(57)【要約】【課題】火災検知センサを遮蔽する試験窓の汚損率を正確に測定する。【解決手段】光源４３の出射光Ｈ４３を試験窓２１−１，２３−１を通して検知センサ４５に入射し、この検知センサ４５による受光量を初期値と比較して試験窓２１−１，２３−１の合算透過率Ｙ（＝ａｂ、ａ；試験窓２１−１の透過率＝１−汚損率、ｂ；試験窓２３−１の透過率）を算出する。同様に、光源４６の出射光Ｈ４６を試験窓２３−１，２３−２を通して検知センサ４７に入射し、試験窓２３−１，２３−２の合算透過率Ｚ（＝ｂｃ、ｃ；試験窓２３−２の透過率）を算出し、更に、光源４８の出射光Ｈ４８を試験窓２３−２，２１−１を通して検知センサ４１に入射し、試験窓２３−２，２１−１の合算透過率Ｘ（＝ｃａ）を算出する。そして、式［１−ａ＝１−（ＸＹ／Ｚ）１／２］に基づき、試験窓２１−１の汚損率（１−ａ）を算出する。【選択図】    図１
2004334715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入射される第３の試験光を透過させて内部に取り込む透光性の第１の試験窓と、
前記第１の試験窓内に配置され、前記第１の試験窓を通して内部に取り込まれた前記第３の試験光を受光して電気信号に変換する第１の検知センサと、
前記第１の試験窓内に配置され、所定周波数で点滅又は点灯して第１の試験光を発生し、この第１の試験光を前記第１の試験窓を通して外部へ出射する第１の試験光源と、
前記第１の試験窓の外側近傍に配置され、前記第１の試験光を透過させて内部に取り込む透光性の第２の試験窓と、
前記第２の試験窓の内部に配置され、前記第２の試験窓を通して内部に取り込まれた前記第１の試験光を受光して電気信号に変換する第２の検知センサと、
前記第２の試験窓の内部に配置され、所定周波数で点滅又は点灯して第２の試験光を発生し、この第２の試験光を前記第２の試験窓を通して外部へ出射する第２の試験光源と、
前記第１及び第２の試験窓の外側近傍に配置され、前記第２の試験光を透過させて内部に取り込む透光性の第３の試験窓と、
前記第３の試験窓の内部に配置され、前記第３の試験窓を通して内部に取り込まれた前記第２の試験光を受光して電気信号に変換する第３の検知センサと、
前記第３の試験窓の内部に配置され、所定周波数で点滅又は点灯して前記第３の試験光を発生し、この第３の試験光を前記第３の試験窓を通して外部へ出射する第３の試験光源と、
を備えたことを特徴とする火災検知器。
【請求項２】
前記第１、第２又は第３の試験窓の内の何れか１つの試験窓は、所定の監視エリアを視野とする透光性の受光窓であることを特徴とする請求項１記載の火災検知器。
【請求項３】
請求項１又は２記載の透光性の第１、第２、第３の試験窓と、第１、第２、第３の検知センサと、第１、第２、第３の試験光源とを用い、
前記第１の試験光源から出射した前記第１の試験光を前記第１及び第２の試験窓を通して前記第２の検知センサに入射し、この第２の検知センサによる受光量を初期値と比較して前記第１及び第２の試験窓の合算透過率Ｙ（＝ａ×ｂ、但し、ａ；第１の試験窓の透過率＝１−汚損率、ｂ；第２の試験窓の透過率）を算出し、
前記第２の試験光源から出射した前記第２の試験光を前記第２及び第３の試験窓を通して前記第３の検知センサに入射し、この第３の検知センサによる受光量を初期値と比較して前記第２及び第３の試験窓の合算透過率Ｚ（＝ｂ×ｃ、但し、ｃ；第３の試験窓の透過率）を算出し、
前記第３の試験光源から出射した前記第３の試験光を前記第３及び第１の試験窓を通して前記第１の検知センサに入射し、この第１の検知センサによる受光量を初期値と比較して前記第３及び第１の試験窓の合算透過率Ｘ（＝ｃ×ａ）を算出し、
次式（１）に基づいて前記第１の試験窓の汚損率（１−ａ）を算出することを特徴とする試験窓の汚損率測定方法。
１−ａ＝１−（Ｘ×Ｙ／Ｚ）１／２            ・・・    （１）
【請求項４】
前記第１の試験光と前記第３の試験光とは前記第１の試験窓上で交差し、前記第１の試験光と前記第２の試験光とは前記第２の試験窓上で交差し、前記第２の試験光と前記第３の試験光とは前記第３の試験窓上で交差するように前記第１、第２、第３の試験窓、前記第１、第２、第３の検知センサ、及び前記第１、第２、第３の試験光源を配置して前記第１の試験窓の汚損率（１−ａ）を算出することを特徴とする請求項３記載の試験窓の汚損率測定方法。
【請求項５】
前記各合算透過率Ｙ，Ｚ，Ｘと比較する前記各初期値は、前記第１、第２及び第３の試験窓に汚れのない状態で検出された合算透過率値であることを特徴とする請求項３又は４記載の試験窓の汚損率測定方法。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の汚損率測定方法を用いて試験窓の汚損率を測定する汚損率測定部を備えたことを特徴とする火災検知器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火災検知用の検知センサの出力に基づき火災の発生を検知する火災検知器と、その検知センサを外部から遮蔽するための透光性の試験窓の汚損率を測定する試験窓の汚損率測定方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような火災検知器に関する技術としては、例えば、次のような文献に記載されるものがあった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４２２６２号公報
【特許文献２】
特開２００２−４８６３８号公報
【０００４】
特許文献１及び２には、所定の監視対象物（例えば、トンネル内）の火災を検知する火災検知器の技術が記載されている。
