(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ１または複数の受光素子を有し、透光性窓の汚損度に応じて予定された、検知感度の合成による汚損補償段階に対応するよう組み合わせて合成し得る検知感度を有する複数の検知グループのうち、少なくとも一つの検知グループの検知感度は、他の検知グループの検知感度と異なるものであって、前記透光性窓の汚損状態に基づいて、前記複数の検知グループからの出力信号の加算合成パターンを異ならせて火災監視することで汚損補償処理を行うことを特徴とする火災検知器。
【請求項２】
前記検知感度は、前記検知グループに含まれる前記受光素子の数によって異なるように設定され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】
前記検知感度は、前記受光素子の寸法によって異なるように設定されることを特徴とする請求項１又は２記載の火災検知器。
【請求項４】
全ての前記検知感度の設定状態毎に前記汚損補償処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の火災検知器。
【請求項５】
試験用の光源と、該光源を保護する光源保護用透光性窓を備え、該光源保護用透光性窓は、火災検知器の設置状態において、透光性窓の設置位置よりも上方に配置されるとともに、トンネルの長手方向に対して平行なフラット面を形成するように設けられ、前記試験用の光源から照射され、前記光源保護用透光性窓および前記透光性窓を透過して前記受光素子または試験用受光素子で受光される試験光の強度に基づいて、前記汚損補償処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の火災検知器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火炎を観測して得られる放射される輻射エネルギーを検出することにより、炎を検知して火災の発生を判定する火災検知器に関し、特に、検知センサの前面に設けられる透光性窓の汚損に対する自動補償機能を備えた火災検知器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用や鉄道用トンネルを始め、トンネル内には通行上の安全を確保するため、様々な設備が設置されている。車両用のトンネル設備について、図面を参照して簡単に説明する。
【０００３】
図１７に示すように、トンネル９０内には、トンネル９０内部の視界を確保するナトリウム灯等の照明灯９３、トンネル９０内で発生した火災を検知する火災検知器９４、火災を検知した際に水を噴霧して火災の拡大を防ぐ水噴霧ヘッド９５、放水ノズルやホース等を収納した消火栓設備９６、トンネル９０内の換気を行うジェットファン９７、非常用通路や出口を避難者に認識させ、誘導する誘導表示灯９８をはじめ、トンネル９０内で発生した非常事態を通報するための非常用電話、ラジオ放送用のラジオ再放送誘導線等、様々な設備が設けられている。
特に、火災検知器９４は、トンネル９０内での車両火災等を検知し、いち早くトンネル管理者や車両の運転者に通報することを目的として、トンネル内の見通しが効く壁面に所定間隔、たとえば、２５ｍ間隔で配置されている。
【０００４】
次に、トンネル内に設置されている従来の火災検知器の一例について、図面を参照して説明する。
図１８は、従来、一般的に使用されている火災検知器の概略構成図である。なお、このような火災検知器の構成は、たとえば、特開平７−１７５９８６号公報等に記載されている。
図１８に示すように、火災検知器１００は、筐体（ケース）中央に火炎から放射される輻射光を検出する受光素子（検知センサ）１０２ａ、１０２ｂが収納されたドーム状の受光ガラス１０１が配置され、その周辺に受光ガラス１０１の汚れ状態等を検知する際に用いるチェックランプが収納されたドーム状のグローブ１０３が配置されている。
【０００５】
受光素子１０２ａ、１０２ｂが収納されたドーム状の受光ガラス１０１は、トンネル内壁面９１から突出して設置され、各々の受光素子１０２ａ、１０２ｂは、トンネル内壁面９１に垂直な中心線を概ね境界にして、各々図面左方の領域ＡＬと図面右方の領域ＡＲを個別に監視する。そのため、受光素子１０２ａ、１０２ｂは、トンネルの長手方向（図面左右方向）に対して検知エリアを大きく設定するために、トンネル内壁面９１に対して概ね４５度の角度で、ドーム状の受光ガラス１０１内部に設置されている。
【０００６】
このような火災検知器のトンネル内での配置形態について、図面を参照して説明する。
図１９は、火災検知器１００のトンネル９０内での配置形態、及び、監視区域（検知エリア）の設定状態を示す概略図である。
図１９に示すように、火災検知器１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、…は、トンネル９０の一方のトンネル内壁面９１側に、一定の離間距離（間隔）Ｌ毎に配置され、上述したように、各火災検知器１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、…は、各々の設置中心線を基準にして、トンネル長手方向の左右両側に所定の監視区域Ａｘ、Ａｙ、Ａｚが設定されている。ここで、各監視区域Ａｘ、Ａｙ、Ａｚは、少なくとも隣接して配置される火災検知器の配置位置を含むように設定され、各監視区域Ａｘ、Ａｙ、Ａｚがそれぞれ隣接する２個の火災検知器により、相互補完的に監視されるように設定されている。
【０００７】
具体的には、各火災検知器１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、…は、一方側のトンネル内壁面９１に、たとえば２５ｍ間隔で配置され、また、火災検知器１００ｂの監視区域がＡｘ及びＡｙに設定され、火災検知器１００ｃの監視区域がＡｙ及びＡｚに設定されている場合、火災検知器１００ｂ、１００ｃにより、監視区域Ａｙが重複して（相互補完的に）監視対象となるように設定されている。
このような火災検知器の配置形態によれば、トンネル内で車両故障等により停車した車両等（障害物）により、火災検知器の監視区域に死角（陰）が発生することを抑制することができるため、良好な火災監視を行うことができる。
【０００８】
ところで、火災検知器をトンネル内壁面に設置した場合、上述したように、火災検知器１００の受光ガラス１０１がトンネル内壁面９１からトンネル内に突出する構成を有している。これは、隣接する火災検知器１００の配置位置まで非監視区域を発生させることなく効率的に監視するため、受光ガラス１０１の内部に収納される受光素子を壁面に対して概ね４５度の角度で設置していることにより、受光ガラス１０１が必然的にトンネル内に大きく突出せざる得ないことによるものである。
【０００９】
したがって、図２０に示すように、受光ガラス１０１は、車両の走行やジェットファンの換気等によりトンネル内に生じる気流Ｃに常時晒されることになる。トンネル内に生じる気流Ｃには、トンネル内の長手方向の一方向に向かって支配的に２ｍ〜１０ｍ／ｓ程度で流れる気流や車両の通過時に生じる不規則な乱れた気流等があり、これらによってトンネル内には様々な方向の気流が生じている。
ここで、トンネル内には、車両から排出される煤煙や粉塵、土砂、凍結防止剤等の化学物質等、汚れの原因となる様々な物質（以下、汚れ原因物質と総称する）が浮遊しているため、これらの物質が気流に乗って飛来し、ドーム状の受光ガラス１０１の気流上流側に直接衝突して汚れＤとして付着する。なお、受光ガラス１０１の気流上流側以外にも汚れは付着するものの、気流が直接衝突する上流側に比較すると、汚れ具合は数分の１程度である。このような受光ガラス１０１の汚れは、内部に収納された受光素子１０２ａ、１０２ｂの受光量を減少させて、検知感度を低下させることになるため、火災検知器の性能を長期間にわたって維持するために頻繁に清掃作業を行わなければならないという問題を有していた。
【００１０】
このような問題を解決するために、図２０に示したように、ドーム状の受光ガラス１０１の周辺に、受光ガラス１０１の汚れ状態を検知するための試験光を発するチェックランプ（グローブ１０３）が配置され、定期的に汚れ状態を検出することにより、検知感度の低下を電気的処理により自動的に補償して、清掃作業の頻度を低減する汚損補償処理という手法が知られている。なお、汚損補償処理による汚損の影響の回避方法については、たとえば、特開平６−３２５２７４号公報、特開平５−３１４３７６号公報等に詳しく記載されている。
【００１１】
汚損補償処理を適用した輻射式の火災検知器の概略構成としては、例えば、図２１に示すように、大別して、火炎等からの輻射エネルギー（特に、赤外線エネルギー）を検出する焦電型等の受光素子を備えた検知センサ１１０と、該受光素子により検出、出力される検出信号Ｓｐから、炎判定処理に用いられる特定の周波数帯域の信号成分Ａｐのみを通過させる前置フィルタ１２０と、前置フィルタ１２０を通過した信号成分Ａｐを所定の信号レベルに初段増幅するプリアンプ１３０と、プリアンプ１３０からの出力を、後述する信号処理に適した信号レベルに増幅するメインアンプ１４０と、メインアンプ１４０から出力される増幅出力（アナログ信号）Ｂｐをデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と記す）１５０と、Ａ／Ｄ変換された増幅出力に基づいて、火炎等の検出判定処理を実行する信号処理部（火災判定処理部）１６０と、を有して構成されている。ここで、検知センサ１１０の前面（検知エリア側）には、サファイアガラス等からなる検知センサ１１０保護用の透光性窓１１１が設けられている。
【００１２】
このような火災検知器において、検知センサ１１０により火炎ＦＲが観測されると、火炎ＦＲの輻射エネルギーに応じた検出信号Ｓｐが出力され、火災判定に用いられる周波数帯域の信号成分Ａｐのみが抽出、増幅されて、信号処理部１６０に入力される。すなわち、特定の周波数帯域に含まれる信号成分に基づいて、火災の判定処理が実行されていた。
そして、汚損補償処理においては、検知センサ１１０とは別個独立して設けられた試験光源１７０から、試験時に、検知センサ１１０に試験光（擬似火炎光：特定の周波数帯域で明滅）が投光されると、透光性窓１１１の汚損状態に応じた検出信号Ｓｐが出力され、所定の周波数帯域を有する信号成分Ａｐのみが抽出され、所定の増幅率で増幅されて、信号処理部１６０に入力される。このとき、信号処理部１６０において受光出力レベルが判定され、透光性窓の汚損により、例えば、所定のしきい値以下のレベルと判定された場合には、火災検知に支障のない信号レベルとなるように、信号増幅部の増幅率（ゲイン；利得）を変更制御する。これにより、透光性窓１１１の汚損が進行した場合であっても、受光出力レベルを電気的処理により補償して、火災検知器としての検知感度を確保して、清掃作業頻度の低減を図っていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来技術においては、次に示すような問題点を有していた。
（１）上述した火災検知器においては、図２２に示すように、検知センサ１１０から出力された検出信号Ｓｐのうち、特定の周波数帯域に含まれる信号成分Ａｐを、信号増幅部（プリアンプ１３０及びメインアンプ１４０）により増幅する際、上記周波数帯域に含まれるノイズ成分Ｎｐも、本来の火災検出成分Ｄｐとともに所定の増幅率で増幅される。例えば、従来の火災検知器にあっては、透光性窓の汚損状態に応じ、信号増幅部の増幅率を最大数万倍まで変更制御可能としていた。そのため、メインアンプ１４０から信号処理部１６０に出力される増幅出力Ｂｐに含まれるノイズ成分Ｎｐ´の絶対レベルも、例えば、最大数万倍に増幅されるため、信号処理部１６０における火災判定処理に影響を及ぼすことになり、正確な火災判定が行われなくなる可能性を有していた。なお、図２２は、火炎そのものの実測値ではなく、説明を容易化するための概念図である。
