(57)【要約】【課題】簡易な構成で、監視窓又は受光素子の異常状態を判定するようにする。【解決手段】受光素子１６Ｂによって、監視窓３０を透過する自然光のうちフィルター１６Ａを透過した光を検出して電気信号に変換する。受光素子１８Ｂによって、監視窓３０を透過する自然光のうち、フィルター１８Ａを透過した光を検出して電気信号に変換する。演算処理部２８によって、受光素子１６Ｂによって検出された電気信号、及び受光素子１８Ｂによって検出された電気信号に基づいて、監視窓３０が正常であるか否か、及び受光素子が正常であるか否かを判定する。【選択図】図２
2019067246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入射され、かつ、監視窓を透過する自然光のうち、第１帯域の光を透過させる第１帯域フィルターを透過した光を検出して電気信号に変換する第１受光素子と、
外部から入射され、かつ、前記監視窓を透過する自然光のうち、前記第１帯域とは異なる第２帯域の光を透過させる第２帯域フィルターを透過した光を検出して電気信号に変換する第２受光素子と、
前記第１受光素子によって検出された電気信号、及び前記第２受光素子によって検出された電気信号に基づいて、前記監視窓が正常であるか否か、及び前記第１受光素子又は前記第２受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定する異常判定部と、
を含む光学監視装置。
【請求項２】
前記異常判定部は、前記第１受光素子によって検出された電気信号の値と、前記第２受光素子によって検出された電気信号の値との比に基づいて、前記監視窓が正常であるか否か、及び前記第１受光素子又は前記第２受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定する請求項１記載の光学監視装置。
【請求項３】
前記異常判定部は、前記第１受光素子によって検出された電気信号、及び前記第２受光素子によって検出された電気信号と、予め求められた、正常時に前記第１受光素子によって検出された電気信号、及び正常時に前記第２受光素子によって検出された電気信号と、に基づいて、前記監視窓が正常であるか否か、及び前記第１受光素子又は前記第２受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定する請求項１記載の光学監視装置。
【請求項４】
前記異常判定部は、前記第１受光素子によって検出された電気信号の値と、前記第２受光素子によって検出された電気信号の値との比、及び正常時に前記第１受光素子によって検出された電気信号の値と、正常時に前記第２受光素子によって検出された電気信号の値との比の比に基づいて、前記監視窓が正常であるか否か、及び前記第１受光素子又は前記第２受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定する請求項３記載の光学監視装置。
【請求項５】
前記第１受光素子によって検出された電気信号又は前記第２受光素子によって検出された電気信号に基づいて、炎を検知したか否かを判定する炎検知判定部を更に含む請求項１〜請求項４の何れか１項記載の光学監視装置。
【請求項６】
前記第１受光素子によって検出された電気信号の移動平均値、及び前記第２受光素子によって検出された電気信号の移動平均値を算出する平均算出部を更に含み、
前記異常判定部は、前記第１受光素子によって検出された電気信号の移動平均値と、前記第２受光素子によって検出された電気信号の移動平均値との比に基づいて、前記監視窓が正常であるか否か、及び前記第１受光素子又は前記第２受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定する請求項１〜請求項５の何れか１項記載の光学監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、常時確実な動作が求められる光学監視装置(炎感知器、煙感知器、ガスセンサ、赤外線カメラ等)においては、監視窓の汚れにより一定の性能を担保できなくなる恐れがある。そこで上記装置においては、性能の低下を未然に防ぐために監視窓の汚れ度合を点検する機能が設けられている。
【０００３】
現在、監視窓の汚染度合を自動点検する機能としては、２種類の方式が一般的に用いられている。第１の方法では、汚染度合を検出するための受光素子が監視窓の内側に、点検光を照射する点検光源が監視窓の外側にそれぞれ設けられる。そして点検光が監視窓を介して受光素子に入射した際の減衰率から、監視窓の汚染の程度を判断できる。
【０００４】
第２の方法では、汚染度合を検出するための受光素子、および点検光を照射する点検光源がそれぞれ監視窓の内側に設けられている。そして、点検光が監視窓にて反射して受光素子に入射した際の減衰率から、汚染の度合いを判断できる。
