CN110546693A - 异常检测器 - Google Patents

异常检测器 Download PDF

Info

Publication number
CN110546693A
CN110546693A CN201880026526.3A CN201880026526A CN110546693A CN 110546693 A CN110546693 A CN 110546693A CN 201880026526 A CN201880026526 A CN 201880026526A CN 110546693 A CN110546693 A CN 110546693A
Authority
CN
China
Prior art keywords
detection element
electric signal
value
detected
band
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880026526.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110546693B (zh
Inventor
石川亮
高嶋武士
木户健二
平泽正宪
花井佑一朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shentian Industry Co Ltd
Original Assignee
Shentian Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shentian Industry Co Ltd filed Critical Shentian Industry Co Ltd
Publication of CN110546693A publication Critical patent/CN110546693A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110546693B publication Critical patent/CN110546693B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/4228—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors arrangements with two or more detectors, e.g. for sensitivity compensation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0488—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts with spectral filtering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02—Details
    • G01J1/04—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0488—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts with spectral filtering
    • G01J1/0492—Optical or mechanical part supplementary adjustable parts with spectral filtering using at least two different filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0014—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation from gases, flames
    • G01J5/0018—Flames, plasma or welding
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/60—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/60—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature
    • G01J5/602—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using determination of colour temperature using selective, monochromatic or bandpass filtering
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

通过阵列传感器(12B)的各检测元件检测出4.5μm附近的带区的红外光并转换为直流成分的电信号。通过阵列传感器(14B)的各检测元件检测出4.5μm附近的带区的红外光并转换为直流成分的电信号。通过阵列传感器(16B)的各检测元件检测4.5μm附近的带区的红外光并转换为直流成分的电信号。通过第二运算处理部(30)计算由阵列传感器(12B)的各检测元件检测到的电信号的移动平均值、由阵列传感器(14B)的各检测元件检测到的电信号的移动平均值、以及由阵列传感器(16B)的各检测元件检测到的电信号的移动平均值，根据相对于移动平均值的第一变化量、第二变化量、第三变化量，对每个检测元件判定是否检测到火焰或者异常温度。由此，能够对每个位置高精度地检测火焰或者异常温度。

Description

异常检测器
技术领域
本发明涉及异常检测器。
背景技术
以往，作为辐射式火灾检测器，存在检测出从火焰辐射的特定波段的辐射能量达到一定量以上的定辐射式、检测出火焰特有闪烁的闪烁式、以及比较多个波段的辐射能量大小的双波长式、三波长式等各种方式。并且，在这些辐射式火灾检测器中，存在通过感光传感器(例如，光电二极管、热电传感器、放电管等)检测出从火焰辐射的紫外线、红外线等辐射光(日本特开平1-74696号公报、日本特开平3-263197号公报，日本特开平8-115480号公报)。
作为红外线式火焰检测器的具体结构，构成为：在多个传感器中具有一到多个捕捉二氧化碳共振辐射带(4.3～4.5μm附近)的传感器和在其长波长侧和/或短波长侧的其他传感器，将这些信号放大，进行AD转换，并用安装有火焰检测算法的运算处理装置进行判定。
如果是输出与接收的红外线的变化量对应的信号的传感器，则已知从背景信号的频率成分中提取火焰特有的频率成分(闪烁)并用于火灾判定的传感器。
另一方面，如果是根据接收的红外线的绝对量输出信号的传感器，则由于来自传感器的信号中包含根据环境变化的信号(例如背景中存在的红外辐射、早晚的冷暖差等)，所以将这些环境噪声(比较缓慢变化的信号)与急剧变化的信号之差(变化量)用于判定火焰(日本特开平10-326391号公报)。
通过将各传感器的变化量作为信号处理，可以进行不受背景环境左右的火焰检测。在此基础上，基本上仅在二氧化碳共振辐射带的信号变化量大时，就判定为火焰。
但是，在现有技术中，由于不知道火灾位置，所以不能进行定点灭火。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作出的，其目的在于提供一种对每个位置能够高精度地检测火焰或异常温度的异常检测器。
为了实现上述目地，第一方式涉及的异常检测器包括：
多个带区滤光器，包括：使包含二氧化碳共振辐射带的峰值波长的第一带区的红外光透过的第一带区滤光器；使与所述第一带区不同的第二带区的红外光透过且带区中心设置在远离所述二氧化碳共振辐射带的带区中心的位置的第二带区滤光器；以及使与所述第一带区和所述第二带区不同的第三带区的红外光透过且带区中心设置在远离所述二氧化碳共振辐射带的带区中心的位置的第三带区滤光器；
检测部，包括相对于所述多个带区滤光器的各带区滤光器设置的、检测出透过所述带区滤光器的红外光并转换为电信号的检测元件，并且相对于所述多个带区滤光器的至少一个带区滤光器设置的检测元件构成为排列成二维形状的阵列传感器；以及
判定部，根据由所述检测部的各检测元件检测到的电信号的值，判定是否检测到火焰或者异常温度。
第二方式所涉及的异常检测器的所述检测部包括：将检测出透过所述第一带区滤光器的红外光并转换为电信号的第一检测元件排列为二维形状的第一阵列传感器；将检测出透过所述第二带区滤光器的红外光并转换为电信号的第二检测元件排列为二维形状的第二阵列传感器；以及将检测出透过所述第三带区滤光器的红外光并转换为电信号的第三检测元件排列为二维形状的第三阵列传感器，所述判定部根据由所述第一阵列传感器的各第一检测元件检测到的电信号的值、由所述第二阵列传感器的各第二检测元件检测到的电信号的值、以及由所述第三阵列传感器的各第三检测元件检测到的电信号的值中的任意多个值，判定是否检测到火焰或者异常温度。
第三方式所涉及的异常检测器的所述多个带区滤光器还包括使规定带区的红外光透过的第四带区滤光器，所述检测部包括检测出透过所述第一带区滤光器的红外光并转换为电信号的第一检测元件、检测出透过所述第二带区滤光器的红外光并转换为电信号的第二检测元件、检测出透过所述第三带区滤光器的红外光并转换为电信号的第三检测元件、以及将检测出透过所述第四带区滤光器的红外光并转换为电信号的第四检测元件排列为二维形状的阵列传感器，所述判定部根据由所述第一检测元件检测到的电信号的值、由所述第二检测元件检测到的电信号的值、以及由所述第三检测元件检测到的电信号的值中的任意多个值，判定是否检测到火焰或者异常温度，在判定为检测到所述火焰或者异常温度的情况下，根据由所述阵列传感器的各第四检测元件检测到电信号的值，判定检测到火焰或者异常温度的位置。
发明效果
根据本发明的一个方式的异常检测器，获得了对每个位置能够高精度检测火焰或者异常温度的效果。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的异常检测器的结构框图。
图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的异常检测器的第一运算处理部以及第二运算处理部的结构框图。
图3(A)是表示监视环境信号值以及实际值(ライブ値)的图，图3(B)是表示变化量的图。
图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的异常检测器的第一运算处理部以及第二运算处理部的火灾判定处理程序的流程图。
图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的异常检测器的第一运算处理部以及第二运算处理部的火灾判定处理程序的流程图。
图6是表示黑体的不同波长的辐射能量的曲线图。
图7是表示第二变化量与第三变化量之比与温度的关系的曲线图。
图8是表示本发明的第二实施方式所涉及的异常检测器的结构框图。
图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的异常检测器的第一运算处理部以及第二运算处理部的结构框图。
图10是表示本发明的第二实施方式所涉及的异常检测器的第一运算处理部以及第二运算处理部的火灾判定处理程序的流程图。
图11是表示本发明的第二实施方式所涉及的异常检测器的第一运算处理部以及第二运算处理部的火灾判定处理程序的流程图。
图12是表示窗口污染不存在的情况以及存在的情况下的透射光强度与波长的关系图。
图13是表示本发明的第三实施方式所涉及的异常检测器的结构框图。
图14是表示本发明的第三实施方式所涉及的异常检测器的运算处理部的结构框图。
图15是表示本发明的第三实施方式所涉及的异常检测器的运算处理部的异常状态判定处理程序的流程图。
图16是表示本发明的第四实施方式所涉及的异常检测器的结构框图。
图17是表示本发明的第四实施方式所涉及的异常检测器的运算处理部的结构框图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
<本发明的实施方式概要>
首先，说明检测火焰的原理。
根据斯蒂芬波尔兹曼定律可知，黑体的不同波长的辐射能量如图6所示。此不同温度辐射的峰值遵循维恩位移定律，但在二氧化碳共振辐射带附近，波长和能量的关系能够近似为直线是已知的。
