外の方法で測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行ってもよく、例えばレーザ励起蛍光法など、別の方法を用いてもよい。
【００７０】
次に判別部４２３は、第１のガス濃度Ｃｇ１と事前に設定した閾値Ｃｇ１＿ｔｈとの比較を行う（ステップＳ１１）。第１のガス濃度Ｃｇ１が閾値Ｃｇ１＿ｔｈを超過している場合、判別部４２３は、信号処理部２２２の煙濃度算出部２２２２からの煙濃度Ｃｓ１と信号処理部４２２の煙濃度算出部４２２３からの煙濃度Ｃｓ２、及びＣｓ３の少なくとも１つから煙濃度Ｃｓを算出し、煙濃度Ｃｓと事前に設定した閾値Ｃｓｔｈとの比較を行う（ステップＳ１２）。判別部４２３は、煙濃度Ｃｓが閾値Ｃｓｔｈ以下である場合には異常なし（ステップＳ１３）と判断する。例えば第１のガスが一酸化炭素の場合、これは、自動車の排気ガスによりトンネル内の第１のガスの濃度が上昇している場合などに相当する。
【００７１】
ステップＳ１２において煙濃度Ｃｓが閾値Ｃｓｔｈを超過する場合にはさらに判別部２２４は、第２のガス濃度Ｃｇ２と事前に設定した閾値Ｃｇ２＿ｔｈとの比較を行う（ステップＳ１４）。第２のガス濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈを超過している場合、判別部２２４は、火災を検知したと判断し、監視者に警報を発する（ステップＳ１５）。
【００７２】
ステップＳ１４において第２のガス濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈ以下である場合には、火災の予兆を検知したと判断し監視者に注意喚起を行う（ステップＳ１６）。例えば第１のガスが一酸化炭素の場合、これは発炎前に一酸化炭素が主として発生する場合などに相当する。
【００７３】
次にステップＳ１１において判別部４２４は、第１のガス濃度Ｃｇ１が閾値Ｃｇ１＿ｔｈ以下である場合、第２のガス濃度Ｃｇ２と事前に設定した閾値Ｃｇ２＿ｔｈとの比較を行う（ステップＳ１７）。第２のガス濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈを超過している場合、測定した環境温度Ｔと事前に設定した閾値Ｔｔｈとの比較を行う（ステップＳ１８）。
【００７４】
環境温度Ｔが閾値Ｔｔｈを超過している場合、ステップＳ１５に進み、火災を検知したと判断し、警報を発する。環境温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以下である場合、ステップＳ１３に進み、異常なしと判断する。例えば第２のガスが二酸化炭素の場合、これは自動車の排気ガスや積荷としてドライアイスを積んだ車両がトンネル内に存在する場合などに相当する。
【００７５】
なおステップＳ１７において第２のガス濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈ以下である場合、ステップＳ１３に進み、異常なしと判断する。
【００７６】
本実施形態では、図９に示すように、ステップＳ１５において、火災警報を発した後に、第３のガス、例えば酸素の濃度Ｃｇ３と事前に設定した閾値Ｃｇ３＿ｔｈと比較し、第３のガスの濃度Ｃｇ３が事前に設定した閾値Ｃｇ３＿ｔｈより低いか判断し（ステップＳ２１）、第３のガスの濃度Ｃｇ３が閾値Ｃｇ３＿ｔｈより低い場合、火災が鎮火傾向にあることを監視者に示す（ステップＳ２２）。ステップＳ２１において第３のガスの濃度Ｃｇ３が閾値Ｃｇ３＿ｔｈ以上の場合、火災が継続傾向にあることを監視者に示す（ステップＳ２３）
【００７７】
（第４の実施形態の効果）
本実施形態によれば、第１、第２、第３の実施形態と同様、火災の初期から発生する第１のガスの濃度と煙濃度の増加に加え、火災が進むと発生量が多くなる第２のガスの濃度も判断指標として追加し火災の進行状況を判断することにより第１の実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態によれば、第２の実施形態と同様、環境温度Ｔも判断指標として追加することで、例えば第１のガスの濃度が低く第２のガスの濃度が高い場合、環境温度が低温であれば、火災発生ではないと判断でき、誤報を回避することができる。また、温度センサを各所に設置することなく、スペクトル幅を算出する処理により、誤報を回避することができる。
【００７８】
さらに本実施形態によれば、例えば第１のガスとして一酸化炭素、第２のガスとして二酸化炭素、第３のガスとして酸素の濃度を算出することにより、火災が検知された後に火災が継続する方向であるか、鎮火する方向であるか監視者が把握することができる。
【００７９】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【００８０】
本発明は上記の実施形態に限定されない。例えば、上記の説明では光源にレーザ光源を利用したが、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）やＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  Ｄｉｏｄｅ）などの広帯域光源を用いても良い。
【００８１】
またレーザ光源の出力段や検出器の入力段に光増幅器を挿入してもよい。この様にすることで受信光信号の信号対雑音比を向上させ、測定結果の精度を向上させることができる。
【００８２】
また反射型構成によって本発明のシステム構成を簡易化しても構わない。図１０は、反射型の実施形態の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、反射型の火災検知システム５は、上記の各実施形態の送信器５１１と、受信器５１２を１つの筐体に収納した送受信器５１と、送信器５１１からの光信号を受信器５１２に反射して送受信器５１１との間で光信号を往復させる反射器５２と、から構成される。
【００８３】
この構成により、光軸ずれの影響を低減するとともに、片端を非給電とすることができる。またこの様にすることで、より低濃度の対象ガスを検出することができる。
【００８４】
さらに、上記の説明では火災状態の判断指標として第１のガス（例えば一酸化炭素）の濃度を用いる例について説明したが、第２のガス（例えば二酸化炭素）の濃度に対する第１のガスの濃度の比率を判断指標として用いても良い。この様にすることで、排気ガス等の他の環境変動の影響を低減することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、広い空間における火災検知に適用可能である。特に、道路トンネルなど多様な発火源が存在し排気ガスなどの多様なガスが存在する場面での火災検知に適用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１、２、３、４、５    火災検知システム
