(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源（７）、測定室（９）および光学レシーバ（８）を有する光学モジュール（５）と、温度センサ（１３）と、電子判定器（６）とを備えた火災アラーム装置において、
少なくとも１種の燃焼ガスに対する追加のセンサ（１２）が設けられ、
前記電子判定器（６）は、前記別々のセンサ（５，１２，１３）からの信号である煙濃度、一酸化炭素濃度、一酸化炭素勾配／温度勾配からなる勾配比、温度勾配、偏光度を組み合わせて分析し、火災が欧州基準ＥＮ−５４に定められた火災ＴＦ１〜ＴＦ６のうちどのタイプのものであるかを診断できるように構成されており、
前記電子判定器（６）の診断に基づいて、前記別々のセンサからの信号を処理するため火災の種類に応じてアルゴリズムが選択されることを特徴とする火災アラーム装置。
【請求項２】
前記電子判定器（６）は、前記別々のセンサからの信号との関連付けを実行するファジィ制御装置を有することを特徴とする請求項１に記載の火災アラーム装置。
【請求項３】
前記燃焼ガスの濃度に対する煙濃度の関連付けと、温度勾配および煙ガス勾配から得られたパラメータに対する煙濃度の関連付けとは、前記ファジィ制御装置で実行されることを特徴とする請求項２に記載の火災アラーム装置。
【請求項４】
前記温度勾配および前記煙ガス勾配から得られる前記パラメータは、前記温度勾配と前記煙ガス勾配との比から得られることを特徴とする請求項３に記載の火災アラーム装置。
【請求項５】
前記燃焼ガスに対する前記追加のセンサ（１２）は、一酸化炭素センサであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の火災アラーム装置。
【請求項６】
前記光学モジュール（５）の前記光源（７）は、可視光線の波長範囲で放射するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の火災アラーム装置。
【請求項７】
前記光源（７）からの放射光の波長は、青色光または赤色光の範囲にあって、青色光であれば４６０ｎｍであり、赤色光であれば６６０ｎｍであることを特徴とする請求項６に記載の火災アラーム装置。
【請求項８】
前記光源（７）と前記光学レシーバ（８）との間の経路に、少なくとも１つの偏光フィルタ（１１）が設けられたことを特徴とする請求項６に記載の火災アラーム装置。
【請求項９】
少なくとも１つの前記偏光フィルタ（１１）は、電気的に調節可能な偏光面を有する活性偏光子であることを特徴とする請求項８に記載の火災アラーム装置。
【請求項１０】
前記活性偏光子は、電圧をかけることによって偏光面が調節される液晶ディスプレイによって形成されたことを特徴とする請求項９に記載の火災アラーム装置。
【請求項１１】
前記光学モジュール（５）で煙濃度を測定しながら、前記測定室（９）で散乱する前記光源（７）からの放射光の偏光度を決定することを特徴とする請求項３または請求項１０に記載の火災アラーム装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源、測定室および光学レシーバを有する光学モジュールと、温度センサと、電子判定器とを備えた火災アラーム装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マルチプルセンサ火災アラーム装置またはマルチセンサ火災アラーム装置と呼ばれるタイプの火災アラーム装置において、光学モジュールは煙を検出するものであり、温度センサは出火時に生じる熱を検出するものである。
【０００３】
光学モジュールは、煙粒子によって散乱された光源からの光または煙粒子によって減衰された光源からの光を測定できるようになっている。ここで、光学モジュールは、散乱された光を測定する場合は散乱光アラーム装置であり、減衰された光を測定する場合はポイント減光（ｐｏｉｎｔ−ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ）アラーム装置または透過光アラーム装置である。
【０００４】
いずれの場合においても、光学モジュールは、外部の干渉光は測定室を透過できないが、煙は極めて簡単にそこを透過できるような構成になっている。
また、温度センサは、感度の増強のため、さらにまた、散乱光アラーム装置における誤報防護性の向上のためにも用いられる。温度センサを備えた散乱光アラーム装置は、たとえば欧州公開特許０６５４７７０号に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
散乱光アラーム装置および透過光アラーム装置は非常に感度が良く、高度な信頼性を有した火災検出ができる。しかし、高感度ゆえに誤報に至る場合もあり、これは多くの理由から望ましいことではない。