【０００５】
上記方法では、減衰率が予め設定された閾値を上回った/下回った場合に、その旨の注意報を外部に出力して窓の清掃を促すことで、性能を担保していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２８３３４５号公報
【特許文献２】特開２００２−１０９６５４号公報
【特許文献３】特開２００２−２９８２４２号公報
【特許文献４】特開２００３−６７８６１号公報
【特許文献５】特開２００４−３３４７１５号公報
【特許文献６】特開２００５−１２１４９０号公報
【特許文献７】特開２０１７−４９７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の従来の方法では、いずれの方法においても汚染度合の検出のために点検光源が必要となり、光学監視装置の設計における制約となっていた。また、光源は点灯又は点滅を一定時間繰り返す必要があることから、この時間帯は監視ができなくなる等の制約もあった。更に、光源発光による消費電力の増加は、装置を本質安全防爆構造とするうえで無視できない問題である。
【０００８】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、簡易な構成で、監視窓又は受光素子の異常状態を判定することができる光学監視装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る光学監視装置は、外部から入射され、かつ、監視窓を透過する自然光のうち、第１帯域の光を透過させる第１帯域フィルターを透過した光を検出して電気信号に変換する第１受光素子と、外部から入射され、かつ、前記監視窓を透過する自然光のうち、前記第１帯域とは異なる第２帯域の光を透過させる第２帯域フィルターを透過した光を検出して電気信号に変換する第２受光素子と、前記第１受光素子によって検出された電気信号、及び前記第２受光素子によって検出された電気信号に基づいて、前記監視窓が正常であるか否か、及び前記第１受光素子又は前記第２受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定する異常判定部と、を含んで構成されている。
【００１０】
本発明に係る光学監視装置によれば、第１受光素子によって、外部から入射され、かつ、前記監視窓を透過する自然光のうち第１帯域フィルターを透過した光を検出して電気信号に変換する。また、第２受光素子によって、外部から入射され、かつ、前記監視窓を透過する自然光のうち、第２帯域フィルターを透過した光を検出して電気信号に変換する。
【００１１】
そして、異常判定部によって、前記第１受光素子によって検出された電気信号、及び前記第２受光素子によって検出された電気信号に基づいて、前記監視窓が正常であるか否か、及び前記第１受光素子又は前記第２受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定する。
【００１２】
このように、外部から入射され、かつ、監視窓を透過する自然光のうち、帯域が異なる２つの光を受光素子によって検出して、監視窓が正常であるか否か、及び受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定することにより、簡易な構成で、監視窓又は受光素子の異常状態を判定することができる。
【００１３】
本発明に係る異常判定部は、前記第１受光素子によって検出された電気信号の値と、前記第２受光素子によって検出された電気信号の値との比に基づいて、前記監視窓が正常であるか否か、及び前記第１受光素子又は前記第２受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定することができる。
【００１４】
また、本発明に係る異常判定部は、前記第１受光素子によって検出された電気信号、及び前記第２受光素子によって検出された電気信号と、予め求められた、正常時に前記第１受光素子によって検出された電気信号、及び正常時に前記第２受光素子によって検出された電気信号と、に基づいて、前記監視窓が正常であるか否か、及び前記第１受光素子又は前記第２受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定することができる。
【００１５】
また、本発明に係る異常判定部は、前記第１受光素子によって検出された電気信号の値と、前記第２受光素子によって検出された電気信号の値との比、及び正常時に前記第１受光素子によって検出された電気信号の値と、正常時に前記第２受光素子によって検出された電気信号の値との比の比に基づいて、前記監視窓が正常であるか否か、及び前記第１受光素子又は前記第２受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定することができる。
