CN117136392A - 烟感知器 - Google Patents

Abstract

本发明提供不需要结露检测用的发光单元就能够估计有无结露的烟感知器。烟感知器所具有的控制单元(118)所具有的温度信号取得单元(1183)根据对在烟感知器感知烟的区域即感知区域内容易产生结露的对象物的温度进行测定的温度计(1121)的测定值、对流入感知区域的空气的温度进行测定的温度计(1171)的测定值以及对感知区域内的空气的湿度进行测定的湿度计(116)的测定值，来估计对象物是否产生结露。

Description

烟感知器

技术领域

本发明涉及感知烟的技术。

背景技术

已知有如下的烟感知器(以下称为“光电式烟感知器”)：从发光元件向感知区域照射光，通过受光元件接受该光被感知区域内的空气中的粒子散射后的散射光，根据受光元件接受并测定出的光的强度来感知从外部空间流入感知区域的空气中包含的粒子，由此感知外部空间中的烟的产生。

当在光电式烟感知器的内部产生结露时，在感知区域内产生由露引起的光的散射，有时被误认为是由烟的产生引起的光的散射。另外，也存在受光元件、向受光元件引导光的透镜等结露而误认为污染的情况。因此，如果知道在光电式烟感知器的内部是否产生了结露，则能够减少其误认的发生，能够提高烟感知以及污染检测的精度。

作为公开了防止由结露引起的烟的误检测的技术的专利文献，例如有专利文献1。在专利文献1中，提出了在光电式烟感知器等火灾报警装置中设置用于检测结露存在的结露检测用发光元件和配置在能够直接接受从结露检测用发光元件发出的光的至少一部分的位置的受光元件，基于受光元件的受光输出检测火灾报警装置内的结露的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-18696号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1所记载的发明的情况下，除了烟检测用发光元件之外，还需要设置结露检测用发光元件，产生成本高、装置大型化的缺点。

鉴于上述情况，本发明提供不需要结露检测用的发光单元就能够估计有无结露的烟感知器。

用于解决课题的手段

为了解决上述问题，本发明提供一种烟感知器，其通过感知从外部空间流入感知区域的空气所包含的粒子来感知所述外部空间内的烟的产生，其中，该烟感知器具有：发光单元，其发出光；受光单元，其接受光；温度测定单元，其测定温度；湿度测定单元，其测定湿度；以及结露估计单元，其根据所述温度测定单元的测定值和所述湿度测定单元的测定值来估计所述感知区域内有无结露。

发明效果

根据本发明，不需要结露检测用的发光单元就能够估计烟感知器内有无结露。

附图说明

图1是示出一个实施方式的烟感知系统的结构的图。

图2是示意性地示出一个实施方式的烟感知器的结构的图。

图3是示出作为一个实施方式的控制单元的硬件而采用的计算机的结构的图。

图4是示出一个实施方式的控制单元的功能结构的图。

图5是示出一个实施方式的露点温度数据的结构的图。

图6是示意性地示出一个变形例的烟感知器的结构的图。

图7是示出一个变形例的控制单元的功能结构的图。

图8是示出一个变形例的控制单元的功能结构的图。

图9是示出作为一个变形例的控制单元的硬件而采用的计算机的结构的图。

图10是示意性地示出一个变形例的烟感知器的结构的图。

图11是示出一个变形例的控制单元的功能结构的图。

具体实施方式

以下说明本发明的一个实施方式的烟感知系统1。图1是示出烟感知系统1的结构的图。烟感知系统1具有烟感知器11和上位系统12。

烟感知器11是配置在产生烟的监视对象的空间(以下称为“监视空间”)中，取入监视空间内的空气，如果取入的空气内含有烟，则感知该烟，在感知到烟的情况下，向上位系统12发送产生烟的警报的装置。

在图1中，烟感知系统1所具有的烟感知器11的数量为一个，但根据监视空间的数量、面积，烟感知系统1所具有的烟感知器11的数量发生变动。

上位系统12可以是监视用终端装置、烟警报盘、中央监视系统等中的任意一个。上位系统12和烟感知器11经由有线、无线或者它们混合而成的通信介质进行通信连接，能够相互进行数据通信。