因此，通过由具有捕捉4.0μm附近和5.0μm附近的带区滤光器的红外传感器的信号值得到的近似直线，能够求出黑烟等引起的二氧化碳共振辐射带的灰色辐射量。若将该灰色辐射量作为噪音量去除，则可以仅取出二氧化碳共振辐射引起的辐射量，与阈值比较，可以进行火焰判定。另外，根据噪音量，通过变更检测灵敏度，能够高精度地进行火焰判定。
另外，通过使用检测元件排列成二维形状的阵列传感器，可以对每个位置或每个区域进行火焰判定。
[第一实施方式]
<系统构成>
下面，说明本发明的第一实施方式所涉及的异常检测器。
如图1所示，本发明的第一实施方式所涉及的异常检测器10具备：第一传感器12，其检测出火焰发出的二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区的红外光；第二传感器14，其检测出波长比二氧化碳共振辐射带短的带区在4.0μm附近的带区的红外光；以及第三传感器16，其检测出波长比二氧化碳共振辐射带长的带区在5.0μm附近的带区的红外光。另外，异常检测器10具备放大来自第一传感器12的信号的放大部18、放大来自第二传感器14的信号的放大部20、放大来自第三传感器16的信号的放大部22、放大来自放大部18、20、22的信号的开关24、将来自开关24的信号转换为数字值的AD转换部26。另外，异常检测器10具备控制用于火焰检测的前处理、外部输出部32的第一运算处理部28、进行检测火焰的处理的第二运算处理部30、以及外部输出部32。
第一传感器12具备使火焰发出的二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区的红外光透过的滤光器12A，将检测出透过滤光器12A的红外光并转换为直流成分的电信号的检测元件排列成二维形状形成的阵列传感器12B、以及配置在滤光器12A的前面的光学透镜12C。
第二传感器14包括使波长比二氧化碳共振辐射带短的带区在4.0μm附件的带区的红外光透过的滤光器14A、将检测出透过滤光器14A的红外光并转换为直流成分的电信号的检测元件排列成二维形状形成的阵列传感器14B、以及配置在滤光器14A的前面的光学透镜14C。
第三传感器16具备使波长比二氧化碳共振辐射带长的的带区在5.0μm附近的带区的红外光透过的滤光器16A、将检测出透过滤光器16A的红外光并转换为直流成分的电信号的检测元件排列成二维形状形成的阵列传感器16B、以及配置在滤光器16A的前面的光学透镜16C。
阵列传感器12B的各检测元件以与阵列传感器14B的各检测元件以及阵列传感器16B的各检测元件相对应的方式配置。
另外，阵列传感器12B、14B、16B以预定的监视角度(例如，90度)检测出红外光，对应的阵列传感器12B的检测元件、阵列传感器14B的检测元件、以及阵列传感器16B的检测元件检测出来自预定的相同区域的红外光。
另外，光学透镜12C、14C、16C分别由一片以上的透镜构成。另外，光学透镜12C、14C、16C优选分别由两片以上的透镜构成。这是为了针对阵列传感器12B的检测元件、阵列传感器14B的检测元件和阵列传感器16B的检测元件的较宽监视角度，尽可能地将焦点聚焦在平面上。此外，为了减少由于透镜的反射而引起的损失，可以通过在透镜上沉积抗反射膜(AR涂层)来增加检测元件的灵敏度。透镜材料可以是蓝宝石、硫属化物玻璃、硅、锗等。
另外，为了可靠地捕捉检测出二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带域的红外光的较弱电信号，也可以进一步设置与第一传感器12相同的传感器。
阵列传感器12B、14B、16B的检测元件由热电堆构成，但也可以由InAsSb元件等其他光电型元件、利用电阻变化的微测辐射热计元件、PbSe等光导电型元件构成。另外，与热电堆、微测辐射热计相比，其他元件的红外线检测速度极快。因此，即使电路结构相同，也可以通过加快AD转换速度来构成能够以极高的速度检测火焰的异常检测器。
放大部18、20、22分别独立地放大第一传感器12的各检测元件的电信号、第二传感器14的各检测元件的电信号、以及第三传感器16的各检测元件的电信号。
开关24包括开关部(省略图示)，该开关部以一定的时间依次切换由放大部18、20、22单独放大后的电信号，并汇集为一个电信号，开关24输出由该开关部汇集为一个的电信号。另外，也可以不设置开关24，而分别对放大部18、20、22设置AD转换部，将放大后的电信号分别转换为数字值并输出到第一运算处理部28。
第一运算处理部28以及第二运算处理部30分别由CPU构成。若利用针对每个功能实现单元分割的功能块来说明第一运算处理部28以及第二运算处理部30，则如图2所示，第一运算处理部28具备信号获取部40、修正系数设定部42、修正部44以及警报显示部46A。此外，第二运算处理部30具备平均计算部50、变化量计算部52、火灾判定部54、次数判定部56、警报控制部58、位置坐标计算部60、位置输出部62以及警报输出部46B。
信号获取部40根据从AD转换部26输出的信号，取得来自第一传感器12的各检测元件的电信号的值、来自第二传感器14的各检测元件的电信号的值、来自第三传感器16的各检测元件的电信号的值。
修正系数设定部42对第一传感器12的各检测元件、第二传感器14的各检测元件以及第三传感器16的各检测元件事先设定用于使传感器间的灵敏度的偏差均等化的修正系数、用于使异常检测器10的个体间的灵敏度的偏差均等化的修正系数以及用于进行偏移修正的修正系数。另外，各修正系数根据从黑体炉等基准光源照射红外光的基准光时由信号获取部40获取的电信号的各值来设定。
修正部44使用由修正系数设定部42设定的修正系数对由信号获取部40获取的来自第一传感器12的各检测元件的电信号的值、来自第二传感器14的各检测元件的电信号的值以及来自第三传感器16的各检测元件的电信号的值进行修正，并向第二运算处理部30输出。
平均计算部50针对第一传感器12的各检测元件，计算由修正部44修正的来自该检测单元的电信号的值的移动平均值(例如，过去100秒期间的平均值)，作为第一传感器12的该检测元件的信号的监视环境信号值(参见图3(A))。另外，平均计算部50同样针对第二传感器14的各检测元件，计算由修正部44修正的来自该检测元件的电信号的值的移动平均值，作为第二传感器14的该检测元件的信号的监视环境信号值。另外，平均计算部50同样针对第三传感器16的各检测元件，计算由修正部44修正的来自该检测元件的电信号的值的移动平均值，作为第三传感器16的该检测元件的信号的监视环境信号值。
变化量计算部52针对第一传感器12的各检测元件，计算由修正部44修正的来自该检测元件的电信号的实际值与由平均计算部50计算出的该检测元件的信号的监视环境信号值之差，作为第一变化量(参照图3(B))。另外，同样地，变化量计算部52针对第二传感器14的各检测元件，计算由修正部44修正的来自该检测元件的电信号的实际值与由平均计算部50计算出的该检测元件的信号的监视环境信号值之差，作为第二变化量。另外，同样地，变化量计算部52针对第三传感器16的各检测元件，计算由修正部44修正的来自该检测元件的电信号的实际值与由平均计算部50计算出的该检测元件的信号的监视环境信号值之差，作为第三变化量。
在此，对检测火焰的原理进行说明。
作为一个例子，如果接收到火焰的红外线辐射，则按照以下步骤(1)～(3)进行火灾判定。
(1)根据使用4.0μm附近带区的变化量和波长5.0μm附近带区的变化量的近似直线，算出相当于忽略二氧化碳共鸣辐射的波长4.5μm附近带区的计算值作为噪音量。
(2)计算噪音量与波长4.5μm附近的带区的变化量之比作为判定比。
(3)将求出的噪音量作为参照值，选择火灾判定用的阈值，应用判定值进行火灾判定。
这样，通过将噪音量作为阈值表的参照值进行处理，可以进行与难以检测火灾的环境或监视对象的变化相对应的火灾判定，使产品规格更可靠。
在4.5μm附近的带区，当满足判定比为阈值以上的条件时，判定为检测到火焰。另外，在阈值表中，按每个噪音量确定关于第一变化量(4.5μm附近)的判定比的阈值。
根据上述说明的原理，在本实施方式中，火灾判定部54对阵列传感器12B的各检测元件判定是否检测到火焰。具体而言，火灾判定部54在由变化量计算部52计算出的该检测元件的第一变化量(4.5μm附近)的值、与该检测元件对应的阵列传感器14B的检测元件的第二变化量(4.0μm附近)的值、以及与该检测元件对应的阵列传感器16B的检测元件的第三变化量(5.0μm附近)的值中的至少一个为阈值E以上，并且，对于根据第二变化量的值和第三变化量的值的近似直线得到的4.5μm附近的计算值(噪音量)与第一变化量之比，与阈值比较的结果满足预定的条件的情况下，判定为检测到火焰。
在此，火灾判定部54在第二变化量的值大于第三变化量的值时，将第一变化量的计算值作为噪音量，从阈值表取得针对噪音量与第一变化量之比的阈值，进行判定。另一方面，火灾判定部54在第二变化量的值为所述第三变化量的值以下的情况下，使用针对用于严格判定的预定之比的阈值进行判定。作为针对用于严格判定之比的阈值，例如使用与噪音量为0时对应的阈值即可。
上述火灾判定部54进行的判定以一定周期反复执行。
次数判定部56对阵列传感器12B的各检测元件进行以下处理。
次数判定部56在由火灾判定部54判定为连续探测到火焰的次数为预定的连续次数以上时，或由火灾判定部54判定为在一定时间内探测到火焰的次数为预定的累计次数以上时，将移动平均值设为固定值，并且输出火灾信号，并且，将该检测元件对应的预定位置作为火灾位置输出。另外，在火灾位置有多个的情况下，输出多个火灾位置。
在本实施方式中，根据噪音量和/或第一变化量与噪音量的差，变更与次数相关的阈值，以使输出火灾信号之前的火灾判定速度发生变化。例如，噪音量越大，或第一变化量与噪音量的差越大，则将与次数相关的阈值变更得越小，以使输出火灾信号之前的火灾判定速度越快。
警报控制部58在由次数判定部56输出了火灾信号的情况下，控制警报显示部46A及警报输出部46B，以报知火灾位置。例如，警报显示部46A使红色LED点亮，警报输出部46B使光电耦合器处于导通状态，并且使构成外部输出部32的触点输出运行。
位置坐标计算部60计算与次数判定部56输出的火灾位置对应的实际空间上的位置坐标。位置输出部62将由位置坐标计算部60计算出的火灾位置的位置坐标输出到外部装置。在外部装置中，使用所输出的位置坐标进行定点灭火。此时，在存在多个火灾位置的情况下，也可以赋予优先顺序来进行定点灭火。例如，也可以按照火灾规模从大到小的顺序进行定点灭火。
<异常检测器的作用>
下面，说明本发明的第一实施方式所涉及的异常检测器10的作用。
首先，对设置前的异常检测器10事先设定修正系数。具体地，异常检测器10的修正系数设定部42在从黑体炉等的基准光源向第一传感器12、第二传感器14和第三传感器16照射红外光基准光时，对第一传感器12的检测元件、第二传感器14的检测元件和第三传感器16的检测元件设置修正系数
设定了修正系数的异常检测器10设置在待进行火灾判定的场所。然后，从异常检测器10的第一传感器12的各检测元件、第二传感器14的各检测元件以及第三传感器16的各检测元件输出电信号，通过放大部18、20、22、开关24、AD转换部26将各信号值输入到第一运算处理部28时，通过异常检测器10的第一运算处理部28和第二运算处理部30，每隔一定的周期反复执行图4、图5所示的火灾判定处理程序。另外，对第一传感器12的每个检测元件执行火灾判定处理程序。
在步骤S100中，信号获取部40从AD转换部26输出的信号中获取来自第一传感器12的对象检测元件的电信号的值、来自第二传感器14的所对应的检测元件的电信号的值以及来自第三传感器16的所对应的检测元件的电信号的值。
在下一步骤S102中，修正部44使用预先设置的修正系数来修正在步骤S100中获得的来自第一传感器12的对象检测元件的电信号的值、来自第二传感器14的所对应的检测元件的电信号的值以及来自第三传感器16的所对应的检测元件的电信号的值。
然后，在步骤S104中，平均计算部50根据在步骤S102中修正的传感器值和过去在步骤S102中修正的传感器值，计算来自第一传感器12的对象检测元件的电信号的值、来自第二传感器14的所对应的检测元件的电信号的值和来自第三传感器16的所对应的检测元件的电信号的值的各自移动平均值。
在步骤S106中，变化量计算部52根据在上述步骤S102中修正的传感器值以及上述步骤S104中计算出的移动平均值，对来自第一传感器12的对象检测元件的电信号的值、来自第二传感器14的所对应的检测元件的电信号的值以及来自第三传感器16的所对应的检测元件的电信号的值，分别计算第一变化量、第二变化量以及第三变化量。