【００１６】
本発明に係る光学監視装置は、前記第１受光素子によって検出された電気信号又は前記第２受光素子によって検出された電気信号に基づいて、炎を検知したか否かを判定する炎検知判定部を更に含むことができる。
【００１７】
本発明に係る光学監視装置は、前記第１受光素子によって検出された電気信号の移動平均値、及び前記第２受光素子によって検出された電気信号の移動平均値を算出する平均算出部を更に含み、前記異常判定部は、前記第１受光素子によって検出された電気信号の移動平均値と、前記第２受光素子によって検出された電気信号の移動平均値との比に基づいて、前記監視窓が正常であるか否か、及び前記第１受光素子又は前記第２受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光学監視装置によれば、外部から入射され、かつ、監視窓を透過する自然光のうち、帯域が異なる２つの光を受光素子によって検出して、監視窓が正常であるか否か、及び受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定することにより、簡易な構成で、監視窓又は受光素子の異常状態を判定することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】窓汚れがない場合とある場合とにおける透過光強度と波長との関係を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る炎検知器の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る炎検知器の演算処理部の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る炎検知器の演算処理部における異常状態判定処理ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
＜本発明の実施の形態の概要＞
本発明の実施の形態は、光学監視装置の点検機能及び監視窓の汚れ検出機能についてのものである。本発明の実施の形態の特徴は、窓の汚染度合を点検するために設けられていた点検光源の代わりに、自然光を利用して窓の汚染度合、および光学系の異常状態を点検する点にある。自然光を利用することにより、従来用いていた点検光源を取り除くことができ、筐体設計の自由度が増すばかりでなく、消費電力の削減やコスト削減にもつながる。更には、点検時に光源の点灯又は点滅時間を必要としないため、より安心度の高い監視環境を実現できる。
【００２２】
本発明の実施の形態では、光学監視装置について、外部からの自然光を取り込む監視窓と、波長域の異なる最低２種類の受光素子とを最小構成要件とする。上記光学監視装置では、２種類の受光素子の波長域に対応した自然光１、２のうち、監視窓を透過した光(透過光１、２)を各受光素子により検出する。ここで、監視窓に汚れが付着している場合、自然光１、２は汚れにより一部吸収され、透過光１、２の強度は減衰する。この際、自然光１と２では、波長域によって各々の減衰率に差が生じる(図１)。ここで、自然光は種々の外的要因で光量が変化するため、それに伴って透過光１、２の強度は変動する。そこで透過光１、２の強度の比を算出し、その比の大きさから汚れの程度を判断することにより、光量の大小に関係なく汚れ量を判定することが可能である。なお、光学監視装置の構成要件である受光素子については、本来の監視目的のために用いられる受光素子を窓汚れ検知用と併用することも可能である。
【００２３】
＜システム構成＞
本発明の実施の形態では、炎を検知する炎検知器に本発明を適用した場合を例に説明する。以下、本発明の実施の形態に係る炎検知器について説明する。
【００２４】
図２に示すように、本実施の形態に係る炎検知器１０は、筐体１０Ａの一部に監視窓３０が設けられている。また、炎検知器１０は、炭酸ガス共鳴放射帯より短い帯域の4.0μm近傍のバンドの赤外光を監視窓３０を介して検出する第１センサ１２と、炎が発する炭酸ガス共鳴放射帯の4.5μm近傍のバンドの赤外光を監視窓３０を介して検出する第２センサ１４と、炭酸ガス共鳴放射帯より長い帯域の5.0μm近傍のバンドの赤外光を監視窓３０を介して検出する第３センサ１６と、上記の３つの帯域より短い帯域の3.0μm近傍のバンドの光を監視窓３０を介して検出する第４センサ１８と、第１センサ１２、第２センサ１４、第３センサ１６、及び第４センサ１８からの信号を増幅するスイッチ部２０と、スイッチ部２０からの信号を増幅する増幅部２２と、増幅部２２からの信号をディジタル値に変換するＡＤ変換部２６と、炎を検知する処理や外部出力部３２を制御する演算処理部２８と、外部出力部３２とを備えている。
【００２５】