上位系统12与现有技术的上位系统相同，因此省略其说明。

图2是示意性地示出烟感知器11的结构的图。烟感知器11具有壳体110、发光部111、受光部112、透镜113、风扇114、过滤器115、湿度计116、流量计117、控制单元118。

壳体110是在内部形成空间的容器。壳体110具有作为用于使空气从外部空间向内部空间流入的入口发挥功能的开口部即吸气口P和作为用于使空气从内部空间向外部空间流出的出口发挥功能的开口部即排气口Q。

另外，壳体110具有：壁体1101，其用于在内部空间内形成用于感知烟的区域即感知区域S；管1102，其形成从吸气口P到感知区域S的空气的流路；以及管1103，其形成从感知区域S到排气口Q的空气的流路。

发光部111(发光单元的一例)例如具有LED，从LED向感知区域S射出光。受光部112(受光单元的一例)配置在不与发光部111对置的位置，使得从发光部111射出的光不直接入射，而是由感知区域S内的空气中的粒子散射的散射光入射。受光部112例如具有光电二极管，接受感知区域S内的散射光中的被透镜113会聚的散射光，将表示接受到的光的强度的光强度信号输出到控制单元118。

光电二极管即使接受相同强度的光，输出值也根据温度而变化。因此，受光部112具有用于校正光电二极管的输出值的温度计1121(温度测定单元、第1温度计的一例)。温度计1121测定光电二极管的温度，并将表示所测定的温度的温度信号输出至控制单元118。

风扇114配置在由管1102形成的空气的流路上，起到通过旋转的叶片产生从外部空间朝向感知区域S的空气的流动的作用。

过滤器115配置在由管1102形成的空气的流路上，捕捉从外部空间朝向感知区域S的空气中含有的尘埃，防止尘埃侵入感知区域S。

湿度计116(湿度测定单元的一例)配置在感知区域S内，测定感知区域S内的相对湿度，将表示测定出的相对湿度的湿度信号输出到控制单元118。湿度计116例如是电气式湿度计。

流量计117是测定通过风扇114的动作而从外部空间向感知区域S流入的空气的流量的传感器，将表示测定出的流量的流量信号向控制单元118输出。

流量计117例如是按照温度差测定法的热式流量计，具有测定从烟感知器11的外部向内部流入的空气的温度的温度计1171(温度测定单元、第2温度计的一例)。另外，热式流量计具有加热器和相对于加热器配置在空气流的上游侧和下游侧的两个温度传感器。在该情况下，上游侧的温度传感器起到温度计1171的作用。温度计1171将表示测定出的温度的温度信号输出到控制单元118。温度计1171配置在比温度计1121靠空气的流路的上游侧的位置。

控制单元118是进行烟感知器11的动作的控制等的装置。控制单元118的硬件例如是计算机，计算机按照控制单元118用的程序进行处理，由此实现控制单元118。

图3是示出作为控制单元118的硬件而采用的计算机10的结构的图。计算机10具有进行各种数据处理的处理器101、存储各种数据的存储器102、在与烟感知器11所具有的发光部111等结构部之间进行信号的传递的输入输出接口103、在与外部的装置(在该情况下为上位系统12)之间进行数据的收发的通信接口104。

图4是示出控制单元118的功能结构的图。即，计算机10进行按照控制单元118用的程序的处理，由此实现具有图4所示的结构部的控制单元118。以下说明控制单元118所具有的功能结构部。

存储单元1180存储各种数据。存储单元1180存储的数据包含以下数据。

(1)表示用于根据从受光部112输出的光强度信号判定有无烟存在的条件的烟感知条件数据

(2)表示用于根据从流量计117输出的流量信号判定从烟感知器11的外部流入内部的空气的流量有无异常的条件的流量异常判定条件数据

(3)表示空气的温度、空气的相对湿度、产生空气内的结露的对象物的温度的上限值(露点温度)的对应关系的露点温度数据

上述(1)的烟感知条件数据表例如光强度的范围和持续时间的阈值。即，在受光部112输出的光强度信号所表示的光强度在烟感知条件数据所表示的光强度的范围内维持了阈值以上的时间的情况下，判定为在烟感知器11周围的空气中存在烟。

