(57)【要約】【課題】サンプリング処理に基づく火災判断を行うに当たって、ノイズ耐性を高めた光電式煙感知器および光電式煙感知器に用いられる火災診断処理方法を得る。【解決手段】送光部（１０）と受光部（２０）とを備え、受光部内の受光部コントローラ（２２）は、各周期で受光素子（２１）による受光量を読み取る際に、受光量に影響を与えるノイズの最低周期未満内で複数回サンプリングすることで受光量を複数回取得し、ノイズの影響で受光量が増大したサンプリングデータを除外した上で火災判断を行い、送光部（１０）内の送光部コントローラ（２２）は、受光部において複数回サンプリングを行うことができるように所定幅を設定してパルス光を発光する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、前記発光素子から所定周期、所定幅で繰り返し出力されるパルス光の発光出力を制御する送光部コントローラと、
前記パルス光、または火災に伴う煙の発生により生じた前記パルス光の散乱光を前記所定周期で受光する受光素子と、各周期において該受光素子から読み取った受光量に基づいて火災判断を行う受光部コントローラと
を備えた光電式煙感知器であって、
前記受光部コントローラは、前記各周期で前記受光素子による受光量を読み取る際に、前記受光量に影響を与えるノイズ源から発生するノイズの最低周期未満内で複数回サンプリングすることで受光量を複数回取得し、前記ノイズの影響で受光量が変化したサンプリングデータを除外した上で前記火災判断を行い、
前記送光部コントローラは、前記受光部において前記複数回サンプリングを行うことができるように前記所定幅を設定して前記パルス光を発光する
光電式煙感知器。
【請求項２】
請求項１に記載の光電式煙感知器において、
前記送光部コントローラは、前記受光部において前記複数回サンプリングとして、２回のサンプリングを行うことができるように前記所定幅を設定して前記パルス光を発光し、
前記受光部コントローラは、前記各周期で前記２回のサンプリングにより読み取った受光量に基づいて、
２つのサンプリング結果が、所定の差分量以内である場合にはノイズの影響を受けていないサンプリング結果が得られたと判断して前記火災判断を行い、
２つのサンプリング結果が、前記所定の差分量を超える差がある場合にはノイズの影響を受けている可能性が高いと判断し、前記２回のサンプリング結果のうち、１回前の周期において読み取ったサンプリング結果においてノイズの影響を受けていないと判断したときの最新値により近い方の値を、ノイズの影響を受けていない値として採用し、前記火災判断を行う
光電式煙感知器。
【請求項３】
発光素子と、前記発光素子から所定周期、所定幅で繰り返し出力されるパルス光の発光出力を制御する送光部コントローラと、
前記パルス光、または火災に伴う煙の発生により生じた前記パルス光の散乱光を前記所定周期で受光する受光素子と、各周期において該受光素子から読み取った受光量に基づいて火災判断を行う受光部コントローラと
を備えた光電式煙感知器に用いられる火災判断処理方法であって、
前記受光部コントローラにおいて、前記各周期で前記受光素子による受光量を読み取る際に、前記受光量に影響を与えるノイズ源から発生するノイズの最低周期未満内で複数回サンプリングすることで受光量を複数回取得し、前記ノイズの影響で受光量が変化したサンプリングデータを除外した上で前記火災判断を行うサンプリング処理ステップを有し、
前記送光部コントローラにおいて、前記受光部において前記複数回サンプリングを行うことができるように前記所定幅を設定して前記パルス光を発光するパルス光送信ステップを有する
光電式煙感知器に用いられる火災判断処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電式煙感知器および光電式煙感知器に用いられる火災診断処理方法に関する。特に、監視領域に送光部と受光部とを分離配置し、火災に伴う煙の発生による減光を検出して火災判断を行う光電式分離型感知器および光電式分離型感知器に用いられる火災診断処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電式分離型感知器では、発光ダイオード等の発光素子を備えた送光部から投光された光を、フォトダイオード等の受光素子を備えた受光部で受光し、火災に伴う煙による受光量の変化（減光）に基づいて、火災であるか否かの火災判断を行っている。
【０００３】
光電式分離型感知器では、送光部と受光部との間の距離に相当する監視距離が、例えば、５ｍ〜１００ｍ程度である。そこで、光電式分離型感知器は、その監視距離に応じてレンジ設定を行い、その結果、送光部の発光量および受光部の火災判定レベルである閾値が適宜設定される。送光部から出力される光を受光部で受光し、火災に伴う煙による受光出力信号値が前記閾値以下となるか否かによって、火災であるか否かの火災判断を行っている。
【０００４】