【００１４】
（２）また、検知センサ１１０においては、検知センサ１１０に備えられた受光素子の特性劣化や受光素子前方に配置される保護用透光性窓の汚れ等により、経時的な検知エリアや検知感度の変化に対応させて、検知感度を自動的に調整する場合、あるいは、火災検知器の設置現場において、検知エリアや検知感度を調整する場合、信号増幅部における増幅率の変更制御の幅が狭く、増幅余裕度が低い構成となっていた。そのため、火災検知器の検知性能にばらつきを生じ易く、正確な火災判定が行われなくなる可能性を有していた。
【００１５】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑み、検知センサの前面に設けられる透光性窓の汚損に対する自動補償機能の性能を、簡易な構成により大幅に向上させることができる火災検知器を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、それぞれ１または複数の受光素子を有し、透光性窓の汚損度に応じて予定された、検知感度の合成による汚損補償段階に対応するよう組み合わせて合成し得る検知感度を有する複数の検知グループのうち、少なくとも一つの検知グループの検知感度は、他の検知グループの検知感度と異なるものであって、前記透光性窓の汚損状態に基づいて、前記複数の検知グループからの出力信号の加算合成パターンを異ならせて火災監視することで汚損補償処理を行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の火災検知器において、前記検知感度は、前記検知グループに含まれる前記受光素子の数によって異なるように設定されることを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の火災検知器において、前記検知感度は、前記受光素子の寸法によって異なるように設定されることを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の火災検知器において、全ての前記検知感度の設定状態毎に前記汚損補償処理を行うことを特徴とする。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の火災検知器において、試験用の光源と、該光源を保護する光源保護用透光性窓を備え、該光源保護用透光性窓は、火災検知器の設置状態において、透光性窓の設置位置よりも上方に配置されるとともに、トンネルの長手方向に対して平行なフラット面を形成するように設けられ、前記試験用の光源から照射され、前記光源保護用透光性窓および前記透光性窓を透過して前記受光素子または試験用受光素子で受光される試験光の強度に基づいて、前記汚損補償処理を行うことを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
まず、本発明に係る火災検知器の全体構成について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る火災検知器の全体構成の一例を示す概略ブロック図である。
図１に示すように、本発明に係る火災検知器は、大別して、第１の火災監視区域を監視する第１の検知部ＤＥＴ１と、第２の火災監視区域を監視する第２の検知部ＤＥＴ２と、第１の検知部ＤＥＴ１及び第２の検知部ＤＥＴ２からの出力信号に基づいて、火災の発生を判定するとともに、第１の検知部ＤＥＴ１及び第２の検知部ＤＥＴ２の動作状態を制御する信号処理部ＰＲＯと、を有して構成されている。また、火災検知器は、防災管理者が常駐する防災センターに設置された防災監視盤ＤＣに複数接続され、上記信号処理部ＰＲＯを介して、検知した火災に関する情報や、試験動作時における指令等が送受信される。
【００３６】
第１の検知部ＤＥＴ１及び第２の検知部ＤＥＴ２は、略同等の構成を有し、例えば、トンネル内に設置される場合、トンネル長手方向における一方側（例えば、右側）を第１の火災監視区域とし、他方側（例えば、左側）を第２の火災監視区域として、各火災監視区域を個別に、あるいは、一部領域を重複させて火災の発生を監視する。
以下、各構成について、詳しく説明する。
第１の検知部ＤＥＴ１及び第２の検知部ＤＥＴ２（以下、符号を統合して「ＤＥＴ」と記す）は、センサ部（検知センサ兼汚損度検出用検知センサ）ＳＥＮ１、ＳＥＮ２（以下、符号を統合して「ＳＥＮ」と記す）と、フィルタ部ＦＬＴ１、ＦＬＴ２（以下、符号を統合して「ＦＬＴ」と記す）と、加算増幅部（増幅手段）ＡＭＰ１、ＡＭＰ２（以下、符号を統合して「ＡＭＰ」と記す）と、Ａ／Ｄ変換器５０ａ、５０ｂ（以下、符号を統合して「５０」と記す）と、スイッチ制御部（出力数可変制御手段）７０ａ、７０ｂ（以下、符号を統合して「７０」と記す）と、試験光源制御部（試験光源制御手段）８０ａ、８０ｂ（以下、符号を統合して「８０」と記す）と、試験光源ＬＧＴ１、ＬＧＴ２（以下、符号を統合して「ＬＧＴ」と記す）と、センサ部ＳＥＮ１、ＳＥＮ２をそれぞれ保護するとともに、赤外線エネルギーを透過する透光性窓ＴＧ１、ＴＧ２（以下、符号を統合して「ＴＧ」と記す）と、を有している。なお、上述したように、第１の検知部ＤＥＴ１及び第２の検知部ＤＥＴ２は、同等の構成を有しているので、以下の説明においては、特に断らない限り、双方に共通する構成をいうものとする。
【００３７】
センサ部ＳＥＮは、後述する複数の受光素子を備え、火炎の赤外線エネルギー（光エネルギー）を電気信号に変換して、各受光素子毎に個別に検出信号として出力する。
フィルタ部ＦＬＴは、センサ部ＳＥＮに備えられた複数の受光素子毎に設けられた周波数フィルタであって、各受光素子から出力される各検出信号から所定の周波数帯域の信号成分のみを通過させる機能を有している。
加算増幅部ＡＭＰは、フィルタ部ＦＬＴを通過した各検出信号を加算（積算）処理し、さらに、加算処理された検出信号を所定の増幅率で増幅処理する。ここで、加算増幅部ＡＭＰは、加算処理される検出信号の数（増幅処理される受光素子の出力数）を任意に変更設定可能なように構成されている。
【００３８】
Ａ／Ｄ変換器５０は、加算増幅部ＡＭＰにより加算増幅した増幅出力をアナログ信号から後段の信号処理部ＰＲＯにおける火災判定処理に適したデジタル信号に変換して出力する。
スイッチ制御部７０は、信号処理部ＰＲＯから送出される制御指令に基づいて、加算増幅部ＡＭＰにおいて加算処理する受光素子の出力数を、所定の設定状態に切り換え制御する。
試験光源制御部８０は、試験時に、信号処理部ＰＲＯから送出される制御指令に基づいて、試験光源ＬＧＴを点滅制御して所定の試験光（擬似火炎光：特定の周波数帯域で明滅）をセンサ部ＳＥＮに対して投光する。
信号処理部ＰＲＯは、通常の火災監視動作（火災監視モード）においては、上記加算増幅部ＡＭＰからＡ／Ｄ変換器５０を介して出力される受光出力レベルに基づいて、火災の発生を判定する火災判定処理を行う。
【００３９】
また、汚損補償処理に伴う試験動作（試験モード）においては、試験光源制御部８０に制御指令を送出して試験光源ＬＧＴを点滅制御し、その際にセンサ部ＳＥＮから出力される検出信号に基づいて、センサ部ＳＥＮ前方（前面）に配置された透光性窓ＴＧの汚損状態を検出するとともに、当該汚損状態等に基づいて、スイッチ制御部７０に制御指令を送出して、加算増幅部ＡＭＰにおける加算処理を所定の設定状態に切り換え、火災検知器としての検知感度を所定レベルの範囲内にあるように調整する。
さらに、火災判定処理における結果や透光性窓ＴＧの汚損状態（例えば、汚損補償限界に達した場合の汚損異常信号）を、防災監視盤ＤＣに通知する。なお、上記試験モードへの移行は、周期的に、又は、火災検知器外部、例えば、防災監視盤ＤＣからの試験指令に基づいて任意のタイミングで行われる。
すなわち、信号処理部ＰＲＯは、本発明に係る汚損補償手段、汚損度検出手段、汚損異常信号送出手段を構成する。
【００４０】
＜第１の実施形態＞
次に、上述した火災検知器に適用される第１又は第２の検知部の具体的な構成について、図面を参照して説明する。
図２は、本発明に係る火災検知器に適用される検知部の第１の実施形態を示す概略構成図であり、図３は、本実施形態に係る火災検知器に適用されるセンサ部の構成例を示す図であり、図４は、本実施形態に係る火災検知器に適用されるセンサ部における受光素子の配置例を示す図である。ここで、上述した全体構成と同等の構成については、同一の符号を付して説明する。
まず、本実施形態に係る火災検知器の各構成について、図２を参照して具体的に説明する。
【００４１】
（イ）センサ部ＳＥＮ／フィルタ部ＦＬＴ
センサ部ＳＥＮは、略同一の検知エリアを有し、かつ、火炎ＦＲ等の熱源からの赤外線エネルギーを略同時に検出する複数の受光素子１０ａ〜１０ｈを有して構成され、フィルタ部ＦＬＴは、該受光素子１０ａ〜１０ｈの各々から出力される検出信号Ｓａ〜Ｓｈから、火災判定処理に用いられる特定の周波数帯域の信号成分Ａａ〜Ａｈのみを通過させる周波数フィルタ（前置フィルタ）２０ａ〜２０ｈを有して構成されている。なお、センサ部ＳＥＮの前方には、筐体に配設される透光性窓ＴＧ、及び、センサモジュールに配設される光学波長フィルタ（図示を省略）が設けられている。
ここで、センサ部ＳＥＮは、具体的には、例えば、図３に示すように、複数の受光素子１０ａ〜１０ｈが形成された基板１１と、該基板１１を基部１３上に支持するための基板搭載部１２と、基板搭載部１２の背面側から延在し、基部１３に固定される端子１４と、受光素子１０ａ〜１０ｈの前方に光学波長フィルタである保護用透光性窓１５を備えたカバー部材１６とにより、センサモジュールとしてパッケージ化された構成を有している。
【００４２】
このようなセンサ部ＳＥＮに適用される受光素子１０ａ〜１０ｈの配置例としては、例えば、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、単一の基板１１上に、同一の素子寸法（サイズ）、すなわち、同一の検知感度を有する受光素子１０ａ〜１０ｈを、複数個(本実施形態においては、８個)、マトリクス状（図４（ａ））や直線状（図４（ｂ））、あるいは、千鳥状（図４（ｃ））等の任意の配列でアレイ状に形成したものを適用することができる。ここで、アレイ状とは、同一の基板上に同一の製造プロセスにより形成された受光素子群であることを意味している。
そして、各々の受光素子１０ａ〜１０ｈは、略同一の検知エリアを略同時に監視するように設定され、かつ、検出信号Ｓａ〜Ｓｈを個別に周波数フィルタ２０ａ〜２０ｈに出力するように構成されている。
【００４３】
なお、図２、図４においては、説明の都合上、８個の受光素子１０ａ〜１０ｈを備えたセンサ部ＳＥＮについて示したが、受光素子の設置数や配置方法、素子寸法等については、何ら限定されるものではない。また、一般に、検知出力レベルは、受光素子の面積に略比例するので、各受光素子の素子寸法、素子合計寸法が大きくなるほど大きな検知出力レベルを得ることができる。
上述したように、受光素子１０ａ〜１０ｈをアレイ状に形成し、センサモジュールとしてパッケージ化することにより、センサ部ＳＥＮの構成を小型化することができるとともに、各受光素子１０ａ〜１０ｈの検知感度特性を略均一化して、出力される各検出信号Ｓａ〜Ｓｈを略同等（Ｓａ≒Ｓｂ≒Ｓｃ≒Ｓｄ≒Ｓｅ≒Ｓｆ≒Ｓｇ≒Ｓｈ）にすることができ、後述する加算増幅処理において、本来の火災検出成分のみを良好に顕在化させることができる。なお、具体的な加算増幅処理の作用については後述する。
【００４４】