【０００５】
特許文献１の火災検知器は、トンネル内の壁面や天井に、トンネル長手方向に沿って所定間隔に設置され、トンネル長手方向の両側区域の火災を検知している。火災報知器内には、炎からの光や放射熱を受ける光／電気変換用の検知センサが設けられ、この検知センサを用いて火災を検出すると、この検出信号を防災受信盤へ伝送するようになっている。
【０００６】
この種の火災検知器は、車が頻繁に通るトンネル内に設置されるので、塵等からの汚損防止のために、検知センサを筐体内に収容し、この検知センサの前面に光を入射させる透光性の受光窓を設けている。更に、塵等により受光窓が汚れて光の透過率が徐々に減少し、火災検知が不能になることを防止するために、受光窓の外側近傍に、透光性の試験窓で遮蔽された試験光源を設けている。そして、試験光源を定期的に発光させて試験窓から出射し、受光窓を通して検知センサに受光させ、この受光量に基づき受光窓の汚損状況（汚損率）を検出し、この検出信号を防災受信盤へ伝送している。又、火災検知器は、試験時の受光出力のレベルに応じて受光感度を調整し、受光窓の汚損率に応じた感度補償を行っている。
【０００７】
特許文献２の火災検知器では、受光窓への塵等の汚染物質の付着を極力抑制して清掃作業の間隔を長くするために、トンネル長手方向の気流に対して受光窓を５°〜３０°の範囲で傾斜して配設している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特許文献１、２等に記載された火災検知器では、次のような課題があった。
【０００９】
受光窓の汚損率を測定する場合、試験光源から試験光を発生し、この試験光を試験窓及び受光窓を通して検知センサで受光し、この受光量に基づき受光窓の汚損率を算出（測定）している。そのため、試験窓に汚損がなければ、受光窓の汚損が正確に分かるが、実フィールド（実際の使用現場）では、試験窓も汚損しており、試験窓と受光窓の両方の汚損を測定したことになり、実際の受光窓単体での汚損率よりも大きな数値となる。汚損警報を発生するには、安全な数値ではあるが、その数値が正確でないので、試験時の受光出力のレベルに応じて受光感度を調整し、受光窓の汚損率に応じた感度補償を行う場合、感度補償精度を向上させることが難しくなり、その結果、火災検知器の信頼性低下という課題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の内の請求項１に係る発明の火災検知器では、透光性の第１、第２、第３の試験窓と、第１、第２、第３の検知センサと、第１、第２、第３の試験光源とを備えている。
【００１１】
ここで、前記第１の試験窓は、外部から入射される第３の試験光を透過させて内部に取り込む窓である。前記第１の検知センサは、前記第１の試験窓内に配置され、前記第１の試験窓を通して内部に取り込まれた前記第３の試験光を受光して電気信号に変換するセンサである。前記第１の試験光源は、前記第１の試験窓内に配置され、所定周波数で点滅又は点灯して第１の試験光を発生し、この第１の試験光を前記第１の試験窓を通して外部へ出射する光源である。
【００１２】
前記第２の試験窓は、前記第１の試験窓の外側近傍に配置され、前記第１の試験光を透過させて内部に取り込む窓である。前記第２の検知センサは、前記第２の試験窓の内部に配置され、前記第２の試験窓を通して内部に取り込まれた前記第１の試験光を受光して電気信号に変換するセンサである。前記第２の試験光源は、前記第２の試験窓の内部に配置され、所定周波数で点滅又は点灯して第２の試験光を発生し、この第２の試験光を前記第２の試験窓を通して外部へ出射する光源である。
【００１３】
前記第３の試験窓は、前記第１及び第２の試験窓の外側近傍に配置され、前記第２の試験光を透過させて内部に取り込む窓である。前記第３の検知センサは、前記第３の試験窓の内部に配置され、前記第３の試験窓を通して内部に取り込まれた前記第２の試験光を受光して電気信号に変換する検知センサである。更に、前記第３の試験光源は、前記第３の試験窓の内部に配置され、所定周波数で点滅又は点灯して前記第３の試験光を発生し、この第３の試験光を前記第３の試験窓を通して外部へ出射する光源である。
【００１４】
請求項２に係る発明では、請求項１の火災検知器において、前記第１、第２又は第３の試験窓の内の何れか１つの試験窓は、所定の監視エリアを視野とする透光性の受光窓である。
【００１５】
このような構成を採用したことにより、所定の監視エリアで火災が発生すると、これが例えば第１の試験窓を通して第１の検知センサで受光され、この出力に基づき火災の発生が検知される。又、試験時において、第１、第２及び第３の試験光源を所定周波数で点滅又は点灯して第１、第２及び第３の試験光を発生し、これらの試験光を第２、第３及び第１の検知センサで受光し、この受光量に基づき、例えば第１の試験窓の正確な汚損率の測定が行える。
【００１６】
請求項３に係る発明の試験窓の汚損率測定方法では、請求項１又は２の透光性の第１、第２、第３の試験窓と、第１、第２、第３の検知センサと、第１、第２、第３の試験光源とを用い、次のような処理を行っている。
【００１７】
先ず、前記第１の試験光源から出射した前記第１の試験光を前記第１及び第２の試験窓を通して前記第２の検知センサに入射し、この第２の検知センサによる受光量を初期値と比較して前記第１及び第２の試験窓の合算透過率Ｙ（＝ａ×ｂ、但し、ａ；第１の試験窓の透過率＝１−汚損率、ｂ；第２の試験窓の透過率）を算出する。前記第２の試験光源から出射した前記第２の試験光を前記第２及び第３の試験窓を通して前記第３の検知センサに入射し、この第３の検知センサによる受光量を初期値と比較して前記第２及び第３の試験窓の合算透過率Ｚ（＝ｂ×ｃ、但し、ｃ；第３の試験窓の透過率）を算出する。更に、前記第３の試験光源から出射した前記第３の試験光を前記第３及び第１の試験窓を通して前記第１の検知センサに入射し、この第１の検知センサによる受光量を初期値と比較して前記第３及び第１の試験窓の合算透過率Ｘ（＝ｃ×ａ）を算出する。