上述(2)的流量异常判定条件数据例如表示空气的流量的范围和持续时间的阈值。即，在流量计117输出的流量信号表示的空气的流量在流量异常判定条件数据表示的流量的范围外维持了阈值以上的时间的情况下，判定为从烟感知器11的外部流入内部的空气的流量异常。

上述(3)的露点温度数据例如是图5所示的表形式的数据。图5所示的表的行与对象物的周围的空气的温度对应。图5所示的表的列与产生结露的对象物的周围的空气的相对湿度对应。并且，存储于图5所示的表的各单元的数值表示露点温度、即对象物开始产生结露的对象物的温度。例如，存储在图5的摄氏10度的行、相对湿度50％的列的单元中的摄氏0.1度是指，如果在摄氏10度、相对湿度50％的空气中存在摄氏0.1度以下的温度的对象物，则在该对象物上产生结露。

参照图4，继续说明控制单元118的功能结构。发光指示单元1181指示发光部111发光。光强度信号取得单元1182取得从受光部112输出的光强度信号。

温度信号取得单元1183取得从温度计1121输出的温度信号。湿度信号取得单元1184取得从湿度计116输出的湿度信号。

流量信号取得单元1185取得从流量计117输出的流量信号。温度信号取得单元1186取得从温度计1171输出的温度信号。

烟判定单元1187通过判定光强度信号取得单元1182取得的光强度信号所表示的光的强度是否满足烟感知条件数据所表示的条件，来判定烟感知器11周围的空气中是否存在烟。烟判定单元1187在判定为存在烟的情况下，生成通知烟的产生的烟产生通知数据。由烟判定单元1187生成的烟产生通知数据通过通信单元1190发送到上位系统12。

结露估计单元1188根据温度信号取得单元1183从受光部112的温度计1121取得到的温度信号所表示的温度、湿度信号取得单元1184从湿度计116取得到的湿度信号所表示的相对湿度、温度信号取得单元1186从流量计117的温度计1171取得到的温度信号所表示的温度、露点温度数据(图5)所表示的相对湿度与两种温度之间的关系，来估计透镜113是否产生了结露。

结露估计单元1188将温度信号取得单元1183从受光部112的温度计1121取得的温度信号所表示的当前温度视为透镜113的当前温度。即，在本实施方式中，透镜113与受光部112的光电二极管相接，光电二极管与透镜113的温度差小到能够忽略的程度。

另外，结露估计单元1188将温度信号取得单元1186从流量计117的温度计1171取得的温度信号所表示的温度视为透镜113周围的空气的当前温度。即，在本实施方式中，从烟感知器11的外部向内部流入的空气从流量计117的位置移动到透镜113的位置的时间与结露的产生、消除所需的时间相比，小到能够忽略的程度。

在将露点温度数据(图5)所示的表中的、与温度信号取得单元1186从流量计117的温度计1171取得到的温度信号所表示的温度对应的行和与湿度信号取得单元1184从湿度计116取得到的湿度信号所表示的相对湿度对应的列相交的单元中存储的数值所表示的露点温度设为露点温度R，将温度信号取得单元1183从受光部112的温度计1121取得到的温度信号所表示的当前的温度设为透镜温度T时，结露估计单元1188如下进行估计。

在透镜温度T为露点温度R以下的情况下，估计为在透镜113中产生了结露。

在透镜温度T比露点温度R高的情况下，估计为在透镜113未产生结露。

结露估计单元1188在估计为在透镜113中产生了结露的情况下，生成通知结露的产生的结露产生通知数据。由结露估计单元1188生成的结露产生通知数据通过通信单元1190被发送到上位系统12。

流量异常判定单元1189通过判定流量信号取得单元1185取得的流量信号所表示的空气的流量是否满足流量异常判定条件数据所表示的条件，来判定从烟感知器11的外部流入内部的空气的流量是否异常。

流量异常判定单元1189在估计为从烟感知器11的外部流入内部的空气的流量异常时，生成通知流量异常的流量异常通知数据。由流量异常判定单元1189生成的流量异常通知数据通过通信单元1190发送到上位系统12。