ここで、上述したセンサ部ＳＥＮの他の構成例について、図面を参照して説明する。
図５は、センサ部ＳＥＮの他の構成例を示す概略図である。なお、図５においては、図示の都合上、４個のセンサモジュール１０Ａを配置した構成例について示す。
図５に示すように、センサ部ＳＥＮの他の構成例としては、例えば、基板１１上に所定の素子寸法を有する単一の受光素子１０のみを形成してパッケージ化した同一種類のセンサモジュール１０Ａを複数個用意し、これらを互いに近接して取り付け部材１７上に所定の配列で配置した構成を適用することもできる。
このように、個別独立してパッケージ化された同一種類のセンサモジュール１０Ａを複数個近接して配置することにより、上述したアレイ状の受光素子１０ａ〜１０ｈに比較して、センサ部ＳＥＮの構成が大型化したり、あるいは、設置スペースが制限される等の問題が生じるものの、その一方で比較的安価な汎用のセンサモジュールを適用することができるので、センサ部ＳＥＮを安価かつ簡易に構成することができる。なお、このような構成によっても上述した構成と同様に、各受光素子１０の検知感度特性を略均一化して、各検出信号を略同等にすることができる。
【００４５】
（ロ）加算増幅部ＡＭＰ
加算増幅部ＡＭＰは、各周波数フィルタ２０ａ〜２０ｈを介して個別に入力される検出信号Ｓａ〜Ｓｈの信号成分Ａａ〜Ａｈを、各々所定の増幅率で初段増幅するプリアンプ（前置増幅手段）３０ａ〜３０ｈと、プリアンプ３０ｃ〜３０ｈの各出力線Ｌａ〜Ｌｈを接点ＮＡに対して接続状態、又は、遮断状態に設定するスイッチ（切換え手段）ＳＷ１、ＳＷ２と、各プリアンプ３０ａ〜３０ｈの出力線Ｌａ〜Ｌｈを所定の状態で結合接続(加算)して得られる加算出力を、後述する信号処理に適した信号レベルに増幅するメインアンプ（主増幅手段）４０と、を有して構成されている。
【００４６】
具体的には、プリアンプ３０ａ、３０ｂからの各出力線Ｌａ、Ｌｂを接点ｎａにおいて接続した出力線ＬＡａは、接点ＮＡを介して、常時メインアンプ４０に接続され、プリアンプ３０ｃ、３０ｄからの各出力線Ｌｃ、Ｌｄを接点ｎｂにおいて接続した出力線ＬＡｂは、スイッチＳＷ１を介して接点ＮＡに接続され、プリアンプ３０ｅ〜３０ｈからの各出力線Ｌｅ〜Ｌｈを接点ｎｃにおいて接続した出力線ＬＡｃは、スイッチＳＷ２を介して接点ＮＡに接続される。
ここで、接点ｎａに接続される各出力線Ｌａ、Ｌｂに対応するプリアンプ３０ａ、３０ｂ（つまり、受光素子１０ａ、１０ｂ）は一つのグループを構成し、また、接点ｎｂに接続される各出力線Ｌｃ、Ｌｄに対応するプリアンプ３０ｃ、３０ｄ（つまり、受光素子１０ｃ、１０ｄ）は一つのグループを構成し、さらに、接点ｎｃに接続される各出力線Ｌｅ〜Ｌｈに対応するプリアンプ３０ｅ〜３０ｈ（つまり、受光素子１０ｅ〜１０ｈ）は一つのグループを構成する。なお、スイッチＳＷ１、ＳＷ２による各グループ毎の出力線ＬＡａ〜ＬＡｃの接続状態、又は、遮断状態は、信号処理部ＰＲＯからの指令に基づいて、スイッチ制御部７０より切り換え制御される。
【００４７】
したがって、プリアンプ３０ａ、３０ｂからの各増幅出力は、接点ｎａにおいて加算合成され、プリアンプ３０ｃ、３０ｄの各増幅出力は、接点ｎｂにおいて加算合成され、プリアンプ３０ｅ〜３０ｈの各増幅出力は、接点ｎｃにおいて加算合成される。さらに、各加算出力は、出力線ＬＡａ〜ＬＡｃを介して出力されて、スイッチＳＷ１、ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦ状態に応じて、接点ＮＡにおいて加算合成され、後段のメインアンプ４０に入力される。
ここで、プリアンプ３０ａ〜３０ｈから出力線Ｌａ〜Ｌｈを介して出力される各増幅出力は、略同一の条件下（略同一の検知エリアを略同時に監視）で得られた検出信号に基づく信号であるので、これらの出力線Ｌａ〜Ｌｈを接点ｎａ〜ｎｃ、及び、ＮＡにおいて結合接続することにより、各増幅出力が積算されてＳ／Ｎが改善された出力を得ることができる。
一方、メインアンプ４０は、接点ＮＡにおいて加算合成された信号成分を所定の増幅率で増幅する。ここで、メインアンプ４０の増幅率は、受光素子の設置数(すなわち、プリアンプの設置数)、プリアンプの増幅率、及び、後段の信号処理部ＰＲＯにおける信号処理に必要とされる信号レベルに基づいて設定される。詳しくは後述する。
【００４８】
（ハ）Ａ／Ｄ変換器５０
Ａ／Ｄ変換器５０は、メインアンプ４０から出力されたアナログ信号を後段の信号処理部ＰＲＯにおける火災判定処理に適したデジタル信号に変換して出力する。なお、Ａ／Ｄ変換器５０は、後段の火災判定処理部６０がデジタル信号処理を行う場合にのみ必要であり、アナログ信号レベルを直接基準値と比較するような処理回路の場合には省略することができる。
【００４９】
（ニ）信号処理部ＰＲＯ
信号処理部ＰＲＯは、Ａ／Ｄ変換された加算増幅出力（受光出力レベル）に基づいて、火災判定処理を実行する火災判定処理部６０を有して構成されている。
火災判定処理部６０は、Ａ／Ｄ変換器５０（又は、メインアンプ４０）からの加算増幅出力に基づいて、所定の火災判定処理を実行する。火災判定処理の具体的な手法としては、例えば、加算増幅出力の積分レベルと所定の火災判定レベルとを比較する方法を適用することができる。また、他の火災判定方法としては、火炎特有のちらつき周波数が得られるか否かを判定するものや、前述したレベル比較との組合せ等、種々の手法を適用することができる。また、信号処理部ＰＲＯは、汚損補償処理部を有している。
【００５０】
（ホ）スイッチ制御部７０
スイッチ制御部７０は、例えば、信号処理部ＰＲＯからの指令に基づいて、加算増幅部ＡＭＰにおける、スイッチＳＷ１、ＳＷ２のＯＮ／ＯＦＦ状態を制御して、プリアンプ３０ａ〜３０ｈからの出力線Ｌａ〜Ｌｈ（すなわち、出力線ＬＡａ〜ＬＡｃ）の接続状態（以下、加算増幅処理の設定状態という）を切り換え制御する。加算増幅処理における具体的な設定状態の例については後述する。
【００５１】
（ヘ）試験光源制御部８０
試験光源制御部８０は、例えば、信号処理部ＰＲＯからの制御指令に基づいて、試験光源ＬＧＴの点滅状態を制御し、所定の試験光（擬似火炎光：特定の周波数帯域で明滅）をセンサ部ＳＥＮに対して投光する。なお、図示を省略したが、試験光源ＬＧＴの前方には、光源保護用の透光性窓が配置されている。したがって、試験光源ＬＧＴから投光される試験光は、保護用透光性窓を介して、一旦、火災検知器外部に放出され、その後、センサ部前方に配置された透光性窓ＴＧ及びセンサモジュールの光学波長フィルタ（図示を省略）を介して、各受光素子１０ａ〜１０ｈに入射する。ここで、後述する火災検知器の適用例に示した構成によれば、光源保護用透光性窓への汚れ原因物質の付着を極力抑制することができるので、受光素子１０ａ〜１０ｈにより検出される試験光の受光出力レベルは、概ね透光性窓の汚損状態に相関を有するものとしている取り扱うことができる。
【００５２】
上述したように、本実施形態に係る火災検知器においては、プリアンプ３０ａ〜３０ｈからの増幅出力を加算し、メインアンプ４０により増幅した加算増幅出力を用いて火災判定処理が実行される。また、周期的、あるいは、外部からの試験指令に基づいて、検知センサ前方に配置された透光性窓ＴＧの汚損状態を検出する試験動作が実行され、該汚損状態に応じて、加算増幅部ＡＭＰにおける加算増幅処理の設定状態が切り換え制御されて、常時、火災検知器としての検知感度が適切に設定される。
なお、火災検知器内部での検知感度は、加算増幅部ＡＭＰにおける加算増幅設定状態のみに依存するものではなく、受光素子の出力数（設置数）、加算増幅部における増幅率、火災判定処理部６０における火災判定レベル等、種々の条件に基づいて決定される。
【００５３】
ここで、本実施形態に係る火災検知器と、従来技術に示した火災検知器における増幅作用の差異について、図を参照して詳しく説明する。
図６は、本発明に係る火災検知器に適用される加算増幅部における加算増幅作用を説明するための概念図である。ここでは、図２１、図２２に示した従来技術を適宜参照して説明する。なお、図６も図２２と同様、火炎そのものの実測値ではなく、説明を容易化するための概念図である。
まず、上述した従来技術について説明する。
図２１に示したように、単一の受光センサを備えた検知センサ１１０から出力される検出信号Ｓｐから所定の周波数帯域の信号成分Ａｐを抽出し、プリアンプ１３０及びメインアンプ１４０により増幅処理する場合において、例えば、プリアンプ１３０の増幅率を１０倍、メインアンプ４０の増幅率を１００倍とすると、図２２（ａ）、（ｂ）に示したように、信号成分Ａｐに含まれる本来の火災検出成分Ｄｐとともに、受光素子の素子特性や外的環境等に基づくノイズ成分Ｎｐも１０００倍に増幅される。そのため、信号処理部１６０に出力される増幅出力Ｂｐに含まれるノイズ成分Ｎｐ´の絶対レベルが増大して正確な火災判定を行うことができなくなる場合が生じる。
【００５４】
これに対して、本実施形態に係る火災検知器（図２）においては、センサ部ＳＥＮに備えられた各受光素子１０ａ〜１０ｈが略均一な検知感度特性を有し、かつ、略同一の検知エリアを略同時に監視するので、各受光素子１０ａ〜１０ｈから出力される検出信号Ｓａ〜Ｓｈは、略同等（Ｓａ≒Ｓｂ≒Ｓｃ≒Ｓｄ≒Ｓｅ≒Ｓｆ≒Ｓｇ≒Ｓｈ）な信号として得られる。そして、検出信号Ｓａ〜Ｓｈから所定の周波数帯域の信号成分Ａａ〜Ａｈを抽出し、各プリアンプ３０ａ〜３０ｈ及びメインアンプ４０により増幅処理する場合、例えば、各プリアンプ３０ａ〜３０ｈの増幅率を１０倍とすると、各信号成分Ａａ〜Ａｈは、各々１０倍に信号増幅される。このとき、信号成分Ａａ〜Ａｈに含まれるノイズ成分Ｎａ〜Ｎｈも本来の火災検出成分Ｄａ〜Ｄｈとともに増幅され、各出力線Ｌａ〜Ｌｈを介して出力される。
【００５５】
ここで、スイッチＳＷ１、ＳＷ２がＯＦＦ状態にあるとき、各プリアンプ３０ａ、３０ｂの各出力線Ｌａ、Ｌｂは、接点ｎａにおいて結合接続されているので、各プリアンプ３０ａ、３０ｂからの増幅出力は、加算合成（すなわち、積算)されて、図６に示すように、略同一の帯域に現れる本来の火災検出成分Ｄａ、Ｄｂの出力レベルが、概ね２倍に増大することになり、接点ＮＡ（又は、接点ｎａ）における加算出力は、各受光素子１０ａ、１０ｂにより検出された各検出信号Ｓａ、Ｓｂの信号レベルを２０倍（＝２×Ｓａ×１０）に増幅したものに相当することになる。
そのため、上述した従来技術と同様に、本来の火災検出成分に対して、仮に１０００倍の増幅率が必要である場合には、メインアンプ４０は、上記加算出力に対して５０倍の増幅率を有していればよいことになる。
【００５６】
一方、各プリアンプ３０ａ、３０ｂにより所定の増幅率で信号増幅された信号成分Ａａ、Ａｂに含まれる各ノイズ成分Ｎａ、Ｎｂは、各出力線Ｌａ、Ｌｂを接点ｎａにおいて結合接続した構成により、加算合成（積算）されて、上記本来の火災検出成分Ｄの信号レベルに比較して、相対的に増大率が抑制されて現れる。そして、メインアンプ４０により加算出力に含まれるノイズ成分Ｎｘも本来の火災検出成分Ｄとともに増幅されるが、メインアンプ４０の増幅率が低く設定（５０倍）されているので、ノイズ成分Ｎｘは本来の火災検出成分Ｄに比較して、相対的に大幅に抑制された信号レベルとして現れ、後段の火災判定処理における本来の火災検出成分Ｄへのノイズ成分の影響を大幅に抑制することができる。
このように、本実施形態に示した加算増幅部ＡＭＰにより、本来の火災検出成分Ｄのみを増大させ、かつ、ノイズ成分Ｎｘを相対的に抑制することができるのは、ひとつには、各受光素子１０ａ〜１０ｈにおける本来の火災検出成分Ｄａ〜Ｄｈ相互が、同一の被検出体（炎）を同時に検出していることにより密接な相関を有しているのに対して、ノイズ成分Ｎａ〜Ｎｈ相互には相関が比較的少ないことに基づくものである。
【００５７】