【００１８】
その後、次式（１）に基づいて前記第１の試験窓の汚損率（１−ａ）を算出する。これにより、試験窓単体の汚損率を正確に求められる。
１−ａ＝１−（Ｘ×Ｙ／Ｚ）１／２            ・・・    （１）
【００１９】
請求項４に係る発明では、請求項３の試験窓の汚損率測定方法において、前記第１の試験光と前記第３の試験光とは前記第１の試験窓上で交差し、前記第１の試験光と前記第２の試験光とは前記第２の試験窓上で交差し、前記第２の試験光と前記第３の試験光とは前記第３の試験窓上で交差するように前記第１、第２、第３の試験窓、前記第１、第２、第３の検知センサ、及び前記第１、第２、第３の試験光源を配置して前記第１の試験窓の汚損率（１−ａ）を算出している。これにより、同一の窓部分の汚損率を正確に求められる。
【００２０】
請求項５に係る発明では、請求項３又は４の試験窓の汚損率測定方法において、前記各合算透過率Ｙ，Ｚ，Ｘと比較する前記各初期値は、前記第１、第２及び第３の試験窓に汚れのない状態で検出された合算透過率値である。
【００２１】
請求項６に係る発明では、請求項３〜５のいずれか１項の汚損率測定方法を用いて試験窓の汚損率を測定する汚損率測定部を備えている。これにより、汚損率測定部で測定された試験窓の汚損率に基づき、検知センサの出力の感度補償を行えば、火災発生の判定精度の向上が図れる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
（構成）
図２は、本発明の第１の実施形態を示すトンネル防災設備の概略の構成図である。
【００２３】
トンネル１内のトンネル壁面１ａには、複数台の火災検知器１０（１０−１，１０−２，１０−３，１０−４，・・・）がトンネル長手方向に沿って所定間隔Ｌで設置されている。各火災検知器１０は、伝送路（例えば、ケーブル）２により集中監視用の防災受信盤３に接続されている。
【００２４】
各火災検知器１０は、トンネル長手方向に沿った左右２つの所定距離Ｌの区間をそれぞれ監視している。そのため、距離Ｌの区間は、両側に配置された２台の火災検知器１０で重複して監視される。例えば、車輌故障等の火災による火源ＦＩが存在すると、この火源ＦＩを含む距離Ｌの区間に配置された２台の火災検知器１０−２，１０−３で火源ＦＩが検知され、この検知信号がケーブル２を介して防災受信盤３へ送られる。すると、防災受信盤３の制御により、例えば、所定の放水区域の水噴霧自動弁が起動し、トンネル壁面１ａ等に設置された水噴霧ヘッドから消火用水が散布されて消火される構成になっている。
【００２５】
図３は、図２の各火災検知器１０を示す組立分解図である。
【００２６】
この火災検知器１０は、例えば、２波長方式のものであり、筐体の蓋部２０と、この蓋部２０で開口部が閉塞される筐体の本体３０とを備えている。蓋部２０の左右には、トンネル１の長手方向の気流に対して所定の傾斜角（例えば、５°〜３０°）の傾斜面がそれぞれ形成され、この各傾斜面に透光性の第１の試験窓（例えば、受光窓）２１−１，２１−２がそれぞれ設けられている。受光窓２１−１，２１−２の上部には、この受光窓２１−１，２１−２を両側から挟む形で２つの試験光源収納部２２−１，２２−２が、トンネル１の長手方向の気流に対して略並行に設けられている。一方の試験光源収納部２２−１の下部外側には、受光窓２１−１，２１−２に対応して透光性の第２の試験窓２３−１，２４−１が設けられ、他方の試験光源収納部２２−２の下部下側にも、受光窓２１−１，２１−２に対応して透光性の第３の試験窓２３−２，２４−２が設けられている。筐体の本体３０側には、コネクタ取付孔３１が形成されており、この本体３０の開口部に、蓋部２０が取付螺子３２−１，３２−２，３２−３，３２−４により取り外し自在に固着される。
【００２７】
図４に示すように、図３の火災検知器１０の内部構造を示す断面図である。更に、図５は、図４の検知センサ及び試験光源等を示す概略の配置図である。
【００２８】
火災検知器１０の蓋部２０と本体３０とは、内部に設けられたモールドカバー３２によって仕切られている。本体３０側のコネクタ取付孔３１には、ケーブル２に接続された防水コネクタ３３が取り付けられている。防水コネクタ３３のレセプタクル側からの信号線３４は、モールドカバー３２の下部に取り付けられた避雷基板３５にコネクタを介して接続されている。
【００２９】
モールドカバー３２の前面側となる蓋部２０内には、主回路基板２５が取り付けられている。主回路基板２５上には、蓋部２０の傾斜面に設けられた受光窓２１−１，２１−２に対応して、２波長方式により炎を監視するためのセンサユニット４０，５０が略４５°の傾斜角をもってそれぞれ取り付けられている。一方のセンサユニット４０には、２つの第１の検知センサ４１，４２と１つの第１の試験光源４３とが設けられ、他方のセンサユニット５０にも、２つの第１の検知センサ５１，５２と１つの第１の試験光源５３とが設けられている。各検知センサ４１，４２，５１，５２は、複数個（例えば、４個）の光／電変換素子によってアレイ状に構成されている。なお、試験光源４３，５３は、センサユニット４０，５０の外部の主回路基板２５側等に取り付けてもよい。
【００３０】