通信单元1190与上位系统12之间进行各种数据的收发。具体而言，如上所述，通信单元1190向上位系统12发送由烟判定单元1187生成的烟产生通知数据、由结露估计单元1188生成的结露产生通知数据、由流量异常判定单元1189生成的流量异常通知数据。

根据上述的烟感知系统1，可知在烟感知器11的透镜113上是否产生了结露。因此，上位系统12或上位系统12的用户在烟感知器11通过发送烟产生通知数据来通知烟的产生时，如果通过发送结露产生通知数据还通知结露的产生，则能够考虑烟的产生的通知是误报的可能性来应对事态。

[变形例]

上述的实施方式是本发明的一个具体例，在本发明的技术思想的范围内能够进行各种变形。以下示出它们的变形例。此外，也可以适当组合以下所示的两个以上的变形例。

(1)在上述的实施方式中，湿度计116测定相对湿度。取而代之，湿度计116也可以测定绝对湿度。根据绝对湿度和温度按照已知的规定的计算式来计算相对湿度。因此，例如，结露估计单元1188也可以根据由湿度计116测定出的绝对湿度和由温度计1171测定出的温度来计算相对湿度，估计透镜113中有无产生结露。

(2)在上述的实施方式中，结露估计单元1188根据温度计1121的测定值和配置于比温度计1121靠空气流路的上游侧的位置的温度计1171的测定值，估计有无结露。结露估计单元1188估计有无结露所使用的两个温度也可以不是由处于空气的流路的上游侧和下游侧这样的位置关系的不同的温度测定单元测定出的温度。

图6是示意性地示出该变形例的烟感知器11的结构的图。该变形例的烟感知器11与上述实施方式的烟感知器11相比，不同点在于具有温度计119。

温度计119配置在感知区域S内，测定感知区域S内的空气的温度。温度计119的位置与受光部112所具有的温度计1121相比，也可以不必在空气的流路的上游侧。

图7是示出该变形例的控制单元118的功能结构的图。该变形例的控制单元118与上述的实施方式的控制单元118相比，不同点在于，温度信号取得单元1186代替温度计1171而从温度计119取得温度信号。

在该变形例中，结露估计单元1188使用温度计119测定的温度来代替温度计1171测定的温度，进行有无结露的估计。

另外，在具有图6所示的结构的烟感知器11中，也可以由控制单元118预先存储表示温度计119测定出的温度的温度数据，代替温度计1121测定的温度，使用温度计119测定出的测定值所示的温度的经时变化来进行有无结露的判定。

图8是示出这样的变形例的控制单元118的功能结构的图。该变形例的控制单元118具有计时单元1191。计时单元1191例如基于处理器101所具有的时钟生成的时钟信号持续地测量当前时刻。

每当温度信号取得单元1186从温度计119取得温度信号时，存储单元1180将温度信号所表示的温度与计时单元1191测量出的当前时刻对应起来表示的数据作为温度日志数据进行存储。温度日志数据表示温度计119测定出的感知区域S内的空气的温度的经时变化。

透镜113的温度以基于透镜113的热容量按照已知的计算式计算出的响应速度追随透镜113的周围的空气的温度的变化。因此，在该变形例中，结露估计单元1188根据温度日志数据计算透镜113的温度，使用计算出的透镜113的温度来估计透镜113中有无产生结露。

此外，在该变形例中，也可以代替温度计119测定的温度，而使用流量计117所具有的温度计1171测定的温度。

另外，温度计119也可以与湿度计116一体地构成。

(3)在上述的实施方式中，结露估计单元1188基于温度计1121的测定值和温度计1171的测定值来估计有无结露。取而代之，结露估计单元1188也可以基于温度计1121的测定值和构成控制单元118的计算机10所具有的温度计的测定值来估计有无结露。

图9是示出该变形例的计算机10的结构的图。在该变形例中，计算机10具有测定周围的温度的温度计105。

温度计105测定的温度在计算机10开始动作后，上升到经过规定时间长度，在经过规定时间长度后，表示由计算机10的发热量和计算机10的周围的空气的温度决定的温度。计算机10的处理负荷不会大幅变动，因此计算机10的发热量能够视为恒定。另外，计算机10的周围的空气的温度与从外部空间向感知区域S流入的空气的温度相同，或者在这些温度之间存在一定的关系。