そして、詳しくは後述するが、センサ部ＳＥＮ前方の透光性窓ＴＧが、汚れ原因物質の付着により汚損状態が進行（悪化）し、所定の受光検出レベル以下になった場合には、スイッチＳＷ１をＯＮ状態に切り換えることにより、各プリアンプ３０ａ〜３０ｄの各出力線Ｌａ〜Ｌｄが、接点ｎａ、ｎｂを介して接点ＮＡにおいて結合接続された構成となるので、各プリアンプ３０ａ〜３０ｄからの増幅出力は、加算合成（積算)されて、図６に示した場合と同様に、本来の火災検出成分の出力レベルが、概ね４倍に増大することになり、各受光素子１０ａ〜１０ｄにより検出された各検出信号Ｓａ〜Ｓｄの信号レベルを４０倍（＝４×Ｓａ×１０）に増幅したものに相当することになる。
同様に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をＯＮ状態に切り換えることにより、各プリアンプ３０ａ〜３０ｈの各出力線Ｌａ〜Ｌｈが、接点ＮＡにおいて結合接続された構成とすることができるので、各プリアンプ３０ａ〜３０ｈからの増幅出力は、加算合成（積算)されて、本来の火災検出成分の出力レベルが、概ね８倍に増大することになり、各受光素子１０ａ〜１０ｈにより検出された各検出信号Ｓａ〜Ｓｈの信号レベルを８０倍（＝８×Ｓａ×１０）に増幅したものに相当することになる。
【００５８】
したがって、透光性窓ＴＧの汚損状態に応じて、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を切り換え制御することにより、メインアンプ４０の増幅率を変化（増大）させることなく、所望の信号レベルに増幅された受光出力レベルを得ることができる。
また、このような信号成分Ａａ〜Ａｈを加算増幅した場合における信号対ノイズ比（ＳＮ比；以下、Ｓ／Ｎと記す）は、次のような特徴を有している。
すなわち、ｉ番目の受光素子からの信号成分Ａｉをｍ個加算すると、その結果は、火災検出成分の平均振幅Ｓを用いて、次式のように表される。
ΣＳｉ  ＝  ｍ・Ｓ                                  ・・・（１）
一方、雑音強度ついては、その分散の平方平均で評価することができるので、雑音成分の平均振幅Ｎを用いて、次式のように表される。
√（ΣＮｉ2）  ＝  Ｎ・√ｍ                          ・・・（２）
したがって、最終的なＳ／Ｎは、次式のように表され、ｍ個の受光素子からの出力を加算合成（積算）することにより、Ｓ／Ｎは√ｍ倍向上することになる。
ｍ・Ｓ／（Ｎ・√ｍ）  ＝  （Ｓ／Ｎ）・√ｍ          ・・・（３）
【００５９】
したがって、複数の受光素子からの検出出力を加算増幅することにより、従来と同等の信号増幅率(例えば、１０００倍)を実現するためにメインアンプ４０に必要とされる増幅率を低減することができるとともに、本来の火災検出成分のみを良好に増幅（例えば、１０００倍）させて、本来の火災検出成分をより顕在化させることができ、信号処理部ＰＲＯに入力される加算増幅出力のＳ／Ｎを大幅に改善して、より正確な火災判定処理を行うことができる。
なお、上述した説明では、加算増幅部ＡＭＰにおいて増幅処理される検出信号の増幅率を、説明の都合上、便宜的に１０００倍としたが、実際の火災検知器においては、例えば、数千倍から数万倍以上の極めて高い増幅率が必要とされるので、上述したような複数の受光素子１０ａ〜１０ｈを備えたセンサ部ＳＥＮ、及び、加算増幅部ＡＭＰを有する構成により、メインアンプ４０の増幅率を大幅に低減することができる。
【００６０】
次に、上述した本実施形態に係る火災検知器における動作処理について、図面を参照して説明する。
図７は、本実施形態に係る火災検知器に適用される火災監視処理から汚損補償処理への移行の手順を示すフローチャートであり、図８は、本実施形態に係る火災検知器に適用される汚損補償処理の手順を示すフローチャートであり、図９は、本実施形態に係る火災検知器に適用される加算増幅部における設定状態を示す状態図であり、図１０は、本実施形態に係る火災検知器における汚損補償処理と検知エリアの拡がりとの関係を示す概念図である。ここでは、図１、図２に示した火災検知器の構成を適宜参照して説明する。
本実施形態に係る火災検知器における動作処理は、初期値登録処理、火災監視処理、及び、汚損補償処理の各処理により構成されている。以下、各処理について個別に説明する。
【００６１】
＜初期値登録処理＞
初期値登録処理は、透光性窓ＴＧが汚損されていない状態（製造時、工場出荷時、設置時等）において、試験光源ＬＧＴを点滅制御し、投光される試験光に対する受光素子１０ａ〜１０ｈにおける受光出力レベルを初期値として、例えば、信号処理部ＰＲＯ内の記憶部（第１の記憶手段）等に記憶する。この場合、加算増幅部ＡＭＰにおける加算増幅処理の設定状態（すなわち、受光素子１０ａ〜１０ｈの各出力線Ｌａ〜Ｌｈの接続状態）は、例えば、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をともにＯＮ状態として、全ての受光素子１０ａ〜１０ｈからの検出信号Ｓａ〜Ｓｈに基づいて加算増幅処理された出力信号の信号レベルを記憶する（図９（ｃ）参照）。
【００６２】
なお、初期値となる受光出力レベルを記憶する際に利用した受光素子は、後述するように、汚損補償処理に利用される受光素子と同一であることが必要である。ここで、受光素子が同一とは、受光素子自体が同一のものであることは勿論、加算増幅部ＡＭＰにおける設定状態に係る受光素子の出力状態（接点ＮＡに接続される出力線）も同一であることを意味している。すなわち、初期値登録時の受光素子の接続状態と、汚損補償処理時（汚損度検出時）の受光素子の接続状態を同一条件とすることで、後述する汚損補償処理における減光率の算出処理を適正に行うことができる。
【００６３】
したがって、記憶部に受光出力レベルを記憶、登録する際の加算増幅部ＡＭＰの設定状態は、必ずしも、全ての受光素子の出力線を接続した状態でなくてもよい。要するに、記憶部に記憶された初期値と、試験時に検出された受光出力レベルとが、同一の受光素子から出力されているものであればよいので、例えば、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をともにＯＦＦ状態とし、受光素子１０ａ、１０ｂからの検出信号のみに基づいて加算増幅された出力信号の信号レベルを記憶部に記憶するものであってもよいし、加算増幅部ＡＭＰにおいて設定制御される全ての設定状態における受光出力レベルを初期値として、各設定状態毎に関連付けてテーブル形式で記憶するものであってもよい。
【００６４】
特に、加算増幅部ＡＭＰの全ての設定状態における各受光出力レベルを初期値として、テーブル形式で登録する初期値登録処理によれば、試験モードに移行した際の加算増幅部ＡＭＰの設定状態をそのまま利用して、該設定状態における初期値をテーブルから抽出して、後述する汚損補償処理（減光率の算出、判断）を簡易に実行することができる。また、試験モードに移行する度にスイッチＳＷ１、ＳＷ２を制御して、初期値を記憶した時の設定状態（初期値登録状態）に切り換える必要がないので、火災監視モードから試験モードへの移行、また、場合によっては、試験モードから火災監視モードへの復帰を、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の切り換え制御を行うことなく簡易に行うことができる。
さらに、また、加算増幅部ＡＭＰの全ての設定状態における各受光出力レベルを初期値として記憶しておき、試験モード時に初期値を記録したとき、全ての設定状態毎に、初期値をテーブルから抽出して、汚損補償処理（減光率の算出、判断）を行うことで、より確実な汚損補償処理を行うことができる。
【００６５】
＜火災監視処理＞
火災検知器を所定の設置位置に設置し、通常の火災監視処理を実行する場合（運用を開始する場合）には、まず、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をＯＦＦ状態として加算増幅部の設定状態を初期状態（初期設定状態）に設定して、受光素子１０ａ、１０ｂのみを用いて検出された検出信号を加算増幅した受光出力レベルを用いて火災判定処理を実行する（図９（ａ）参照）。
そして、時間の経過とともに、受光素子１０ａ〜１０ｈの前方に配置された透光性窓ＴＧに付着する汚れ原因物質による汚損状態が悪化した場合には、後述する汚損補償処理により、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を順次ＯＮ状態として、内部での検知感度を、例えば、２倍、４倍に増大させ、透光性窓の汚損状態に応じて受光出力レベルを補償することにより、火災検知器として検知感度を所定レベル範囲内に確保して良好に火災監視処理を継続する。
ここで、火災監視処理から汚損補償処理への移行は、図７に示すように、通常の火災監視処理を実行している状態（Ｓ１０１）において、例えば、防災監視盤ＤＣから試験指令を受信すると（Ｓ１０２）、信号処理部ＰＲＯは、火災監視処理を一旦中止して、試験処理を開始する（Ｓ１０３）。一方、火災監視処理の実行中に、試験指令がない場合には、現在の火災監視処理を継続して実行する。
【００６６】
＜汚損補償処理＞
火災検知器は、上述したように、火災検知器の外部、例えば、防災監視盤ＤＣから試験指令を受信した場合、あるいは、火災検知器内部に備えられた内蔵タイマ等からの所定周期毎のタイマ出力に基づいて、汚損補償処理を実行するための試験モードに移行する。ここで、防災監視盤ＤＣから出力される試験指令は、防災監視盤ＤＣに内蔵、あるいは、付設されているタイマから所定周期毎に出力されるタイマ出力、又は、管理者の試験動作実行操作に基づいて出力される。なお、汚損補償処理を実行する周期としては、例えば、２４時間周期等に設定される。
【００６７】
以下、汚損補償処理の具体的な処理手順について、図８に示したフローチャートを参照して説明する。
（手順Ｓ２０１、Ｓ２０２）
図８に示すように、まず、試験指令の受信により、試験処理が開始されると、火災監視モードから試験モードに切り替わる。これにより、信号処理部ＰＲＯからスイッチ制御部７０に対して制御信号が送出されて、加算増幅部ＡＭＰのスイッチＳＷ１、ＳＷ２がともにＯＮ状態に切り換え制御され、全て（８個）の受光素子１０ａ〜１０ｈの出力が接点ＮＡにおいて加算合成された初期値登録状態と同じの設定状態に設定される。
（手順Ｓ２０３）
加算増幅部ＡＭＰの設定状態が初期値登録状態に設定されると、試験光源制御部８０により、試験光源ＬＧＴが所定時間点滅制御される。これにより、試験光源ＬＧＴから投光された試験光（疑似火炎光）は、図示を省略した光源保護用透光性窓、受光素子前方の透光性窓ＴＧ及び光学波長フィルタを介して、各受光素子１０ａ〜１０ｈに入射される。
【００６８】
（手順Ｓ２０４、Ｓ２０５）
各受光素子１０ａ〜１０ｈは、入射される試験光の照射レベルに応じた検出信号を出力し、加算増幅部ＡＭＰにおいて全ての受光素子１０ａ〜１０ｈからの信号成分を加算し、所定の増幅率で増幅する加算増幅処理が施されて、その受光出力レベルがＡ／Ｄ変換器５０を介して所定時間、信号処理部ＰＲＯに取り込まれる。このとき、受光素子１０ａ〜１０ｈに入射する試験光の受光レベルは、受光素子前方の透光性窓ＴＧの汚損状態に応じて、本来の試験光の受光レベル（透光性窓ＴＧが汚損されていない状態での受光レベル）よりも減衰する。したがって、信号処理部ＰＲＯに取り込まれる受光出力レベルは、受光素子１０ａ〜１０ｈ前方の透光性窓ＴＧの汚損状態を反映した大きさとなる。なお、信号処理部ＰＲＯにより受光出力レベルが所定時間取り込まれると、試験光源制御部８０により、試験光源ＬＧＴが消灯制御される。
【００６９】
（手順Ｓ２０６、Ｓ２０７）