主回路基板２５上には、検知センサ４１，４２に対応する内部試験光源４４と、検知センサ５１，５２に対応する内部試験光源５４とが取り付けられている。そして、内部試験光源４４からの内部試験光を直接、検知センサ４１，４２に照射すると共に、内部試験光源５４からの内部試験光を直接、検知センサ５１，５２に照射することで、検知センサ自体及びその周辺回路のセンサユニット故障を検出できる構成になっている。各試験光源４３，４４，５３，５４は、２波長方式による検出波長帯域をカバーできる白熱電球等で構成されている。
【００３１】
図５に示すように、試験光源収納部２２−１側に設けられた第２の試験窓２３−１内には、センサユニット４０側の第１の試験光源４３から出射される第１の試験光Ｈ４３を受光して電気信号に変換する第２の検知センサ４５と、第２の試験光Ｈ４６を出射する第２の試験光源４６とが設けられている。これに対応して、試験光源収納部２２−２側に設けられた第３の試験窓２３−２内にも、第２の試験光源４６から出射される第２の試験光Ｈ４６を受光して電気信号に変換する第３の検知センサ４７と、センサユニット４０側の第１の検知センサ４１方向へ第３の試験光Ｈ４８を出射する第３の試験光源４８とが設けられている。各試験光源４６，４８は、試験光源４３と同様に、２波長方式による検出波長帯域をカバーできる白熱電球等で構成されている。
【００３２】
第１の試験光Ｈ４３と第３の試験光Ｈ４８とが受光窓２１−１上で交差し、第１の試験光Ｈ４３と第２の試験光Ｈ４６とが試験窓２３−１上で交差し、更に、第２の試験光Ｈ４６と第３の試験光Ｈ４８とが試験窓２３−２上で交差するように、受光窓２１−１、試験窓２３−１，２３−２、検知センサ４１，４５，４７、及び試験光源４３，４６，４８が配置されている。そして、試験光源４３から出射される試験光Ｈ４３を受光窓２１−１及び試験窓２３−１を介して検知センサ４５へ照射し、試験光源４６から出射される試験光Ｈ４６を試験窓２３−１，２３−２を介して検知センサ４７へ照射し、更に、試験光源４８から出射される試験光Ｈ４８を試験窓２３−２及び受光窓２１−１を介して検知センサ４１へ照射することで、受光窓２１−１の汚損率を検出（測定）できる構成になっている。
【００３３】
同様に、試験光源収納部２２−１，２２−２側に設けられた第２、第３の試験窓２４−１，２４−２内にも、図示されていないが、センサユニット５０側の第１の検知センサ５１及び第１の試験光源５３に対応して、第２、第３の検知センサ及び第２、第３の試験光源が設けられている。
【００３４】
図１は、本発明の第１の実施形態を示す図２〜図５の２波長方式の火災検知器１０における概略の回路構成図である。
【００３５】
この火災検知器１０は、マイクロプロセッサユニット（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  ｕｎｉｔ、以下「ＭＰＵ」という。）等で構成された信号処理部６０を備え、この信号処理部６０に対し、同一回路構成の右側検知部７０−１と左側検知部７０−２とが接続されている。
【００３６】
右側検知部７０−１は、検知センサ４１，４２，４５，４７、試験光源４３，４６，４８、及び内部試験光源４４を有している。検知センサ４１の出力側には、加算増幅部７１が接続されている。加算増幅部７１は、信号処理部６０から与えられる感度切替制御信号ＣＳに基づき、検知センサ４１から出力されるアナログ信号を加算増幅する回路であり、この出力側に、アナログ／ディジタル変換器（以下「Ａ／Ｄ変換器」という。）７２が接続されている。Ａ／Ｄ  変換器７２は、加算増幅部７１から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換して信号処理部６０に与える回路である。検知センサ４２の出力側にも、検知センサ４１側と同様に、加算増幅部７３及びＡ／Ｄ変換器７４を介して信号処理部６０が接続されている。信号処理部６０には、試験光源４３を発光制御する光源制御部７５と、内部試験光源４４を発光制御する光源制御部７６とが、接続されている。
【００３７】
検知センサ４５の出力側は、増幅部７７及びＡ／Ｄ変換器７８を介して信号処理部６０に接続されている。同様に、検知センサ４７の出力側も、増幅部８０及びＡ／Ｄ変換器８１を介して信号処理部６０に接続されている。更に、信号処理部６０には、試験光源４６を発光制御する光源制御部７９と、試験光源４８を発光制御する光源制御部８２とが、接続されている。
【００３８】
光源制御部７５，７６，７９，８２による発光制御は、例えば、実際の燃焼炎と同様の２Ｈｚで明るさが変化する点滅又は点灯制御を、試験期間として定めた一定時間（２秒又は４秒間）行う構成になっている。
【００３９】
信号処理部６０は、火災判定部６１及び試験処理部６２の機能を有している。火災判定部６１は、検知センサ４１と検知センサ４２の出力信号に基づき、２波長方式に従った火災の判定を行う。試験処理部６２は、試験窓の汚損率を測定する汚損率測定部を有し、防災受信盤３からの試験実行コマンド（命令）を受信して試験処理動作を行う。信号処理部６０には、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の記憶部６３が接続され、火災検出データや試験の際に得られた試験データ等を履歴データとして記憶できるようになっている。
【００４０】
信号処理部６０は、ＭＰＵ等で構成された伝送制御部６４に接続され、この伝送制御部６４がケーブル２を介して防災受信盤３に接続されている。伝送制御部６４には、固有のアドレスが設定され、このアドレスに基づいて防災受信盤３との間で送受信が行われる。
【００４１】
図６は、図１の検知センサ４１及び加算増幅部７１を示す回路構成図である。