然后，在步骤S108中，火灾判定部54根据在上述步骤S106中计算出的第一变化量、第二变化量及第三变化量、和过去在上述步骤S106中计算出的第一变化量、第二变化量及第三变化量，判定是否将移动平均值降低到规定值。在第一变化量、第二变化量以及第三变化量中的任意一个值在一定的时间内持续为负的基准值以下的状态的情况下，判定为降低移动平均值。在降低移动平均值的情况下，移行至步骤S110，使用在步骤S102中修正的传感器值，针对来自第一传感器12的电信号的值、来自第二传感器14的电信号的值以及来自第三传感器16的电信号的值的各值，将移动平均值降低为规定值。
另一方面，在将移动平均值降低至规定值的情况下，移行至步骤S112。
在步骤S112中，火灾判定部54判定在上述步骤S106中计算出的第一变化量、第二变化量以及第三变化量是否全部小于预定的阈值E。在判定为第一变化量、第二变化量以及第三变化量全部小于预定的阈值E的情况下，在步骤S114中，如果当前时刻是火灾模式或注意输出模式，则转移到通常模式，结束火灾判定处理程序。另外，如果在当前时刻是通常模式，则仍然继续通常模式。
在判定为第一变化量、第二变化量以及第三变化量中的至少一个为预定的阈值E以上的情况下，在步骤S116中，火灾判定部54判定第二变化量是否为第三变化量以下。在第二变化量为第三变化量以下的情况下，在步骤S118中，表示可能由于热风错误判定火焰的疑问标记成立。另一方面，在第二变化量大于第三变化量的情况下，移行至到步骤S122。
然后，在步骤S122中，火灾判定部54根据在上述步骤S106中算出的第二变化量和第三变化量导出近似直线，使用导出的近似直线，算出与第一变化量对应的计算值作为噪音量。
在步骤S124中，火灾判定部54根据在上述步骤S118中设定的疑问标记和/或在上述步骤S122中算出的噪音量，获取与第一变化量相关的判定比的阈值。
然后，在步骤S125中，火灾判定部54根据上述步骤S122中算出的噪音量、和/或第一变化量与噪音量的差，设定与连续次数相关的阈值N和与累计次数相关的阈值M。
在接下来的步骤S126中，火灾判定部54根据在上述步骤S106中算出的第一变化量和在上述步骤S122中算出的噪音量，算出与第一变化量相关的判定比，使用在上述步骤S124中取得的阈值，判定与第一变化量相关的判定比是否为对应的阈值以上。在与第一变化量相关的判定比小于对应的阈值的情况下，判定为未探测到火焰，继续当前时刻的模式，结束火灾判定处理程序。
另一方面，在与第一变化量相关的判定比为对应的阈值以上的情况下，判定为检测到火焰，移行至步骤S128。
在步骤S128中，次数判定部56根据上述步骤S126的判定结果、过去的上述步骤S126的判定结果、以及在上述步骤S125中设定的与连续次数相关的阈值N，判定被判定为连续检测到火焰的次数是否在预定的连续次数N以上。当判定为连续检测到火焰的次数为连续次数N以上时，判断为发生了火灾，移行至步骤S134。另一方面，当判定为连续检测到火焰的次数小于连续次数N时，移行至步骤S130。
在步骤S130中，次数判定部56根据上述步骤S126的判定结果、过去的上述步骤S126的判定结果、以及与在上述步骤S125中设定的累计次数相关的阈值M，判定被判定为在一定时间内检测到火焰的次数是否在预定的累计次数M以上。当判定为在一定时间内检测到火焰的次数在累计次数M以上时，判断为发生了火灾，移行至步骤S134。另一方面，如果判定为连续检测到火焰的次数小于累计次数M，则移行至步骤S132，转移到注意输出模式，结束火灾判定处理程序。
在步骤S134中，次数判定部56设定为：将来自第一传感器12的对象检测元件的电信号的值、来自第二传感器14的所对应的检测元件的电信号的值、来自第三传感器16的所对应的检测元件的电信号的值的各自移动平均值固定为当前时刻的移动平均值。然后，在步骤S136中，警报控制部58转移到火灾模式，向警报显示部46A、警报输出部46B以及位置坐标计算部60输出火灾信号以及作为火灾位置的对于对象检测元件预定的位置，结束火灾判定处理程序。
如以上说明的那样，根据本发明实施方式所涉及的异常检测器，利用三个阵列传感器分别检测二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区的红外光、波长比二氧化碳共振辐射带短的带区在4.0μm附近的带区的红外光、及波长比二氧化碳共振辐射带长的带区在5.0μm附近的带区的红外光，并变换为直流成分的电信号。异常检测器根据各电信号的、相对于移动平均值的变化量即第一变化量、第二变化量和第三变化量，判定是否检测到火焰。由此，能够排除热风引起的误运行，能够对每个位置高精度地检测火焰。
另外，由于使用检测红外光并转换为直流成分的电信号的热电堆，所以不需要频率分解处理，能够早期检测到。
<变形例>
本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内，可以进行各种变形和应用。
例如，在上述实施方式中，异常检测器以对每个检测元件进行火灾判定的情况为例进行了说明，但不限于此。异常检测器也可以对阵列传感器的每个块进行火灾判定。在这种情况下，异常检测器可以针对阵列传感器12B的各块，根据该块中包括的阵列传感器12B的每个检测元件检测到的电信号的值、由该块对应的阵列传感器14B的块的每个检测元件检测到的电信号的值、以及由该块对应的阵列传感器16B的块的每个检测元件检测到的电信号的值，来确定是否检测到火焰，并且将被判定检测到火焰的块对应的预定区域判定为检测到火焰的位置。具体而言，异常检测器针对每个块，将由该块中包含的各检测元件检测出的电信号的值的平均值作为块的值。平均计算部50针对阵列传感器12B的各块，计算出关于该块的值的移动平均值，针对阵列传感器14B的各块，计算出关于该块的值的移动平均值，针对阵列传感器16B的各块，计算出关于该块的值的移动平均值。另外，变化量计算部52同样针对第一传感器12的各块，计算该块的实际值与该块的移动平均值之差，作为第一变化量。另外，同样地，变化量计算部52针对第二传感器14的各块，计算该块的实际值与由平均计算部50计算出的该块的移动平均值之差，作为第二变化量。另外，同样地，变化量计算部52针对第三传感器16的各块，计算该块的实际值与由平均计算部50计算出的该块的移动平均值之差，作为第三变化量。
此外，异常检测器也可以与上述实施方式同样地、对每个检测元件算出第一变化量、第二变化量、第三变化量，对阵列传感器的每个块进行火灾判定。在该情况下，异常检测器可以对每个检测元件根据第一变化量、第二变化量、第三变化量判定是否检测到火焰，如果对每个块判定为该块所含的检测元件中检测到火焰的检测元件的数量在阈值以上，则判定为该块检测到火焰。
此外，异常检测器也可以对阵列传感器的每个检测元件进行火灾判定，并且对阵列传感器的每个块进行火灾判定。
此外，在上述实施方式中，以异常检测器在火灾判定部54判定为连续检测到火焰的次数为预定的连续次数以上时、或火灾判定部54判定为在一定时间内检测到火焰的次数为预定的累计次数以上时输出火灾信号的情况为例进行了说明，但不限于此。也可以是异常检测器在火灾判定部54判定为连续检测到火焰的次数为预定的连续次数以上、且火灾判定部54判定为在一定时间内检测到火焰的次数为预定的累计次数以上时，输出火灾信号。
另外，除了二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区以外，以检测4.0μm附近的带区的红外线和5.0μm附近的带区的红外线的情况为例进行了说明，但并不限定于此。作为二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区以外，如果是与二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区不同的两个以上带区的红外线，则可以检测其他带区的红外线。例如，也可以分别检测波长比二氧化碳共振辐射带短的两个以上带区的红外线。
另外，也可以分别检测波长比二氧化碳共振辐射带长的两个以上带区的红外线。即使在该情况下，也可以对波长比二氧化碳共振辐射带长的两个带区(例如，5.0μm附近的带区和6.0μm附近的带区)计算第二变化量的值及第三变化量的值，计算由第二变化量的值及第三变化量的值的近似直线得到的4.5μm附近的计算值(噪音量)。
另外，平均计算部50以计算来自各传感器的电信号的值的移动平均值作为各传感器的信号的监视环境信号值的情况为例进行了说明，但并不限于此。异常检测器可以计算来自各传感器的电信号的值的加权平均值作为各传感器的信号的监视环境信号值。
另外，在上述实施方式中，以从阈值表取得阈值的情况为例进行了说明，但不限于此。也可以预先导出用于求出阈值的函数，从该函数取得阈值。
此外，火灾判定部54以判定第一变化量与噪音量的判定比是否为判定阈值以上，判定是否探测到火焰的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，火灾判定部54也可以判定第一变化量与噪音量的差是否为判定阈值以上，从而判定是否探测到火焰。此外，例如火灾判定部54也可以判定第一变化量与噪音量的差是否为判定阈值以上、以及第一变化量与噪音量的判定比是否为判定阈值以上，从而判定是否检知到火焰。
另外，以在第一传感器12、第二传感器14以及第三传感器16的全部中使用阵列传感器的情况为例进行了说明，但并不限定于此。也可以在第一传感器12、第二传感器14以及第三传感器16的至少一个中，使用阵列传感器。例如，也可以使用阵列传感器12B构成第一传感器12，在第二传感器14以及第三传感器16中，不使用阵列传感器，而使用一个检测元件来构成。在该情况下，只要按照阵列传感器12B的各检测元件，算出第一变化量、第二变化量、第三变化量，在进行火灾判定时，作为第二变化量，共同使用针对第二传感器14的一个检测元件算出的变化量，作为第三变化量，共同使用针对第三传感器16的一个检测元件算出的变化量即可。
另外，也可以不检测火焰，而检测异常温度。在这种情况下，利用三个阵列传感器分别检测二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区的红外光、波长比二氧化碳共振辐射带短的带区在4.0μm附近的带区的红外光以及波长比二氧化碳共振辐射带长的带区在5.0μm附近的带区的红外光，并变换为直流成分的电信号。异常检测器对阵列传感器的各检测元件，根据各自的电信号的相对于移动平均值的变化量即第一变化量、第二变化量以及第三变化量中的任意多个，判定是否检测到异常温度。例如，针对阵列传感器的各检测元件，如图7所示，根据第二变化量与第三变化量之比和温度的关系，根据第二变化量与第三变化量之比来推测温度，判定是否检测到异常温度。另外，可以根据第一变化量与第二变化量之比来推定温度，判定是否检测到异常温度，也可以根据第一变化量与第三变化量之比来推定温度，判定是否检测到异常温度。此外，也可以对阵列传感器的各检测元件，根据第一变化量、第二变化量及第三变化量，判定是否检测到火焰，并且根据第一变化量、第二变化量及第三变化量中的任意多个，推定温度，判定是否检测到异常温度。
[第二实施方式]
<系统构成>
以下，说明本发明的第二实施方式所涉及的异常检测器。
如图8所示，本发明第二实施方式所涉及的异常检测器210具有：检测出火焰发出的二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区的红外光的第一传感器212、检测出波长比二氧化碳共振辐射带短的带区在4.0μm附近的带区的红外光的第二传感器214、检测出波长比二氧化碳共振辐射带长的带区在5.0μm附近的带区的红外光的第三传感器216、检测从2.0μm附近到5.0μm附近的带区的红外光的第四传感器217。异常检测器210包括：放大来自第一传感器212的信号的放大部218、放大来自第二传感器214的信号的放大部220、放大来自第三传感器216的信号的放大部222、放大来自第四传感器217的信号的放大部223、放大来自放大部218、220、222、223的信号的开关224、以及将来自开关224的信号转换为数字值的AD转换部226。异常检测器210具有控制用于火焰检测的前处理和外部输出部232的第一运算处理部228、进行检测火焰的处理的第二运算处理部230、以及外部输出部232。
第一传感器212具备使火焰发出的二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区的红外光透过的滤光器212A、检测出透过滤光器212A的红外光并转换为直流成分的电信号的检测元件212B。