次いで、上述した初期値登録処理により、予め記憶部に記憶されていた初期値を読み出し、この初期値に対する取り込まれた受光出力レベルの比、すなわち、減光率（汚損度）を算出する。
そして、算出された減光率に基づいて、取り込まれた受光出力レベルが初期値に対して、５０％以上減光しているか否かが判断される。
（手順Ｓ２０８、Ｓ２０９、Ｓ２１０）
算出された減光率が５０％未満の場合には、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をともにＯＦＦ状態に切り換え制御して、図９（ａ）に示すように、受光素子１０ａ、１０ｂからの検出信号のみが加算増幅される初期設定状態と同じ設定状態に切り換え、試験モードを終了して、上述した火災監視処理へ復帰する。
【００７０】
（手順Ｓ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２１０）
一方、上記手順Ｓ２０７において、減光率が５０％以上に達している場合には、さらに、当該減光率が７５％以上に達しているか否かが判断される。減光率が７５％未満の場合には、スイッチＳＷ２のみをＯＦＦ状態に切り換え制御して、図９（ｂ）に示すように、４個の受光素子１０ａ〜１０ｄからの検出信号のみが加算増幅される設定状態に切り換え、試験モードを終了して、火災監視処理へ復帰する。
（手順Ｓ２１３、Ｓ２１０）
上記手順Ｓ２１１において、減光率が７５％以上に達している場合には、さらに、当該減光率が８５％以上に達しているか否かがが判断される。減光率が８５％未満の場合には、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を現状のＯＮ状態として切り換え制御せず、図９（ｃ）に示すように、全て（８個）の受光素子１０ａ〜１０ｈからの検出信号が加算増幅される現在の設定状態を継続して、試験モードを終了して、火災監視処理へ復帰する。
【００７１】
（手順Ｓ２１４）
一方、上記手順Ｓ２１３において、減光率が８５％以上に達している場合には、透光性窓の汚損状態が正常な火災監視を実行することができない程度（汚損補償限界；火災検知器としての検知感度が所定レベル範囲外）に悪化しているものと判断して、火災検知器の外部、例えば、防災監視盤ＤＣに対し、汚損異常信号を送出して、管理者等に異常を報知し、清掃作業等の早期実施等、適切な対処を促す。
すなわち、本実施形態に係る汚損補償処理においては、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をともにＯＮ状態にした初期値登録状態（受光素子の出力数８）において、試験光を観測して得られる減光率が、例えば、５０％〜７５％にある場合には、スイッチＳＷ２をＯＦＦ状態にして、スイッチＳＷ１のみをＯＮ状態に制御することにより、検知感度を初期設定状態（受光素子の出力数２）の２倍（受光素子の出力数４）に設定する。
また、上記初期値登録状態（受光素子の出力数８）において、減光率が７５％〜８５％にある場合には、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をともにＯＮ状態に制御することにより、検知感度を初期設定状態（受光素子の出力数２）の４倍（受光素子の出力数８）に設定する。
【００７２】
このような信号処理部ＰＲＯにおける汚損補償処理は、減光率が算出された毎に、信号処理部ＰＲＯ内の記憶部（第２の記憶手段）に予め参照テーブル形式で記憶された減光率と、この減光率に対して出力する受光素子、具体的には、スイッチＳＷ１、ＳＷ２のＯＮ、ＯＦＦ状態との対応表を参照することで、減光率に対応するスイッチＳＷ１、ＳＷ２のＯＮ状態、又は、ＯＦＦ状態を決定して、スイッチ制御部７０に対してスイッチＳＷ１、ＳＷ２の制御信号を送出することで実行される。
具体的には、例えば、図１０（ａ）に示すように、本実施形態に係る火災検知器１００Ａ〜１００Ｃを、トンネル内壁面９１に所定の間隔（例えば、Ｌ＝２５ｍ）で設置した場合、受光素子１０ａ〜１０ｈの前方に配置された透光性窓ＴＧが清浄な状態では、火災検知器１０Ａの加算増幅部ＡＭＰは、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をＯＦＦ状態とした初期設定状態に設定制御され、２個の受光素子１０ａ、１０ｂにより、トンネル長手方向の一方側（図では右方）に略１．５倍の間隔分（１．５×Ｌ＝３７．５ｍ）以上離れた位置（斜線の範囲）まで監視することができるように検知感度が設定され、火災監視処理が実行される。
【００７３】
そして、時間の経過とともに、火災検知器１００Ａの透光性窓ＴＧに汚れ原因物質が付着して汚損状態が悪化し、上述した汚損補償処理において試験光を観測して得られる減光率が初期値に対して５０％以上になると、図１０（ｂ）に示すように、検知感度が低下して、検知エリアが火災監視上、概ね最低限度となる隣の火災検知器１００Ｂの設置位置（略Ｌ＝２５ｍ）まで縮小する。このとき、加算増幅部ＡＭＰの設定状態を、スイッチＳＷ１をＯＮ状態にするように切り換え制御することにより、上記２個の受光素子１０ａ、１０ｂの場合の２倍の受光素子１０ａ〜１０ｄを用いて、再び、初期の検知エリアの位置（図１０（ａ）の斜線の範囲）程度まで監視することができる検知感度に設定され、火災監視処理が継続して実行される。
【００７４】
同様に、４個の受光素子１０ａ〜１０ｄによる火災監視処理において、さらに、透光性窓ＴＧの汚損状態が悪化し、減光率が初期値に対して７５％以上になると、図１０（ｂ）に示すように、検知感度が低下して、検知エリアが概ね隣の火災検知器１００Ｂの設置位置（略Ｌ＝２５ｍ）まで縮小する。このとき、加算増幅部ＡＭＰの設定状態を、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をともにＯＮ状態にするように切り換え制御することにより、上記４個の受光素子１０ａ〜１０ｄの場合の２倍の受光素子１０ａ〜１０ｈを用いて、再び、初期の検知エリアの位置（図１０（ａ）の斜線の範囲）程度まで監視することができる検知感度に設定され、火災監視処理が継続して実行される。
【００７５】
したがって、本実施形態に係る火災検知器により設定される検知エリアの遠方監視限界が、常時、２５ｍを超える範囲内にあり、火災監視上、良好に隣接する火災検知器までの火災監視区域を監視することができる。なお、火災検知器内部での検知感度は、厳密には、受光素子の出力数の他に、増幅器の増幅率、火災判定レベル等に基づいて決定されるが、加算増幅部（プリアンプ、メインアンプ４０）における増幅率や火災判定レベルが、一定に設定されている場合には、検知感度を、ほぼ受光素子の出力数に関連付けて（比例して）設定することができる。
【００７６】
このように、本実施形態に係る火災検知器及びその汚損補償方法によれば、複数の受光素子により略同一の検知エリアを略同時に監視し、各検出信号が出力される出力線相互を結合接続して加算合成することにより、本来の火災検出成分のみを受光素子の出力数倍で信号増幅するのと同等の作用を得ることができるとともに、後段のメインアンプの増幅率を低減することができ、信号処理部ＰＲＯに入力される加算増幅出力のＳ／Ｎを大幅に改善して、より正確な火災判定処理を行うことができる。また、メインアンプの増幅率が低く設定されているので、より大きな増幅率を必要とする場合であっても、良好に対応させることができ、増幅余裕度を向上させることができる。
さらに、受光素子の前方に配置された透光性窓の汚損状態に応じて、加算増幅処理における設定状態、すなわち、各検出信号が出力される出力線相互の接続状態を切り換え制御して、火災検知器としての検知感度を最適に調整することができるので、長期にわたって所定の火災監視領域を良好に監視することができる。
【００７７】
＜第１の実施形態の他の構成例＞
次に、本実施形態に係る火災検知器の他の構成例について説明する。
（構成例１）
上述した実施形態においては、受光素子１０ｃ、１０ｄの出力を結合した出力線ＬＡｂと、受光素子１０ｅ〜１０ｈの出力を結合した出力線ＬＡｃに、個別にスイッチＳＷ１、ＳＷ２を設けた場合について説明したが、各受光素子１０ａ〜１０ｈの出力線Ｌａ〜Ｌｈ毎にスイッチを設けた構成を採用することもできる。
このような構成を有する火災検知器によれば、各スイッチを個別に制御することにより、上述した実施形態における受光素子の出力数を１単位で加減設定することができるので、きめ細かな感度調整に基づく汚損補償処理を実現することができる。なお、上述した実施形態においては、本構成例よりもスイッチ数を削減して構成することができるので、切り換え制御される頻度の高いスイッチの故障可能性を低減することができるとともに、切り換え制御処理を簡略化することができる。また、スイッチ制御に要する消費電流を抑制することができる。
【００７８】
（構成例２）
上述した実施形態においては、受光素子１０ａ〜１０ｈの出力のうち、加算合成される出力数を、２、４、８に設定して、減光率が各々５０％、７５％に達した場合に、これらの出力数を切り換えることにより、検知感度を補償する場合について説明したが、他の出力数での加算合成により検知感度を補償する構成を採用することもできる。
このような構成を有する火災検知器によれば、加算合成される出力数を、任意に設定して、任意の減光率に対して汚損補償の判定処理を行うことができるので、感度調整の設計自由度を向上させて、火災検知器が設置される環境に応じた適切な汚損補償処理を実現することができる。
【００７９】
（構成例３）
上述した実施形態においては、受光素子１０ａ〜１０ｈの素子寸法を、図４に示したように、同一として、各受光素子１０ａ〜１０ｈの検知感度特性を略同一に設定し、これらの受光素子１０ａ〜１０ｈからの検出信号相互をスイッチにより加算合成して、信号増幅と同等の作用を得る場合について説明したが、個々の受光素子の素子寸法を、異なるように形成した構成を採用することもできる。
例えば、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、受光素子１０ａ、１０ｂの素子面積を基準として、同一の基板１１上に、例えば、素子面積が２倍となる受光素子１０ｉ、４倍となる受光素子１０ｊ、１０ｋを形成する。
このような構成を有する火災検知器によれば、受光素子１０ｉの検知感度は受光素子１０ａ、１０ｂの２倍に、また、受光素子１０ｊ、１０ｋの検知感度は４倍に設定されるので、検出出力レベルを異ならせた受光素子から出力される検出信号を加算合成するように構成することができ、上述した実施形態と同等の汚損補償処理を実現しつつ、センサ部ＳＥＮ及び加算増幅部ＡＭＰにおける出力数を半減することができる。また、任意の素子寸法で受光素子を形成することにより、加算合成の設定に一層多様性を持たせることができる。
【００８０】
なお、上述した実施形態においては、受光素子１０ａ〜１０ｈの前方に配置された透光性窓ＴＧの汚損度が一方的に増大していく場合における汚損補償処理について説明したが、汚損度が低減する場合や増減する場合であっても、本発明に係る火災検知器を適用することができる。
すなわち、例えば、清掃作業等により清掃車の散水を受けたり、結露による流水などにより、透光性窓の汚損状態が、前回の試験時よりも清浄になった場合においても、図８に示した汚損補償処理に基づいて、受光素子の出力数を増減設定して検知感度を調整し、良好に火災監視処理を実行することができる。
【００８１】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係る火災検知器の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１２は、本発明に係る火災検知器に適用される検知部の第２の実施形態を示す概略構成図である。ここで、上述した実施形態と同等の構成については、同一の符号を付して、その説明を簡略化する。