このような光電式分離型感知器では、外乱光による火災判断精度の劣化としての誤作動や不作動を防止することが課題として挙げられる。一例として、定常光（太陽光等の強い定常光）の影響による火災判断精度の劣化としての誤作動を防止するために、受光素子出力の直流成分を検出し、検出した直流成分の大きさから定常光の影響があると判断した場合には、発報判別処理（火災判断処理）を一時的に停止する信号処理部を設けた光電式分離型感知器がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３５９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来の光電式分離型感知器は、１回の煙検出動作につき、１回サンプリングを行うという形式のため、アンプが増幅する周波数帯域と類似波長（近い帯域）のノイズを受けた場合には、影響を回避することができず、誤動作や失報を誘発するおそれがあった。一例としては、特定波長を出力する蛍光灯が、このような外乱要因として挙げられる。
【０００７】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、サンプリング処理に基づく火災判断を行うに当たって、ノイズ耐性を高めた光電式煙感知器および光電式煙感知器に用いられる火災診断処理方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る光電式煙感知器は、発光素子と、発光素子から所定周期、所定幅で繰り返し出力されるパルス光の発光出力を制御する送光部コントローラと、パルス光、または火災に伴う煙の発生により生じたパルス光の散乱光を所定周期で受光する受光素子と、各周期において該受光素子から読み取った受光量に基づいて火災判断を行う受光部コントローラとを備えた光電式煙感知器であって、受光部コントローラは、各周期で受光素子による受光量を読み取る際に、受光量に影響を与えるノイズ源から発生するノイズの最低周期未満内で複数回サンプリングすることで受光量を複数回取得し、ノイズの影響で受光量が変化したサンプリングデータを除外した上で火災判断を行い、送光部コントローラは、受光部において複数回サンプリングを行うことができるように所定幅を設定してパルス光を発光するものである。
【０００９】
また、本発明に係る光電式煙感知器に用いられる火災診断処理方法は、発光素子と、発光素子から所定周期、所定幅で繰り返し出力されるパルス光の発光出力を制御する送光部コントローラと、パルス光、または火災に伴う煙の発生により生じたパルス光の散乱光を所定周期で受光する受光素子と、各周期において該受光素子から読み取った受光量に基づいて火災判断を行う受光部コントローラとを備えた光電式煙感知器に用いられる火災判断処理方法であって、受光部コントローラにおいて、各周期で受光素子による受光量を読み取る際に、受光量に影響を与えるノイズ源から発生するノイズの最低周期未満内で複数回サンプリングすることで受光量を複数回取得し、ノイズの影響で受光量が変化したサンプリングデータを除外した上で火災判断を行うサンプリング処理ステップを有し、送光部コントローラにおいて、受光部において複数回サンプリングを行うことができるように所定幅を設定してパルス光を発光するパルス光送信ステップを有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ノイズの周期未満内で複数回サンプリングを行うことで、ノイズの影響を受けないデータを取得することにより、サンプリング処理に基づく火災判断を行うに当たって、ノイズ耐性を高めた光電式煙感知器および光電式煙感知器に用いられる火災診断処理方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１における光電式分離型感知器を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における光電式分離型感知器の送光部および受光部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１における光電式分離型感知器に用いられるサンプリング処理方法の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態２における光電式分離型感知器に用いられるサンプリング処理方法の説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２における光電式分離型感知器に用いられるサンプリング処理方法の別の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明光電式煙感知器の一例としての光電式分離型感知器および光電式分離型感知器に用いられる火災診断処理方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
本願発明は、１回の煙検出動作につき、ノイズ源の発生周期よりも短い周期内でサンプリングを複数回実行することを技術的特徴とするものである。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における光電式分離型感知器を示す構成図である。光電式分離型感知器は、送光部１０と受光部２０とによって構成されている。上述したように、送光部１０と受光部２０との間の距離（監視距離）は、例えば、５ｍ〜１００ｍ程度であり、距離に応じてレンジ設定を行い、その結果、送光部１０の発光量および受光部２０の火災判定レベルである閾値が適宜設定される。