【００４２】
検知センサ４１は、複数個（例えば、４個）の光／電変換素子４１ａ〜４１ｄによってアレイ状に構成されている。これらの光／電変換素子４１ａ〜４１ｄは、例えば、１つの半導体基板に形成され、或いは個別の素子部品として形成され、それぞれ独立した検知センサとして火源ＦＩ、試験光源４８又は内部試験光源４４からの光を受光して電気信号に変換する機能を有している。
【００４３】
加算増幅部７１には、各光／電変換素子４１ａ〜４１ｄに対応して前置増幅器（以下「プリアンプ」という。）７１ａ〜７１ｄが設けられている。プリアンプ７１ａ及び７１ｂの出力側は相互に接続されて、電力増幅器（以下「パワーアンプ」という。）７１ｅの入力側に接続され、このパワーアンプ７１ｅの出力側がＡ／Ｄ変換器７２の入力側に接続されている。各プリアンプ７１ｃ，７１ｄの出力側には、パワーアンプ７１ｆ，７１ｇがそれぞれ接続されている。これらのパワーアンプ７１ｆ，７１ｇの出力側は、相互に接続され、切替スイッチ７１ｈを介してＡ／Ｄ変換器７２の入力側に接続されている。
【００４４】
切替スイッチ７１ｈは、信号処理部６０から与えられる感度切替制御信号ＣＳによりオン／オフ動作し、例えば、受光窓２１−１が汚れていないときにはオフ状態となり、受光窓２１−１が所定の汚損率（例えば、０．５０）よりも汚れているときにはオン状態となる。切替スイッチ７１ｈがオフ状態のときには、光／電変換素子４１ａ及び４１ｂの出力信号が、プリアンプ７１ａ及び７１ｂでそれぞれ増幅されて加算された後、パワーアンプ７１ｅで増幅されてＡ／Ｄ変換器７２に与えられる。切替スイッチ７１ｈがオン状態のときには、光／電変換素子４１ｃ及び４１ｄの出力信号が、プリアンプ７１ｃ，７１ｄ及びパワーアンプ７１ｆ，７１ｇでそれぞれ増幅された後、パワーアンプ７１ｅの出力信号に加算されてＡ／Ｄ変換器７２に与えられる。
【００４５】
（火災検知器の動作）
図７は、図１の火災検知器１０（１０−１，１０−２，・・・）の動作を示すフローチャートである。
【００４６】
例えば、図２の防災受信盤３の制御により動作が開始すると、ステップＳ１の火災監視処理において、複数台の火災検知器１０−１，１０−２，・・・がトンネル１内の火災発生の監視を行う。ステップＳ２において、防災監視盤３から例えば１日１回、試験実行の試験指令が発せられると、ステップＳ３の試験処理において、各火災検知器１０−１，１０−２，・・・が順に動作試験を行う。動作試験が終わると、ステップＳ１の火災監視処理に戻る。
【００４７】
以下、ステップＳ１の火災監視処理（Ａ）と、ステップＳ３の試験処理（Ｂ）について詳細に説明する。
【００４８】
（Ａ）  ステップＳ１の火災監視処理
図８はトンネル１内で発生する燃焼炎の放射線スペクトルの一例を示す波形図、更に、図９は２波長方式の検出波長特性の一例を示す波形図である。
【００４９】
図８に示すように、燃焼炎のスペクトル特性１０１，１０２では、ＣＯ２の共鳴放射により、４．４〜４．５μｍ付近の波長帯域に放射線相対強度のピークがあり、又、短波長側となる３．８μｍ付近に放射線相対強度が低い波長帯域が存在する。
【００５０】
このような燃焼炎の監視のため、本実施形態の２波長方式を採用した図１の火災検知器１０（１０−１，１０−２，・・・）では、図９のような検出波長特性を設定している。
【００５１】
図１の火災検知器１０において、検知センサ４１は、有炎燃焼時に発生するＣＯ２の共鳴放射による波長帯域である略４．５μｍを中心波長とした狭帯域バンドパスフィルタ特性１０４による放射光を検出する。これに対し、検知センサ４２は、略５．０〜７．０μｍの帯域バンドパスフィルタ特性で得られた放射光の検出特性を持つ。
【００５２】
例えば、受光窓２１−１，２１−２にサファイアガラスを使用することで、７．０μｍの波長を超える光をカットするハイカット特性１０３を設定し、これによって受光窓２１−１，２１−２により波長７．０μｍ以下の波長の光を検知センサ４１，４２に入射している。又、検知センサ４１の受光窓部分には、中心波長４．５μｍの狭帯域バンドパスフィルタ特性１０４を構成する光学波長フィルタが設けられる。更に、検知センサ４２の受光窓部分には、波長５．０μ以上の光を透過する広帯域バンドパスフィルタ特性１０５を構成する光学波長フィルタが設けられる。
【００５３】
そのため、検知センサ４１は、ハイカット特性１０３と狭帯域バンドパスフィルタ特性１０４とによって中心波長４．５μｍの有炎燃焼時に発生するＣＯ２共鳴放射による４．５μｍの狭帯域の光１０６を検出する。これに対し、検知センサ４２は、ハイカット特性１０３と広帯域バンドパスフィルタ特性１０５とで決まる５．０〜７．０μｍのバンドパスフィルタとしての波長帯域の光１０７による検出出力を生ずることになる。
【００５４】
検知センサ４１の検出信号は、加算増幅部７１で加算増幅され、Ａ／Ｄ変換器７２でディジタル信号に変換されて信号処理部６０に与えられる。更に、検知センサ４２の検出信号は、加算増幅部７３で加算増幅され、Ａ／Ｄ変換器７４でディジタル信号に変換されて信号処理部６０に与えられる。すると、信号処理部６０内の火災判定部６１では、Ａ／Ｄ変換器７２の出力信号とＡ／Ｄ変換器７４の出力信号との相対比を求め、予め設定しておいた理想的な相対比との比較により、火災発生の有無を判定する。この判定結果は、伝送制御部６４により、ケーブル２を介して防災受信盤３へ送られ、火災発生の判定結果に対しては所定の消炎処理が行われる。
【００５５】
（Ｂ）  ステップＳ３の試験処理
図１０は、図７のステップＳ３の試験処理の詳細を示すフローチャートである。
【００５６】