因此，在计算机10开始动作后经过规定时间长度后的温度计105的测定值与从外部空间流入感知区域S的空气的温度之间存在一定的关系。因此，在该变形例中，在存储单元1180中预先存储有用于根据温度计105的测定值来估计从外部空间流入感知区域S的空气的温度的计算式或对应表。

在该变形例中，温度信号取得单元1186取得从温度计105输出的温度信号。结露估计单元1188根据温度信号取得单元1186从温度计105取得的温度信号所表示的温度，按照存储单元1180中存储的计算式或对应表，估计从外部空间流入感知区域S的空气的温度。然后，结露估计单元1188基于根据温度计105的测定值估计出的温度和温度计1121的测定值，进行有无结露的估计。

另外，也可以是，在温度计1171(或上述的变形例(2)中的温度计119)正常动作的情况下，使用该温度计的测定值来进行结露的估计，在温度计1171(或上述的变形例(2)中的温度计119)发生了故障的情况下，代替该温度计的测定值而使用温度计105的测定值来进行结露的估计。

(4)烟感知器11作为发光单元，除了发光部111(第1发光部)以外，还具有用于感知出感知区域S内的污染的第2发光部，结露估计单元1188除了温度计1121和温度计1171的测定值以及湿度计116的测定值以外，还可以根据第2发光部发光时的受光部112的测定值来估计有无结露。

图10是示意性地示出该变形例的烟感知器11的结构的图。该变形例的烟感知器11与上述实施方式的烟感知器11相比，不同点在于具有发光部120(第2发光部的一例)。

发光部120是用于感知透镜113的污染的发光部，例如配置在偏离感知区域S内的空气的流路的、比发光部111靠近透镜113的位置。因此，从发光部120照射并被受光部112接受的光的强度实质上不受从吸气口P朝向排气口Q流动的空气中的粒子的影响，主要根据透镜113的污染程度而变化。

图11是示出该变形例的控制单元118的功能结构的图。该变形例的控制单元118与上述的实施方式的控制单元118相比，不同点在于，具有：发光指示单元1192，其对发光部120指示发光；以及污染估计单元1193，其基于在发光部120发光时受光部112输出的光强度信号来估计透镜113的污染的程度。

在该变形例中，在存储单元1180中存储有表示在发光部120发光时受光部112输出的光强度信号所表示的光强度与透镜113的污染程度的对应关系的数据，污染估计单元1193使用该数据来估计透镜113的污染程度。

烟判定单元1187根据污染估计单元1193估计出的透镜113的污染程度，对发光部111发光时受光部112输出的光强度信号所表示的光强度、或者烟感知条件数据所表示的光强度的范围进行校正，判定有无烟。

结露估计单元1188对照露点温度数据(图5)，在基于温度计1121以及温度计1171测定出的温度和湿度计116测定出的湿度而估计为产生了结露的情况下，使发光指示单元1192进行对发光部120的发光的指示。然后，结露估计单元1188将在发光部120按照该指示发光时从受光部112输出并由光强度信号取得单元1182取得的光强度信号所表示的光强度与未产生结露的通常时的光强度进行比较。

仅在发光部120发光中从受光部112输出的光强度信号所表示的光强度与通常时的光强度相差阈值以上的情况下，结露估计单元1188判定为产生了结露，生成结露估计数据。

根据该变形例，例如，在温度计1121、温度计1171或湿度计116的测定值中包含误差，这些测定值对照露点温度数据表示结露的产生，但实际上未产生结露的情况下，防止结露的产生的误通知。

(5)在上述的实施方式中，透镜113的温度由受光部112所具有的温度计1121测定。取而代之，也可以通过与温度计1121不同的温度计来测定透镜113的温度。根据该变形例，即使在由于受光部112与透镜113分离等理由而无法通过受光部112所具有的温度计1121准确地测定透镜113的温度的情况下，结露估计单元1188也能够估计有无结露的产生。