第１センサ１２は、監視窓３０を透過した自然光のうち、炭酸ガス共鳴放射帯より短い帯域の4.0μm近傍のバンドの赤外光を透過させるフィルター１２Ａと、フィルター１２Ａを透過した赤外光を検出して直流成分の電気信号に変換する受光素子１２Ｂとを備えている。
【００２６】
第２センサ１４は、監視窓３０を透過した自然光のうち、炎が発する炭酸ガス共鳴放射帯の4.5μm近傍のバンドの赤外光を透過するフィルター１４Ａと、フィルター１４Ａを透過した赤外光を検出して直流成分の電気信号に変換する受光素子１４Ｂとを備えている。
【００２７】
第３センサ１６は、監視窓３０を透過した自然光のうち、炭酸ガス共鳴放射帯より長い帯域の5.0μm近傍のバンドの赤外光を透過させるフィルター１６Ａと、フィルター１６Ａを透過した赤外光を検出して直流成分の電気信号に変換する受光素子１６Ｂとを備えている。なお、フィルター１６Ａが、第１帯域フィルターの一例であり、受光素子１６Ｂが、第１受光素子の一例である。
【００２８】
第４センサ１８は、監視窓３０を透過した自然光のうち、3.0μm近傍のバンドの光を透過させるフィルター１８Ａと、フィルター１８Ａを透過した光を検出して直流成分の電気信号に変換する受光素子１８Ｂとを備えている。なお、フィルター１８Ａが、第２帯域フィルターの一例であり、受光素子１８Ｂが、第２受光素子の一例である。
【００２９】
なお、炭酸ガス共鳴放射帯の4.5μm近傍の帯域の赤外光を検出する弱い電気信号を確実に捉えるために、第２センサ１４と同じセンサを更に設けてもよい。
【００３０】
第１センサ１２〜第４センサ１８の各受光素子は、サーモパイルで構成されているが、ＩｎＡｓＳｂ素子など、他の光起電力タイプの素子や、抵抗変化を利用したマイクロボロメータ素子、ＰｂＳｅなどの光導電タイプの素子で構成することもある。なお、サーモパイルやマイクロボロメータと比較して、他の素子は、赤外線検出速度が極めて速いため、回路構成は同じでも、ＡＤ変換速度を速くする事で、極めて高速に炎を検出することが出来る炎検知器が可能となる。
【００３１】
スイッチ部２０は、第１センサ１２の受光素子の電気信号、第２センサ１４の受光素子の電気信号、第３センサ１６の受光素子の電気信号、及び第４センサ１８の受光素子の電気信号を、一定の時間で順次切り替えて一つの電気信号に集約し、一つに集約された電気信号を、当該電気信号の強さに応じて選択的（信号が小さいときは高利得、信号が大きいときは低利得）に増幅する。
【００３２】
増幅部２２は、スイッチ部２０によって一つに集約された電気信号を増幅する。
【００３３】
演算処理部２８は、ＣＰＵで構成されており、演算処理部２８を、機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図３に示すように、演算処理部２８は、信号取得部４０、平均算出部４２、火災判定部４４、異常判定部４６、及び警報制御部４８を備えている。
【００３４】
信号取得部４０は、ＡＤ変換部２６から出力された信号から、第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、第３センサ１６からの電気信号の値、及び第４センサ１８からの電気信号の値を取得する。
【００３５】
平均算出部４２は、第１センサ１２の受光素子からの電気信号の値の移動平均値（例えば過去１００秒間の平均値）を算出する。また、平均算出部４２は、同様に、第２センサ１４の受光素子からの電気信号の値の移動平均値を算出する。また、平均算出部４２は、同様に、第３センサ１６の受光素子からの電気信号の値の移動平均値を算出する。また、平均算出部４２は、同様に、第４センサ１８の受光素子からの電気信号の値の移動平均値を算出する。
【００３６】
火災判定部４４は、第１センサ１２の受光素子からの電気信号の値の移動平均値、第２センサ１４の受光素子からの電気信号の値の移動平均値、及び第３センサ１６の受光素子からの電気信号の値の移動平均値を用いて、炎を検知したか否かを判定し、炎を検知したと判定した場合に、火災信号を出力する。
【００３７】
なお、炎を検知したか否かの判定方法については、上記特許文献７に記載の方法を用いればよいため、説明を省略する。
【００３８】
次に、窓汚れを判定する原理について説明する。
【００３９】
ここで自然光が強度I0にて炎検知器１０の監視窓３０に入射し、一部が汚れに吸収されたのち、透過光強度Iにて受光素子で検出される系を考える。すると、強度Iはベールの法則によって以下の式で表される。
【００４０】
【数１】
2019067246.tif 000003
【００４１】
なお、αは吸収係数、xは汚れ厚さである。またαは消衰係数kと光の波長λにより
【００４２】
【数２】
2019067246.tif 000004
【００４３】
と表されるため、強度Iは光の波長λを用いて以下のように表される。
【００４４】