この試験処理は、防災受信盤３から試験実行コマンドが送られてくると、信号処理部６０内の試験処理部６２により実行される。防災受信盤３からのコマンドは、例えば、右側試験実行コマンドと左側試験実行コマンドに分けて送信され、これを受信した試験処理部６２では、右側検知部７０−１の試験処理を実行し、これが済むと、左側検知部７０−２の試験処理を行う。
【００５７】
先ず、防災受信盤３から右側試験実行コマンドが送られてくると、試験処理部６２では、ステップＳ１０において、右側検知部７０−１内の光源制御部７５，７９，８２を動作させ、試験光源４３，４６，４８を例えば、４秒に亘り２Ｈｚでパルス駆動して点滅又は点灯させる。ステップＳ１１において、試験光源４３から出射された試験光Ｈ４３が、受光窓２１−１及び試験窓２３−１を通して検知センサ４５で受光されて電気信号に変換され、試験光源４６から出射された試験光Ｈ４６が、試験窓２３−１，２３−２を通して検知センサ４７で受光されて電気信号に変換され、更に、試験光源４８から出射された試験光Ｈ４８が、試験窓２３−２及び受光窓２１−１を通して検知センサ４１，４２で受光されて電気信号に変換される。
【００５８】
検知センサ４５の出力信号は、増幅部７７で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器７８でディジタル信号に変換されて試験処理部６２へ送られる。同様に、検知センサ４７の出力信号が、増幅部８０で増幅された後にＡ／Ｄ変換器８１でディジタル信号に変換されて試験処理部６２へ送られ、更に、検知センサ４１の出力信号が、加算増幅部７１で加算増幅された後にＡ／Ｄ変換器７２でディジタル信号に変換されて試験処理部６２へ送られる。
【００５９】
ステップＳ１２において、Ａ／Ｄ変換器７２，７８，８１の出力信号に基づき、試験処理部６２内の汚損率測定部によって受光窓２１−１の汚れの程度を示す汚損率が算出され、この算出値に基づき、ステップＳ１３で汚損状況が判定される。
【００６０】
ステップＳ１４において、受光窓２１−１の汚損率が汚損補償限界となる例えば０．１５以下であれば、ステップＳ１５で、汚損率が例えば０．５０より小さいか否かが判定される。汚損率が０．５０より小さければ、ステップＳ１６で、試験処理部６２から出力される感度切替制御信号ＣＳにより、初期状態の通常監視レベルであるセンサ加算数＝２に設定される。これにより、図６の切替スイッチ７１ｈがオフ状態になり、２つの光／電変換素子４１ａ，４１ｂの出力信号がプリアンプ７１ａ，７１ｂで増幅された後に加算され、パワーアンプ７１ｅで増幅されてＡ／Ｄ変換器７２でディジタル信号に変換され、試験処理部６２へ送られる。
【００６１】
これに対し、ステップＳ１５で汚損率が０．５０よりも大きい場合、ステップＳ１７において、感度切替制御信号ＣＳにより、センサ加算数＝４に設定され、汚損補償が行われる。即ち、切替スイッチ７１ｈがオン状態になり、他の２つの光／電変換素子４１ｃ，４１ｄの出力信号が、プリアンプ７１ｃ，７１ｄ及びパワーアンプ７１ｆ，７１ｇによりそれぞれ増幅され、切替スイッチ７１ｈを介してパワーアンプ７１ｅの出力信号に加算されて汚損補償が行われた後、Ａ／Ｄ変換器７２でディジタル信号に変換されて試験処理部６２へ送られる。そして、ステップＳ１８において、最終的に試験処理部６２から正常終了信号が出力され、伝送制御部６４を介して防災受信盤３へ送られる。
【００６２】
一方、ステップＳ１４で受光窓２１−１の汚損率が０．１５を超えた場合、加算増幅部７１による感度切替では補償不能であるので、受光窓２１−１の汚損による異常か、或いは検知センサ４１そのもののセンサユニット故障かを判定するために、ステップＳ１９へ進み、内部試験光源４４の点滅又は点灯試験が行われる。即ち、ステップＳ１９において、試験処理部６２の制御によって光源制御部７６が動作し、内部試験光源４４が例えば２Ｈｚで４秒間パルス駆動され、試験光が出射される。この試験光は、ステップＳ２０において、検知センサ４１，４２で受光されて電気信号に変換され、この電気信号が加算増幅部７１，７３でそれぞれ加算増幅された後、Ａ／Ｄ変換器７２，７４でそれぞれディジタル信号に変換されて試験処理部６２へ送られる。
【００６３】
受光窓２１−１の汚損による異常か、或いは検知センサ４１そのもののセンサユニット故障かを判定する場合、例えば、内部試験光源４４からの内部試験光による検知センサ４１及び４２の正常時の受光検知信号のレベルが決まっていることから、この正常時の受光検知信号の相対比を検出し、相対比を含む上下所定の範囲幅をセンサユニット４０の故障の判断レベルとして設定し、センサユニット故障判断レベル以上の受光検知信号であれば、検知センサ４１及び４２は正常と判定し、これに対し、受光検知信号が故障判定の正常範囲を超えた（外れた）ときには、回路故障と判定できる。相対比が変動する要因としては、２つの検知センサ４１又は４２の内の１つが故障して異常な受光検知信号を出力した場合が考えられる。
【００６４】
そこで、試験処理部６２では、ステップＳ２１において、Ａ／Ｄ変換器７２，７４の出力信号に基づき検出データの算出処理を行い、アッパー側とローワ側との間の振幅値を算出する。この振幅値に基づき、試験処理部６２では、ステップＳ２２において、検知センサ４１，４２の検出データについて比率計算を行い、ステップＳ２３で、計算した比率がセンサユニット正常比率幅に入っているか否かを判定する。
【００６５】
正常比率幅に入っていれば、ステップＳ２４で、センサユニット４０が正常と判定し、ステップＳ２５で、火災検知器１０の清掃を要求する汚損信号を伝送制御部６４を介して防災受信盤３へ出力し、汚損警報を報知させる。これに対し、正常比率幅に入っていないときには、ステップＳ２６で、センサユニット４０が異常と判定し、ステップＳ２７で、回路故障信号を伝送制御部６４を介して防災受信盤３へ出力し、故障警報を報知させる。