図１２に示すように、本実施形態に係る火災検知器は、複数（図では、４個）の受光素子１０ａ〜１０ｄを備えたセンサ部ＳＥＮと、火炎ＦＲを観測することにより各受光素子１０ａ〜１０ｄから出力される各検出信号Ｓａ〜Ｓｄから、所定の周波数帯域の信号成分Ａａ〜Ａｄのみを通過させるフィルタ部ＦＬＴと、信号成分Ａａ〜Ａｄ相互を所定の組み合わせで加算合成し、所定の増幅率で増幅する加算増幅部ＡＭＰと、加算増幅部ＡＭＰから出力され、Ａ／Ｄ変換器５０によりデジタル信号に変換された増幅出力に基づいて、火災の判定を行う火災判定処理部６０を備えた信号処理部ＰＲＯと、信号処理部ＰＲＯからの制御指令に基づいて、加算増幅部ＡＭＰにおける信号成分Ａａ〜Ａｄを加算合成する組み合わせを切り換え制御するスイッチ制御部７０と、信号処理部ＰＲＯからの試験指令に基づいて、試験光源ＬＧＴを点滅制御する試験光源制御部８０と、を有して構成されている。
【００８２】
そして、加算増幅部ＡＭＰは、フィルタ部ＦＬＴを介して個別に入力される信号成分Ａａ〜Ａｄを、各々所定の増幅率で初段増幅するプリアンプ３０ａ〜３０ｄと、プリアンプ３０ａ、３０ｂの出力線Ｌａ、Ｌｂを接点ｎａにおいて結合接続した出力線ＬＡ、及び、プリアンプ３０ｃの出力線Ｌｃ、プリアンプ３０ｄの出力線Ｌｄを接点ＮＢに対して接続状態、又は、遮断状態に設定するスイッチＳＷ１、ＳＷ２と、各プリアンプ３０ａ〜３０ｄからの出力線ＬＡ、Ｌｃ、Ｌｄを所定の状態で結合接続(加算)して得られる加算出力を、所定の増幅率で増幅するメインアンプ（主増幅手段）４０と、を有して構成されている。
ここで、受光素子１０ａ、１０ｂ及びプリアンプ３０ａ、３０ｂを含む回路構成を検知グループＧ１１とし、受光素子１０ｃ及びプリアンプ３０ｃを含む回路構成を検知グループＧ１２とし、受光素子１０ｄ及びプリアンプ３０ｄを含む回路構成を検知グループＧ１３とし、これらの検知グループＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３は、各々検知感度が異なるように構成されている。
【００８３】
具体的には、検知グループＧ１１の検知感度を基準として、検知グループＧ１２が検知グループ１１と略同一の検知感度に設定され、また、検知グループＧ１３が検知グループ１１の２倍の検知感度に設定されている。
このような構成は、受光素子１０ａ〜１０ｄの素子寸法が略同一に形成されている場合には、検知グループＧ１１の信号増幅率（すなわち、プリアンプ３０ａ、３０ｂの増幅率と、接点ｎａにおける加算効果を考慮した実質的な増幅率）を基準として、検知グループＧ１２の信号増幅率（すなわち、プリアンプ３０ｃの増幅率）を略同一に設定し、また、検知グループＧ１３の信号増幅率（すなわち、プリアンプ３０ｄの増幅率）を略２倍に設定することにより実現される。
【００８４】
このような構成を有する火災検知器によれば、上述した実施形態における汚損補償処理の手順と同様に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をともにＯＦＦ状態として、受光素子１０ａ、１０ｂからの検出信号による増幅出力に基づいて、火災監視を行う状態を初期設定状態とし、透光性窓ＴＧの汚損状態の悪化に応じて、スイッチＳＷ１をＯＮ状態に切り換え制御することにより、受光素子１０ｃからの検出信号を接点ＮＢにおいて結合加算して、初期設定状態の２倍の検知感度で火災監視を行うことができる。
そして、さらに、透光性窓ＴＧの汚損状態が悪化した場合には、スイッチＳＷ１に加え、スイッチＳＷ２をＯＮ状態に切り換え制御することにより、受光素子１０ｄからの検出信号を接点ＮＢにおいて結合加算して、初期設定状態の４倍の検知感度で火災監視を行うことができる。
このような信号処理部ＰＲＯにおける汚損補償処理は、減光率が算出された毎に、信号処理部ＰＲＯ内の記憶部（第２の記録手段）に予め参照テーブル形式で記憶された減光率と、この減光率に対して出力する検知グループ、具体的には、スイッチＳＷ１、ＳＷ２のＯＮ、ＯＦＦ状態との対応表を参照することで、減光率に対するスイッチＳＷ１、ＳＷ２のＯＮ状態又はＯＦＦ状態を決定し、スイッチ制御部７０に対して、スイッチＳＷ１、ＳＷ２の制御信号を送出することで実行される。
【００８５】
ここで、本実施形態に係る火災検知器の動作処理において、初期値登録処理は、透光性窓ＴＧが汚損されていない状態（製造時、工場出荷時、設置時等）において、試験光源ＬＧＴを点滅制御し、投光される試験光に対する各検知グループＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３の所定の接続組み合わせにおける出力レベルを初期値として、例えば、信号処理部ＰＲＯ内の記憶部（第１の記憶手段）等に記憶する。この場合、加算増幅部ＡＭＰにおける加算増幅処理の設定状態（すなわち、検知グループＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３の各出力線ＬＡ、Ｌｃ、Ｌｄの接続状態）は、例えば、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をともにＯＮ状態とした場合の加算増幅出力の信号レベルであってもよいし、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をともにＯＦＦ状態とした場合の加算増幅出力の信号レベルであってもよい。また、加算増幅部ＡＭＰにおいて設定制御される、検知グループＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３の全ての設定状態における加算増幅出力の信号レベルを初期値として、各設定状態毎に関連付けてテーブル形式で記憶するものであってもよい。
【００８６】
但し、初期値となる加算増幅出力の信号レベルを記憶する際に利用した受光素子（検知グループ）は、汚損補償処理に利用される受光素子（検知グループ）と同一であることが必要である。ここで、受光素子（検知グループ）が同一とは、検知グループに含まれる受光素子自体が同一のものであることは勿論、受光素子の素子数や検知グループに含まれる他の構成も同一であることを意味している。すなわち、初期値登録時の受光素子（検知グループ）の接続状態と、汚損補償処理時（汚損検出時）の受光素子（検知グループ）の接続状態を同一条件とすることで、汚損補償処理における減光率の算出処理において、適正な減光率の算出処理を行うことができる。
なお、他の動作処理については、受光素子単位の受光出力レベルの検出動作が、検知グループ単位の出力レベルの検出動作となる他は、上述した第１の実施形態と略同等であるので、詳細な説明は省略する。
【００８７】
なお、本実施形態においては、受光素子１０ａ〜１０ｄの素子寸法が略同一に形成されている場合において、検知グループＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３の検知感度を異ならせる構成として、各検知グループに備えられたプリアンプ３０ａ〜３０ｄの増幅率を異なるように設定した場合について説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。したがって、検知グループＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３相互の検知感度が異なるように設定される構成であれば、例えば、図１１（ａ）、（ｂ）に示したように、受光素子１０ａ又は１０ｂの素子面積を基準として、受光素子１０ｃ（図１１では、受光素子１０ｉ）の素子面積を２倍とし、受光素子１０ｄ（図１１では、受光素子１０ｊ、１０ｋ）の素子面積を４倍となるように形成したものであってもよい。すなわち、検知グループの検知感度は、各検知グループに備えられた受光素子の出力数、素子寸法、増幅器の増幅率に基づいて決定されるので、これらのいずれか単独、あるいは、これらを適宜組み合わせることにより所望の検知感度を実現することができる。
【００８８】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明に係る火災検知器の第３の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１３は、本発明に係る火災検知器に適用される検知部の第３の実施形態を示す概略構成図である。ここで、上述した実施形態と同等の構成については、同一の符号を付して、その説明を簡略化する。
図１３に示すように、本実施形態に係る火災検知器は、上述した第２の実施形態と同様に、受光素子１０ａ〜１０ｄを備えたセンサ部ＳＥＮと、各受光素子１０ａ〜１０ｄから出力される各検出信号Ｓａ〜Ｓｄから、所定の周波数帯域の信号成分Ａａ〜Ａｄのみを通過させるフィルタ部ＦＬＴと、信号成分Ａａ〜Ａｄ相互を所定の組み合わせで加算合成し、所定の増幅率で増幅する加算増幅部ＡＭＰと、加算増幅部ＡＭＰからＡ／Ｄ変換器５０を介して出力された増幅出力に基づいて、火災の判定を行う火災判定処理部６０を備えた信号処理部ＰＲＯと、加算増幅部ＡＭＰにおける信号成分Ａａ〜Ａｄを加算合成する組み合わせを切り換え制御するスイッチ制御部７０と、試験光源ＬＧＴを点滅制御する試験光源制御部８０と、を有して構成されている。
【００８９】
そして、加算増幅部ＡＭＰは、フィルタ部ＦＬＴを介して個別に入力される信号成分Ａａ〜Ａｄを、各々所定の増幅率で初段増幅するプリアンプ３０ａ〜３０ｄと、プリアンプ３０ａ、３０ｂの出力線Ｌａ、Ｌｂを接点ｎａにおいて結合接続して得られる出力線ＬＡの加算出力を所定の増幅率で増幅するメインアンプ４０ａと、プリアンプ３０ｃからの出力を所定の増幅率で増幅するメインアンプ４０ｂと、プリアンプ３０ｄからの出力を所定の増幅率で増幅するメインアンプ４０ｃと、メインアンプ４０ａの出力線ＬＢａ、及び、メインアンプ４０ｂの出力線ＬＢｂ、メインアンプ４０ｃの出力線ＬＢｃを接点ＮＣに対して接続状態、又は、遮断状態に設定するスイッチＳＷ１、ＳＷ２と、を有して構成されている。
ここで、受光素子１０ａ、１０ｂ、プリアンプ３０ａ、３０ｂ、メインアンプ４０ａを含む回路構成を検知グループＧ２１とし、受光素子１０ｃ、プリアンプ３０ｃ、メインアンプ４０ｂを含む回路構成を検知グループＧ２２とし、受光素子１０ｄ、プリアンプ３０ｄ、メインアンプ４０ｃを含む回路構成を検知グループＧ２３とし、これらの検知グループＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３は、各々検知感度が異なるように構成されている。
【００９０】
具体的には、検知グループＧ２１の検知感度を基準として、検知グループＧ２２が検知グループ２１と略同一の検知感度に設定され、また、検知グループＧ２３が検知グループ２１の２倍の検知感度に設定されている。
このような構成は、受光素子１０ａ〜１０ｄの素子寸法が略同一に形成され、また、プリアンプ３０ａ〜３０ｄの増幅率が略同等に設定されている場合には、検知グループＧ２１の信号増幅率（すなわち、接点ｎａにおける加算効果を考慮した実質的な増幅率とメインアンプ４０ａの増幅率）を基準として、検知グループＧ２２の信号増幅率（すなわち、メインアンプ４０ｂの増幅率）を略同一に設定し、また、検知グループＧ２３の信号増幅率（すなわち、メインアンプ４０ｃの増幅率）を略２倍に設定することにより実現される。
【００９１】