【００１４】
送光部１０からの出力光を、受光部２０でサンプリング処理して受光し、火災に伴う煙による受光出力信号値の変化に基づいて、火災であるか否かの火災判断を行う。また、火災判断を行いたい領域が広域にわたる場合には、このような送光部１０と受光部２０とのペアを、間隔を空けて複数設置することがある。
【００１５】
図２は、本発明の実施の形態１における光電式分離型感知器の送光部１０および受光部２０の内部構成を示すブロック図である。送光部１０は、発光素子１１、および送光部コントローラ１２を備えて構成されている。一方、受光部２０は、受光素子２１、受光部コントローラ２２、故障時に点灯または点滅する故障表示灯２３、火災判定時に点灯または点滅する火災表示灯２４、および図示しない火災受信機へ火災信号および故障信号等を送出する信号出力部２５を備えて構成されている。
【００１６】
送光部コントローラ１２は、発光素子１１を制御し、発光素子１１からの出力光を受光部２０に向けて出力する。なお、送光部コントローラ１２は、所定の周期で繰り返し出力される所定幅のパルス光のオン／オフ、および発光強度等の発光パターンを制御することができる。
【００１７】
一方、受光部コントローラ２２は、送光部１０による所定幅のパルス光の発光出力時における受光素子２１の出力光のサンプリング入力（受光量）に基づいて、信号解析を行い、火災判断を行う。なお、送光部１０の発光時と受光部２０の受光時との同期は、例えば、送光部１０と受光部２０とを相互に同期線（制御線）にて有線接続し、この同期線を介して、送光部１０から受光部２０へ同期信号を出力することで行われる。
【００１８】
図３は、本発明の実施の形態１における光電式分離型感知器に用いられるサンプリング処理方法の説明図である。具体的には、この図３の上段に示すように、一定周期でノイズが発生するような環境を想定した場合に、ノイズ耐性を高める方法について、この図３を用いて説明する。
【００１９】
このようなノイズが発生する環境下では、１回の煙検出動作につき、ノイズの周期Ｔｎ未満内で複数回サンプリングを実行すれば、ノイズの影響を受けずに受光データを受信できるタイミングが必ず生じる。図３の具体例では、ノイズの１周期内で３回のサンプリングを実行することで、３回中、少なくとも２回の受信タイミングでノイズの影響を受けていない場合を例示している。
【００２０】
パターン１に示したタイミングでは、１回目のサンプリングがノイズと干渉するものの、２回目、３回目のサンプリングでは、ノイズの影響を回避することができている。また、パターン２に示したタイミングでは、２回目のサンプリングがノイズと干渉するものの、１回目、３回目のサンプリングでは、ノイズの影響を回避することができている。さらに、パターン３に示したタイミングでは、３回目のサンプリングがノイズと干渉するものの、１回目、２回目のサンプリングでは、ノイズの影響を回避することができている。
【００２１】
このように、ノイズの周期Ｔｎ未満内で複数回サンプリングを行うことで、ノイズの影響を受けないタイミングを生じさせることが可能となる。従って、送光部１０内の送光部コントローラ１２は、複数回のサンプリングが可能な幅を所定幅として、パルス光を投光することとなる。一方、受光部コントローラ２２は、所定幅のパルス光を受光する際に複数回サンプリングを行い、ノイズの影響を受けないタイミングで取得した値を基にして火災判断を行うことで、ノイズ耐性を高めた火災検出処理を実現できる。
【００２２】
なお、本発明の実施の形態１にかかる所定幅のパルス光とは、受光部２０による３回のサンプリング入力に対応した幅の３回のパルス光のことであるが、所定幅のパルス光は、それだけに限らず、受光部２０の３回のサンプリング入力に対応した幅の１回のパルス光でもよい。
【００２３】
以上のように、実施の形態１によれば、一定周期でノイズが発生するような環境においては、ノイズの周期未満内で複数回サンプリングを行うことで、ノイズの影響を受けないデータを取得できる。この結果、ノイズ耐性を高めた光電式分離型感知器および光電式分離型感知器に用いられる火災診断処理方法を実現できる。
【００２４】
実施の形態２．
先の実施の形態１で説明した火災診断処理方法によれば、ノイズ耐性は高められるものの、その一方で、サンプリングの実施回数が増えると、送光部１０から投光する回数が増え、パルス光の１セットの幅（受光部２０による３回のサンプリング入力に対応する幅）もより広くする必要があり、消費電流が増加してしまうとともに、発光素子１１の寿命も短くなってしまうこととなる。そこで、本実施の形態２では、ノイズ耐性を高めつつ、これらの問題を解決することのできるサンプリング処理方法について説明する。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態２における光電式分離型感知器に用いられるサンプリング処理方法の説明図である。本実施の形態２におけるサンプリング処理方法は、１回の煙検出動作につき、ノイズの発生周期Ｔｎ未満内でサンプリングを２回行うことを特徴としており、そのサンプリング結果から、以下のような判断を行っている。