誤報によって火災保全員の緻密性が欠けるようになるのは当然だが、さらに、ほとんどの国において、消防隊および／または警察は、誤報に対する出動に補償を請求しており、誤報の回数に応じてこの補償は次第に高くなる。このため、今や、火災アラーム装置における誤報防護が極めて高い優先事項となっている。
【０００６】
この発明は、アラーム装置の誤報防護性がさらに向上し、アラーム装置の応答時間が短縮され、応答特性も均一化されるという結果をもたらした。
ここで、アラーム装置の均一な応答特性とは、アラーム装置が種々の火災に対してほぼ同様の応答を行うこと、つまり、或る種類の火災への応答があまりに早かったり、別の種類の火災への応答があまりに遅かったりということが全くないということである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、この発明に係る火災アラーム装置は、少なくとも１種の燃焼ガスに対する追加のセンサが設けられ、電子判定器は、別々のセンサからの信号を関連付けて、火災がそれぞれどのようなタイプのものであるかを診断するように構成されており、また、電子判定器の診断に基づいて、センサからの信号を処理するための専用特定アルゴリズムを選択するように構成されたものである。
【０００８】
また、この発明に係る火災アラーム装置の第１の好適な実施態様は、電子判定器が上記関連付けを実行するためのファジィ制御装置を有するものである。
【０００９】
欧州基準（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）のＥＮ−５４によれば、以下の６種類の検証火災（ｔｅｓｔ  ｆｉｒｅ）ＴＦ１〜ＴＦ６が特定されている。
【００１０】
・ＴＦ１：木材の火災
・ＴＦ２：木材のいぶり火災
・ＴＦ３：布地のいぶり火災
・ＴＦ４：フォーム材の火災
・ＴＦ５：ヘプタンの火災
・ＴＦ６：アルコールの火災
【００１１】
また、この発明に係る火災アラーム装置の光学モジュールは、煙粒子によって散乱された光源からの光、または煙粒子によって減衰された光源からの光のいずれかを測定室で測定できるように構成されている。
【００１２】
検出原理としては、散乱された光を測定する場合は散乱光アラーム装置の原理であり、減衰された光を測定する場合は透過光アラーム装置の原理である。
ここで、散乱光アラーム装置は、前方散乱式装置や後方散乱式装置として、あるいは前方および後方散乱式装置として構成することができる。前方および後方散乱式装置は、生じた煙の種類を多様な散乱角度で確認できるという利点を有する（国際出願公表特許８４０１６５０号参照）。
【００１３】
この発明によるマルチセンサの火災アラーム装置は、光学煙センサ、温度センサ、燃焼ガスセンサおよびファジィ制御装置を含み、この火災アラーム装置では火災のそれぞれの種類に応じて専用の特定アルゴリズムが設けられ、さらにファジィ制御装置でセンサからの信号を関連付けることによって、火災のそれぞれの種類を検出できるように、そして、適切なアルゴリズムを選択できるようにしている。
【００１４】
これにより、一方では、火災アラーム装置の誤報防護性（確固性）が向上し、他方では、専用の特定アルゴリズムの適切な選択によって、アラーム装置の応答特性の均等化がはかれる。
【００１５】
さらに、それぞれのアラームしきい値以下でなんらかの誤りが相当数生じているかどうかについて、ファジィ制御装置でモニタするといったような問題診断も可能である。
【００１６】
ファジィ制御装置は、このような誤りを適切な通信インターフェースを介してコントロールセンターやオペレータに伝え、このようにして、該当アラーム装置の誤った適用を原因として起こり得る障害について、その潜在的な源を示しているのである。
【００１７】
また、この発明に係る火災アラーム装置の第２の好適な実施態様は、煙濃度つまり検出される煙ガス濃度を、温度勾配および煙ガス勾配から得られたパラメータに、ファジィ制御装置で関連付けるという特徴を有する。
【００１８】
また、この発明に係る火災アラーム装置の第３の好適な実施態様は、上記パラメータが温度勾配と煙ガス勾配との比から得られたものであるという特徴を有する。
【００１９】
また、この発明に係る火災アラーム装置の第４の好適な実施態様は、燃焼ガスに対する追加のセンサが一酸化炭素センサであるという特徴を有する。
【００２０】
また、この発明に係る火災アラーム装置の第５の好適な実施態様は、光学モジュールの光源が可視光線の波長範囲で放射するように構成されているという特徴を有する。
【００２１】
また、この発明に係る火災アラーム装置の第６の好適な実施態様では、光源からの放射の波長は青色または赤色光線の範囲内であり、さらに、青色光線としては４６０ｎｍ、赤色光線としては６６０ｎｍであると好ましい。
【００２２】
また、この発明に係る火災アラーム装置のさらなる好適な実施態様は、光源と光学レシーバとの間の経路に、少なくとも１つの偏光フィルタが設けられているという特徴を有する。
【００２３】
また、この発明に係る火災アラーム装置のさらなる別の好適な実施態様は、上記少なくとも１つの偏光フィルタが、電気的な調整の可能な偏光面を備えた、いわゆる活性偏光子であるという特徴を有する。