第二传感器214具备使波长比二氧化碳共振辐射带短的带区在4.0μm附近的带区的红外光透过的滤光器214A、检测出透过滤光器214A的红外光并转换为直流成分的电信号的检测元件214B。
第三传感器216具备使波长比二氧化碳共振辐射带长的带区在5.0μm附近的带区的红外光透过的滤光器216A、检测出透过滤光器216A的红外光并转换为直流成分的检测元件216B。
第四传感器217具备使从2.0μm附近到在5.0μm附近的带区的红外光透过的滤光器217A、将检测出透过滤光器217A的红外光并转换为直流成分的电信号的检测元件排列成二维形状形成的阵列传感器217B、以及配置在滤光器217A的前面的光学透镜217C。
此外，阵列传感器217B以预定的监视角度(例如90度)检测红外光，阵列传感器217B的检测元件检测出来自预定的区域的红外光。
另外，光学透镜217C由一片以上的透镜构成。此外，为了针对阵列传感器217B的较宽的监视角度，尽可能将焦点聚焦在平面上，优选光学透镜217C由两片以上的透镜构成。此外，为了减少由于透镜的反射而引起的损失，可以通过在透镜上沉积抗反射膜(AR涂层)来增加检测元件的灵敏度。透镜材料的实例为蓝宝石、硫属化物玻璃、硅、锗等。
另外，为了可靠地捕捉检测出二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区的红外光的较弱电信号，也可以进一步设置与第一传感器212相同的传感器。另外，也可以在滤光器212A、214A、216A的前面配置光学透镜
检测元件212B、214B、216B以及阵列传感器217B的检测元件由热电堆构成，但也可以由InAsSb元件、微测辐射热计等其他的光电型元件、利用电阻变化的微测辐射热计元件、PbSe等光导电型元件构成。另外，与热电堆或微测辐射热计相比，其他元件的红外线检测速度极快。因此，即使电路结构相同，也可以通过加快AD转换速度来构成能够以极高的速度检测火焰的异常检测器。
放大部218、220、222、223分别独立地放大第一传感器212的检测元件212B的电信号、第二传感器214的检测元件214B的电信号、第三传感器216的检测元件216B的电信号、以及第四传感器217的各检测元件的电信号。
开关224包括开关部(省略图示)，该开关部以一定的时间依次切换由放大部218、220、222、223单独放大的电信号，汇集成一个电信号，根据该电信号的强度，选择性地放大由该开关部汇集成一个的电信号。例如，当信号较小时，放大为高增益，当信号大时，放大为低增益。另外，也可以不设置开关224，而对各放大部218、220、222、223设置AD转换部，将放大后的电信号单独地转换为数字值并输出到第一运算处理部228。
第一运算处理部228以及第二运算处理部230分别由CPU构成。如果用针对每个功能实现单元分割的功能块说明第一运算处理部228以及第二运算处理部230，则如图9所示，第一运算处理部228具备信号获取部240、修正系数设定部242、修正部244以及警报显示部246A。此外，第二运算处理部230具有平均计算部250、变化量计算部252、火灾判定部254、次数判定部256、位置判定部257、警报控制部258、位置坐标计算部260、位置输出部262以及警报输出部246B。
信号获取部240根据从AD转换部226输出的信号，获取来自第一传感器212的检测元件212B的电信号的值、来自第二传感器214的检测元件214B的电信号的值、来自第三传感器216的检测元件216B的电信号的值以及来自第四传感器217的各检测元件的电信号的值。
修正系数设定部242对第一传感器212的检测元件212B、第二传感器214的检测元件214B、第三传感器216的检测元件216B，事先设定用于使传感器间的灵敏度的偏差均等化的修正系数、用于使异常检测器210的个体间的灵敏度的偏差均等化的修正系数、以及用于进行偏移修正的修正系数。根据当从黑体炉等的基准光源照射红外光的基准光时由信号获取部240获取的电信号的各值来设定各修正系数。
修正部244使用由修正系数设定部242设定的修正系数，对由信号获取部240获取的来自第一传感器212的检测元件212B的电信号的值、来自第二传感器214的检测元件214B的电信号的值以及来自第三传感器216的检测元件216B的电信号的值进行修正，并向第二运算处理部230输出。
平均计算部250针对第一传感器212的检测元件212B，计算由修正部244修正的来自检测元件212B的电信号的值的移动平均值(例如，过去100秒期间的平均值)，作为该检测元件212B的信号的监视环境信号值(参见图3A)。另外，平均计算部250同样针对第二传感器214的检测元件214B，计算由修正部244修正的来自第二传感器214的检测元件214B的电信号的值的移动平均值，作为该检测元件214B的信号的监视环境信号值。此外，平均计算部250同样针对第三传感器216的检测元件216B，计算由修正部244修正的来自该检测元件216B的电信号的值的移动平均值，作为该检测元件216B的信号的监视环境信号值。
变化量计算部252针对第一传感器212的检测元件212B，计算由修正部244修正的来自该检测元件212B的电信号的实际值与由平均计算部250计算出的该检测元件212B的信号的监视环境信号值之差，作为第一变化量计算(参照图3(B))。另外，同样地，变化量计算部252针对第二传感器214的检测元件214B，计算由修正部244修正的来自该检测元件214B的电信号的实际值与由平均计算部250算出的该检测元件214B的信号的监视环境信号值之差，作为第二变化量计算。另外，变化量计算部252同样针对第三传感器216的检测元件216B，计算由修正部244修正的来自该检测元件216B的电信号的实际值与由平均计算部250计算出的该检测元件216B的信号的监视环境信号值之差，作为第三变化量。
火灾判定部254在由变化量计算部252计算出的检测元件212B的第一变化量(4.5μm附近)的值、检测元件214B的第二变化量(4.0μm附近)的值及检测元件216B的第三变化量(5.0μm附近)的值中的至少一个为阈值E以上，且由第二变化量的值及第三变化量的值的近似直线得到的4.5μm附近的计算值(噪音量)与第一变化量之比与阈值比较的结果满足预定条件时，判定为检测到火焰。
这里，火灾判定部254在第二变化量的值大于第三变化量的值时，将第一变化量的计算值作为噪音量，从阈值表获取针对噪音量与第一变化量之比的阈值，进行判定。另一方面，火灾判定部254在第二变化量的值为所述第三变化量的值以下的情况下，使用针对用于严格判定的预定之比的阈值进行判定。作为针对用于严格判定之比的阈值，例如使用与噪音量为0时对应的阈值。
上述火灾判定部254进行的判定以一定周期反复执行。
次数判定部256在火灾判定部254判定为连续检测到火焰的次数为预定的连续次数以上时，或火灾判定部254判定为在一定时间内探测到火焰的次数为预定的累计次数以上时，将移动平均值设为固定值，并且输出火灾信号。
位置判定部257在火灾判定部254判定为连续检测到火焰的次数为预定的连续次数以上时，或者火灾判定部254判定为在一定时间内检测到火焰的次数为预定的累计次数以上时，根据由阵列传感器217B的各检测元件检测出的电信号的值，把电信号的值最大的检测元件对应的预定位置判定为火灾位置并输出。另外，在火灾位置有多个的情况下，输出多个火灾位置。
在本实施方式中，根据噪音量和/或第一变化量与噪音量的差，变更与次数相关的阈值，以使输出火灾信号之前的火灾判定速度发生变化。例如，噪音量越大，或第一变化量与噪音量的差越大，则将与次数相关的阈值变更得越小，以使输出火灾信号之前的火灾判定速度越快。
警报控制部258在由次数判定部256输出了火灾信号的情况下，控制警报显示部246A和警报输出部246B，以报知火灾位置。例如，警报显示部246A使红色LED点亮，警报输出部246B使光电耦合器处于导通状态，使构成外部输出部232的触点输出运行。
位置坐标计算部260计算与位置判定部257输出的火灾位置对应的实际空间上的位置坐标。位置输出部262将由位置坐标计算部260计算出的火灾位置的位置坐标输出到外部装置。在外部装置中，使用所输出的位置坐标进行定点灭火。此时，在存在多个火灾位置的情况下，也可以赋予优先顺序来进行定点灭火。例如，也可以按照火灾规模从大到小的顺序进行定点灭火。
<异常检测器的作用>
下面，说明本发明第二实施方式的异常检测器210的作用。
首先，对设置前的异常检测器210事先设定修正系数。具体地，当从黑体炉等基准光源向第一传感器212、第二传感器214和第三传感器216照射红外光基准光时，异常检测器210的修正系数设定部242对第一传感器212的检测元件212B、第二传感器214的检测元件214B和第三传感器216的检测元件216B设定修正系数。
设定了修正系数的异常检测器210被设置在待进行火灾判定的场所。然后，从异常检测器210的第一传感器212的检测元件212B、第二传感器214的检测元件214B、第三传感器216的检测元件216B和第四传感器217的各检测元件输出电信号，各信号值经由放大部218、220、222、223、开关224、AD转换部226输入到第一运算处理部228时，通过异常检测器210的第一运算处理部228和第二运算处理部230，每隔一定周期反复执行图10、图11所示的火灾判定处理程序。
在步骤S200中，信号获取部240根据从AD转换部226输出的信号，获取来自第一传感器212的检测元件212B的电信号的值、来自第二传感器214的检测元件214B的电信号的值、来自第三传感器216的检测元件216B的电信号的值。
在下一步骤S202中，修正部244使用预定的修正系数来修正在步骤S200中获得的来自第一传感器212的检测元件212B的电信号的值、来自第二传感器214的检测元件214B的电信号的值以及来自第三传感器216的检测元件216B的电信号的值。
然后，在步骤S204中，平均计算部250根据在步骤S202中修正的传感器值和过去在步骤S202中修正的传感器值，针对来自第一传感器212的检测元件212B的电信号的值、来自第二传感器214的检测元件214B的电信号的值和来自第三传感器216的检测元件216B的电信号的值中的每一个值，计算移动平均值。
步骤S206中，变化量计算部252针对来自第一传感器212的检测元件212B的电信号的值、来自第二传感器214的检测元件214B的电信号的值、来自第三传感器216的检测元件216B的电信号的值的各值，根据上述步骤S202修正的传感器值以及上述步骤S204计算出的移动平均值，计算第一变化量、第二变化量、第三变化量。
然后，在步骤S208中，火灾判定部254根据在上述步骤S206中计算出的第一变化量、第二变化量、第三变化量和过去在上述步骤S206中计算出的第一变化量、第二变化量、第三变化量，判定是否将移动平均值降低到规定值。例如，在第一变化量、第二变化量、第三变化量中的任意一个值在一定的时间内持续为负的基准值以下的状态的情况下，判定为将移动平均值降低到规定值。如果将移动平均值降低到预定值，则移行到步骤S210，使用在步骤S202中修正的传感器值，针对来自第一传感器212的电信号的值、来自第二传感器214的电信号的值和来自第三传感器216的电信号的值中的每一个值，将移动平均值降低到预定值。
另一方面，在移动平均值未降低到规定值的情况下，移行到步骤S212。
在步骤S212中，火灾判定部254判定在上述步骤S206中计算出的第一变化量、第二变化量、第三变化量是否全部小于预定的阈值E。在判定为第一变化量、第二变化量、第三变化量全部小于预定的阈值E的情况下，在步骤S214中，如果当前时刻是火灾模式或注意输出模式，则转移到通常模式，结束火灾判定处理程序。另外，如果在当前时刻是通常模式，则仍然继续通常模式。
如果判定第一变化量、第二变化量、第三变化量中的至少一个在预定的阈值E以上，则在步骤S216中，火灾判定部254判定第二变化量是否在第三变化量以下。在第二变化量为第三变化量以下的情况下，在步骤S218中，表示可能由于热风错误判定火焰的疑问标记成立。另一方面，在第二变化量大于第三变化量的情况下，移行至步骤S222。
然后，在步骤S222中，火灾判定部254根据在上述步骤S206中算出的第二变化量、第三变化量导出近似直线，使用导出的近似直线，算出与第一变化量对应的计算值作为噪音量。
在步骤S224中，火灾判定部254根据在上述步骤S218中设定的疑问标记和/或在上述步骤S222中算出的噪音量，获取与第一变化量相关的判定比的阈值。