１１、２１、３１、４１、５１１    送信器
１２、２２、３２、４２、５１２    受信器
２１１、２１２、３１１、４１１    レーザ光源
２１３、２１４、２２１３、２２１４、３１２、３２１１、４１２、４２１２    集光器
２１５、２１６、３１３、４１３    レーザドライバ
２２１１、２２１２、３２１２、４２１１    センサ
２２２、２２３、３２２、４２２    信号処理部
１２５、２２４、３２３、４２３    判別部
３１４、４１４    光源制御部
３２４、４２４    信号処理制御部
３３、４３    ケーブル
５１    送受信器
５２    反射器
【図１】
2019003288.tif 000004
【図２】
2019003288.tif 000005
【図３】
2019003288.tif 000006
【図４】
2019003288.tif 000007
【図５】
2019003288.tif 000008
【図６】
2019003288.tif 000009
【図７】
2019003288.tif 000010
【図８】
2019003288.tif 000011
【図９】
2019003288.tif 000012
【図１０】
2019003288.tif 000013
【図１１】
2019003288.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月20日(2019.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進むと発生量が多くなる第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を出力する送信手段と、
測定対象空間を伝播した前記第１の光信号及び前記第２の光信号を受光する検出手段、前記第１の光信号の強度から前記第１のガスの濃度を算出する第１ガス濃度算出手段、前記第２の光信号の強度から前記第２のガスの濃度を算出する第２ガス濃度算出手段、前記第１の光信号及び前記第２の光信号の少なくとも一方の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出手段、及び、前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度と環境温度に基づいて前記火災の進行を判断する判別手段を有する受信手段と、
を有する火災検知システム。
【請求項２】
前記判別手段は、
前記第１の光信号及び前記第２の光信号のスペクトルにおける吸収スペクトル幅から前記環境温度を算出する環境温度算出手段をさらに有する、請求項１に記載の火災検知システム。
【請求項３】
前記送信手段は、
前記第１の光信号及び前記第２の光信号を出力する光源と、
第１の時間帯に前記第１の光信号を出力し、第２の時間帯に前記第２の光信号を出力するよう前記光源を制御する光源制御手段と、を有し、
前記受信手段は、
前記第１の時間帯に受光した前記第１の光信号の強度から前記第１のガスの濃度を算出するよう前記第１ガス濃度算出手段を制御し、前記第２の時間帯に受光した前記第２の光信号の強度から前記第２のガスの濃度を算出するよう第２ガス濃度算出手段を制御する信号処理制御手段と、を有する、請求項１又は２に記載の火災検知システム。
【請求項４】
前記送信手段は、火災によって消費されるガスである第３のガスが吸収する波長を含む第３の光信号を出力し、
前記受信手段は、前記第３の光信号の強度から前記第３のガスの濃度を算出する第３ガス濃度算出手段を有する、
請求項１から３のいずれかに記載の火災検知システム。
【請求項５】
前記送信手段と前記受信手段を収納する送受信手段と、
前記送信手段からの光信号を前記受信手段に反射して１つの筐体との間で前記光信号を往復させる反射手段と、
を有する請求項１から４のいずれかに記載の火災検知システム。
【請求項６】
前記第１のガスが一酸化炭素であり、
前記第２のガスが二酸化炭素であり、
前記判別手段は、
前記第１のガスの濃度と前記煙濃度が事前に設定した閾値より大きく前記第２のガスの濃度が事前に設定した閾値以下である場合に火災予兆と判断し、
前記第１のガスの濃度と前記煙濃度と前記第２のガスの濃度が事前に設定した閾値より高い場合に火災と判断する、
請求項１から５のいずれかに記載の火災検知システム。
【請求項７】
前記判別手段は、
前記第１のガスの濃度が事前に設定した閾値以下であり前記第２のガスの濃度が事前に設定した閾値より高い場合、
前記環境温度が事前に設定した閾値より高い場合、火災と判断し、
前記環境温度が事前に設定した閾値以下である場合、異常なしと判断する、
請求項６に記載の火災検知システム。
【請求項８】
前記第３のガスが酸素であり、
前記判別手段は、
火災と判断された場合に前記第３のガスの濃度が事前に設定した閾値より低い場合、鎮火傾向と判断し、
前記第３のガスの濃度が事前に設定した閾値以上なら継続傾向と判断する、
請求項６又は７に記載の火災検知システム。
【請求項９】
火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進むと発生量が多くなる第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を受光する検出手段と、
受光した前記第１の光信号の強度から第１のガスの濃度を算出する第１ガス濃度算出手段と、
受光した前記第２の光信号の強度から第２のガスの濃度を算出する第２ガス濃度算出手段と、
受光した前記第１の光信号及び前記第２の光信号の少なくとも一方の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出手段と、
前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度とに基づいて火災状況を判断する判別手段と、
を有する受信器。
【請求項１０】
火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進むと発生量が多くなる第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を受光し、
受光した前記第１の光信号の強度から第１のガスの濃度を算出し、
受光した前記第２の光信号の強度から第２のガスの濃度を算出し、
受光した前記第１の光信号及び前記第２の光信号の少なくとも一方の強度から煙濃度を算出し、
前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度とに基づいて火災状況を判断する、
火災検知方法。
【国際調査報告】
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