【数３】
2019067246.tif 000005
【００４５】
ここでkxは監視窓の汚れ量に関係する因子のため、透過光は汚れ量及び波長の関係式として表現できる。
【００４６】
ここで、汚れがない場合(k0、x0)について、自然光のうち波長λ1の強度をI1,0、波長λ2の強度をI2,0とすると透過光強度I1、I2は以下で表される。
【００４７】
【数４】
2019067246.tif 000006
【数５】
2019067246.tif 000007
【００４８】
したがって、正常時の透過光強度の比は以下の式で表される。
【００４９】
【数６】
2019067246.tif 000008
【００５０】
ここで汚れがない場合、k0x0=0と近似できるため、上式は以下に簡略化される。
【００５１】
【数７】
2019067246.tif 000009
【００５２】
一方、窓汚れがある場合(k’、x’)について、自然光のうち波長λ1の強度をI1,0’、波長λ2の強度をI2,0’とすると透過光強度I1’、I2’の比は以下で表される。
【００５３】
【数８】
2019067246.tif 000010
【００５４】
ここで、固定環境における自然光強度の比はほぼ同等でありI1,0’/I2,0’≒ I1,0/I2,0と近似できるため、(8)式は以下で表すことができる。
【００５５】
【数９】
2019067246.tif 000011
【００５６】
ここで、窓汚れがない場合と窓汚れがある場合の透過光強度の比の比をとると、(7)式と(9)式より以下の式が導かれる。
【００５７】
【数１０】
2019067246.tif 000012
【００５８】
（10)式より、透過光強度の比の比は監視窓の汚れ度合(k’ x’)の関係式として表され、汚れ度合と共に小さくなる。
【００５９】
したがって炎検知器について、初期設置時(窓汚れがない状態)と任意時間経過後(窓汚れがある状態)についてそれぞれの透過光強度の比を比較することにより、汚れ度合を判定することが可能となる。更には、透過光強度の比の比に閾値を設けることにより、一定以上の汚れとなった場合に窓掃除を喚起する注意出力等を発報することも可能となる。
【００６０】
本実施の形態では、第４センサ１８の受光素子１８Ｂ(波長域3.0[μm]=λ1)と第３センサ１６の受光素子１６Ｂ(波長域5.0[μm]=λ2)から汚れ量を判定する場合を考える。前項(10)式より、汚れが僅かな場合の消衰係数kを0.02[-]、汚れ厚さxを10[μm]とし、汚れが多い場合の消衰係数kを0.1[-]、汚れ厚さxを10[μm]と仮定すると、各状況での透過光強度の比の比は以下の様になる。
【００６１】
まず、汚れが僅かな場合(k=0.02)は、透過光強度の比の比は以下の式のように算出される。
【００６２】
【数１１】
2019067246.tif 000013
【００６３】
また、汚れが多い場合(k=0.1)は、透過光強度の比の比は以下の式のように算出される。
【００６４】
【数１２】
2019067246.tif 000014
【００６５】
以上より、透過光強度の比の比は汚れ度合と共に小さくなり、例として本値が閾値である0.2を下回った場合に窓が汚れていると客観的に判断できる。なお、本条件で定義した消衰係数kや汚れ厚さxは汚れ条件(汚れの種類や色等)により変化するため、炎検知器を設置する場所に応じて閾値を変更することができる。
【００６６】
ここで第４センサ１８の受光素子１８Ｂで検出する自然光の波長域が、第１センサ１２の受光素子１２Ｂ〜第３センサ１６の受光素子１６Ｂで検出する自然光の波長域に近い場合、汚れによる減衰率が第１センサ１２〜第３センサ１６の受光素子１２Ｂ〜１６Ｂと同程度となり、汚れ検出が難しくなる。したがって、第４センサ１８の受光素子１８Ｂで検出する波長域は、第１センサ１２の受光素子１２Ｂ〜第３センサ１６の受光素子１６Ｂで検出する自然光の波長域に対して可視光側に離れているほど好ましい。
【００６７】
以上説明した原理にしたがって、本実施の形態では、異常判定部４６は、第３センサ１６の受光素子からの電気信号の値の移動平均値、及び第４センサ１８の受光素子からの電気信号の値の移動平均値を用いて、監視窓３０、第３センサ１６、第４センサ１８、スイッチ部２０、増幅部２２、ＡＤ変換部２６、及び／又は演算処理部２８が正常か否かを判定する。
【００６８】
具体的には、第３センサ１６の受光素子からの電気信号の値の移動平均値と、第４センサ１８の受光素子からの電気信号の値の移動平均値との比、及び予め求められた、正常時に第３センサ１６の受光素子からの電気信号の値と、正常時に第４センサ１８の受光素子からの電気信号の値との比の比を、上記（１０）式に従って算出し、窓汚警報閾値、異常警報閾値、及びセンサ不良・光源不良閾値と比較した結果が、予め定められた条件を満たした場合に、監視窓３０、第３センサ１６、第４センサ１８、スイッチ部２０、増幅部２２、ＡＤ変換部２６、及び／又は演算処理部２８が異常状態であると判定する。