このような構成を有する火災検知器によれば、上述した実施形態における汚損補償処理の手順と同様に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をともにＯＦＦ状態として、受光素子１０ａ、１０ｂからの検出信号の増幅出力（検知グループＧ２１の出力）に基づいて、火災監視を行う状態を初期設定状態とし、透光性窓ＴＧの汚損状態の悪化に応じて、スイッチＳＷ１をＯＮ状態に切り換え制御することにより、受光素子１０ｃからの検出信号の増幅出力（検知グループＧ２２の出力）を接点ＮＣにおいて結合加算して、初期設定状態の２倍の検知感度で火災監視を行うことができる。
そして、さらに、透光性窓ＴＧの汚損状態が悪化した場合には、スイッチＳＷ１に加え、スイッチＳＷ２をＯＮ状態に切り換え制御することにより、受光素子１０ｄからの検出信号の増幅出力（検知グループＧ２３の出力）を接点ＮＣにおいて結合加算して、初期設定状態の４倍の検知感度で火災監視を行うことができる。
ここで、本実施形態に係る火災検知器の各動作処理は、上述した第１及び第２の実施形態と略同等であるので、詳細な説明は省略する。
【００９２】
なお、本実施形態においては、受光素子１０ａ〜１０ｄの素子寸法が略同一に形成され、プリアンプ３０ａ〜３０ｄの増幅率が略同等に設定されている場合において、検知グループＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３の検知感度を異ならせる構成として、各検知グループ毎に個別のメインアンプ４０ａ〜４０ｃを備え、これらのメインアンプ４０ａ〜４０ｃの増幅率を異なるように設定した場合について説明したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。したがって、上述した第２の実施形態と同様に、検知グループＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３相互の検知感度が異なるように設定される構成であれば、例えば、図１１（ａ）、（ｂ）に示したように、受光素子１０ａ〜１０ｄの素子面積を変化させて設定する構成や、プリアンプ１０ａ〜１０ｄの増幅率を変化させて設定する構成であってもよい。すなわち、検知グループの検知感度は、各検知グループに備えられた受光素子の出力数、素子寸法、増幅器の増幅率に基づいて決定されるので、これらのいずれか単独、あるいは、これらを適宜組み合わせることにより所望の検知感度を実現することができる。
【００９３】
＜第４の実施形態＞
次に、本発明に係る火災検知器の第４の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１４は、本発明に係る火災検知器に適用される検知部の第４の実施形態を示す概略構成図である。ここで、上述した実施形態と同等の構成については、同一の符号を付して、その説明を簡略化する。
図１４に示すように、本実施形態に係る火災検知器は、上述した第３の実施形態と同様に、受光素子１０ａ〜１０ｄを備えたセンサ部ＳＥＮと、各受光素子１０ａ〜１０ｄから出力される各検出信号Ｓａ〜Ｓｄから、所定の周波数帯域の信号成分Ａａ〜Ａｄのみを通過させるフィルタ部ＦＬＴと、信号成分Ａａ〜Ａｄ相互を所定の組み合わせで加算合成し、所定の増幅率で増幅する加算増幅部ＡＭＰと、加算増幅部ＡＭＰからＡ／Ｄ変換器５０を介して出力された増幅出力に基づいて、火災の判定を行う火災判定処理部６０を備えた信号処理部ＰＲＯと、試験光源ＬＧＴを点滅制御する試験光源制御部８０と、を有して構成されている。
【００９４】
そして、加算増幅部ＡＭＰは、個別に入力される信号成分Ａａ〜Ａｄを初段増幅するプリアンプ３０ａ〜３０ｄと、プリアンプ３０ａ、３０ｂの出力線Ｌａ、Ｌｂを接点ｎａにおいて結合接続して得られる出力線ＬＡの加算出力を所定の増幅率で増幅するメインアンプ４０ａと、プリアンプ３０ｃからの出力を所定の増幅率で増幅するメインアンプ４０ｂと、プリアンプ３０ｄからの出力を所定の増幅率で増幅するメインアンプ４０ｃと、を有して構成されている。各メインアンプ４０ａ〜４０ｃからの出力線ＬＢａ〜ＬＢｃは、Ａ／Ｄ変換器５０ａ〜５０ｃを介して、信号処理部ＰＲＯに出力される。
ここで、受光素子１０ａ、１０ｂ、プリアンプ３０ａ、３０ｂ、メインアンプ４０ａを含む回路構成を検知グループＧ２１とし、受光素子１０ｃ、プリアンプ３０ｃ、メインアンプ４０ｂを含む回路構成を検知グループＧ２２とし、受光素子１０ｄ、プリアンプ３０ｄ、メインアンプ４０ｃを含む回路構成を検知グループＧ２３とし、これらの検知グループＧ２１、Ｇ２２、Ｇ２３は、各々検知感度が異なるように構成されている。
【００９５】
信号処理部ＰＲＯは、出力線ＬＢａ〜ＬＢｃを介して入力される各増幅出力、すなわち、検知グループＧ２１〜Ｇ２３からの出力を、ソフト的に結合加算する内部処理を行い、その加算出力を火災判定処理部６０に出力して、火災判定処理を実行する。すなわち、信号処理部ＰＲＯは、上述した実施形態におけるスイッチＳＷ１、ＳＷ２、及び、スイッチ制御部７０に相当するソフト的な機能を備え、汚損補償処理の結果に基づいて、出力線ＬＢａ〜ＬＢｃ相互の結合加算の設定状態をソフト的に切り換えることにより、検知感度の調整が行われる。
【００９６】
このような構成を有する火災検知器によれば、上述した実施形態における汚損補償処理の手順と同様に、信号処理部ＰＲＯにおいて受光素子１０ａ、１０ｂからの検出信号の増幅出力（検知グループＧ２１の出力）のみを抽出して、火災監視を行う状態を初期設定状態とし、透光性窓ＴＧの汚損状態の悪化に応じて、出力線ＬＢａ〜ＬＢｃ相互の結合加算の設定状態をソフト的に切り換えることにより、受光素子１０ｃからの検出信号の増幅出力（検知グループＧ２２の出力）を結合加算して、初期設定状態の２倍の検知感度で火災監視を行うことができる。
そして、さらに、透光性窓ＴＧの汚損状態が悪化した場合には、出力線ＬＢａ〜ＬＢｃ相互の結合加算の設定状態をソフト的に切り換えることにより、受光素子１０ｄからの検出信号の増幅出力（検知グループＧ２３の出力）を結合加算して、初期設定状態の４倍の検知感度で火災監視を行うことができる。
【００９７】
＜適用例＞
次に、本発明に係る火災検知器をトンネル内壁面に設置する火災検知器に適用する場合の適用例について、図面を参照して説明する。
図１５は、本発明に係る火災検知器の適用例を示す概略構成図であり、図１６は、本適用例における火災検知器と気流との関係を示す概略図である。
図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、火災検知器２００は、筐体２０１上部に設けられたセンサ収納部２０２と、少なくともトンネルの長手両方向に所定の曲率半径を有して曲面状に形成された傾斜曲面２０９ａ、２０９ｂと、各々の傾斜曲面２０９ａ、２０９ｂに設けられた個別の透光性窓２０４ａ、２０４ｂと、各透光性窓２０４ａ、２０４ｂの内部に収納された検知センサ２０５ａ、２０５ｂと、設置状態においてトンネルの内部方向に突出して形成された試験光源収納部２０６と、透光性窓２０４ａ、２０４ｂの各々に対応して、試験光源収納部２０６に設けられた個別の光源保護用透光性窓２０７ａ、２０７ｂと、各光源保護用透光性窓２０７ａ、２０７ｂの内部に収納された試験光源２０８ａ、２０８ｂと、を有して構成されている。
【００９８】
センサ収納部２０２は、筐体２０１上部に、設置状態においてトンネル内壁面９１からトンネル内部方向（図１５（ｂ）上方）に突出するように傾斜曲面２０９ａ、２０９ｂを有して形成されている。そして、傾斜曲面２０９ａ、２０９ｂは、所定の曲率半径を有する単一の曲面により構成され、各々トンネルの長手方向の一方側（図１５（ｂ）左側）及び他方側（図１５（ｂ）右側）に対して所定の傾斜（突出する曲面）を有して形成されている。
透光性窓２０４ａ、２０４ｂは、上述した実施形態における透光性窓ＴＧであって、センサ収納部２０２に収納され、個別出力可能な複数の受光素子を備えた検知センサ２０５ａ、２０５ｂの汚れや破損等を防止し、保護する平板状の透明板により構成され、センサ収納部２０２に収納された検知センサ２０５ａ、２０５ｂの前方の傾斜曲面２０９ａ、２０９ｂに設けられている。
なお、埋め込み式の構成を有する場合にあっては、トンネル内壁面９１ａから火災検知器の前面部のみが突出することになるが、火災検知器を収納した取付ボックスを直接トンネル内壁面に設置する場合もある。この場合には、トンネル内壁面に対して、取付ボックス及び火災検知器前面部が突出することになる。
【００９９】
試験光源収納部２０６は、センサ収納部２０２と同様に、筐体２０１上部にあって、設置状態においてトンネル内壁面９１からトンネル内部方向（図１５（ｂ）上方）に、所定の曲率半径を有して突出するように形成され、また、光源保護用透光性窓２０７ａ、２０７ｂは、各透光性窓２０４ａ、２０４ｂ（検知センサ２０５ａ、２０５ｂ）を見通すことができ、かつ、検知センサ２０５ａ、２０５ｂにより設定される各検知エリアＡＲａ、ＡＲｂの範囲内、具体的には、実際に火災監視を行うために設定される検知エリアの障害にならない位置に配置されている。ここで、光源保護用透光性窓２０７ａ、２０７ｂは、火災検知器２００のトンネル内壁面９１への設置状態において、透光性窓２０４ａ、２０４ｂの設置位置よりも完全に上方に配置されるとともに、トンネルの長手方向、換言すれば、トンネル内に生じる気流Ｃに対して平行なフラット面を形成するように設けられている。
【０１００】
このような構成を有する火災検知器２００によれば、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、センサ収納部２０２を構成する傾斜曲面２０９ａ、２０９ｂがトンネル内部方向に突出して形成され、また、透光性窓２０４ａ、２０４ｂ部において、トンネル内壁面に対して概ね５°〜３０°の傾斜角度を有しているので、上流側から流れる気流Ｃは、傾斜曲面２０９ａの形状に沿って流れ、上層（火災検知器２００の前方向）の気流Ｃを押し上げつつ、透光性窓２０４ａの傾斜に平行に流れるので、透光性窓２０４ａに、気流Ｃに乗って飛来する汚れ原因物質が直接的に付着することを大幅に抑制することができる。
一方、トンネルの内部方向に突出した試験光源収納部２０６の下面に設けられた保護用透光性窓２０７ａ、２０７ｂは、透光性窓２０４ａ、２０４ｂが設けられる傾斜曲面２０９ａ、２０９ｂよりも上方に位置し、かつ、気流Ｃに対して平行なフラット面を形成するように設けられているので、気流Ｃは、光源保護用透光性窓２０７ａ、２０７ｂに直接衝突することはほとんどなく、また、汚れ原因物質の堆積もほとんどないことから、光源保護用透光性窓２０７ａ、２０７ｂへの汚れ原因物質の付着、堆積が大幅に低減される。
【０１０１】
したがって、上述した実施形態に係る汚損補償処理に伴って、光源保護用透光性窓２０７ａ、２０７ｂを介して投光される試験光ＣＫを、検知センサ２０５ａ、２０５ｂに備えられた複数の受光素子により略同時に観測することにより、透光性窓２０４ａ、２０４ｂの汚損状態が的確に把握されるので、該汚損状態に基づいて、受光素子の出力数が切り換え制御されて、適切な検知感度に調整され、火災監視処理を長期にわたって良好に行うことができる。
なお、上述した実施形態にあっては、汚損度検出用検知センサとして、火災監視用の検知センサ（センサ部ＳＥＮ）を兼用し、センサ部ＳＥＮを簡易かつ安価に構成したものについて説明したが、火災監視用の検知センサとは別の独立した汚損度検出専用の検知センサを透光性窓内に配設するようにしてもよい。
また、上述した各実施形態に係る火災検知器は、火炎を観測して得られる輻射エネルギーを検出することにより火災の発生を判定するものであれば、どのような空間に設置されるものであってもよく、上述したトンネル内壁面に設置される火災検知器に限定されるものではない。
【０１０２】
【発明の効果】