(6)在产生结露的情况下，与未产生结露的情况相比，容易产生烟的误感知。因此，在由结露估计单元1188估计为发生了结露的情况下，烟判定单元1187也可以在比通常时(估计为未发生结露的情况)更严格的条件下进行有无烟的判定。

在该变形例中，例如，存储单元1180存储通常时用和结露发生时用的烟感知条件数据。如上所述，烟感知条件数据表示例如光强度的范围和持续时间的阈值，作为用于判定有无烟的条件。结露发生时用的烟感知条件数据表示的光强度的范围比通常时用的烟感知条件数据表示的光强度的范围窄。另外，结露发生时用的烟感知条件数据表示的持续时间比通常时用的烟感知条件数据表示的持续时间长。

在由结露估计单元1188估计为未产生结露的期间，烟判定单元1187使用通常时用的烟感知条件数据来判定有无烟。另一方面，在由结露估计单元1188估计为发生了结露的期间，烟判定单元1187使用结露发生时用的烟感知条件数据来判定有无烟。

根据该变形例，在估计为产生了结露的期间，在更严格的条件下判定有无烟，因此能够减少由结露引起的产生烟的误报的产生。

(7)在上述的实施方式中，估计透镜113中有无结露的产生。透镜113是烟感知器11估计有无产生结露的对象物的一例，只要是感知区域S内的构造物，则可以将任意构造物作为估计有无产生结露的对象物。例如，在烟感知器11具有用于使发光部111发出的光朝向规定范围的透镜的情况下，也可以估计该透镜中有无产生结露。另外，也可以估计形成感知区域S的壁体1101中有无产生结露。

(8)在上述的实施方式中，结露估计单元1188使用露点温度数据(图5)来估计有无结露的产生。也可以取而代之，结露估计单元1188按照以对象物的周围的空气的温度和该空气的相对湿度为变量的露点温度的计算式来计算露点温度，将计算出的露点温度与温度计1121的测定值进行比较，由此估计有无结露的产生。

(9)在上述的实施方式中，控制单元118的硬件为计算机，但控制单元118例如也可以构成为具有ASIC、FPGA等集成电路的专用装置。

标号说明

1：烟感知系统；10：计算机；11：烟感知器；12：上位系统；101：处理器；102：存储器；103：输入输出接口；104：通信接口；105：温度计；110：壳体；111：发光部；112：受光部；113：透镜；114：风扇；115：过滤器；116：湿度计；117：流量计；118：控制单元；119：温度计；120：发光部；1101：壁体；1102：管；1103：管；1121：温度计；1171：温度计；1180：存储单元；1181：发光指示单元；1182：光强度信号取得单元；1183：温度信号取得单元；1184：湿度信号取得单元；1185：流量信号取得单元；1186：温度信号取得单元；1187：烟判定单元；1188：结露估计单元；1189：流量异常判定单元；1190：通信单元；1191：计时单元；1192：发光指示单元；1193：污染估计单元。

Claims (4)

1.一种烟感知器，其通过感知从外部空间流入感知区域的空气所包含的粒子来感知所述外部空间内的烟的产生，其中，

该烟感知器具有：

发光单元，其发出光；

受光单元，其接受光；

温度测定单元，其测定温度；

湿度测定单元，其测定湿度；以及

结露估计单元，其根据所述温度测定单元的测定值和所述湿度测定单元的测定值来估计所述感知区域内有无结露。

2.根据权利要求1所述的烟感知器，其中，

所述温度测定单元具有第1温度计和配置在比所述第1温度计靠空气流路的上游侧的位置的第2温度计，

所述结露估计单元根据所述第1温度计的测定值、所述第2温度计的测定值以及所述湿度测定单元的测定值来估计有无所述结露。

3.根据权利要求1所述的烟感知器，其中，

所述结露估计单元根据所述温度测定单元测定的测定值所表示的温度的经时变化和所述湿度测定单元的测定值来估计有无所述结露。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的烟感知器，其中，

所述发光单元具有用于感知烟的第1发光部和用于感知所述感知区域内的污染的第2发光部，

所述结露估计单元根据所述第2发光部发光时的所述受光单元的测定值、所述温度测定单元的测定值以及所述湿度测定单元的测定值来估计有无所述结露。