【００６９】
本実施の形態では、上記（１０）式に従って算出した比の値が、窓汚警報閾値以上となった場合、又は異常警報閾値以上となった場合、監視窓３０が窓汚れによる異常状態であると判定する。また、上記（１０）式に従って算出した比の値が、センサ不良・光源不良閾値以下となった場合、第３センサ１６、第４センサ１８、スイッチ部２０、増幅部２２、ＡＤ変換部２６、又は演算処理部２８が異常状態であると判定する。
【００７０】
警報制御部４８は、異常判定部４６によって異常状態であると判定された場合、異常状態を報知するように外部出力部３２を制御する。また、警報制御部４８は、火災判定部４４から火災信号が出力された場合、火災を報知するように外部出力部３２を制御する。
【００７１】
＜炎検知器の作用＞
次に、本実施の形態に係る炎検知器１０の作用について説明する。
【００７２】
まず、炎検知器１０が火災判定を行うべき場所に設置され、監視窓３０、第３センサ１６、第４センサ１８、スイッチ部２０、増幅部２２、ＡＤ変換部２６、及び演算処理部２８が正常な初期状態において、第３センサ１６の受光素子からの電気信号の値と、正常時に第４センサ１８の受光素子からの電気信号の値とを取得し、正常時の値として設定する。
【００７３】
また、炎検知器１０の第１センサ１２、第２センサ１４、第３センサ１６、及び第４センサ１８の各々から電気信号が出力され、スイッチ部２０、増幅部２２、及びＡＤ変換部２６を介して各信号の値が、演算処理部２８に入力されているときに、炎検知器１０の演算処理部２８によって、火災判定処理が、繰り返し実行され、炎を検知したか否かが判定される。
【００７４】
また、炎検知器１０の演算処理部２８によって、図４に示す異常状態判定処理ルーチンが一定期間毎に実行される。
【００７５】
ステップＳ１００では、信号取得部４０が、ＡＤ変換部２６から出力された信号から、第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、第３センサ１６からの電気信号の値、及び第４センサ１８からの電気信号の値を取得する。
【００７６】
そして、ステップＳ１０２では、平均算出部４２は、第３センサ１６からの電気信号の値、及び第４センサ１８からの電気信号の値の各々に対して、上記ステップＳ１００で取得された電気信号の値と、過去に上記ステップＳ１００で取得された電気信号の値とに基づいて、移動平均値を算出する。
【００７７】
そして、ステップＳ１０４では、異常判定部４６が、第３センサ１６からの電気信号の値の移動平均値と、第４センサ１８からの電気信号の値の移動平均値とに基づいて、移動平均値の比を算出する。また、異常判定部４６が、予め求められた、正常時における第３センサ１６からの電気信号の値と、正常時における第４センサ１８からの電気信号の値との比を算出する。そして、異常判定部４６が、移動平均値の比と、正常時の電気信号の値の比との比を算出する。
【００７８】
次のステップＳ１０６では、異常判定部４６が、上記ステップＳ１０４で算出された、移動平均値の比と、正常時の電気信号の値の比との比と、窓汚警報閾値、異常警報閾値、及びセンサ不良・光源不良閾値とを比較して、監視窓３０、第３センサ１６、第４センサ１８、スイッチ部２０、増幅部２２、ＡＤ変換部２６、及び／又は演算処理部２８が正常か否かを判定する。
【００７９】
例えば、移動平均値の比と、正常時の電気信号の値の比との比とが、窓汚警報閾値又は異常警報閾値以上である場合には、監視窓３０が窓汚れによる異常状態であると判定する。
【００８０】
また、移動平均値の比と、正常時の電気信号の値の比との比とが、センサ不良・光源不良閾値以下である場合には、第３センサ１６、第４センサ１８、スイッチ部２０、増幅部２２、ＡＤ変換部２６、又は演算処理部２８が異常状態であると判定する。
【００８１】
ステップＳ１０８では、上記ステップＳ１０６で、異常状態であると判定されたか否かを判定し、異常状態であると判定された場合には、ステップＳ１１０において、警報制御部４８は、異常信号を外部出力部３２に対して出力し、異常状態判定処理ルーチンを終了する。一方、異常状態であると判定されなかった場合には、そのまま、異常状態判定処理ルーチンを終了し、火災判定が正常におこなわれていると判定する。
【００８２】
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る炎検知器によれば、外部から入射され、かつ、監視窓を透過する自然光のうち、帯域が異なる２つの光を各受光素子によって検出して、各受光素子によって検出された電気信号の値に基づいて、監視窓が正常であるか否か、及び受光素子が正常であるか否かの少なくとも一方を判定することにより、簡易な構成で、監視窓又は受光素子の異常状態を判定することができる。