（判断１）判断１は、図４の煙検出動作１時における受光部コントローラ２２の判断のことであり、受光部コントローラ２２は、２つのサンプリング結果が、所定の差分量以内であることから、同程度の出力が得られたと判断できる場合（図４中の「Ａ部」に相当）には、ノイズの影響を受けていないと判断する。この場合には、１回目、２回目のサンプリング値のいずれか一方を用いるか、あるいは両者の平均値を用いて、火災検出処理を行うことができる。
【００２６】
（判断２）判断２は、図４の煙検出動作２時における受光部コントローラ２２の判断のことであり、受光部コントローラ２２は、２つのサンプリング結果が、所定の差分量を超える差があり、ノイズの影響を受けている可能性が高いと判断できる場合（図４中の「Ｂ部」に相当）には、それ以前のサンプリングでノイズの影響を受けていないと判断したときの値（図４中の「Ａ部」に相当）と比較して、より近い方の値を、ノイズの影響を受けていない値として採用する。図４の例では、「Ｂ部」における２回目のサンプリング値を採用して、火災検出処理を行うこととなる。
【００２７】
なお、図４では、「Ａ部」を前回データ、「Ｂ部」今回データとして説明した。しかしながら、場合によっては、「Ｂ部」として示したような、ノイズの影響を受けている可能性が高いと判断できるサンプリング結果が連続して発生することも考えられる。図５は、本発明の実施の形態２における光電式分離型感知器に用いられるサンプリング処理方法の別の説明図であり、ノイズの影響を受けたサンプリング結果が連続して得られた場合を例示している。
【００２８】
このような場合には、受光部コントローラ２２は、前回の判断時（図５中の「Ｃ部」に相当）において、ノイズの影響を受けていない値として採用した値を基準データとして、判断２の処理を行うことが考えられる。
【００２９】
また、別の方法としては、判断１で説明したようなノイズの影響を受けていない最新のサンプリングデータ（図４中の「Ａ部」で求めたデータに相当）を基準データとして常に更新記憶し、判断２における比較における基準データとして採用することも考えられる。
【００３０】
以上のように、実施の形態２によれば、ノイズの周期未満内で行うサンプリング回数を２回に限定し、履歴データに基づいてノイズの影響を受けないデータを判断している。この結果、送光部から出力するパルス光の１セットの幅を、２回のサンプリングが可能な所定幅まで縮めることができ、また、サンプリング回数も減らすことができるため、ノイズ耐性を高めた上で、消費電流の増加あるいは発光素子の寿命低下の問題を解決した光電式分離型感知器および光電式分離型感知器に用いられる火災診断処理方法を実現できる。
【００３１】
なお、上述した実施の形態１、２では、説明を簡略化するために、一例として、一定周期Ｔｎでノイズが発生するような環境を想定したが、本発明はこのような環境に限定されるものではない。ノイズの発生周期が一定でない場合であっても、最小の周期が想定できれば、その最小周期よりも短い周期内でサンプリングを複数回実行することで、同様の効果を得ることができる。
【００３２】
また、上述した火災検出処理は、外光等の光学的ノイズや電気的ノイズに対する耐性を高めるだけでなく、振動等の物理的要因のノイズに対しても、耐性を高めることが可能である。
【００３３】
なお、上述した実施の形態では、ノイズの影響で受光量が増大する場合について説明したが、ノイズの影響で受光量が減少する場合についても、同様の信号処理を適用することで、同様の効果を得ることができる。すなわち、ノイズの影響で受光量が変化した場合には、同様の信号処理を適用することで、同様の効果を得ることができる。
【００３４】
また、本実施の形態においては、光電式煙感知器として、送光部と受光部とが分離して設置され、送光部からのパルス光を受光部が受光し、受光素子の受光量が火災に伴う煙の発生により減光することで火災判断を行う光電式分離型感知器１（減光式感知器の１つ）を例に挙げて説明したが、その他の減光式煙感知器にも本発明を適用することができる。例えば、送光部と受光部を同一筐体に備えた感知器本体に対し、所定の監視空間を介して送光部からの光を受光部に反射する反射部材を配置した光電式反射型煙感知器にも本発明を適用することができる。
【００３５】
また、減光式煙感知器に限らず、散乱光式煙感知器にも本発明を適用することができる。散乱光式煙感知器は、送光部（発光素子）と受光部（受光素子）とを、発光素子からの光を受光素子が直接受光しないように、対向しないように筐体内に配置する。送光部コントローラと受光部コントローラとは、１つのコントローラとすることができる。そして、受光素子は、火災に伴う煙の発生により生じた発光素子のパルス光の散乱光を受光し、受光部コントローラは、各周期において該受光素子から読み取った受光量が火災に伴う煙の発生により増加することで火災判断を行う。
【符号の説明】
【００３６】
１０  送光部、１１  発光素子、１２  送光部コントローラ、２０  受光部、２１  受光素子、２２  受光部コントローラ、２３  故障表示灯、２４  火災表示灯、２５  信号出力部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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