【００２４】
上記活性偏光子は、電圧をかけることによって調整できる偏光面を有した液晶ディスプレイで構成されていることが好ましい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を示す軸方向の断面図である。
【００２６】
図１において、軸方向の断面で示された火災アラーム装置１は、火災パラメータに対する追加のセンサが設けられ、機能拡張された実質的な光学煙アラーム装置を構成しており、この例では、特に散乱光アラーム装置となっている。
【００２７】
このような光学アラーム装置は、公知と認定できるので、ここでは詳述しないこととする。
したがって、光学アラーム装置については、欧州公開特許０６１６３０５号や欧州公開特許０８２１３３０号に参照される。
【００２８】
さらにまた、光学煙アラーム装置は、たとえば、欧州公開特許１０１７０３４号で記述されているような、いわゆるポイント減光（ｐｏｉｎｔ−ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ）アラーム装置または光吸収アラーム装置であってもよい。
【００２９】
図示された火災アラーム装置１は、公知の通り、アラーム差し込み２と、アラーム差し込み２を覆うアラームカバー３とからなり、アラーム差し込み２は、モニタされる部屋の天井に固定する基部（図示せず）に取り付けるようになっていると好ましい。
【００３０】
また、アラームカバー３は、アラームカバー３におけるアラーム作動状態下でモニタされる部屋のほうに下向きになっているドーム域に、煙導入口４が設けられている。
【００３１】
アラーム差し込み２は、実質的にコンパートメントタイプの基本構成要素を含み、この基本構成要素におけるアラームドームと向き合う側には光学モジュール５が配置され、アラーム基部に向き合う側には電子判定器６が配置されている。
【００３２】
散乱光アラーム装置の場合、光学モジュール５は実質的に測定室９を構成し、測定室９は光源７および光学レシーバ８を含み、図示されない手段で外側から外部光を遮蔽している。
【００３３】
赤外線または赤色や青色の発光ダイオード（それぞれ、ＩＲＥＤまたはＬＥＤ）によって形成された光源７の光軸、および、光学レシーバ８の光軸は、互いに反れており、このような経路によってそして遮蔽によって、光ビームが光源７から光学レシーバ８への直線経路を通過することがないように構成されている。
【００３４】
光源７は、測定室９の中央部分内に高エネルギーの短い光パルスを送り、光学レシーバ８が「見る」のは、測定室９の中央部分であって、無論、光源７ではない。
【００３５】
光源７からの光は、散乱光のスペースを透過する煙によって散乱され、この散乱光の一部が光学レシーバ８に入る。こうして発生したレシーバ信号は、電子判定器６によって処理される。
【００３６】
電子判定器６は、処理中に、レシーバ信号を、アラームしきい値や少なくとも１つの事前アラームしきい値と公知の方法で比較し、レシーバ信号がアラームしきい値を超えた場合は、出力端子１０にアラーム信号を発する。
【００３７】
この場合、信号をインテリジェント処理することによって、最低量の煙でもアラーム信号が確実に出力されるが、受容不能な誤報を引き起こすことはない。
【００３８】
いわゆる活性偏光子１１は、回転可能な偏光面を備えた偏光子として、光源７と光学レシーバ８との間の経路に設けられており、その結果、散乱光を偏光面の両面で測定することができる。
【００３９】
活性偏光子１１は、液晶の電子偏光板によって形成され、この電子偏光板は、電圧が印加されるたびに偏光面を９０°ずつ回転させるように構成されていることが好ましい。
【００４０】
上記偏光度（すなわち、両偏光面で偏光された散乱光の度合い）を測定することによって、ある種の検証火災に対するアラーム装置１の応答時間を短縮することができ、応答特性が均一化される。
【００４１】
図１からも分かるように、火災アラーム装置１は、光学モジュール５に加えて、火災パラメータに対するセンサを２つ、ここでは、具体的に一酸化炭素センサ（広くは、燃焼ガスセンサ）１２と、温度センサ１３とをさらに含んでいる。
【００４２】
一酸化炭素センサ１２として適切なものは、欧州公告特許０６１２４０８号に記述されている（欧州公開特許０８０３８５０号も参照）。
また、温度センサ１３としては、ＮＴＣサーミスタがよいことが分かっている（アルゴレックス（ＡｌｇｏＲｅｘ）火災アラームシステムのポリレックス（ＰｏｌｙＲｅｘ）煙アラーム装置参照。
【００４３】
ここで、ポリレックスおよびアルゴレックスは、もとサーベラス（Ｃｅｒｂｅｒｕｓ）株式会社であるジーメンス・ビルディング・テクノロジィス（Ｓｉｅｍｅｎｓ・Ｂｕｉｌｄｉｎｇ・Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）株式会社のサーベラス部の登録商標である）。
【００４４】