然后，在步骤S225中，火灾判定部254根据在上述步骤S222中计算出的噪音量和/或第一变化量与噪音量的差，设定与连续次数相关的阈值N和与累计次数相关的阈值M。
在接下来的步骤S226中，火灾判定部254根据在上述步骤S206中算出的第一变化量和在上述步骤S222中算出的噪音量，计算出与第一变化量相关的判定比，使用在上述步骤S224中获取的阈值，判定与第一变化量相关的判定比是否为对应的阈值以上。在与第一变化量相关的判定比小于对应的阈值的情况下，判定为未探测到火焰，继续当前时刻的模式，结束火灾判定处理程序。
另一方面，在与第一变化量相关的判定比为对应的阈值以上的情况下，判定为探测到了火焰，移行至步骤S228。
在步骤S228中，次数判定部256根据上述步骤S226的判定结果、过去的上述步骤S226的判定结果、以及在上述步骤S225中设定的与连续次数相关的阈值N，判定被判定为连续检测到火焰的次数是否在预定的连续次数N以上。当判定为连续检测到火焰的次数为连续次数N以上时，判断为发生了火灾，移行至步骤S234。另一方面，当判定为连续检测到火焰的次数小于连续次数N时，移行至步骤S230。
在步骤S230中，次数判定部256根据上述步骤S226的判定结果、过去的上述步骤S226的判定结果、以及在上述步骤S225中设定的与累计次数相关的阈值M，判定在一定时间内检测到火焰的次数是否为预定的累计次数M以上。当判定为在一定时间内检测到火焰的次数在累计次数M以上时，判断为发生了火灾，移行至步骤S234。另一方面，当判定为连续检测到火焰的次数小于累计次数M时，移行至步骤S232，转移到注意输出模式，结束火灾判定处理程序。
在步骤S234中，次数判定部256设定为：将针对来自第一传感器212的检测元件212B的电信号的值、来自第二传感器214的检测元件214B的电信号的值、来自第三传感器216的检测元件216B的电信号的值的各自移动平均值固定为当前时刻的移动平均值。然后，在步骤S236中，警报控制部258转移到火灾模式，向警报显示部246A和警报输出部246B输出火灾信号。
在步骤S238中，信号获取部240从AD转换部226输出的信号中获取来自第四传感器217的各检测元件的电信号的值。
然后，在步骤S240中，根据第四传感器217的各检测元件检测出的电信号的值，将电信号的值最大的检测元件对应的预定的位置判定为火灾位置，并向位置坐标计算部260输出，结束火灾判定处理程序。
如以上所说明的，根据本发明第二实施方式所涉及的异常检测器，分别检测二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区的红外光、波长比二氧化碳共振辐射带短的带区在4.0μm附近的带区的红外光、及波长比二氧化碳共振辐射带长的带区在5.0μm附近的带区的红外光，并变换为直流成分的电信号。异常检测器根据各电信号的相对于移动平均值的变化量即第一变化量、第二变化量和第三变化量，判定是否检测到火焰。由此，能够排除热风引起的误运行，高精度地检测火焰。此外，可以根据由阵列传感器的各检测元件检测到的电信号的值，判定检测到火焰的位置。
另外，由于使用检测出各种红外光并转换为直流成分的电信号的热电堆，所以不需要频率分解处理，能够早期检测到。
<变形例>
本发明不限于上述实施方式，并且在不脱离本发明主旨的范围内，可以进行各种变形和应用。
例如，在上述实施方式中，以根据由阵列传感器217B的各检测元件检测出的电信号的值来判定火灾位置的情况为例进行了说明，但不限于此。平均计算部250可以以与来自第一传感器212的检测元件212B的电信号的值、来自第二传感器214的检测元件214B的电信号的值和来自第三传感器216的检测元件216B的电信号的值相同的方式计算由阵列传感器217B的每个检测元件检测的电信号的值的移动平均值。此外，变化量计算部252也可以针对阵列传感器217B的各检测元件，计算出相对于移动平均值的实际值的变化量，根据相对于由阵列传感器217B的各检测元件检测出的电信号的值的变化量，判定火灾位置。在这种情况下，只要将变化量为最大值的检测元件对应的预定的位置判定为火灾位置即可。
此外，在上述实施方式中，异常检测器以根据由阵列传感器217B的各检测元件检测出的电信号的值来判定火灾位置的情况为例进行了说明，但不限于此。异常检测器也可以根据阵列传感器217B的每个块的电信号的值，判定火灾位置。在这种情况下，对于阵列传感器217B的各块，将由该块中包含的各检测元件检测出的电信号的值的平均值作为该块的值。并且，异常检测器将块的值为最大值的块对应的预定的区域判定为火灾位置即可。
此外，异常检测器也可以对阵列传感器的每个检测元件进行火灾位置的判定，并且对阵列传感器的每个块进行火灾位置的判定。
此外，在上述实施方式中，以火灾判定部254判定为连续检测到火焰的次数在预定的连续次数以上时、或火灾判定部254判定为在一定时间内检测到火焰的次数在预定的累计次数以上时输出火灾信号的情况为例进行了说明，但不限于此。也可以是在火灾判定部254判定为连续探测到火焰的次数为预定的连续次数以上、且火灾判定部54判定为在一定时间内探测到火焰的次数为预定的累计次数以上的情况下，输出火灾信号。
另外，除了二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区以外，以检测4.0μm附近的带区的红外线和5.0μm附近的带区的红外线的情况为例进行了说明，但并不限定于此。作为二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区以外，只要是与二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区不同的两个以上带区的红外线，都可以检测其他带区的红外线。例如，也可以分别检测波长比二氧化碳共振辐射带短的两个以上带区的红外线。
另外，也可以分别检测波长比二氧化碳共振辐射带长的两个以上带区的红外线。即使在该情况下，也可以对波长比二氧化碳共振辐射带长的两个带区(例如，5.0μm附近的带带区和6.0μm附近的带区域)计算第二变化量的值及第三变化量的值，计算由第二变化量的值及第三变化量的值的近似直线得到的4.5μm附近的计算值(噪音量)。
另外，平均计算部250以计算来自各传感器的电信号的值的移动平均值作为各传感器的信号的监视环境信号值的情况为例进行了说明，但并不限定于此。平均计算部250也可以计算来自每个传感器的电信号的值的加权平均值作为每个传感器的信号的监视环境信号值。
另外，在上述实施方式中，以从阈值表取得阈值的情况为例进行了说明，但不限于此。也可以预先导出用于求出阈值的函数，从该函数取得阈值。
此外，火灾判定部254以判定第一变化量与噪音量的判定比是否在判定阈值以上，判定是否探测到火焰的情况为例进行了说明，但不限于此。例如，火灾判定部254也可以判定第一变化量与噪音量的差是否在判定阈值以上，从而判定是否探测到火焰。此外，例如火灾判定部254也可以判定第一变化量与噪音量的差是否在判定阈值以上以及第一变化量与噪音量的判定比是否在判定阈值以上，从而判定是否检知到火焰。
以与阵列传感器217B对应的滤光器217A透过从大约2.0μm到大约5.0μm的带区的红外光的情况为例进行了说明，但不限于此，也可以使用透过从大约2.0μm到大约5.0μm的带区的一部分的滤光器。
另外，也可以不检测火焰，而检测异常温度。在这种情况下，分别检测二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区的红外光、波长比二氧化碳共振辐射带短的带区在4.0μm附近的带区的红外光以及波长比二氧化碳共振辐射带长的带区在5.0μm附近的带区的红外光，并变换为直流成分的电信号。异常检测器根据各自的电信号的相对于移动平均值的变化量即第一变化量、第二变化量以及第三变化量中的任意多个，判定是否检测到异常温度。例如，如图7所示，根据第二变化量与第三变化量之比和温度的关系，根据第二变化量与第三变化量之比来推测温度，判定是否检测到异常温度。另外，可以根据第一变化量与第二变化量之比来推定温度，判定是否检测到异常温度，也可以根据第一变化量与第三变化量之比来推定温度，判定是否检测到异常温度。此外，也可以根据第一变化量、第二变化量及第三变化量，判定是否检测到火焰，并且根据第一变化量、第二变化量及第三变化量中的任意多个，推定温度，判定是否检测到异常温度。
[第三实施方式]
<第三实施方式的概要>
第三实施方式追加了异常检测器的点检功能及监视窗的污染检测功能。本发明的实施方式的特征在于，利用自然光代替为点检窗的污染程度而设置的点检光源，点检窗的污染程度及光学系统的异常状态。通过利用自然光，能够去掉以往使用的点检光源，不仅增加框体设计的自由度，而且也有助于削减消耗电力和成本。进而，由于在点检时不需要光源的点亮或闪烁时间，所以能够实现安全度更高的监视环境。
在本发明的实施方式中，对于异常检测器的点检功能和监视窗的污染检测功能，最小构成要件是获取来自外部的自然光的监视窗和波长区域不同的最低两种检测元件。在上述异常检测器中，利用各检测元件检测出与两种检测元件的波长区域对应的自然光1、2中的透过监视窗的光(透射光1、2)。在此，在监视窗附着有污垢的情况下，自然光1、2的一部分被污垢吸收，透射光1、2的强度衰减。此时，自然光1和自然光2由于波长区域而在各自的衰减率上产生差异(图12)。这里，由于自然光的光量因各种外部因素而变化，所以透射光1、2的强度随之变动。因此，通过计算透射光1、2的强度比，并根据该比值的大小判定污染程度，从而能够与光量的大小无关地判定污染量。另外，对于作为异常检测器的点检功能和监视窗的污染检测功能的构成要件的检测元件，也可将用于异常检测器本来目的的检测元件与用于检测窗污染的元件合用。
<系统构成>
以下，说明本发明第三实施方式所涉及的异常检测器。另外，对于与第一实施方式相同的结构部分，标注相同的标号并省略说明。
如图13所示，第三实施方式所涉及的异常检测器310在框体310A的局部设置有监视窗330。另外，异常检测器310具备经由监视窗330检测比二氧化碳共振辐射带短的带区在4.0μm附近的带区的红外光的第一传感器12、经由监视窗330检测火焰发出的二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区的红外光的第二传感器14、经由监视窗330检测比二氧化碳共振辐射带长的带区在5.0μm附近的带区的红外光的第三传感器16、经由监视窗330检测比上述三个带区短的带区在3.0μm附近的带区的光的第四传感器318。异常检测器310包括放大部18、20、22、将来自第四传感器318的信号放大的放大部322、将来自放大部18、20、22、322的信号放大的开关24、AD转换部26、第一运算处理部28、第二运算处理部30、以及外部输出部32。另外，也可以不设置开关24，而对各放大部18、20、22、322设置AD转换部，将放大后的电信号分别转换为数字值并输出到第一运算处理部28。
第四传感器318具备使透过监视窗330的自然光中的作为包含4.0μm以下的可见光区域的范围的至少一部分的短波长区域的光透过的滤光器318A、以及检测出透过滤光器318A的光并转换为直流成分的电信号的检测元件318B。
第一传感器12～第四传感器318的各检测元件由热电堆构成，但也可以由InAsSb元件等其他光电型元件、利用电阻变化的微辐射测量计元件、PbSe等光导电型元件构成。另外，与热电堆或微测辐射热计相比，其他元件的红外线检测速度极快。因此，即使电路结构相同，也可以通过加快AD转换速度来构成能够以极高的速度检测火焰的异常检测器。
第一运算处理部28以及第二运算处理部30分别由CPU构成。若利用针对每个功能实现单元分割的功能块来说明第一运算处理部28以及第二运算处理部30，则如图14所示，第一运算处理部28具备信号获取部40、修正系数设定部42、修正部44以及警报显示部46A。另外，第二运算处理部30具备平均计算部50、变化量计算部52、火灾判定部54、次数判定部56、警报控制部58、位置坐标计算部60、位置输出部62、异常判定部364以及警报输出部46B。
平均计算部50针对第一传感器12的各检测元件，计算由修正部44修正的来自该检测元件的电信号的值的移动平均值。平均计算部50同样地针对第二传感器14的各检测元件，计算由修正部44修正的来自该检测元件的电信号的值的移动平均值。另外，平均计算部50同样地针对第三传感器16的各检测元件，计算由修正部44修正的来自该检测元件的电信号的值的移动平均值。平均计算部50同样地计算来自第四传感器318的检测元件318B的电信号的值的移动平均值。