本発明によれば、透光性窓内に配設された検知センサからの出力信号を増幅して、火災の判定を行うとともに、試験光源から投光した試験光を透光性窓を介して汚損度検出用検知センサに受光させることで、透光性窓の汚損度を検出し、自動的に汚損補償を行う機能を有する火災検知器において、透光性窓の汚損度に応じて、複数の受光素子の出力数を加減制御しているので、受光素子の出力数に応じて、検知センサからの出力信号を所定の信号レベルへ増幅する場合と同等の作用を得ることができ、信号増幅手段に設定される増幅率を低くすることができる。したがって、火災判定に用いられる増幅出力のＳ／Ｎを大幅に改善して、より正確な火災判定処理を行うことができる。また、信号増幅手段の増幅率を低く設定することができるので、より大きな増幅率を必要とする場合であっても、良好に対応させることができ、増幅余裕度を向上させることができる。
【０１０３】
特に、本発明によれば、透光性窓内に配設された検知センサからの出力信号を増幅して、火災の判定を行うとともに、試験光源から投光した試験光を透光性窓を介して汚損度検出用検知センサに受光させることで、透光性窓の汚損度を検出し、自動的に汚損補償を行う機能を有する火災検知器において、所定数の受光素子の出力、及び、所定の増幅率を設定した増幅手段により構成され、各々検知感度の異なる検知グループを複数備え、透光性窓の汚損度に応じて、複数の検知グループの出力数を加減制御しているので、検知グループの出力数に応じて、各出力信号を所定の信号レベルへ増幅する場合と同等の作用を得ることができ、信号増幅手段に設定される増幅率を低くすることができる。したがって、火災判定に用いられる増幅出力のＳ／Ｎを改善して、正確な火災判定処理を行うことができる。
また、本発明によれば、汚損度検出用検出センサとして、火災監視用の上記検知センサを兼用した場合、センサ部を簡易かつ安価に構成することができる。
また、本発明によれば、上記検知センサが、受光素子を複数個配置し、一体的にパッケージ化された構成を有しているので、検知センサの構成を大幅に小型化することができるとともに、感度特性の略均一な受光素子群を形成することができる。
【０１０４】
また、本発明によれば、上記検知センサが、同一種類の受光素子を個別にパッケージして、複数個近接して配置した構成を有しているので、比較的安価な汎用の受光素子を適用することができるので、センサ部を簡易かつ安価に構成することができる。
また、本発明によれば、上記複数の受光素子が、同一のサイズに構成されているので、感度特性の略均一な受光素子群を形成することができ、受光素子の出力を加算することによって、本来の火災検出成分を顕在化させることができ、火災判定処理に使用される信号の精度を高めることができる。
また、本発明によれば、上記複数の受光素子が、異なるサイズに構成されたものを含んでいるので、感度特性を段階的に変化させて設定した受光素子群を形成することができ、受光素子の出力数を加減設定することにより、検知感度の設定方法に一層の多様性を持たせることができる。
【０１０５】
また、本発明によれば、上記検知センサが、複数の受光素子の出力線のうち、予め所定数の出力線を接続したグループを複数備えているので、各グループ毎の出力数を加減制御することにより、各グループ毎に予め設定された感度特性に応じて、検知感度を段階的に調整することができる。
また、本発明によれば、火災検知器としての検知感度が所定レベルの範囲内にあるように、受光素子又は検知グループの出力数を加減制御しているので、予め設定された変動許容範囲内で、所定の火災監視区域を良好に監視することができる。
【０１０６】
また、本発明によれば、所定周期毎、又は、火災検知器の外部からの試験指令を受けた際に、汚損補償のための処理を行うようにしているので、定期的に、又は、任意のタイミングで透光性窓の汚損状態を検出して、火災検知器に適切な検知感度を設定することができ、良好な火災監視処理を長期にわたって維持することができる。
また、本発明によれば、汚損補償手段が、試験光源を点滅制御するための試験光源制御手段と、透光性窓の汚損度を検出する汚損度検出手段と、汚損度検出手段で検出された汚損度に応じて、受光素子又は検知グループの出力数を可変制御する出力数可変制御手段と、を備えているので、試験光源制御手段により試験光源を点滅制御して、汚損度検出手段により透光性窓の汚損度を検出する試験動作と、汚損度に応じて出力数可変制御手段により受光素子又は検知グループの出力数を制御する感度調整動作とを、汚損補償手段により管理することができ、一連の汚損補償処理を統括的に実行することができる。
【０１０７】
また、本発明によれば、上記汚損度検出手段が、所定の初期値に対する減光率に基づいて、透光性窓の汚損度を検出しているので、適切な汚損補償処理を実行することができる。
また、本発明によれば、汚損補償処理に先立って、透光性窓が汚損されていない状態において、試験光源を点灯した際の汚損度検出用検知センサの出力レベルを初期値として第１の記憶手段に記憶するようにしているので、透光性窓が清浄な状態における検出レベルを基準として、受光窓の汚損状態を相対的に検出することができる。
【０１０８】
また、本発明によれば、汚損補償処理において、試験光源を点灯した際の汚損度検出用検知センサの出力レベルを検出して、初期値に対する減光率を算出し、該減光率に応じて、受光素子又は検知グループの出力数を可変制御するようにしているので、透光性窓が清浄な状態における出力レベルを基準として、受光窓の汚損状態を相対的に検出することができ、該汚損状態に応じて、受光素子又は検知グループの出力数を制御することにより、適切な検知感度を設定することができる。
また、本発明によれば、上記初期値を記憶する際に使用する汚損度検出用検知センサの受光素子と、汚損補償処理時に使用する受光素子とを、同一とするようにしているので、適正な減光率の算出処理を行うことができる。
【０１０９】
また、本発明によれば、上記初期値に対する減光率と、該減光率に対して出力する受光素子又は検知グループとの対応関係を第２の記憶手段に記憶し、汚損補償処理において算出された減光率に基づいて、減光率と出力する受光素子又は検知グループとの対応関係を参照し、出力する受光素子又は検知グループを決定して、受光素子又は検知グループの出力数を可変制御するようにしているので、汚損補償処理において、減光率が算出されると、対応関係を参照することで、直ちに、出力する受光素子又は検知グループの出力を決定することができ、汚損補償処理への移行を簡易な処理で迅速に実行することができる。
また、本発明によれば、上記汚損度検出手段により算出された減光率が所定値以上になったとき、汚損補償限界と判定して、火災検知器の外部、例えば、防災監視盤に対し、汚損異常信号を送出することにより、防災管理者等に異常を報知して、清掃作業等の早期実施等、適切な対処を促すことができる。
【０１１０】
また、本発明によれば、上記増幅手段が、前置増幅手段と主増幅手段を備え、各前置増幅手段からの出力線のうち、任意の出力線を接続して主増幅手段に出力することにより、加算増幅するように構成されているので、各受光素子からの出力線を接続する簡易な構成で、出力信号を所定の信号レベルへ増幅することができ、従来に比較して主増幅手段の増幅率を低く設定することができる。
また、本発明によれば、上記増幅手段が、各前置増幅手段からの出力線を切換え接続する切換え手段を備えているので、切換え手段の導通／遮断状態を制御することにより、主増幅手段の出力レベルを任意に切換えて、調整することができる。
また、本発明によれば、増幅手段は、前置増幅手段と主増幅手段を備え、所定数の受光素子の出力、及び、前置増幅手段を含んで構成される検知グループの出力線のうち、任意の出力線を接続することにより、加算増幅作用を得るように構成されているので、各検知グループからの出力線を接続する簡易な構成で、出力信号を所定の信号レベルへ増幅することができ、従来に比較して主増幅手段の増幅率を低く設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る火災検知器の全体構成の一例を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明に係る火災検知器に適用される検知部の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】第１の実施形態に係る火災検知器に適用されるセンサ部の構成例を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る火災検知器に適用されるセンサ部における受光素子の配置例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る火災検知器に適用されるセンサ部の他の構成例を示す概略図である。
【図６】本発明に係る火災検知器に適用される加算増幅部における加算増幅作用を説明するための概念図である。
【図７】第１の実施形態に係る火災検知器に適用される火災監視処理から汚損補償処理への移行の手順を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態に係る火災検知器に適用される汚損補償処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施形態に係る火災検知器に適用される加算増幅部における設定状態を示す状態図である。
【図１０】第１の実施形態に係る火災検知器における汚損補償処理と検知エリアの拡がりとの関係を示す概念図である。
【図１１】第１の実施形態に係る火災検知器の他の構成例を示す概略図である。
【図１２】本発明に係る火災検知器に適用される検知部の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図１３】本発明に係る火災検知器に適用される検知部の第３の実施形態を示す概略構成図である。
【図１４】本発明に係る火災検知器に適用される検知部の第４の実施形態を示す概略構成図である。
【図１５】本発明に係る火災検知器の適用例を示す概略構成図である。
【図１６】本適用例に係る火災検知器と、トンネル内に生じる気流との関係を示す概略図である。
【図１７】車両用のトンネル設備を示す概念図である。
【図１８】従来技術における火災検知器の概略構成図である。
【図１９】従来技術における火災検知器のトンネル内での配置形態、及び、監視区域の設定状態を示す概略図である。
【図２０】従来技術における火災検出器とトンネル内に生じる気流との関係を示す概念図である。
【図２１】従来技術における火災検知器の概略構成を示すブロック図である。
【図２２】従来技術に示した火災検知器における検出信号の増幅作用を説明するための概念図である。
【符号の説明】
ＳＥＮ、ＳＥＮ１、ＳＥＮ２      センサ部
ＦＬＴ、ＦＬＴ１、ＦＬＴ２      フィルタ部
ＡＭＰ、ＡＭＰ１、ＡＭＰ２      加算増幅部
ＰＲＯ                  信号処理部
ＳＷ１、ＳＷ２          スイッチ
ＬＧＴ、ＬＧＴ１、ＬＧＴ２      試験光源
ＴＧ                    透光性窓
１０ａ〜１０ｈ          受光素子
２０ａ〜２０ｈ          周波数フィルタ
３０ａ〜３０ｈ          プリアンプ
４０、４０ａ〜４０ｃ    メインアンプ
５０、５０ａ、５０ｂ    Ａ／Ｄ変換器
６０                    火災判定処理部
７０、７０ａ、７０ｂ    スイッチ制御部
８０、８０ａ、８０ｂ    試験光源制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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