【００６６】
このような右側検知部７０−１の試験処理が終了すると、防災受信盤３から左側試験実行コマンドが送られてくるので、試験処理部６２により、右側検知部７０−１の試験処理と同様にして、左側検知部７０−２の試験処理が行われる。
【００６７】
以上のようにして例えば火災検知器１０−１の試験処理が終了すると、次のアドレスの火災検知器１０−２，１０−３，・・・が順次試験されていく。全ての火災検知器１０−１，１０−２，１０−３，・・・の試験が終了すると、図７のステップＳ１の火災監視処理に戻る。
【００６８】
図１１は、図１０のステップＳ１２における汚損率算出処理を示すフローチャートである。
【００６９】
試験処理部６２内の汚損率測定部では、次のようにして汚損率算出処理を行う。先ず、ステップＳ３０において、検知センサ４１，４５，４７から増幅部７１，７７，８０及びＡ／Ｄ変換器７２，７８，８１を介して受光した試験光Ｈ４８，Ｈ４３，Ｈ４６の受光検知データを取り込み、ステップＳ３１で、アッパ側とローワ側との間の検出振幅値を算出し、ステップＳ３２へ進む。
【００７０】
信号処理部６０に接続された記憶部６３には、受光窓２１−１，２１−２、及び試験窓２３−１，２３−２に汚れがない状態で、試験光Ｈ４８，Ｈ４３，Ｈ４６を検知センサ４１，４５，４７で受光して得られた受光検知信号が初期振幅値として記憶されている。
【００７１】
そこで、ステップＳ３２において、試験光源４３から出射した試験光Ｈ４３を受光窓２１−１及び試験窓２３−１を通して検知センサ４５に入射し、この検知センサ４５による受光量（即ち、検出振幅値）を、記憶部６３に記憶された初期振幅値と比較して、受光窓２１−１及び試験窓２３−１の合算透過率Ｙ＝検出振幅値／初期振幅値（＝ａ×ｂ）を算出する。ここで、ａは受光窓２１−１の透過率（＝１−汚損率）、ｂは試験窓２３−１の透過率である。
【００７２】
同様に、試験光源４６から出射した試験光Ｈ４６を試験窓２３−１，２３−２を通して検知センサ４７に入射し、この検知センサ４７による受光量（即ち、検出振幅値）を、記憶部６３に記憶された初期振幅値と比較して、試験窓２３−１及び２３−２の合算透過率Ｚ＝検出振幅値／初期振幅値（＝ｂ×ｃ）を算出する。ここで、ｃは試験窓２３−２の透過率である。更に、試験光源４８から出射した試験光Ｈ４８を試験窓２３−２及び受光窓２１−１を通して検知センサ４１に入射し、この検知センサ４１による受光量（即ち、検出振幅値）を、記憶部６３に記憶された初期振幅値と比較して、試験窓２３−２及び受光窓２１−１の合算透過率Ｘ＝検出振幅値／初期振幅値（＝ｃ×ａ）を算出し、ステップＳ３３へ進む。
【００７３】
ステップＳ３３において、次式に基づき、受光窓２１−１の透過率ａを算出する。
ａ＝√（Ｘ×Ｙ／Ｚ）＝（Ｘ×Ｙ／Ｚ）１／２
その後、ステップＳ３４において、次式（１）に基づき、受光窓２１−１の汚損率（１−ａ）を算出すれば、処理が終了する。
１−ａ＝１−（Ｘ×Ｙ／Ｚ）１／２          ・・・（１）
【００７４】
又、このような汚損率算出処理と同様の方法により、受光窓２１−２の汚損率も算出できる。なお、図１１のステップＳ３０及びＳ３１の処理は、図１０のステップＳ１２でも行われる。
【００７５】
（効果）
この第１の実施形態では、次の（ａ）〜（ｄ）のような効果がある。
【００７６】
（ａ）  図１１の汚損率算出処理では、試験窓２３−１，２３−２，２４−１，２４−２が汚損していても、受光窓２１−１，２１−２単体の汚損率を正確に算出できる。そのため、受光窓２１−１，２１−２の汚損率に応じた感度補償の精度を向上でき、火災検知器１０の信頼性の向上が図れる。その上、汚損警報の周期が長くなって清掃期間を延長でき、コストの低減化が図れる。
【００７７】
（ｂ）  右側検知部７０−１において、試験光Ｈ４３とＨ４８が受光窓２１−１上で交差し、試験光Ｈ４３とＨ４６が試験窓２３−１上で交差し、更に、試験光Ｈ４６とＨ４８が試験窓２３−２上で交差するように、受光窓２１−１、試験窓２３−１，２３−２、検知センサ４１，４５，４７、及び試験光源４３，４６，４８が配置されている。左側検知部７０−２も同様の構造になっている。そのため、同一の窓部分の汚損を正確に測定できる。
【００７８】
（ｃ）  トンネル１の長手方向の気流に対して火災検知器１０の受光窓２１−１，２１−２が所定の傾斜角（例えば、５°〜３０°）で設けられ、しかも、試験窓２３−１，２３−２，２４−１，２４−２がトンネル１の長手方向の気流に対して略並行に設けられている。そのため、受光窓２１−１，２１−２及び試験窓２３−１，２３−２，２４−１，２４−２に対する塵等の付着を極力抑制でき、前記（ａ）の効果と相俟って清掃期間をより延長できる。
【００７９】
（ｄ）  図１０の試験処理において、受光窓２１−１，２１−２に汚れがないか、或いは少ない場合には、ステップＳ１４〜Ｓ１８の試験光源４３，４６，４８，・・・による試験処理のみで済み、ステップＳ１９〜Ｓ２７の内部試験光源４４，５４による試験処理が不要となる。そのため、試験処理を簡略化できる。
【００８０】
［第２の実施形態］
（構成・動作）
図１２は、本発明の第２の実施形態を示す試験処理のフローチャートであり、第１の実施形態の図１０に示す試験処理中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００８１】