下面，对判定窗污染的原理进行说明。
在此，考虑自然光以强度I0入射到异常检测器310的监视窗330，一部分被污物吸收后，由检测元件检测出透射光强度I。这样，强度I根据比尔定律由下式表示。
(数1)
I＝I0×exp(-αx) (1)
另外，α是吸收系数，x是污染厚度。另外，α根据消光系数k和光的波长λ表示为：
(数2)
α＝4πk/λ (2)
因此，强度I使用光的波长λ表示如下。
(数3)
I＝I0×exp(-4πkx/λ) (3)
在此，kx是与监视窗的污染量有关的因子，因此透射光能够表达为污染量和波长的关系式。
这里，对于没有污染的情况(k0、x0)，如果将自然光中波长λ1的强度设为I1,0，将波长λ2的强度设为I2,0，则透射光强度I1、I2表示如下。
(数4)
I1＝I1，0×wxp(-4πk0x0/λ1) (4)
(数5)
I2＝I2，0×exp(-4πk0x0/λ2) (5)
由此，正常时的透射光强度比由下式表示。
(数6)
其中，不存在污染的情况下，近似于k0x0＝0，因此，上式简化如下。
(数7)
另一方面，对于存在窗污染的情况(k'、x')，如果将自然光中波长λ1的强度设为I1,0'，将波长λ2的强度设为I2,0'，则透射光强度I1'、I2'之比表示如下。
(数8)
在此，由于固定环境下的自然光强度比大致相等，能够近似为I1,0'/I2,0'≈I1,0/I2,0，因此(8)式能够表示如下。
(数9)
这里，如果设定不存在窗污染时和存在窗污染时的透射光强度比之比，则由式(7)和式(9)导出下式。
(数10)
根据(10)，透射光强度比之比表示为监视窗的污染程度(k'x')的关系式，与污染程度一起减小。
因此，对于异常检测器，通过对初始设置时等的没有窗污染的状态和经过任意时间后等的有窗污染的状态比较各自的透射光强度比，就能判定污染程度。进而，通过对透射光强度比之比设置阈值，还能够在形成一定以上的污垢的情况下发出唤起窗清扫的注意输出等。
在本实施方式中，考虑从第四传感器318的检测元件318B(波长区域3.0[μm]＝λ1)和第三传感器16的检测元件(波长区域5.0[μm]＝λ2)判定污染量的情况。根据上述[10]式，如果假定污染很少时的消光系数k为0.02[-]、污染厚度x为10[μm]，污染较多时的消光系数k为0.1[-]、污染厚度x为10[μm]，则各状况下的透射光强度比之比如下所述。
首先，在污染很少的情况下(k＝0.02)，透射光强度比之比通过下式计算。
(数11)
另外，污染较多情况下(k＝0.1)，透射光强度比之比通过下式计算。
【标号12】
如上所述，透射光强度比之比与污染程度一起变小，作为例子，在本值低于阈值0.2的情况下，可以客观地判定窗被污染。另外，本条件定义的消光系数k和污染厚度x随污染条件(污染的种类和颜色等)而变化，所以可以根据设置异常检测器的场所改变阈值。
在此，在由第四传感器318的检测元件318B检测的自然光的波长区域接近由第一传感器12的检测元件～第三传感器16的检测元件检测的自然光的波长区域的情况下，由污染引起的衰减率与第一传感器12～第三传感器16的检测元件为相同程度，难以进行污染检测。因此，由第四传感器318的检测元件318B检测的波长区域优选比由第一传感器12的检测元件至第三传感器16的检测元件检测的自然光的波长区域更远离可见光侧。
根据以上说明的原理，在本实施方式中，异常判定部364使用来自第三传感器16的检测元件的电信号的值的移动平均值以及来自第四传感器318的检测元件318B的电信号的值的移动平均值，判定监视窗330、第三传感器16、第四传感器318、放大部18、20、22、322、开关24、AD转换部26、第一运算处理部28或第二运算处理部30是否正常。
具体而言，异常判定部364按照上述(10)式计算出来自第三传感器16的检测元件的电信号的值的移动平均值与来自第四传感器318的检测元件318B的电信号的值的移动平均值之比、以及预先求出的正常时来自第三传感器16的检测元件的电信号的值与正常时来自第四传感器318的检测元件318B的电信号的值之比。异常判定部364在将算出的比之比与窗污染警报阈值、异常警报阈值以及传感器不良/光源不良阈值进行比较的结果满足预定的条件的情况下，判定为监视窗330、第三传感器16、第四传感器318、放大部18、20、22、322、开关24、AD转换部26、第一运算处理部28或者第二运算处理部30处于异常状态。
在本实施方式中，异常判定部364在按照上述(10)式算出的比的值为窗污染警报阈值以上的情况下、或者为异常警报阈值以上的情况下，判定为监视窗330处于因窗污染引起的异常状态。另外，在按照上述(10)式计算出的比的值为传感器不良、光源不良阈值以下的情况下，异常判定部364判定为第三传感器16、第四传感器318、放大部18、20、22、322、开关24、AD转换部26、第一运算处理部28或者第二运算处理部30处于异常状态。
警报控制部58在由异常判定部364判定为异常状态的情况下，控制警报显示部46A以及警报输出部46B以报告异常状态。
<异常检测器的作用>
下面，对本实施方式所涉及的异常检测器310的作用进行说明。
首先，在待进行火灾判定的场所设置异常检测器310。然后，在监视窗330、第三传感器16、第四传感器318、放大部18、20、22、322、开关24、AD转换部26、第一运算处理部28以及第二运算处理部30的正常初始状态下，异常检测器310获取来自第三传感器16的检测元件的电信号的值和来自第四传感器318的检测元件的电信号的值，设定为正常时的值。
另外，从异常检测器310的第一传感器12、第二传感器14、第三传感器16以及第四传感器318分别输出电信号，并经由放大部18、20、22、322、开关24以及AD转换部26将各信号的值输入到第一运算处理部28。此时，通过异常检测器310的第一运算处理部28和第二运算处理部30，每隔一定的周期反复执行上述图4、上述图5所示的火灾判定处理程序。
另外，通过异常检测器310的第一运算处理部28和第二运算处理部30，每隔一定期间执行图15所示的异常状态判定处理程序。
在步骤S300中，信号获取部40根据从AD转换部26输出的信号，获取来自第一传感器12的电信号的值、来自第二传感器14的电信号的值、来自第三传感器16的电信号的值以及来自第四传感器318的电信号的值。
然后，在步骤S302中，平均计算部50针对来自第三传感器16的电信号的值以及来自第四传感器318的电信号的值，分别根据在上述步骤S300中取得的电信号的值和过去在上述步骤S300中取得的电信号的值来计算移动平均值。
然后，在步骤S304中，异常判定部364根据来自第三传感器16的电信号的值的移动平均值和来自第四传感器318的电信号的值的移动平均值来计算移动平均值之比。另外，异常判定部364算出预先求出的、正常时来自第三传感器16的电信号的值与正常时来自第四传感器318的电信号的值之比。然后，异常判定部364计算移动平均值之比与正常时的电信号的值之比的比值。
在接下来的步骤S306中，异常判定部364将在上述步骤S304中算出的移动平均值之比与正常时的电信号的值之比的比值、与窗污染警报阈值、异常警报阈值及传感器不良/光源不良阈值进行比较，判定监视窗330、第三传感器16、第四传感器318、放大部18、20、22、322、开关24、AD转换部26、第一运算处理部28或第二运算处理部30是否正常。
例如，在移动平均值之比与正常时的电信号的值之比的比值为窗污染警报阈值或异常警报阈值以上的情况下，判定为监视窗330处于因窗污染引起的异常状态。
另外，在移动平均值之比与正常时的电信号的值之比的比值为传感器不良/光源不良阈值以下的情况下，判定为第三传感器16、第四传感器318、放大部18、20、22、322、开关24、AD转换部26、第一运算处理部28或者第二运算处理部30处于异常状态。
在步骤S308中，判定在上述步骤S306中是否判定为异常状态，在判定为异常状态的情况下，在步骤S310中，警报控制部48对警报显示部46A以及警报输出部46B输出异常信号，结束异常状态判定处理程序。另一方面，在没有判定为异常状态的情况下，直接结束异常状态判定处理程序，判定为正常进行火灾判定。
如上所述，根据本发明第三实施方式所涉及的异常检测器，利用各检测元件检测从外部入射且透过监视窗的自然光中带区不同的两种光。异常检测器根据由各检测元件检测出的电信号的值，判定监视窗是否正常、及检测元件是否正常中的至少一个。由此，能够以简单的结构判定监视窗或检测元件的异常状态。
另外，通过利用自然光，能够去掉以往使用的点检光源，不仅增加框体设计的自由度，而且也有助于削减消耗电力和成本。进而，由于在点检时不需要光源的点亮或闪烁时间，所以能够实现安全度更高的监视环境。
另外，在利用自然光的性质上，以季节、时间、以及车的前照灯等噪声为主，波长强度有可能多种多样地变动，但在本发明的实施方式中，通过使用移动平均值，能够针对透射光的强度变动稳定地进行异常判定。
<变形例>
本发明不限于上述实施方式，并且在不脱离本发明主旨的范围内，可以进行各种变形和应用。
例如，本发明可应用于光电分离型烟雾感测器。在这种情况下，光电分离型烟雾感测器包括：检测元件，用于检测从外部入射并透过框体窗的近红外区域的自然光5(λ2＝0.9μm)；以及检测元件(λ1＝0.5μm)，对波长比自然光5短的自然光6具有检测灵敏度。
在此，如果在与上述的异常检测器的例子相同的条件下计算透射光强度比之比，则如下所述。
在污染很少的情况下(k＝0.02)，透射光强度比之比通过下式计算。
(数13)
污染较多的情况下(k＝0.1)，透射光强度比之比通过下式计算。
(数14)
如上所述，透射光强度比之比与污染程度一起降低，从而可以在光电分离型烟雾感测器中判断窗污染。
另外，本发明也可以应用于红外线照相机。在这种情况下，红外线照相机被构成为包括：检测元件，检测从外部入射且透过框体窗的红外区域的自然光7(λ2＝15[μm])；以及检测元件(波长区域λ1＝7[μm])，对波长比自然光7短的自然光8具有检测灵敏度。
在此，如果在与上述的异常检测器的例子相同的条件下计算透射光强度比之比，则如下所述。
在污染很少的情况下(k＝0.02)，透射光强度比之比通过下式计算。
(数15)
在污染较多的情况下(k＝0.1)，透射光强度比之比通过下式计算。
(数16)
如上所述，透射光强度比之比与污染程度一起变小，在红外线照相机中能够判断窗污染。
另外，在异常检测器、烟雾感测器、红外线照相机以外的异常检测器中也能够应用本发明。
另外，也可以不使用在正常时检测出的电信号的值，而进行异常判定。在这种情况下，可以将通过上述式(9)计算出的透射光强度比与阈值进行比较来进行异常判定。
另外，也可以不计算检测出的电信号的值的移动平均值，而进行异常判定。在这种情况下，可以计算来自第三传感器16的电信号的值与来自第四传感器318的电信号的值之比，进行异常判定。
另外，在上述中，以λ1小于λ2为前提，按照上述(10)式计算透射光强度比之比与阈值进行比较并进行异常判定的情况为例进行了说明，但不限于此。也可以λ2比λ1小为前提，根据上述(10)式计算透射光强度比之比。在该情况下，考虑与阈值的大小关系相反，进行异常判定即可。
另外，以在第一传感器12、第二传感器14以及第三传感器16的全部中使用阵列传感器的情况为例进行了说明，但并不限定于此。也可以在第一传感器12、第二传感器14以及第三传感器16的至少一个中使用阵列传感器。例如，也可以使用阵列传感器12B构成第一传感器12，在第二传感器14以及第三传感器16中，不使用阵列传感器，而使用一个检测元件来构成。在该情况下，只要分别对阵列传感器12B的各检测元件，算出第一变化量、第二变化量、第三变化量，在进行火灾判定时，作为第二变化量，共同使用针对第二传感器14的一个检测元件算出的变化量，作为第三变化量，共同使用针对第三传感器16的一个检测元件算出的变化量即可。
[第四实施方式]
以下，说明本发明第四实施方式所涉及的异常检测器。另外，对于与第二实施方式以及第三实施方式相同的结构部分，标注相同的附图标记并省略说明。