理論的考察や実際の火災試験は、光学モジュール５、一酸化炭素センサ１２および温度センサ１３などの種々のセンサで測定された火災パラメータ同士の間に相関性を有する。
これらを下記の表１にまとめた。
【００４５】
【表１】
0004767404.tif 000002
【００４６】
当然のことながら、これらに加えて、煙の量または煙の濃度も火災パラメータとして測定されるが、このパラメーターは光学煙アラーム装置では公知であり、つまりはこの光学モジュール５においても公知となる。
上記表１から、以下のような結果が得られる。
【００４７】
・ＴＦ３の迅速な検出には、他のどのパラメータよりも一酸化炭素濃度をみるのがよく、このとき一酸化炭素濃度は煙濃度との相関性を有する。
【００４８】
・ＴＦ５とＴＦ６の迅速な検出には、一酸化炭素勾配／温度勾配からなる勾配比をみるのが非常に適切であり、このときの勾配比は温度上昇との相関性を有する。
【００４９】
・ＴＦ１、ＴＦ５およびＴＦ６の迅速な検出には、温度上昇をみるのが非常に適切であり、このとき温度上昇は、ＴＦ６（煙の出ない火災）の場合を除いて、偏光度との相関性を有する。この結果から、発熱の高い火災は相当微小な煙霧粒子を発生することが分かる。温度上昇と偏光度との間の相関性を用いてアラームを確認し、アラームの確固性の向上がはかれる。
【００５０】
また、表１からは、一酸化炭素濃度と、一酸化炭素勾配／温度勾配からなる勾配比と、煙濃度などのパラメータとを使えば、これらの火災の６種類全てについて別々の診断が可能であることも分かる。
【００５１】
つまり、これらのパラメータによって、火災のそれぞれの特性を明確に識別することができる。
【００５２】
一方、一酸化炭素濃度、偏光度および煙濃度で決定できる種類の火災の場合には、言うまでもなく、ＴＦ６の場合を除いて、これらのパラメータを用いても検出することはできない。
【００５３】
なお、偏光度を測定することは、たとえば天井の高い部屋で起こり得ることであるが、温度上昇が十分な速さで行われない場合であっても、火災の種類が識別可能であるという利点を有する。
【００５４】
図２のブロック図に概略的に示されるように、煙濃度および偏光度に対する光学モジュール５と、一酸化炭素センサ１２および温度センサ１３とからなる３つのセンサからの信号は、診断工程１４の中で一体化される。
【００５５】
なお、診断工程１４は、実質的にファジィ制御装置を含む電子判定器６を形成している。
これらのセンサ５、１２、１３からの信号は、診断工程１４において組み合わせて診断され、この分析から火災の種類が決定される。
【００５６】
最終的には、火災の種類に応じて適切なアルゴリズムが選択され、センサからの信号の評価に利用される。上述したように、ファジィ制御装置は、問題点の表示を行って診断目的にも使われる。
【００５７】
この発明に係る火災アラーム装置の光学モジュール５は、その作用に関して言えば、前方散乱光による従来からの散乱光アラーム装置、後方散乱光による従来からの散乱光アラーム装置、前方および後方散乱光による散乱光アラーム装置、あるいはポイント減光つまり透過光アラーム装置に相当する。
【００５８】
少なくとも１種の燃焼ガスに対するセンサ１２は、この発明に係る火災アラーム装置の必須部分となっており、また一酸化炭素センサ１２であれば好ましい。
【００５９】
燃焼ガスセンサ、特に一酸化炭素センサ１２に、他の種類の火災アラーム装置をさらに取り付けると、非常に有利になることは指摘しておくべきあろう。
【００６０】
このような追加火災アラーム装置の例としては、ジーメンス・ビルディング・テクノロジィス（Ｓｉｅｍｅｎｓ  Ｂｕｉｌｄｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）株式会社のサーベラス（Ｃｅｒｂｅｒｕｓ）部によるＤＬＯ１１９１型のような、いわゆる線形煙アラーム装置またはビームアラーム装置や、ジーメンス・ビルディング・テクノロジィス株式会社のサーベラス部によるＤＦ１１９０型のような炎アラーム装置がある。
【００６１】
【発明の効果】
以上述べてきたように、この発明の火災アラーム装置によって、高い誤報防護性がもたらされ、火災アラーム装置の応答時間の短縮化および均一化が達成された。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明に係る火災アラーム装置を概略的に示す軸方向の断面図である。
【図２】  この発明に係る火災アラーム装置の信号処理部を簡易的に示すブロック図である。
【符号の説明】
１  アラーム装置、２  アラーム差し込み、３  アラームカバー、４  煙導入口、５  光学モジュール、６  電子判定器、７  光源、８  光学レシーバ、９  測定室、１０  出力端子、１１  活性偏光子、１２  一酸化炭素センサ、１３  温度センサ、１４  診断工程。
【図１】
0004767404.tif 000003
【図２】
0004767404.tif 000004