【００８３】
また、自然光を利用することにより、従来用いていた点検光源を取り除くことができ、筐体設計の自由度が増すばかりでなく、消費電力の削減やコスト削減にもつながる。更には、点検時に光源の点灯又は点滅時間を必要としないため、より安心度の高い監視環境を実現できる。
【００８４】
また、自然光を利用するという性質上、季節や時間、また車のヘッドランプ等のノイズをはじめ、多種多様に波長強度が変動する可能性があるが、本発明の実施の形態では、移動平均値を用いることで、透過光の強度の変動に対してロバストに異常判定を行うことができる。
【００８５】
＜変形例＞
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【００８６】
例えば、光電式分離型の煙感知器に本発明を適用してもよい。この場合、光電式分離型の煙感知器は、外部から入射され、かつ筐体窓を透過する近赤外領域の自然光5(λ2=0.9[μm])を検出する受光素子と、自然光5より短い波長の自然光6に検出感度を有する受光素子(波長域λ1=0.5[μm])とを含むように構成される。
【００８７】
ここで、上述した炎検知器の例と同様の条件で透過光強度の比の比を算出すると、以下の通りとなる。
【００８８】
汚れが僅かな場合(k=0.02)、透過光強度の比の比は以下の式のように算出される。
【００８９】
【数１３】
2019067246.tif 000015
【００９０】
汚れが多い場合(k=0.1)、透過光強度の比の比は以下の式のように算出される。
【００９１】
【数１４】
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【００９２】
以上より、透過光強度の比の比は汚れ度合と共に小さくなり、光電式分離型の煙感知器において、窓汚れを判断できる。
【００９３】
また、赤外線カメラに本発明を適用してもよい。この場合、赤外線カメラは、外部から入射され、かつ筐体窓を透過する赤外領域の自然光7(λ2=15[μm])を検出する受光素子と、自然光7より短い波長の自然光8に検出感度を有する受光素子(波長域λ1=7[μm])とを含むように構成される。
【００９４】
ここで、上述した炎検知器の例と同様の条件で透過光強度の比の比を算出すると、以下の通りとなる。
【００９５】
汚れが僅かな場合(k=0.02)、透過光強度の比の比は以下の式のように算出される。
【００９６】
【数１５】
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【００９７】
汚れが多い場合(k=0.1)、透過光強度の比の比は以下の式のように算出される。
【００９８】
【数１６】
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【００９９】
以上より、透過光強度の比の比は汚れ度合と共に小さくなり、赤外線カメラにおいて窓汚れを判断できる。
【０１００】
また、炎検知器や煙感知器、赤外線カメラ以外の光学監視装置に、本発明を適用することも可能である。
【０１０１】
また、正常時に検出された電気信号の値を用いずに、異常判定を行ってもよい。この場合には、上記（９）式で算出された透過光強度の比と閾値とを比較して異常判定を行えばよい。
【０１０２】
また、検出された電気信号の値の移動平均値を算出せずに、異常判定を行ってもよい。この場合には、第３センサ１６からの電気信号の値と、第４センサ１８からの電気信号の値との比を算出して、異常判定を行えばよい。
【０１０３】
また、上記では、λ1がλ2より小さいことを前提として、上記（１０）式に従って透過光強度の比の比を算出し、閾値と比較して、異常判定を行う場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。λ2がλ1により小さいことを前提として、上記（１０）式に従って透過光強度の比の比を算出してもよい。この場合には、閾値との大小関係が反転することを考慮して、異常判定を行えばよい。
【符号の説明】
【０１０４】
１０ 炎検知器
１２ 第１センサ
１２Ａ、１４Ａ、１６Ａ、１８Ａ フィルター
１２Ｂ、１４Ｂ、１６Ｂ、１８Ｂ 受光素子
１４ 第２センサ
１６ 第３センサ
１８   第４センサ
２０   スイッチ部
２２   増幅部
２６   ＡＤ変換部
２８   演算処理部
３０   監視窓
３２   外部出力部
４０   信号取得部
４２   平均算出部
４４   火災判定部
４６   異常判定部
４８   警報制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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