如图16所示，第四实施方式的异常检测器410在框体310A的局部设置有监视窗330。另外，异常检测器410具备：经由监视窗330检测出比二氧化碳共振辐射带短的带区在4.0μm附近的带区的红外光的第一传感器212、经由监视窗330检测出火焰发出的二氧化碳共振辐射带在4.5μm附近的带区的红外光的第二传感器214、经由监视窗330检测比二氧化碳共振辐射带长的带区在5.0μm附近的带区的红外光的第三传感器216、经由监视窗330检测从2.0μm附近到5.0μm附近的带区的红外光的第四传感器217、经由监视窗330检测作为包含4.0μm以下的可见光区域的范围的至少一部分的短波长区域的光的第五传感器418、放大部218、220、222、223、放大来自第五传感器418的信号的放大部422、放大来自放大部218、220、222、223、422的信号的开关224、AD转换部226、第一运算处理部228、第二运算处理部230、外部输出部232。另外，也可以不设置开关224，而对放大部218、220、222、223、422分别设置AD转换部，将放大后的电信号单独地转换为数字值并输出到第一运算处理部228。
第五传感器418包括：滤光器418A，其使透过监视窗330的自然光中的作为包含4.0μm以下的可见光区域的范围的至少一部分的短波长区域的光透过；以及检测元件418B，其检测出透过滤光器418A的光并转换为直流成分的电信号。
第一运算处理部228以及第二运算处理部230分别由CPU构成。如果用针对每个功能实现单元分割的功能块说明第一运算处理部228以及第二运算处理部230，则如图17所示，第一运算处理部228具备信号获取部240、修正系数设定部242、修正部244以及警报显示部246A。此外，第二运算处理部230具有平均计算部250、变化量计算部252、火灾判定部254、次数判定部256、警报控制部258、位置坐标计算部260、位置输出部262、异常判定部464以及警报输出部246B。
平均计算部250针对第一传感器212的检测元件212B，计算由修正部244修正的来自检测元件212B的电信号的值的移动平均值(例如，过去100秒期间的平均值)。另外，平均计算部250同样地针对第二传感器214的检测元件214B，计算由修正部244修正的来自该检测元件214B的电信号的值的移动平均值。另外，平均计算部250同样地针对第三传感器216的检测元件216B，计算由修正部244修正的来自该检测元件216B的电信号的值的移动平均值。此外，平均计算部250同样地计算来自第五传感器418的检测元件418B的电信号的值的移动平均值。
异常判定部464使用来自第三传感器216的检测元件216B的电信号的值的移动平均值和来自第五传感器418的检测元件418B的电信号的值的移动平均值，判定监视窗330、第三传感器216、第五传感器418、放大部218、220、222、223、422、开关224、AD转换部226、第一运算处理部228或第二运算处理部230是否正常。
具体地，异常判定部464根据上述公式(10)计算来自第三传感器216的检测元件216B的电信号的值的移动平均值与来自第五传感器418的检测元件418B的电信号的值的移动平均值之比，以及预先求出的正常时来自第三传感器216的检测元件216B的电信号的值与正常时来自第五传感器418的检测元件418B的电信号的值之比。异常判定部464在将计算出的比之比与窗污染警报阈值、异常警报阈值以及传感器不良/光源不良阈值进行比较的结果满足预定的条件的情况下，判定为监视窗330、第三传感器16、第五传感器418、放大部218、220、222、223、422、开关224、AD转换部226、第一运算处理部228或者第二运算处理部230处于异常状态。
警报控制部258在由异常判定部464判定为是异常状态的情况下，控制警报显示部246A以及警报输出部246B，以报告异常状态。
此外，关于第四实施方式的异常检测器410的其他结构和作用，由于与第二实施方式和第三实施方式相同，所以省略说明。
日本申请2017-088953、日本申请2017-088954的公开内容通过引用而整体并入本说明书中。
本说明书中记载的所有文献、专利申请、及技术标准，与具体且单独地记载了通过引用而并入各文献、专利申请、及技术标准的情况相同程度地通过引用而并入本说明书中。

Claims (17)

1.一种异常检测器，其特征在于，包括：
多个带区滤光器，包括：使包含二氧化碳共振辐射带的峰值波长的第一带区的红外光透过的第一带区滤光器；使与所述第一带区不同的第二带区的红外光透过且带区中心设置在远离所述二氧化碳共振辐射带的带区中心的位置的第二带区滤光器；以及使与所述第一带区和所述第二带区不同的第三带区的红外光透过且带区中心设置在远离所述二氧化碳共振辐射带的带区中心的位置的第三带区滤光器；
检测部，包括相对于所述多个带区滤光器的各带区滤光器设置的、检测出透过所述带区滤光器的红外光并转换为电信号的检测元件，并且相对于所述多个带区滤光器中的至少一个带区滤光器设置的检测元件构成为排列成二维形状的阵列传感器；以及
判定部，根据所述检测部的各检测元件检测到的电信号的值，判定是否检测到火焰或者异常温度。
2.根据权利要求1所述的异常检测器，其中，
所述判定部还判定检测到火焰或者异常温度的位置。
3.根据权利要求1或2所述的异常检测器，其中，
所述异常检测器还包括：
平均计算部，针对各检测元件，计算由所述检测元件检测到的电信号的平均值；以及
变化量计算部，针对各检测元件，计算由所述检测元件检测到的电信号相对于所述平均值的变化量，
所述判定部将由所述变化量计算部针对各检测元件计算出的所述变化量中的任意一个或多个所述变化量与判定阈值相比较，判定是否检测到火焰或者异常温度。
4.根据权利要求1或2所述的异常检测器，其中，
所述检测部包括：
检测出透过所述第一带区滤光器的红外光并转换为电信号的第一检测元件排列成二维形状的第一阵列传感器；
检测出透过所述第二带区滤光器的红外光并转换为电信号的第二检测元件排列成二维形状的第二阵列传感器；以及
检测出透过所述第三带区滤光器的红外光并转换为电信号的第三检测元件排列成二维形状的第三阵列传感器，
所述判定部根据由所述第一阵列传感器的各第一检测元件检测出的电信号的值、由所述第二阵列传感器的各第二检测元件检测出的电信号的值、以及由所述第三阵列传感器的各第三检测元件检测出的电信号的值中的任意多个值，判定是否检测到火焰或者异常温度。
5.根据权利要求4所述的异常检测器，其中，
所述第一阵列传感器的各第一检测元件配置为与所述第二阵列传感器的各第二检测元件以及所述第三阵列传感器的各第三检测元件相对应，
所述判定部针对各检测元件，根据由相对应的所述第一检测元件检测到的电信号的值、由相对应的所述第二检测元件检测到的电信号的值、以及由相对应的所述第三检测元件检测到的电信号的值中的任意多个值，判定是否检测到火焰或者异常温度，并且将被判定为检测到所述火焰或者异常温度的检测元件对应的预定位置判定为检测到火焰或者异常温度的位置。
6.根据权利要求4或5所述的异常检测器，其中，
所述第一阵列传感器的各第一检测元件配置为与所述第二阵列传感器的各第二检测元件以及所述第三阵列传感器的各第三检测元件相对应，
所述判定部针对阵列传感器的各块，根据由相对应的所述第一阵列传感器的所述块中包含的所述第一检测元件的各所述第一检测元件检测到的电信号的值、由相对应的所述第二阵列传感器的所述块中包含的第二检测元件的各第二检测元件检测到的电信号的值、以及由相对应的所述第三阵列传感器的所述块中包含的第三检测元件的各第三检测元件检测到的电信号的值中的任意多个值，判定是否检测到火焰或者异常温度，并且将被判定为检测到所述火焰或者异常温度的所述块对应的预定位置判定为检测到火焰或者异常温度的位置。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的异常检测器，其中，
所述异常检测器还包括：
平均计算部，针对所述第一阵列传感器的各第一检测元件，计算由所述第一检测元件检测到的电信号的第一平均值，针对所述第二阵列传感器的各第二检测元件，计算由所述第二检测元件检测到的电信号的第二平均值，针对所述第三阵列传感器的各第三检测元件，计算由所述第三检测元件检测到的电信号的第三平均值；以及
变化量计算部，针对所述第一阵列传感器的各第一检测元件，计算由所述第一检测元件检测到的电信号相对于所述第一平均值的第一变化量，针对所述第二阵列传感器的各第二检测元件，计算由所述第二检测元件检测到的电信号相对于所述第二平均值的第二变化量，针对所述第三阵列传感器的各第三检测元件，计算由所述第三检测元件检测到的电信号相对于所述第三平均值的第三变化量，
所述判定部将由所述变化量计算部计算出的所述第一变化量、所述第二变化量、以及所述第三变化量中的任意一个或多个变化量与判定阈值相比较，判定是否检测到火焰或者异常温度。
8.根据权利要求1或2所述的异常检测器，其中，
所述多个带区滤光器还包括使规定带区的红外光透过的第四带区滤光器，
所述检测部包括：
检测出透过所述第一带区滤光器的红外光并转换为电信号的第一检测元件；
检测出透过所述第二带区滤光器的红外光并转换为电信号的第二检测元件；
检测出透过所述第三带区滤光器的红外光并转换为电信号的第三检测元件；以及
检测出透过所述第四带区滤光器的红外光并转换为电信号的第四检测元件排列成二维形状的阵列传感器，
所述判定部根据由所述第一检测元件检测到的电信号的值、由所述第二检测元件检测到的电信号的值、以及由所述第三检测元件检测到的电信号的值中的任意多个值，判定是否检测到火焰或者异常温度，
在判定为检测到所述火焰或者异常温度的情况下，根据由所述阵列传感器的各第四检测元件检测到的电信号的值，判定检测到火焰或者异常温度的位置。
9.根据权利要求8所述的异常检测器，其中，
所述判定部根据由所述阵列传感器的各第四检测元件检测到的电信号的值，将所述电信号的值为阈值以上的所述第四检测元件对应的预定位置判定为检测到火焰或者异常温度的位置。
10.根据权利要求8或9所述的异常检测器，其中，
所述判定部针对所述阵列传感器的各块，求出由所述块中包含的所述第四检测元件的各第四检测元件检测到的电信号的平均值，将所述电信号的平均值为阈值以上的所述块对应的预定区域判定为检测到火焰或者异常温度的位置。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的异常检测器，其中，
所述异常检测器还包括：
平均计算部，计算由所述第一检测元件检测到的电信号的第一平均值，计算由所述第二检测元件检测到的电信号的第二平均值，计算由所述第三检测元件检测到的电信号的第三平均值；以及
变化量计算部，计算由所述第一检测元件检测到的电信号相对于所述第一平均值的第一变化量，计算由所述第二检测元件检测到的电信号相对于所述第二平均值的第二变化量，计算由所述第三检测元件检测到的电信号相对于所述第三平均值的第三变化量，
所述判定部将由所述变化量计算部计算出的所述第一变化量、所述第二变化量、以及所述第三变化量中的任意一个或多个变化量与判定阈值相比较，判定是否检测到火焰或者异常温度。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的异常检测器，其中，
所述异常检测器还包括：
平均计算部，针对所述阵列传感器的各第四检测元件，计算由所述第四检测元件检测到的电信号的平均值；以及
变化量计算部，针对所述阵列传感器的各第四检测元件，计算由所述第四检测元件检测到的电信号相对于所述平均值的变化量，
所述判定部在判定为检测到所述火焰或者异常温度的情况下，根据针对所述阵列传感器的各第四检测元件计算出的所述变化量，判定检测到火焰或者异常温度的位置。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的异常检测器，其中，
所述多个带区滤光器还包括异常判定用带区滤光器，所述异常判定用带区滤光器使由外部射入且透过监视窗的自然光中的与所述第一带区、所述第二带区和所述第三带区不同的规定带区的光透过，
所述检测部还包括检测出透过所述异常判定用带区滤光器的光并转换为电信号的检测元件，
所述异常检测器还包括异常判定部，所述异常判定部根据由所述检测部的各检测元件检测到的电信号的值，判定所述监视窗和所述检测元件中的至少一个是否正常。
14.根据权利要求13所述的异常检测器，其中，
所述异常判定部根据由所述第一带区滤光器、所述第二带区滤光器或者所述第三带区滤光器相对应的所述检测元件检测到的电信号的值与由所述异常判定用带区滤光器相对应的所述检测元件检测到的电信号的值之比，判定所述监视窗和所述检测元件中的至少一个是否正常。
15.根据权利要求13所述的异常检测器，其中，
所述异常判定部根据由所述第一带区滤光器、所述第二带区滤光器或者所述第三带区滤光器相对应的所述检测元件检测到的电信号、由所述异常判定用带区滤光器相对应的所述检测元件检测到的电信号、预先求出的正常时由所述第一带区滤光器、所述第二带区滤光器或者所述第三带区滤光器相对应的所述检测元件检测到的电信号、以及正常时由所述异常判定用带区滤光器相对应的所述检测元件检测到的电信号，判定所述监视窗和所述检测元件中的至少一个是否正常。