この試験処理は、図１の火災検知器１０について、検知センサ４１のみの試験処理を行うようにしたいわゆる１波長方式の試験処理のフローチャートである。１波長方式の試験処理は、図１の検知センサ４１と検知センサ４２を備えた２波長方式の火災検知器１０はもちろんのこと、検知センサ４２側を備えていない検知センサ４１側のみの１波長の火災検知器についてもそのまま適用することができる。
【００８２】
図１２の試験処理では、図１０のステップＳ１０〜Ｓ１８と同様の処理を行うが、ステップＳ１９〜Ｓ２７に代えて、ステップＳ２８の処理を行うようにした点のみが異なっている。即ち、ステップＳ１４の汚損率の判定処理において、受光窓２１−１，２１−２の汚損率が０．１５を超えたときには、火災検知器１０が汚損補償限界に達しているか、或いは検知センサ４１の素子故障であることが考えられるので、ステップＳ２８において、試験処理部６２から非作動信号を出力し、これを伝送制御部６４を介して防災受信盤３へ伝送し、火災検知器１０の点検を促すようにしている。
【００８３】
（効果）
この第２の実施形態では、内部試験光源４４，５４による試験処理（図１０のステップＳ１９〜Ｓ２７）に代えて、ステップＳ２８で非作動信号を出力するようにしたので、試験処理を簡略化できる。
【００８４】
［利用形態］
本発明は、図示の実施形態に限定されず、種々の変形や利用形態が可能である。この変形や利用形態としては、例えば、次の（１）〜（３）のようなものがある。
【００８５】
（１）  図６、図１０及び図１３では、４つの光／電変換素子４１ａ〜４１ｄを２グループに分けて２段階に加算増幅して汚損補償をしているが、更に、複数個の光／電変換素子を多段階に加算増幅して汚損補償を行うようにすれば、受光窓２１−１，２１−２の汚れによる透過率の減少に対し、より細かな汚損補償を行うことができる。又、図１、図６の加算増幅部７１，７３に代えて、感度切替制御信号ＣＳに基づきゲインを可変できる増幅部を設け、感度切替による汚損補償を行ってもよい。
【００８６】
（２）  図５等では、第１の試験窓２１−１，２１−２を受光窓に設定した構成例について説明したが、これに代えて、他の第２の試験窓２３−１，２４−１又は第３の試験窓２３−２，２４−２を受光窓にするような構成の変更も可能である。
【００８７】
（３）  図１、図３、図４の火災検知器１０は、図示以外の構造に変更してもよい。又、上記実施形態は、トンネル防災用以外の他の用途の火災検知器についても適用できる。
【００８８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１及び２に係る発明によれば、試験時において、第１、第２及び第３の試験光を第２、第３及び第１の検知センサで受光し、これらの受光量を用いて試験窓の正確な汚損率の測定が可能になる。
【００８９】
請求項３〜５に係る発明によれば、第１、第２、第３の試験窓、第１、第２、第３の検知センサ、及び第１、第２、第３の試験光源を用い、合算透過率Ｙ、Ｚ、Ｘを算出し、式（１）に基づき特定の試験窓の汚損率を算出するようにしたので、他の試験窓が汚損していても、特定の試験窓単体の汚損率を正確に算出できる。
【００９０】
更に、請求項４に係る発明では、第１と第３の試験光が第１の試験窓上で交差し、第１と第２の試験光が第２の試験窓上で交差し、第２と第３の試験光が第３の試験窓上で交差するように、第１、第２、第３の試験窓、第１、第２、第３の検知センサ、及び第１、第２、第３の試験光源が配置されているので、同一の窓部分の汚損を正確に測定できる。
【００９１】
請求項６に係る発明によれば、汚損率測定部の測定結果に基づき、試験窓の汚損率に応じた感度補償の精度を向上でき、火災検知器の信頼性の向上が図れる。その上、汚損警報の周期が長くなって清掃期間を延長でき、コストの低減化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す火災検知器の回路構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示すトンネル防災設備の概略の構成図である。
【図３】図２の火災検知器を示す組立分解図である。
【図４】図３の火災検知器を示す内部構造の断面図である。
【図５】図４の検知センサ及び試験光源等を示す配置図である。
【図６】図１の検知センサ及び加算増幅部を示す回路構成図である。
【図７】図１の火災検知器の動作を示すフローチャートである。
【図８】トンネル内の燃焼炎の放射線スペクトルを示す波形図である。
【図９】２波長方式の検出波長特性を示す波形図である。
【図１０】図７の試験処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１０のステップＳ１２を示す汚損率算出処理のフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態を示す試験処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１０，１０−１〜１０−４    火災検知器
２１−１，２１−２    試験窓（受光窓）
２３−１，２３−２，２４−１，２４−２    試験窓
４１，４２，４５，４７，５１，５２    検知センサ
４３，４６，４８，５３    試験光源
４４，５４    内部試験光源
６０    信号処理部
６１    火災判定部
６２    試験処理部
６３    記憶部
【図１】
2004334715.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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