16.根据权利要求15所述的异常检测器，其中，
所述异常判定部根据由所述第一带区滤光器、所述第二带区滤光器或者所述第三带区滤光器相对应的所述检测元件检测到的电信号的值与由所述异常判定用带区滤光器相对应的所述检测元件检测到的电信号的值之比、以及正常时由所述第一带区滤光器、所述第二带区滤光器或者所述第三带区滤光器相对应的所述检测元件检测到的电信号的值与正常时由所述异常判定用带区滤光器相对应的所述检测元件检测到的电信号的值之比，判定所述监视窗和所述检测元件中的至少一个是否正常。
17.根据权利要求13～16中的任一项所述的异常检测器，其中，
所述异常检测器还包括平均计算部，所述平均计算部针对所述检测部的各检测元件，分别计算由所述检测元件检测到的电信号的移动平均值，
所述异常判定部根据由所述第一带区滤光器、所述第二带区滤光器或者所述第三带区滤光器相对应的所述检测元件检测到的电信号的移动平均值与由所述异常判定用带区滤光器相对应的所述检测元件检测到的电信号的移动平均值之比，判定所述监视窗和所述检测元件中的至少一个是否正常。
CN201880026526.3A 2017-04-27 2018-02-21 异常检测器 Active CN110546693B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017088954 2017-04-27
JP2017088953 2017-04-27
JP2017-088954 2017-04-27
JP2017-088953 2017-04-27
PCT/JP2018/006298 WO2018198504A1 (ja) 2017-04-27 2018-02-21 異常検知器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110546693A true CN110546693A (zh) 2019-12-06
CN110546693B CN110546693B (zh) 2022-09-30

Family

ID=63919840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880026526.3A Active CN110546693B (zh) 2017-04-27 2018-02-21 异常检测器

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11029201B2 (zh)
JP (1) JP6442118B1 (zh)
CN (1) CN110546693B (zh)
WO (1) WO2018198504A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7292701B2 (ja) * 2018-12-13 2023-06-19 深田工業株式会社 異常検知器
JP7207714B2 (ja) * 2019-02-06 2023-01-18 深田工業株式会社 消火システム
US11288951B2 (en) * 2019-11-13 2022-03-29 Carrier Corporation Identification of anomaly on a detector
JP2021117193A (ja) * 2020-01-29 2021-08-10 深田工業株式会社 光学監視装置
CN111123423B (zh) * 2020-03-27 2020-06-23 上海翼捷工业安全设备股份有限公司 火焰探测用双通道红外滤光片组合及其制备方法和应用
JP7436019B2 (ja) * 2020-04-21 2024-02-21 深田工業株式会社 本質安全防爆型検知システム
JP7539328B2 (ja) 2021-02-19 2024-08-23 日立Astemo株式会社 バッテリ異常検知装置
EP4339913A3 (en) * 2022-09-16 2024-05-29 Honeywell International Inc. Methods, apparatuses, and systems for infrared fire detection

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08190680A (ja) * 1995-01-12 1996-07-23 Hochiki Corp 赤外線式火災検出装置
JP2002042263A (ja) * 2000-07-28 2002-02-08 Hochiki Corp 火災検知器
CN2757144Y (zh) * 2004-09-15 2006-02-08 西北工业大学 一种故障隐患检测装置
CN101311689A (zh) * 2007-05-24 2008-11-26 尼塔恩株式会社 火焰检测器
CN101577033A (zh) * 2009-05-26 2009-11-11 官洪运 多波段红外图像型火灾探测系统及其火灾预警方法
JP2010175562A (ja) * 2010-04-28 2010-08-12 Hochiki Corp 炎検出装置およびその検知感度設定方法
CN103745553A (zh) * 2013-12-25 2014-04-23 广西科技大学 一种火灾自动报警装置
CN104737202A (zh) * 2012-10-16 2015-06-24 Iist有限公司 火灾检测方法和装置
CN106130506A (zh) * 2016-06-13 2016-11-16 国网上海市电力公司 一种通过遥控选频实施局放在线监测的带通滤波装置
CN106341911A (zh) * 2016-08-29 2017-01-18 无锡卓信信息科技股份有限公司 一种基于his‑07烟雾传感器的智能建筑消防监控系统
CN205924780U (zh) * 2016-07-18 2017-02-08 金陵科技学院 一种基于移动终端的侦查灭火小车系统
JP2017076304A (ja) * 2015-10-16 2017-04-20 アズビル株式会社 火災検知システム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2552149B2 (ja) 1987-09-17 1996-11-06 株式会社ジャパンエナジー 火災報知方法及び装置
JP2606749B2 (ja) 1990-03-13 1997-05-07 株式会社ジャパンエナジー 火災検知方法
JP3045645B2 (ja) 1994-10-13 2000-05-29 ニッタン株式会社 炎感知器
US6064064A (en) * 1996-03-01 2000-05-16 Fire Sentry Corporation Fire detector
JP3217014B2 (ja) 1997-05-23 2001-10-09 国際技術開発株式会社 炎感知器
GB9805949D0 (en) 1998-03-19 1998-05-20 Thorn Security A detector
WO2015092691A1 (en) 2013-12-17 2015-06-25 Tyco Fire & Security Gmbh System and method for detecting fire location

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08190680A (ja) * 1995-01-12 1996-07-23 Hochiki Corp 赤外線式火災検出装置
JP2002042263A (ja) * 2000-07-28 2002-02-08 Hochiki Corp 火災検知器
CN2757144Y (zh) * 2004-09-15 2006-02-08 西北工业大学 一种故障隐患检测装置
CN101311689A (zh) * 2007-05-24 2008-11-26 尼塔恩株式会社 火焰检测器
CN101577033A (zh) * 2009-05-26 2009-11-11 官洪运 多波段红外图像型火灾探测系统及其火灾预警方法
JP2010175562A (ja) * 2010-04-28 2010-08-12 Hochiki Corp 炎検出装置およびその検知感度設定方法
CN104737202A (zh) * 2012-10-16 2015-06-24 Iist有限公司 火灾检测方法和装置
CN103745553A (zh) * 2013-12-25 2014-04-23 广西科技大学 一种火灾自动报警装置
JP2017076304A (ja) * 2015-10-16 2017-04-20 アズビル株式会社 火災検知システム
CN106130506A (zh) * 2016-06-13 2016-11-16 国网上海市电力公司 一种通过遥控选频实施局放在线监测的带通滤波装置
CN205924780U (zh) * 2016-07-18 2017-02-08 金陵科技学院 一种基于移动终端的侦查灭火小车系统
CN106341911A (zh) * 2016-08-29 2017-01-18 无锡卓信信息科技股份有限公司 一种基于his‑07烟雾传感器的智能建筑消防监控系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20200141796A1 (en) 2020-05-07
JPWO2018198504A1 (ja) 2019-06-27
CN110546693B (zh) 2022-09-30
US11029201B2 (en) 2021-06-08
JP6442118B1 (ja) 2018-12-19
WO2018198504A1 (ja) 2018-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110546693B (zh) 异常检测器
CN109155097B (zh) 具有用于感测环境光的光电二极管以基于其来加速发出潜在火警报的火检测器
KR101549844B1 (ko) Ir/uv 검출에 의한 배전반의 아크 감시 열화 진단 시스템 및 방법
EP2946194B1 (en) Open path gas detector
JP5952614B2 (ja) 煙感知器
GB2451159A (en) Flame detector
EP2571001B1 (en) Flame detector using optical sensing
JP3471342B2 (ja) 炎感知器
EP1154387A3 (en) Thermopile far infrared radiation detection apparatus for crime prevention
KR20220013059A (ko) 반사판 기반 레이저 감지 장치 및 그의 외란광 노이즈 제거 방법
JP2000321132A (ja) 炎感知器
WO2004023113A1 (en) Gas sensors
JP6948703B2 (ja) 光学監視装置
KR100741863B1 (ko) 침입 감지 오류를 줄이기 위한 열선센서장치 및 그 방법
JP7292701B2 (ja) 異常検知器
JP6682147B2 (ja) 炎検知器
JP6826719B2 (ja) 炎検知器
JP7207714B2 (ja) 消火システム
JP3217014B2 (ja) 炎感知器
JP2017162109A (ja) 炎検知器
JP5848082B2 (ja) 炎感知器及び炎判定方法
JP2000187786A (ja) 火災検出装置及び火災検出装置における汚れ補償方法
KR101503033B1 (ko) 무선 열선감지기에 있어서 배터리 수명을 연장하기 위한 저전력 동작 방법 및 이를 이용한 저전력 동작 시스템
JP2021117193A (ja) 光学監視装置
US10073030B2 (en) Optical detection device

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant