DE69819399T2

DE69819399T2 - Rauchmelder und Steuersystem für die Anzeige

Info

Publication number: DE69819399T2
Application number: DE69819399T
Authority: DE
Inventors: Takashi Shibuya-ku Suzuki; Ryuichi Shibuya-ku Yamazaki; Yuki Shibuya-ku Yoshikawa
Original assignee: Nittan Co Ltd
Current assignee: Nittan Co Ltd
Priority date: 1997-05-08
Filing date: 1998-05-04
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2018-05-05
Also published as: EP0877345B1; JPH1123458A; EP0877345A3; DE69819399D1; US6011478A; EP0877345A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rauchsensor, der Rauch detektiert, und eine Überwachungs- und Aufsichtsanordnung.
Ein Rauchsensor als konventioneller Lichtstreuungsrauchsensor wird beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Sho. 51-15487 offenbart. im offenbarten Rauchsensor wird eine Leuchtdiode von einem Schaltkreis angesteuert, der positive und negative Rechteckswellen erzeugt und als Reaktion auf die positiven und negativen Rechteckswellen werden zwei Arten Licht unterschiedlicher Wellenlängen λ₁ und λ₂ zeitlich abwechselnd von der Leuchtdiode emittiert. Ein einzelnes Lichtempfangsgerät empfängt gestreutes Licht, das von Rauch oder Ähnlichem aus den zwei Arten Licht unterschiedlicher Wellenlängen λ₁ und λ₂, die von der Leuchtdiode emittiert werden, erzeugt wird. Ein Verhältnis (Zwei-Wellenlängen-Verhältnis) von Streulichtausgaben der zwei unterschiedlichen Wellenlängen λ₁ und λ₂ wird erhalten. Es wird bestimmt, ob das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis in einem vorbestimmten Bereich ist oder nicht. Wenn das Verhältnis im Bereich ist, wird ein Alarm aktiviert.
Im Rauchsensor ist beabsichtigt, dass die Art (Charakteristik) des Rauchs durch Bestimmen, ob das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis in dem vorbestimmten Bereich ist oder nicht, beurteilt wird (z. B., nur Rauch, in dem der Teilchendurchmesser in einem bestimmten Bereich ist, wird detektiert). In anderen Worten, der Rauchsensor ist entwickelt, um einen Einfluss aufgrund von Staub, Dampf, oder Ähnlichem, das kein Feueranlass ist, zu eliminieren und nur Rauch, der von einem Feueranlass erzeugt wird, zu detektieren.
In einem Rauchsensor, der dafür ausgelegt ist, zeitlich abwechselnd gestreutes Licht zweier unterschiedlicher Wellenlängen λ₁ und λ₂ zu empfangen, wie oben beschrieben, ist jedoch der Zeitpunkt der Detektion gestreuten Lichts der Wellenlänge λ₁ nicht identisch (die gleiche Zeit wie) dem des gestreuten Lichts der Wellenlänge λ₂. Deshalb enthält ein Verhältnis y/g der Streulichtausgabe (Lichtintensitätsausgabe) y der Wellenlän ge λ₁ und der Streulichtausgabe (Lichtintensitätsausgabe) g der Wellenlänge λ₂, d. h., ein Zwei-Wellenlängen-Verhältnis, viele Fehler und deshalb ist die Genauigkeit der Rauchdetektion begrenzt.
US 3 982 130 umfasst eine Lichtempfangseinrichtung zum zeitlich abwechselnden Empfangen gestreuten Lichts zweier unterschiedlicher Wellenlängen λ₁ und λ₂; eine Recheneinheit zum Durchführen einer zur Rauchdetektion benötigten Berechnung auf Grundlage einer Streulichtausgabe der Wellenlänge λ₁ und einer Streulichtausgabe der Wellenlänge λ₂ von der Lichtempfangseinheit; und eine Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung zum Durchführen eines Rauchdetektionsprozesses auf Grundlage einer Rechenergebnisausgabe von der Recheneinheit.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Rauchsensor, der dafür ausgelegt ist, zeitlich abwechselnd gestreutes Licht zweier unterschiedlicher Wellenlängen λ₁ und λ₂ zu empfangen und eine Überwachungs- und Aufsichtsanordnung, die einen Rauchsensor dieser Art verwendet, bereitzustellen, insbesondere einen Rauchsensor und eine Überwachungs- und Aufsichtsanordnung, die ein Zwei-Wellenlängen-Verhältnis richtig erhalten können, und worin die Genauigkeit der Rauchdetektion im Vergleich zum Stand der Technik erheblich verbessert werden kann.
Um das Ziel zu erreichen, ist ein erster Aspekt der Erfindung ein Rauchsensor, in dem eine Lichtempfangseinrichtung zeitlich abwechselnd gestreutes Licht zweier unterschiedlicher Wellenlängen λ₁ und λ₂ empfängt, wobei der Rauchsensor umfasst: eine Recheneinheit zum Durchführen einer vorbestimmten, zur Rauchdetektion benötigten Berechnung auf Grundlage einer Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ und einer Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ der Lichtempfangseinheit; und eine Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung zum Durchführen eines Rauchdetektionsprozesses auf Grundlage einer Rechenergebnisausgabe von der Recheneinrichtung, und wobei die Recheneinrichtung Mittel zum Abschätzen eines Ausgabewerts entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von der Lichtempfangseinrichtung ausgegeben werden, zu einem Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und Mittel zum Erhalten eines Verhältnisses des geschätzten Ausgabewerts des einen gestreuten Lichts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und eines Ausgabewert des anderen gestreuten Lichts als ein Zwei-Wellenlängen-Verhältnis umfasst.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung führt im Rauchsensor gemäß dem ersten Aspekt die Recheneinrichtung die Abschätzung des Ausgabewerts entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von der Lichtempfangseinrichtung ausgegeben werden, durch Durchführen einer Interpolation entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ durch.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung bildet im Rauchsensor nach dem ersten Aspekt die Recheneinrichtung einen gleitenden Mittelwert sowohl der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ als auch der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ der Lichtempfangseinrichtung, schätzt einen Ausgabewert entweder der gleitend gemittelten Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der gleitend gemittelten Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ zu einem Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe ab, und erhält anschließend ein Verhältnis des geschätzten Ausgabewerts des einen gleitend gemittelten gestreuten Lichts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und eines Ausgabewerts des anderen gleitend gemittelten gestreuten Lichts als Zwei-Wellenlängen-Verhältnis.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung bildet im Rauchsensor nach dem ersten Aspekt die Recheneinheit nach dem Abschätzen des Ausgabewerts entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von der Lichtempfangseinrichtung ausgegeben werden, zu einem Aufnahmezeitpunk der anderen Ausgabe, einen gleitenden Mittelwert des geschätzten Ausgabewerts und einen gleitenden Mittelwert des Ausgabewerts des anderen gestreuten Lichts, und erhält ein Verhältnis des geschätzten Ausgabewert des einen gleitend gemittelten gestreuten Lichts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und eines Ausgabewerts des anderen gleitend gemittelten gestreuten Lichts als das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung bildet im Rauchsensor nach dem ersten Aspekt die Recheneinheit nach dem Erhalten eines Verhältnisses des geschätzten Ausgabewerts des einen gestreuten Lichts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und des Ausgabewerts des anderen gestreuten Lichts als das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis einen gleitenden Mittelwert des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses, um ein weiteres Zwei-Wellenlängen-Verhältnis zu erhalten.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung startet im Rauchsensor nach dem ersten Aspekt die Recheneinheit, wenn oder nachdem der Ausgabewert entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ von der Lichtempfangseinrichtung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, die zur Rauchdetektion benötigte Berechnung.
Gemäß einem siebten Aspekt der Erfindung hält im Rauchsensor nach dem sechsten Aspekt die Recheneinheit, nachdem die zur Rauchdetektion benötigte Berechnung gestartet ist, und wenn der Ausgabewert entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ von der Lichtempfangseinrichtung einen oberen Grenzwert erreicht, ein Rechenergebnis, das unmittelbar bevor der Ausgabewert den oberen Grenzwert erreicht erhalten wird, fest.
Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung beurteilt in einem Rauchsensor nach dem ersten Aspekt die Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung eine Rauchcharakteristik auf Grundlage des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses von der Recheneinheit.
Gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung setzt im Rauchsensor nach dem achten Aspekt die Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung, wenn die Rauchcharakteristik beurteilt wird, ein Feuerkriterium für jede Rauchcharakteristik verschieden fest.
Gemäß einem zehnten Aspekt der Erfindung setzt im Rauchsensor nach dem neunten Aspekt die Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung ein Feuerniveau verschieden fest, um auf Grundlage der Größe des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses zu beurteilen, ob ein Feuer ausbricht oder nicht.
Der elfte Aspekt der Erfindung ist der Rauchsensor nach dem ersten Aspekt, zusätzlich mit: einer Steuereinrichtung zum Steuern des gesamten Sensors; einer ersten Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₁, wenn sie von der Steuereinrichtung angesteuert wird; eine zweite Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₂, wenn sie von der Steuereinrichtung angesteuert wird; wobei die erste und die zweite Lichtemissionseinrichtung in ein einzelnes Lichtemissionsgerät eingebaut sind, und das Licht der Wellenlänge λ₁ und das Licht der Wellenlänge λ₂ von dem einzelnen Lichtemissionsgerät emittiert werden.
Ein zwölfter Aspekt der Erfindung ist der Rauchsensor nach dem ersten Aspekt, zusätzlich mit: einer Steuereinrichtung zum Steuern des gesamten Sensors; einer ersten Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₁, wenn sie von der Steuereinrichtung angesteuert wird; einer zweiten Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₂, wenn sie von der Steuereinrichtung angesteuert wird; einer Lichtleiteinrichtung zum Leiten des Lichts der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung emittiert wird, und des Lichts der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung emittiert wird, so dass das Licht der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung emittiert wird, und das Licht der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung emittiert wird, in eine gleiche Lichtemissionsrichtung gerichtet sind.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt der Erfindung wird im Rauchsensor des zwölften Aspekts in der Lichtleiteinrichtung ein Prisma verwendet.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt der Erfindung wird im Rauchsensor des zwölften Aspekts eine verzweigte optische Faser in der Lichtleiteinrichtung verwendet.
Ein fünfzehnter Aspekt der Erfindung ist eine Überwachungs- und Aufsichtsanordnung mit einem Empfänger und einem analogen Lichtstreuungsrauchsensor, der mit einem Übertragungsweg, der sich vom Empfänger aus verlängert, verbunden ist und von dem Empfänger überwacht und gesteuert wird, wobei der analoge Lichtsteuungsrauchsensor zeitlich abwechselnd gestreutes Licht zweier Wellenlängen λ₁ und λ₂ empfängt, wobei der Empfänger umfasst: eine Recheneinrichtung zum Durchführen einer vorbestimmten Berechnung, die zur Rauchdetektion benötigt wird, auf Grundlage einer Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ und einer Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die von dem analogen Lichtstreuungsrauchsensor empfangen werden, und eine Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung zum Durchführen eines Rauchdetektionsprozesses auf Grundlage einer Rechenergebnisausgabe von der Recheneinrichtung, wobei die Recheneinrichtung Mittel zum Abschätzen eines Ausgabewerts entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von dem analogen Lichtstreuungsrauchsensor ausgegeben werden, zu einem Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe umfasst, und Mittel zum Erhalten eines Verhältnisses des geschätzten Ausgabewerts des einen gestreuten Lichts zu dem Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und eines Ausgabewerts des anderen gestreuten Lichts als Zwei-Wellenlängen-Verhältnis umfasst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Anordnung des Rauchsensors der Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Einheit zur Detektion einer physikalischen Größe zeigt.
3 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für Ansteuersignale CTL₁ und CTL₂ zeigt.
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Aufbau einer Recheneinrichtung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Aufbau der Recheneinrichtung zeigt.
6 ist ein Bild, das ein Beispiel eines Abschätzprozesses illustriert.
7 ist ein Bild, das Ergebnisse eines Simulationsexperiments illustriert.
8 ist ein Bild, das Ergebnisse eines Simulationsexperiments illustriert.
9 ist ein Bild, das Ergebnisse eines Simulationsexperiments illustriert.
10 ist ein Bild, das Ergebnisse eines Simulationsexperiments illustriert.
11 zeigt Ergebnisse von Experimenten über Beziehungen zwischen einem Zwei-Wellenlängen-Verhältnis und einem Teilchendurchmesser.
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Aufbau des Rauchsensors der Erfindung zeigt.
13 ist ein Diagramm, das ein spezielles Beispiel des Rauchsensors der 12 zeigt.
14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Aufbaus des Rauchsensors der Erfindung zeigt.
15 ist ein Diagramm, das ein spezielles Beispiel des Rauchsensors der 14 zeigt.
16 ist ein Diagramm, das ein spezielles Beispiel des Rauchsensors der 14 zeigt.
17 ist ein Diagramm, das ein spezielles Beispiel des Rauchsensors der 1, 12 oder 14 zeigt.
18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel des Aufbaus der Überwachungs- und Aufsichtsanordnung der Erfindung zeigt.
19 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel für den Aufbau der Einheit zur Detektion einer physikalischen Größe zeigt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für den Aufbau des Rauchsensors der Erfindung zeigt. Bezug nehmend auf 1 umfasst der Rauchsensor: eine Steuereinrichtung 11 zum Steuern des gesamten Sensors; eine erste Lichtemissionseinrichtung 12 zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₁, wenn sie von der Steuereinrichtung 11 angesteuert wird; eine zweite Lichtemissionseinrichtung 12 zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₂, wenn sie von der Steuereinrichtung 11 angesteuert wird; eine Lichtempfangseinrichtung 14 zum Empfangen gestreuten Lichts des Lichts der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird, und gestreuten Lichts der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 emittiert wird; eine Recheneinrichtung 15 zum Durchführen einer vorbestimmten Berechnung, die zur Rauchdetektion benötigt wird, auf Grundlage einer Streulichtausgabe (Lichtintensitätsausgabe) y der Wellenlänge λ₁ und einer Streulichtausgabe (Lichtintensitätsausgabe) g der Wellenlänge λ₂ der Lichtempfangseinrichtung 14; eine Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung 16 zum Durchführen eines Rauchdetektionsprozesses auf der Grundlage einer Rechenergebnisausgabe von der Recheneinrichtung 15; und eine Ausgabeeinrichtung 17 zum Ausgeben eines Ergebnisses des Rauchdetektionsprozesses.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Anordnung der ersten Lichtemissionseinrichtung 12, der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 und der Lichtempfangseinrichtung 14 zeigt. Im Beispiel der 2 ist die erste Lichtemissionseinrichtung 12 beispielsweise mit einer blauen Leuchtdiode LED₁, die blaues Licht (λ₁) emittiert, aufgebaut, die zweite Lichtemissionseinrichtung 13 ist beispielsweise mit einer nahinfraroten Leuchtdiode LED₂, die nahinfrarotes Licht (λ₂) emittiert, aufgebaut, und die Lichtempfangseinrichtung 14 ist mit einem einzelnen Lichtempfangsgerät PD aufgebaut.
Die blaue Leuchtdiode LED₁ und die nahinfrarote Leuchtdiode LED₂ sind an Positionen auf dem äußeren Rand A der Basis eines Kreiskegels C angeordnet, dessen Kegelspitze ein Schnittpunkt O der optischen Achse O₁ der LED₁ und der optischen Achse O₂ der LED₂ ist, und der einen vorbestimmten Öffnungswinkel ω hat. In diesem Fall können LED₁ und LED₂ an beliebigen Positionen auf dem äußeren Rand A der Basis des Kreiskegels C angeordnet sein. Beispielsweise können LED₁ und LED₂ in einem einzelnen Gehäuse untergebracht und an Positionen, die einander im Wesentlichen gleich sind und auf dem äußeren Rand A der Basis des Kreiskegels C liegen, angeordnet sein.
Das Lichtempfangsgerät PD ist an einer vorbestimmten Position (einer vorbestimmten Position auf der Mittelachse B des Kreiskegels C), die auf der Mittelachse B des Kreiskegels C und auf der Seite, die bezüglich des Schnittpunkts O der optischen Achse O, der LED₁ und der optischen Achse O₂ der LED₂ der Seite der LED₁ und der LED₂ gegenüberliegt, angeordnet. Im speziellen kann das Lichtempfangsgerät PD beispielsweise an einer Position, die auf der Mittelachse B des Kreiskegels C liegt und von dem Schnittpunkt O der optischen Achse O₁ der LED₁ und der optischen Achse O₂ der LED₂ durch den gleichen Abstand r (Äquidistanz) als Distanz r zwischen LED₁ und dem Schnittpunkt O (der Distanz r zwischen LED₂ und dem Schnittpunkt O) getrennt ist, angeordnet sein.
Gemäß dieser Anordnung können die Winkel, die von den zwei Leuchtdioden LED, und LED₂ und dem Lichtempfangsgerät PD gebildet werden, einander gleichgesetzt werden, und die Streuwinkel können einander gleichgesetzt werden. Der Raum E zwischen der blauen Leuchtdiode LED₁, der nahinfraroten Leuchtdiode LED₂, und dem Lichtempfangsgerät PD bildet eine Umgebung (beispielsweise, einen Raum) in dem sich zu detektierender Rauch befinden kann.
Die erste Lichtemissionseinheit 12 (LED₁) und die zweite Lichtemissionseinheit 13 (LED₂) werden von Steuersignalen CTL₁ bzw. CTL₂ von der Steuereinrichtung 11 angesteuert und gesteuert.
3 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel der Steuersignale CTL₁ und CTL₂ zeigt. Im Beispiel der 3 haben die Steuersignale CTL₁ und CTL₂ die gleiche Pulsbreite und Periode. In anderen Worten, beide Signale haben eine Pulsbreite W und eine Periode T. Das Steuersignal CTL₂ ist jedoch gegenüber dem Steuersignal CTL₁ um eine vorbestimmte Zeitdauer t (t < T) verzögert.
Wenn die Steuersignale CTL₁ und CTL₂ verwendet werden, emittiert die erste Lichtemissionseinrichtung 12 (LED₁) Licht der Wellenlänge λ₁ (blaues Licht) mit der Periode T während einer Zeitdauer, die der Pulsbreite W entspricht, und die zweite Lichtemissionseinrichtung 13 (LED₂) emittiert Licht der Wellenlänge λ₂ (nahinfrarotes Licht) mit der Periode T während einer Dauer, die der Pulsbreite W entspricht, und zwar im Vergleich zu der Emission des Lichts der Wellenlänge λ₁ (blaues Licht) von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 (LED₁) verzögert.
Ein Aufnahmezeitpunkt (Aufnahmeperiode T), zu dem gestreutes Licht (blaues Licht) des Lichts der Wellenlänge λ₁ von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 (LED₁) in der Lichtempfangseinrichtung 14 (PD) aufgenommen wird, ist im Vergleich zu einem Aufnahmezeitpunkt (Aufnahmeperiode T), zu dem das Licht der Wellenlänge λ₂ (nahinfrarotes Licht) von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 (LED₂) in der Lichtempfangseinrichtung 14 (PD) aufgenommen wird, um die Zeitdauer t verschoben. Diese Verschiebung um die Zeitdauer t führt dazu, dass das gestreute Licht zweier verschiedenener Wellenlängen λ₁ und λ₂ zeitlich abwechselnd emittiert wird, so dass die Lichtempfangseinrichtung 14 (PD) zeitlich abwechselnd das gestreute Licht der zwei verschiedenen Wellenlängen λ₁ und λ₂ empfängt. Das führt zu dem Ergebnis, dass in der Lichtempfangseinrichtung 14 (PD) die Lichtintensitäten y und g des gestreuten Lichts zweier unterschiedlicher Wellenlängen λ₁ und λ₂ zeitlich abwechselnd erhalten werden können.
Die Lichtintensität y des gestreuten Lichts der Wellenlänge λ₁ gibt die Rauchdichte (%/m) der Umgebung E bezüglich des Lichts der Wellenlänge λ₁ wieder, und die Lichtintensität g des gestreuten Lichts der Wellenlänge λ₂ gibt die Rauchdichte (%/m) der Umgebung E bezüglich des Lichts der Wellenlänge λ₂ wieder. Der Einfachheit halber wird in der folgenden Beschreibung angenommen, dass die Lichtintensität des gestreuten Lichts in die Rauchdichte (%/m) umgewandelt wurde.
Ein Rauchsensor, der auf diese Art und Weise so aufgebaut ist, dass die Lichtempfangseinrichtung 14 zeitlich abwechselnd gestreutes Licht zweier verschiedener Wellenlängen λ₁ und λ₂ empfängt, hat den folgenden Nachteil. Wie oben beschrieben, ist der Aufnahmezeitpunkt (Aufnahmeperiode T), zu dem gestreutes Licht (blaues Licht) der Wellenlänge λ₁ in der Lichtempfangseinrichtung 14 (PD) aufgenommen wird, im Vergleich zu dem Aufnahmezeitpunkt (Aufnahmeperiode T), zu dem das Licht der Wellenlänge λ₂ (nahinfrarotes Licht) in der Lichtempfangseinrichtung 14 (PD) aufgenommen wird, um die Zeitdauer t verschoben (d. h., in der Lichtempfangseinrichtung 14 (Lichtempfangsgerät PD) ist der Aufnahmezeitpunkt (Lichtempfangszeit) gestreuten Lichts der Wellenlänge λ₁ nicht identisch zum Aufnahmezeitpunkt (Lichtempfangszeitpunkt) gestreuten Lichts der Wellenlänge λ₂ (es besteht ein Zeitunterschied t)). Falls die Rauchdichte der Umgebung E während des Zeitunterschieds t plötzlich geändert wird und sich das Lichtempfangssignal abrupt ändert, enthält das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis viele Fehler, wenn das Verhältnis (Zwei-Wellenlängen-Verhältnis: y/g) der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y der Wellenlänge λ₁ und der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂ von der Lichtempfangseinrichtung 14 erhalten wird.
Um zu verhindern, dass aufgrund der Zeitdifferenz t das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis viele Fehler enthält, ist die Recheneinrichtung 15 des Rauchsensors der Erfindung dafür ausgelegt, den Ausgabewert entweder der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von der Lichtempfangseinrichtung 14 ausgegeben werden, zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe abzuschätzen und ein Verhältnis des geschätzten Ausgabewerts des einen gestreuten Lichts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und eines Ausgabewerts des anderen gestreuten Lichts als das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis zu erhalten.
Die 4 bzw. 5 sind Diagramme, die Beispiele für den Aufbau der Recheneinrichtung 15 zeigen. Das Beispiel der 4 umfasst: eine Abschätzeinrichtung 21 zum Abschätzen des Ausgabewerts g' der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂ zum gleichen Aufnahmezeitpunkt wie dem der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y der Wellenlänge λ₁; und eine Zwei-Wellenlängen-Verhältnis-Berechnungseinrichtung 22 zum Berechnen eines Verhältnisses (y/g') der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y der Wellenlänge λ₁ und der so abgeschätzten Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g' der Wellenlänge λ₂, als das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis.
Das Beispiel der 5 umfasst: eine Abschätzeinrichtung 23 zum Abschätzen des Ausgabewerts y' der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y der Wellenlänge λ₁ zum gleichen Aufnahmezeitpunkt wie dem der Streulichtausgabe (aufgenommene: Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂; und eine Zwei-Wellenlängen-Verhältnis-Berechnungseinrichtung 24 zum Berechnen eines Verhältnisses (y'/g) der so abgeschätzten Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y' der Wellenlänge λ₁ und der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂ als das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis.
6 ist ein Bild, das ein Beispiel des Abschätzungsprozesses in der Abschätzeinrichtung 21 für den Fall dass die Recheneinrichtung 15 die Anordnung der 4 hat, illustriert. Mit Bezug auf 6, wird die Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y der Wellenlänge λ₁ als y(–1), y(0), y(1), y(2), ... zu Aufnahmezeitpunkten –1, 0, 1, 2, ... der Periode T aufgenommen, und ebenso wird die Streulichtausgabe (aufgenommene: Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂ als g(–1), g(0), g(1), g(2), ... zu Aufnahmezeitpunkten –1, 0, 1, 2, ... der Periode T aufgenommen. Die Aufnahme der aufgenommenen Ausgaben g(–1), g(0), g(1), g(2), ... der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂ wird jedoch in einem Takt durchgeführt, der um die Zeitdifferenz t gegenüber den aufgenommenen Ausgaben y(–1), y(0), y(1), y(2), ... der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y der Wellenlänge λ₁ verzögert ist.
In diesem Fall wird mit den aufgenommenen Ausgaben g(–1), g(0), g(1), g(2), ... der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂ eine Interpolation wie in dem folgenden Ausdruck durchgeführt, so dass Ausgabewerte g'(–1), g'(0), g'(1), g'(2), ... zu den gleichen Zeitpunkten wie denen der aufgenommenen Ausgaben y(–1), y(0), y(1), y(2), ... der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y der Wellenlänge λ₁ abgeschätzt werden können.
[Ausdruck 1]
g'(n) = g(n) – (g(n) – g(n – 1))·t/T
In Ausdruck 1 ist n eine positive oder negative ganze Zahl (..., –1, 0, 1, 2, ...), T ist die Aufnahmeperiode von y und g und t ist eine Zeitdifferenz zwischen den Aufnahmezeitpunkten von y und denen von g.
In der Interpolation der Gleichung 1 kann z. B. der abgeschätzte Wert g'(0) der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂, der dem Aufnahmezeitpunkt 0 (y(0)) der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y der Wellenlänge: λ₁ entspricht, durch Verwenden des Ausgabewerts (gemessener Wert) g(–1) zum Aufnahmezeitpunkt –1 der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂ und des Ausgabewerts (gemessener Wert) g(0) zum Aufnahmezeitpunkt 0 der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂ berechnet werden zu g'(0) = g(0) – (g(–1) – g(–1))·t/T.
Zusätzlich zeigt 6 die abgeschätzten Werte g'(–1), g'(0), g'(1), g'(2), ... der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂, die gemäß Ausdruck 1 abgeschätzt werden. Wie ebenfalls aus 6 ersichtlich, wird im Beispiel des Abschätzprozesses (dem Beispiel der Interpolation) gemäß Ausdruck 1 g'(n) durch Anwenden linearer Interpolation auf am nächsten benachbarten Ausgabewerte (gemessene Werte) g(n – 1) und g(n) der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂ erhalten.
Mit dem Abschätzprozess (im Beispiel der 6 lineare Interpolation) kann für die Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂ der Ausgabewert g' zum gleichen Aufnahmezeitpunkt wie dem der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y der Wellenlänge λ₁ abgeschätzt werden. Wenn ein Verhältnis (y/g') der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y der Wellenlänge λ₁ und der so abgeschätzten Ausgabe (aufgenommene Ausgabe) g' gestreuten Lichts der Wellenlänge λ₂ als das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis berechnet wird ist es möglich, eine Beeinflussung durch die Zeitdifferenz t zu eliminieren. Im Ergebnis kann das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis (y/g') mit verringerten Fehlern erhalten werden.
Deshalb kann die Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung 16 beispielsweise die Art (Charakteristik) des Rauchs auf Grundlage des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses (y/g'), das verringerte Fehler hat und von der Recheneinrichtung 15 ausgegeben wird, richtiger beurteilen. Insbesondere können der Teilchendurchmesser des Rauchs oder dergleichen auf Grundlage des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses (y/g') mit verringerten Fehlern richtig detektiert werden. Gemäß dieser Anordnung wird beispielsweise nur Rauch, der sich an einem bestimmten Teilchendurchmesserbereich befindet, richtig detektiert, so dass ein Einfluss aufgrund von Staub, Dampf oder dergleichen, das kein Feueranlass ist, eliminiert werden kann, und nur Rauch, der von einem Feueranlass erzeugt wird kann richtig detektiert werden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben den Effekt tatsächlich mit Hilfe von Simulationsexperimenten bestätigt. In den Simulationsexperimenten wurde ein TF2-Feuer, bei dem die Rauchdichte in der Umgebung E langsam erhöht wird, angenommen. Zuerst wurde ein gemessener Wert y(n) gestreuten Lichts (blaues Licht) der Wellenlänge λ₁ von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 (LED₁) zum Aufnahmezeitpunkt (die Aufnahmeperiode T = 4 s) in der Lichtempfangseinrichtung 14 (PD) erhalten. Unter der Annahme, dass ein ideales Zwei-Wellenlängen-Verhältnis 3.60 ist, (ein TF2-Feuer wird angenommen), wurde ein idealer Ausgabewert des Lichts (nahinfrarotes Licht) der Wellenlänge λ₂ von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 (LED₂) zum Aufnahmezeitpunkt (die Aufnahmeperiode T = 4 s) in der Lichtempfangseinrichtung 14 (PD) erhalten. Es wurde nämlich ein Wert, der durch Teilen von y(n) durch 3.60 erzeugt wird als der ideale Ausgabewert g₀(n) des Lichts (nahinfrarotes Licht) der Wellenlänge λ₂ von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 (LED₂) in der Lichtempfangseinrichtung 14 (PD) erhalten. 7 zeigt den gemessenen Wert y(n) von y, und den idealen Ausgabewert g₀(n) von g in diesem Stadium.
Anschließend wurde ein simulierter Wert von g(n) zu einem Zeitpunkt, der gegenüber y(n) um die Zeitdifferenz t (1 s) verschoben ist, durch direktes Anwenden der Interpolation auf den idealen Ausgabewert g₀(n) erhalten. 8 zeigt einen gemessenen Wert y(n) und einen simulierten Wert g(n), der wie oben beschrieben erhalten wurde. Die Werte y(n) und g(n), die in 8 gezeigt sind, sind Werte, die erhalten werden, indem tatsächlich die Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y der Wellenlänge λ₁ und die Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g der Wellenlänge λ₂, die zeitlich ab wechselnd von der Lichtempfangseinrichtung 14 ausgegeben werden, simuliert wurden. Im Beispiel der 8 ist die Zeitdifferenz t zwischen dem gemessenen Wert y(n) und dem simulierten Wert g(n) 1 s.
Nachdem simulierte Werte y(n) und g(n), die tatsächlich gemessenen Werten ähnlich sind, wie oben beschrieben erhalten wurden, wurde ein Zwei-Wellenlängen-Verhältnis y(n)/g(n) direkt aus den simulierten Werten y(n) und g(n) gemäß einem konventionellen Verfahren zur Berechnung des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses berechnet. Ergebnisse der Berechnungen gemäß dem konventionellen Verfahren zur Berechnung des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses sind in 9 gezeigt.
Andererseits wurde der Abschätzprozess (direkter Interpolationsprozess) der Erfindung mit dem simulierten Wert g(n) der 8 durchgeführt, um einen Schätzwert g'(n) zu erhalten. Ein Zwei-Wellenlängen-Verhältnis y(n)/g'(n) wurde aus dem gemessenen Wert y(n) und dem geschätzten Wert g'(n) berechnet. Ergebnisse der Berechnungen (Ergebnisse der Berechnungen gemäß dem Verfahren zur Berechnung des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses gemäß der Erfindung) sind in 10 gezeigt.
In den Beispielen der 9 und 10 wird das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis (y(n)/g'(n)) nicht berechnet, wenn die Werte von y(n), g(n) und g'(n) kleiner als 0.1%/m sind und gleich 0 gesetzt, da ein großer Fehler aufgrund von Rauschen oder dergleichen im Wert des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses auftritt.
Wenn die 9 und 10 miteinander verglichen werden, wird folgendes beobachtet. Im konventionellen Verfahren zur Berechnung des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses, das in 9 gezeigt ist, hat das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis (y(n)/g(n)) Werte von 2.06, 2.88, 3.03, .... Beispielsweise ist ein Mittelwert der acht Werte des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses (y(n)/g(n)), die nicht kleiner als 2.00 sind, gleich 3.07, oder wesentlich verschieden von dem Zwei-Wellenlängen-Verhältnis von 3.60, das detektiert werden soll. Im Gegensatz dazu hat beim Verfahren zur Berechnung des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses gemäß der Erfindung, das in 10 gezeigt ist, das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis (y(n)/g'(n)) Werte von 2.62, 3.44, 3.44, .... Beispielsweise ist ein Mittellwert der acht Werte des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses (y(n)/g'(n)), die nicht kleiner als 2.00 sind, gleich 3.42, oder nahe an dem Zwei-Wellenlängen-Verhältnis von 3.60, das detektiert werden soll.
Aus Obigem wird ersichtlich, dass die Erfindung ein Zwei-Wellenlängen-Verhältnis erhalten kann, das richtiger ist als das, das gemäß dem Stand der Technik erhalten wird. Gemäß der Erfindung kann deshalb eine Beurteilung der Rauchcharakteristik (beispielsweise eine Bestimmung des Teilchendurchmessers von Rauch oder dergleichen) dahingehend, ob ein Feuer ausbricht oder eine Nichtfeuerbedingung eintritt oder dergleichen, auf Grundlage des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses, das richtig berechnet wird, genau durchgeführt werden.
Oben wurde das Beispiel, in dem der Abschätzprozess mit der Abschätzeinrichtung 21 in dem Fall, in dem die Recheneinrichtung 15 die Anordnung der 4 hat, durchgeführt wird, beschrieben. Der Abschätzprozess wird in dem Fall, in dem die Recheneinrichtung 15 die Anordnung der 15 hat, auf eine ähnliche Art und Weise mit der Abschätzeinrichtung 23 durchgeführt (beispielsweise durch einen linearen Interpolationsprozess über y(n)). Auch in dem Fall, in dem die Recheneinrichtung 15 die Anordnung der 5 hat, ist es ebenso wie im Fall der Anordnung der 4 möglich, eine Beeinflussung durch den Zeitunterschied t zu eliminieren, so dass das richtige Zwei-Wellenlängen-Verhältnis (y'/g) mit verringerten Fehlern erhalten werden kann.
Im oben beschriebenen Beispiel wird in der Abschätzeinrichtung 21 oder 23 die Abschätzung von g oder y durch Anwenden linearer Interpolation, in der am nächsten benachbarte Ausgabewerte linear interpoliert werden, durchgeführt. Alternativ kann die Abschätzung von g oder y mit jeder Technik durchgeführt werden, sofern für die Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) g oder y der Wellenlänge λ₂ oder λ₁ der Ausgabewert g' oder y' zum gleichen Aufnahmezeitpunkt wie dem der Streulichtausgabe (aufgenommene Ausgabe) y oder g der Wellenlänge λ₂ oder λ1 abgeschätzt werden kann. In der Abschätzung von g kann z. B. ein Interpolationsprozess (etwa ein zweiter Interpolationsprozess) verwendet werden, in dem g'(n) unter Berücksichtigung nicht nur der am nächsten benachbarten Ausgabewerte (gemessene Werte) g(n – 1) und g(n), sondern auch von g(n – 2) und g(n + 1) außerhalb der Ausgabewerte durch Verwenden von g(n – 2), g(n – 1), g(n), und g(n + 1) abgeschätzt wird.
Im oben beschriebenen Beispiel führt die Recheneinrichtung 15 den Abschätzprozess (Interpolationsprozess) direkt mit der Streulichtausgabe (Lichtintensitätsausgabe) y der Wellenlänge λ₁ und der Streulichtausgabe (Lichtintensitätsausgabe) g der Wellenlänge λ₂ der Lichtempfangseinrichtung 14 durch und berechnet dabei ein Zwei-Wellenlängen-Verhältnis. Alternativ kann ein Zwei-Wellenlängen-Verhältnis durch Bilden eines gleitenden Mittelwerts der Streulichtausgabe (Lichtintensitätsausgabe) y der Wellenlänge λ₁ und der Streulichtausgabe (Lichtintensitätsausgabe) g der Wellenlänge λ₂ der Lichtempfangseinrichtung 14 über eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise drei bis sechs Abtastbereiche) und anschließendes Durchführen eines Abschätzprozesses (Interpolationsprozess) mit einem der gleitend gemittelten Ausgabewerte <y(n)> und <g(n)> berechnet werden.
In anderen Worten, die Recheneinrichtung 15 kann einen gleitenden Mittelwert sowohl der Streulichtausgabe y(n) der Wellenlänge λ₁ als auch der Streulichtausgabe g(n) der Wellenlänge λ₂ von der Lichtempfangseinrichtung 14 bilden, einen Ausgabewert entweder der gleitend gemittelten Streulichtausgabe <y(n)> der Wellenlänge λ₁ oder der gleitend gemittelten Streulichtausgabe <g(n)> der Wellenlänge λ₂ zu einem Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe abschätzen und ein Verhältnis eines geschätzten Ausgabewerts des einen gleitend gemittelten Streulichts zum Aufnahmezeitpunk der anderen Ausgabe und des Ausgabewerts des anderen Streulichts als das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis erhalten. Insbesondere können beispielsweise gleitende Mittelwerte <y(n)> und <g(n)> der Messwerte y(n) und g(n) der LED₁ und der LED₂ erhalten werden, ein durch Interpolation abgeschätzter Wert <g'(n)> kann auf Grundlage des gleitenden Mittelwerts von <g(n)> von LED₂ erhalten werden, und ein Zwei-Wellenlängen-Verhältnis (<y(n)>/<g'(n)>) aus (dem gleitenden Mittelwert von <y(n)> des gemessenen Wert: y(n) von LED₁) und (dem durch Interpolation abgeschätzten Wert <g'(n)> auf der Grundlage des gleitenden Mittelwerts von <g(n)> des gemessenen Werts g(n) von LED₂) erhalten werden.
Wenn die Zeitdauer, während der der gleitende Mittelwert gebildet werden soll, gleich drei Abtastbereichen ist, können die gleitenden Mittelwerte <y(n)> und <g(n)> für die gestreute Ausgabe y(n) der Wellenlänge λ₁ bzw. die gestreute Ausgabe g(n) der Wellen länge λ₂ von der Lichtempfangseinrichtung 14 mit den folgenden Ausdrücken erhalten werden.
[Ausdruck 2]
<y(n)> = (y(n – 1) + y(n) + y(n + 1))/3 <g(n)> = (g(n – 1) + g(n) + g(n + 1))/3
Alternativ kann die Recheneinrichtung 15 einen Ausgabewert entweder der Streullichtausgabe y(n) der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g(n) der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von der Lichtempfangseinrichtung 14 ausgegeben werden, zu einem Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe abschätzen, einen gleitenden Mittelwert des abgeschätzten Ausgabewerts bilden, einen gleitenden Mittelwert des anderen Streulichtausgabewerts bilden und ein Verhältnis des gleitend gemittelten abgeschätzten Ausgabewerts des einen gestreuten Lichts des gleitenden Mittelwerts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und des gleitend gemittelten Ausgabewerts des anderen gestreuten Lichts als das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis erhalten. Insbesondere kann beispielsweise ein durch Interpolation abgeschätzter Wert g'(n) auf Grundlage des gemessenen Werts von g(n) der LED₂ erhalten werden, gleitende Mittelwerte <y(n)> und <g'(n)> der gemessenen Werte y(n) und der durch Interpolation abgeschätzte Werte g'(n) der LED₁ und LED₂ können erhalten werden und ein Zwei-Wellenlängen-Verhältnis (<y(n)>/<g'(n)>) kann aus (dem gleitenden Mittelwert von <y(n)> des gemessenen Werts y(n) von LED₁) und (dem gleitenden Mittelwert <g'(n)> des durch Interpolation abgeschätzten Werts g'(n) der LED₂) erhalten werden.
Wenn die Zeitdauer, während der der gleitende Mittelwert gebildet werden soll, gleich drei Abtastbereichen ist, kann beispielsweise der gleitende Mittelwert <g'(n)> für den durch Interpolation abgeschätzten Wert g'(n) aus dem folgenden Ausdruck erhalten werden.
[Ausdruck 3]
<g'(n)> = (g'(n – 1) + g'(n) + g'(n + 1))/3
Alternativ kann die Recheneinrichtung 15 ein Verhältnis des geschätzten Ausgabewerts des einen gestreuten Lichts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und des Ausgabewerts des anderen gestreuten Lichts als das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis erhalten und einen gleitenden Mittelwert des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses bilden, so dass der gleitende Mittelwert schließlich als das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis erhalten wird. Insbesondere kann beispielsweise ein gleitender Mittelwert des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses (y(n)/g'(n)) erhalten werden, und das gleitend gemittelte Zwei-Wellenlängen-Verhältnis (<y(n)/g'(n)>) kann abschließend als das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis erhalten werden.
Wenn die Zeitdauer, während der der gleitende Mittelwert gebildet werden soll, beispielsweise gleich drei Aufnahmebereichen ist, kann der gleitende Mittelwert (<y(n)>/<g'(n)>) des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses (y(n)>/<g'(n)) aus folgendem Ausdruck erhalten werden.
[Ausdruck 4]
<y(n)/g'(n)> = (y(n – 1)/g'(n – 1) + y(n)/g'(n) + y(n + 1)/g'(n + 1))/3
Auf diese Art führt der oben erwähnte Prozess des zusätzlichen Bildens eines gleitenden Mittelwerts von y(n) und g(n), y(n) und g'(n) oder y'(n) und g(n), oder des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses (y(n)/g'(n) oder y'(n)>/g(n)) zu einem zeitlichen Glättungsprozess, und daher kann eine Beeinflussung durch eine zeitliche Fluktuation der Rauchdichte oder dergleichen erheblich verringert werden. Folglich kann das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis richtiger erhalten werden. Wenn die Zeitdauer, während der der gleitende Mittelwert gebildet werden soll, jedoch sehr lang festgesetzt wird, führt der gleitende Mittelungsprozess zu einem Informationsverlust. Deshalb muss die Zeitdauer, während der der gleitende Mittelwert gebildet werden soll, auf einen angemessenen Wert festgesetzt werden.
Im oben beschriebenen Beispiel kann die Recheneinrichtung 15 den Rechenprozess immer durchführen (den Abschätzprozess, den Prozess zur Berechnung des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses und den gleitenden Mittelungsprozess). Alternativ kann die Recheneinrichtung so konfiguriert sein, dass der Rechenprozess gestartet wird, wenn oder nachdem der Ausgabewert (Rauchdichte) entweder der gestreuten Ausgabe y(n) der Wellenlänge λ₁ oder die gestreute Ausgabe g(n) der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von der Lichtempfangseinrichtung 14 ausgegeben werden, gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert wird (beispielsweise ungefähr 0.1%/m). In dieser Alternative ist es nicht erforderlich, dass die Recheneinrichtung 15 die Berechnungen des Abschätzprozesses, des Prozesses zur Berechnung des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses und des gleitenden Mittelungsprozesses ständig durchführt. Deshalb kann die Auslastung der Recheneinrichtung 15 (insbesondere einer später beschriebenen CPU) und eine Beeinflussung durch Rauschen verringert werden, so dass der Fehler der Rauchdetektion weiter verringert werden kann.
Wenn, nachdem der Berechnungsprozess (der Abschätzprozess, der Prozess zur Berechnung des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses und der gleitende Mittelungsprozess) gestartet ist, der Ausgabewert (Rauchdichte) entweder der gestreuten Ausgabe y(n) der Wellenlänge λ₁ oder der gestreuten Ausgabe g(n) der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von der Lichtempfangseinrichtung 14 ausgegeben werden, einen oberen Grenzwert erreicht (falls die Recheneinrichtung 15 beispielsweise einen 8 Bit A/D-Wandler aufweist ist der obere Grenzwert "255") ereignet sich ein Überlauf und die Rechenprozesse können nicht weiter durchgeführt werden. In diesem Fall können beispielsweise die Ergebnisse (insbesondere das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis und dergleichen) des Rechenprozesses, die unmittelbar bevor der Ausgabewert den oberen Grenzwert erreicht erhalten werden, festgehalten werden und der Rechenprozess kann anschließend nicht durchgeführt werden. Nach dem Zeitpunkt, zu dem der Ausgabewert den oberen Grenzwert erreicht und das Durchführen des Berechnungsprozesses verhindert ist kann deshalb für das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis, das unmittelbar bevor der Ausgabewert den oberen Grenzwert erreichte erhalten wurde, (d. h. das festgehaltene Zwei-Wellenlängen-Verhältnis) verwendet werden.
Der obere Grenzwert kann vom Konstrukteur oder vom Benutzer beliebig festgesetzt werden. Beispielsweise ändert sich der Ausgabewert (Rauchdichte) der gestreuten Ausgabe y(n) der Wellenlänge λ₁ oder der gestreuten Ausgabe g(n) der Wellenlänge λ₂ im Wesentlichen linear bis der Wert ungefähr 10%/m erreicht. Wenn dagegen der Wert gleich oder größer als ungefähr 10%/m wird sättigt er oder verändert sich nichtlinear. Auch durch Einstellungen von Schaltkreisen wie etwa einem Verstärker können nichtli neare Änderungen des Ausgabewerts verursacht werden. In dem Bereich, in dem der Ausgabewert (Rauchdichte) der gestreuten Ausgabe y(n) der Wellenlänge λ₁ oder der gestreuten Ausgabe g(n) der Wellenlänge λ₂ nichtlinear ist, kann das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis nicht richtig berechnet werden. Um so eine Situation zu vermeiden, kann der obere Grenzwert vom Konstrukteur oder dergleichen beispielsweise während der Konstruktion des Sensors festgesetzt werden. In einer konkreten Situation, in der die Rauchdichte gleich 10%/m ist, lodert ein Feuer heftig. Deshalb wird der obere Grenzwert auf einen Wert festgesetzt, der kleiner als beispielsweise 10%/m ist.
In der Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung 16 des Rauchsensors der 1 kann ein Schwellwert des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses festgesetzt werden um die Art (Charakteristik) des Rauchs auf Grundlage des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses von der Recheneinrichtung 15 zu beurteilen. Je nach dem Wert eines Verhältnisses des erhaltenen Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses zum Schwellwert ist es möglich die Art (Charakteristik) des Rauchs zu bestimmen, beispielsweise, ob der Rauch von einem Feuer verursacht wird (außerdem ob der Rauch von einem flammenden Feuer oder von einem schwelenden Feuer verursacht wird) oder von Staub, Dampf oder dergleichen, das kein Feueranlass ist.
Auf folgende Art und Weise untersuchten die Erfinder der vorliegenden Erfindung Beziehungen zwischen dem Zwei-Wellenlängen-Verhältnis und einem Teilchendurchmesser. Rauch oder dergleichen eines vorbestimmten Teilchendurchmessers wurde tatsächlich in die Umgebung E eingebracht. Zu diesem Zeitpunkt wurde ein Verhältnis (y/g') der Streulichtausgabe y von blauem Licht (die Wellenlänge λ₁ = 470 nm) und der Streulichtausgabe g' von nahinfraroten Licht (die Wellenlänge λ₂ = 945 nm) erhalten, während ein Ergebnis des Abschätzungsprozesses als das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis erhalten wurde. 11 zeigt Ergebnisse der Experimente über Beziehungen zwischen dem Zwei-Wellenlängen-Verhältnis und einem Teilchendurchmesser. Aus 11 wird ersichtlich, dass für Rauch mit einem Teilchendurchmesser von ungefähr 0.001 bis 0.1 μm das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis ungefähr 17 bis 14 ist; für Rauch mit einem Teilchendurchmesser von ungefähr 0.1 bis 1 μm das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis ungefähr 14 bis 2 ist; und für Staub, Dampf oder dergleichen mit einem Teilchendurchmesser von 1 μm oder größer das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis 2 oder größer ist. Daraus ist es möglich zu urteilen, dass der Rauch von einem flammenden Feuer erzeugt wird wenn das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis ungefähr 17 bis 10 ist; der Rauch von einem schwelenden Feuer verursacht wird wenn das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis ungefähr 14 bis 2 ist; und der Rauch von Staub, Dampf oder dergleichen verursacht wird wenn das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis 2 oder kleiner ist.
Auf Grundlage des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses kann deshalb eine Beeinflussung durch Staub, Dampf oder dergleichen, das kein Feueranlass ist, eliminiert werden und nur Rauch, der von einem Feueranlass erzeugt wird, kann detektiert werden. Außerdem ist es möglich zu beurteilen ob ein Feuer existiert oder nicht, beispielsweise auf Grundlage der Niveaubeziehung zwischen dem Feuerkriterium (der Schwellwert zum Detektieren eines Feuers; ein Feuerniveau), das der Art des detektierten Rauchs entspricht und dem Ausgabewert der Lichtempfangseinrichtung 14.
Die Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung 16 kann so ausgelegt sein, dass das Feuerkriterium auf Grundlage des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses von der Recheneinrichtung 15 für jede Rauchcharakteristik verschieden festgesetzt wird, wenn die Art (Charakteristik) des Rauchs wie oben beschrieben beurteilt wird.
Wenn beispielsweise das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis klein ist, ist die Wahrscheinlichkeit des Nichtfeuers groß und dementsprechend wird das Feuerniveau verlangsamt (das Niveau wird erniedrigt) und die Ansammlungsperiode wird verlängert. Wenn dagegen das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis groß ist, kann das Feuerniveau hoch festgesetzt werden.
Die Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung 16 kann so ausgelegt sein dass geurteilt wird, dass das Feuer im Anfangszustand ist, die Rauchcharakterstik des Feuers während des Anfangsstadiums des Feuers beurteilt wird und das Feuerkriterium für jede Rauchcharakteristik verschieden festgesetzt wird, wenn das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis im Anfangsstadium stabilisiert wird.
Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass im Fall eines Feuers das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis auch im Anfangsstadium relativ stabil (im Wesentlichen konstant) ist und das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis im Fall eines Nichtfeuers stark schwankt (da Rauchteilchen im Fall eines Feuers klein (1 μm oder kleiner) und im Fall eines Nichtfeuers wie Dampf oder Staub groß (mehrere Mikron) sind). Wenn das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis einen Wert hat, mit dem eine Beurteilung über ein Feuer oder ein Nichtfeuer schwer durchgeführt werden kann (beispielsweise hat das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis einen Wert von ungefähr 2.00), kann die Feuerbeurteilung auf Grundlage der experimentellen Ergebnisse durchgeführt werden.
Gemäß der Erfindung kann das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis richtiger erhalten werden. Deshalb kann die Teilchengröße des Rauchs genau gemessen werden und die Feuerbeurteilung oder dergleichen kann auf Grundlage der gemessenen Teilchengröße mit hoher Verlässlichkeit durchgeführt werden.
Die 12 und 13 sind Diagramme, die ein weiteres Beispiel der Anordnung des Rauchsensors der Erfindung zeigen. Der Rauchsensor der 12 und 13 umfasst: eine Steuereinrichtung 11 zum Steuern des gesamten Sensors; eine erste Lichtemissionseinrichtung 12 zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₁, wenn sie von der Steuereinrichtung 11 angesteuert wird; eine zweite Lichtemissionseinrichtung 13 zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₂, wenn sie von der Steuereinrichtung 11 angesteuert wird; eine Lichtempfangseinrichtung 14 zum Empfangen gestreuten Lichts des Lichts der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird, und gestreuten Lichts des Lichts der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 emittiert wird; eine Recheneinrichtung 15 zum Durchführen einer vorbestimmten Berechnung, die zur Rauchdetektion benötigt wird, mit einer Streulichtausgabe (Lichtintensitätsausgabe) y der Wellenlänge λ₁ und einer Streulichtausgabe (Lichtintensitätsausgabe) g der Wellenlänge λ₂ von der Lichtempfangseinrichtung 14; eine Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung 16 zum Durchführen eines Rauchdetektionsprozesses auf Grundlage einer Rechenergebnisausgabe von der Recheneinrichtung 15; und eine Ausgabeeinrichtung 17 zum Ausgeben eines Ergebnisses des Rauchdetektionsprozesses. Die erste Lichtemissionseinrichtung 12 und die zweite Lichtemissionseinrichtung 13 sind in ein einzelnes Lichtemissionsgerät 18 eingebaut und das Licht der Wellenlänge λ₁ und das der Wellenlänge λ₂ werden von dem einzelnen Lichtemissionsgerät 18 emittiert.
Gemäß dieser Anordnung können die erste Lichtemissionseinrichtung 12 und die zweite Lichtemissionseinrichtung 13 an Positionen, die sehr nahe beieinander sind, angeordnet sein und das Licht der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird und das Licht der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 emittiert wird, sind in die gleiche Lichtemissionsrichtung gerichtet. In dem Lichtstreuungsrauchsensor können deshalb die Rauchdetektionsräume zueinander identisch gemacht werden, so dass das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis richtig erhalten werden kann. Dem Anschein nach ist das Anordnungsbeispiel der 12 und 13 aus dem einzelnen Lichtemissionsgerät 18 und dem einzelnen Lichtempfangsgerät (Lichtempfangseinrichtung) 14 aufgebaut. Deshalb hat die Anordnung einen Vorteil, dass die Struktur eines Lichtstreuungsrauchsensors nach dem Stand der Technik so verwendet werden kann wie sie ist und ein Produkt mit geringen Kosten bereitgestellt werden kann. Insbesondere ist das Beispiel der 13 so aufgebaut, dass ein Lichtemissionschip LED₁, der als die erste Lichtemissionseinrichtung 12 zum Emittieren von Licht der Wellenlänge λ₁ dient, und ein Licht emittierenden der Chip LED₂, der als die zweite Lichtemissionseinrichtung 13 zum Emittieren von Licht der Wellenlänge λ₂ dient, in das einzelne Lichtemissionsgerät (LED) 18 eingebaut sind und die lichtemittierenden Chips 12 und 13 durch drei oder vier Zuleitungsdrähte RD unabhängig voneinander angesteuert werden können.
14 ist ein Diagramm, das ein weiteres Beispiel der Anordndung des Rauchsensors der Erfindung zeigt. Der Rauchsensor der 14 umfasst: eine Steuereinrichtung 11 zum Steuern des gesamten Sensors; eine erste Lichtemissionseinrichtung 12 zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₁, wenn sie von der Steuereinrichtung 11 angesteuert wird; eine zweite Lichtemissionseinrichtung 13 zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₂, wenn sie von der Steuereinrichtung 11 angesteuert wird; eine Lichtempfangseinrichtung 14 zum Empfangen gestreuten Lichts des Lichts der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird und gestreuten Lichts des Lichts der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 emittiert wird; eine Recheneinrichtung 15 durch Durchführen einer vorbestimmten Berechnung, die zur Rauchdetektion benötigt wird auf Grundlage einer Streulichtausgabe (Lichtintensitätsausgabe) y der Wellenlänge λ₁ und einer Streulichtausgabe (Lichtintensitätsausgabe) g der Wellenlänge λ₂ von der Lichtempfangseinrichtung 14; eine Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung 16 zum Durchführen eines Rauchdetektionsprozesses auf Grundlage einer Rechenergebnisausgabe von der Recheneinrichtung 15; und eine Aus gabeeinrichtung 17 zum Ausgeben eines Ergebnisses des Rauchdetektionsprozesses und umfasst weiterhin eine Lichtleiteinrichtung 19 zum Leiten des Lichts der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird, und des Lichts der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 emittiert wird, so dass das Licht der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird, und das Licht der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 emittiert wird, in die gleiche Lichtemissionsrichtung gerichtet sind. Gemäß dieser Anordnung können die Lichtemissionsrichtung und der Emissionslichtpfad des Lichts der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird, identisch zu denen des Lichts der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 emittiert wird, gemacht werden. In dem Lichtstreuungsrauchsensor können deshalb die Rauchdetektionsräume miteinander identisch gemacht werden, so dass das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis richtig erhalten werden kann.
15 ist ein Diagramm, das ein spezielles Beispiel des Rauchsensors der 14 zeigt. Im Beispiel der 15 sind LED₁ und LED₂ als die erste bzw. zweite Lichtemissionseinrichtung 12 bzw. 13 eingerichtet und ein Prisma wird als die Lichtleiteinrichtung 19 verwendet. Im Beispiel der 15 ist die Wellenlänge des Lichts, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird, verschieden von der des Lichts, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 emittiert wird, und deshalb haben die zwei Arten von Licht im Prisma 19 unterschiedliche Beugungswinkel. In 15 wird ein Gerät, das Licht einer kürzeren Wellenlänge emittiert, was zu einem größeren Beugungswinkel führt, als LED₁ verwendet und das, das Licht einer längeren Wellenlänge emittiert, was zu einem kleineren Beugungswinkel führt, wird als LED₂ verwendet, so dass vom Prisma 19 die Lichtemissionsrichtung und der Emissionslichtpfad des Lichts der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird, identisch zu denen des Lichts der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 emittiert wird, gemacht werden können.
16 ist ein Diagramm, das ein weiteres spezielles Beispiel des Rauchsensors der 14 zeigt. In dem Beispiel der 16 sind LED₁ und LED₂ als die erste bzw. zweite Lichtemissionseinrichtung 12 bzw. 13 eingerichtet, und eine verzweigte optischer Faser wird als die Lichtleiteinrichtung 19 verwendet. In dem Beispiel der 16 ermöglicht die Verwendung der optischen Faser, dass die Lichtemissionsrichtung und der Emissionslichtpfad des Lichts der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird, identisch zu denen des Lichts der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 emittiert wird, sind. Im Beispiel der 16 kann die optische Faser durch ein Plastikteil oder dergleichen ersetzt werden.
Wie oben im Beispiel der 14 beschrieben, ermöglicht die Verwendung des Primas oder der optischen Faser, dass die ersten und zweiten Lichtemissionseinrichtungen 12 und 13 (d. h. die zwei LED₁ und LED₂ zweier unterschiedlicher Wellenlängen) unabhängig voneinander gewählt werden können und daher können beste Geräte, etwa solche hoher Leuchtkraft, verwendet werden.
Wie oben beschrieben können im Anordnungsbeispiel der 12 bis 16 die Rauchdetektionsräume zueinander identisch gemacht werden und daher kann das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis richtig erhalten werden.
In der Erfindung können die in den 1 bis 11 gezeigten Anordnungsbeispiele auf beliebige Art und Weise geeignet mit denen der 12 bis 16 kombiniert werden. In diesem Fall können nicht nur die Rauchdetektionszeitpunkte, sondern auch die Rauchdetektionsräume miteinander identisch gemacht werden und daher kann das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis richtiger erhalten werden.
17 ist ein Diagramm, das ein spezielles Beispiel des Rauchsensors der 1, 12 oder 14 zeigt. Im Beispiel der 17 umfasst der Rauchsensor: eine Einheit zur Detektion einer physikalischen Größe 41 zum Detektieren der Rauchdichte als physikalische Größe und zum Umwandeln der physikalischen Größe in ein elektrisches Signal (analoges Signal); einen A/D-Wandler 42, der die analoge Signalausgabe von der Einheit zur Detektion einer physikalischen Größe 41 mit einer vorbestimmten Periode abtastet um das Signal in ein digitales Signal umzuwandeln; eine Adresseinheit 43 in die die Adresse des Rauchsensors gesetzt wird; die CPU 44, die die Steuerung des gesamten Sensors, etwa eine Beurteilung einer Abnormalität (z. B. eines Feuers) durchführt; ein ROM 45, in dem Steuerprogramme für die CPU 44 und dergleichen gespeichert sind; ein RAM 46, das für verschiedene Arten von Arbeitsbereichen verwendet wird; ein nicht-flüchtiger Speicher 47, in dem einzelne Daten, die für den Sensor eigentümlich sind, und derglei chen gespeichert werden; eine Zustandsausgabeeinheit 48, die ein Signal, das für den Betriebszustand (den EIN-Zustand) charakteristisch ist zu einer Übertragungsleitung (z. B. L- und C-Leitungen) 3 ausgibt, wenn das Detektionsergebnis (das Ausgabeniveau des A/D-Wandlers 42) der physikalischen Größe (Rauchdichte), die von der Einheit zur Detektion einer physikalischen Größe 41 detektiert und anschließend vom A/D-Wandler 42 in ein digitales Signal umgewandelt wird, beispielsweise ein vorbestimmtes Betriebsschwellwertniveau (beispielsweise das Feuerniveau) überschreitet und die CPU 44 urteilt, dass eine Abnormalität, wie etwa ein Feuer, auftritt; und eine Übertragungseinheit (Kommunikationsschnittstelleneinheit) 49, die eine Übertragung mit einem Empfänger 1 durch die Übertragungsleitung 3 durchführt.
In anderen Worten, der Rauchsensor des Beispiels der 17 ist als sogenannter Sensor vom Sensoradresstyp aufgebaut (im Hinblick auf das Detektionsausgabesignal gehört der Sensor zu den Sensoren vom EIN/AUS-Typ). In der Anordnung der 17 können die Funktionen der Steuereinheit 11, der Recheneinheit 15 und der Rauchdetektionsverarbeitungseinheit 16 der 1, 12 oder 14 durch die CPU 44 realisiert werden, wenn die Einheit zur Detektion einer physikalischen Größe 41 die Funktionen der ersten Lichtemissionseinrichtung 12, der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 und der Lichtempfangseinrichtung 14 der 1, 12 oder 14 (beispielsweise die Funktionen der LED₁, LED₂ und PD der 2, 13, 15 oder 16) hat. Die Funktion der Ausgabeeinrichtung 17 der 1, 12 oder 14 kann durch die Zustandsausgabeeinheit 48 und die Übertragungseinheit 49 realisiert werden.
Im RAM 46 und dem nicht-flüchtigen Speicher 47 der 17 und in anderen Speichern können beispielsweise Werte wie etwa die Ausgabewerte y(n) und g(n), die abwechselnd von der Einheit zur Detektion einer physikalischen Größe 41 (der Lichtempfangseinrichtung 14) ausgegeben werden, die geschätzten Werte y'(n) und g'(n) in der Recheneinrichtung 15, der gleitende Mittelwert und das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis gespeichert werden.
Beispielsweise kann der so aufgebaute Rauchsensor als Element einer Überwachungs- und Aufsichtsanordnung (beispielsweise einer Katastrophen-Verhinderungsanordnung) verwendet werden, um in die Überwachungs- und Aufsichtsanordnung (beispielsweise eine Katastrophen-Verhinderungsanordnung), wie in 17 gezeigt, eingebaut zu wer den. Mit Bezug auf 17 weist die Überwachungs- und Aufsichtsanordnung (beispielsweise eine Katastrophen-Verhinderungsanordnung) den Empfänger (beispielsweise einen adressierbaren Empfänger vom p-Typ) 1 und Rauchsensoren 2 auf, die vom Empfänger 1 überwacht und gesteuert werden, und die wie oben beschrieben aufgebaut sind.
Die Rauchsensoren 2 sind mit der vorbestimmten Übertragungsleitung (beispielsweise L- und C-Leitungen) 3 verbunden, die sich vom Empfänger 1 aus verlängert. In der Anordnung des Beispiels der 17 können beispielsweise das Überwachungsniveau auf ein Potenzial von 24 V zwischen L und C der Übertragungsleitung 3, das Betriebsniveau (EIN-Niveau) des Rauchsensors auf ein Potenzial von 5 V zwischen L und C und das Kurzschlussniveau auf ein Potenzial von 0 V zwischen L und C gesetzt werden.
Gemäß dem Aufbau der Anordnung setzt die Zustandsausgabeeinheit 48 des Rauchsensors der 17 das Potenzial zwischen L und C der Übertragungsleitung 3 auf das EIN-Niveau oder 5 V, dem Signal, das den Betriebszustand (den EIN-Zustand) des Sensors anzeigt.
Wenn zumindest einer der Rauchsensoren 2 in Betrieb ist (EIN geschaltet wird) und der Empfänger 1 wahrnimmt, dass das Potenzial zwischen L und C der Übertragungsleitung 3 auf 5 V geändert wird, erzeugt der Empfänger durch Verwenden der Potenziale der Sensoren oder des Kurzschlussniveaus (0 V) und des EIN-Niveaus (5 V) Adresssuchpulse und überträgt die Pulse durch die Übertragungsleitung 3 zu den Sensoren 2.
Die Übertragungseinheit 49 des Sensors der 17 ist so aufgebaut, dass sie solche Adresssuchpulse vom Empfänger 1 durch die Übertragungsleitung 3, d. h. die Leitungen L und C empfängt. Wenn die Übertragungseinheit 49 die Adresssuchpulse empfängt, zählt die CPU 44 des Sensors die Anzahl der Adresssuchpulse, die empfangen wurden, beurteilt ob der Zählwert mit der in der Adresseinheit 43 des Sensors festgesetzten Adresse übereinstimmt und führt den Zustand (EIN-Zustand oder AUS-Zustand) des eigenen Sensors der Übertragungseinheit 49 zu wenn der Zählwert mit der Adresse übereinstimmt. Als Antwort darauf überträgt die Übertragungseinheit 49 das den Zustand anzeigende Signal beispielsweise nur wenn der eigene Sensor im EIN-Zustand ist durch die Übertragungsleitung 3, d. h. die Leitungen L und C an den Empfänger 1. Insbesonde re überträgt die Übertragungseinheit 49 das Signal, das anzeigt, dass der eigene Sensor im EIN-Zustand ist beispielsweise durch Festhalten des Potenzials zwischen L und C der Übertragungsleitung 3 auf 0 V für eine vorbestimmte Zeitdauer (durch Festhalten des Kurzschlusszustands für eine vorbestimmte Zeitdauer) an den Empfänger 1 wenn die Adresse mit der eigenen Adresse übereinstimmt. Daher beobachtet der Empfänger 1 ob das Potenzial zwischen L und C der Übertragungsleitung 3 während der vorbestimmten Zeitdauer auf 0 V gehalten wird. Wenn das Potenzial zwischen L und C der Übertragungsleitung 3 während der vorbestimmten Zeitdauer auf 0 V gehalten wird, kann der Empfänger bestimmen, dass der Sensor mit der Adresse, die der Anzahl der Adressssuchpulse, die ausgegeben wurden, entspricht, im Betriebszustand (EIN-Zustand) ist.
Im oben beschriebenen Beispiel der 17 ist der Rauchsensor als Sensor vom Sensor-Adresstyp aufgebaut. Der Rauchsensor kann den Aufbau der 1, 12 oder 14 haben, oder kann irgendein Rauchsensor vom EIN/AUS-Typ sein. Im Anordnungsbeispiel der 17 sind deshalb die Adresseinheit 43 und dergleichen nicht notwendig.
Oben wurde das Beispiel, in dem die Erfindung auf einen Rauchsensor vom EIN/AUS-TYP angewendet wird, beschrieben. Die Erfindung kann auf einen Empfänger einer Überwachungs- und Aufsichtsanordnung vom R-Typ (eine Rauchsensoranordnung, eine Katastrophen-Verhinderungsanordnung oder dergleichen), in der beispielsweise ein analoger Rauchsensor verwendet wird, angewendet werden. 18 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Überwachungs- und Aufsichtsanordnung vom R-Typ zeigt, in dem beispielsweise ein analoger Rauchsensor verwendet wird. Bezug nehmend auf 18 weist die Überwachungs- und Aufsichtsanordnung einen Empfänger (beispielsweise einen Empfänger vom R-Typ) 51 und einen analogen Streurauchsensor 52, der mit einem Übertragungsweg 53, der sich von dem Empfänger 51 aus verlängert und der vom Empfänger 51 überwacht und gesteuert wird, auf.
Als der Lichtstreuungsrauchsensor 52 wird ein Rauchsensor verwendet, der so aufgebaut ist, dass er zeitlich abwechselnd zwei verschieden Wellenlängen λ₁ und λ₂ empfängt. Der Lichtstreuungsrauchsensor 52 umfasst nämlich: eine Einrichtung zur Detektion einer physikalischen Größe 61 zum Detektieren der Rauchdichte als physikalische Größe und zum Umwandeln der physikalischen Größe in ein elektrisches Signal (analoges Signal); einen A/D-Wandler 62, der die analoge Signalausgabe von der Einrichtung zur Detektion einer physikalischen Größe 61 mit einer vorbestimmten Periode abtastet um das Signal in ein digitales Signal umzuwandeln; eine Adresseinheit 63, in die die Adresse des Rauchsensors gesetzt wird; eine CPU 64 die den gesamten Sensor synchron zu der vom Empfänger 51 gewählten Adressperiode steuert; und eine Übertragungseinheit 65, die eine Übertragung von Daten und Signalen mit dem Empfänger 51 durchführt.
Die Einrichtung zur Detektion einer physikalischen Größe 61 ist beispielsweise mit folgenden Funktionen ausgestattet: erste Lichtemissionseinrichtung 12 zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₁, wenn sie von einem Steuersignal CTL₁ von der CPU 64 angesteuert wird; eine zweite Lichtemissionseinrichtung 13 zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₂, wenn sie von einem Steuersignal CTL₂ von der CPU 64 angesteuert wird; und eine Lichtempfangseinrichtung 14 zum Empfangen gestreuten Lichts des Lichts einer Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird und gestreuten Lichts des Lichts einer Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 emittiert wird. Die CPU 64 ist so aufgebaut, dass als Antwort auf die von dem Empfänger 51 ausgewählte Adresse die Steuersignale CTL₁ und CTL₂ mit einer Zeitdifferenz t ausgegeben werden, Streulichtausgabesignale für die zwei unterschiedlichen Wellenlängen λ₁ und λ₂, die zeitlich abwechselnd von der Einrichtung zur Detektion einer physikalischen Größe 61 ausgegeben werden, durch den A/D-Wandler 62 in digitale Signale umgewandelt werden und die Streulichtausgabedaten der zwei verschiedenen Wellenlängen λ₁ und λ₂ von der Übertragungseinheit 65 an den Empfänger 51 gesendet werden.
In diesem Fall weist der Empfänger 51 eine Übertragungseinheit 54, die eine Steuerung einer Übertragung mit dem Lichtstreuungsrauchsensor 52 durchführt und eine Steuereinheit 55, die einen Rauchdetektionsprozess durchführt, usw. auf. Die Steuereinheit 55 des Empfängers 51 ist mit folgenden Funktionen ausgestattet: eine Recheneinrichtung 15 zum Durchführen einer vorbestimmten Berechnung, die zur Rauchdetektion benötigt wird, mit einer Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ und einer Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die vom Lichtstreuungsrauchsensor 52 bereitgestellt werden; eine Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung 16 zum Durchführen eines Rauchdetektionsprozesses auf Grundlage einer Rechenergebnisausgabe von der Recheneinrichtung 15; und eine Ausgabeeinrichtung 17 zum Ausgeben eines Ergebnisses des Rauchdetektionsprozesses. Die Recheneinrichtung 15 hat die Anordnung der 4 oder 5 und kann zusätzlich die Funktion des gleitenden Mittelwertprozesses aufweisen.
In dieser Anordnung führt die Recheneinrichtung 15 die vorbestimmte Berechnung, die zur Rauchdetektion benötigt wird, nämlich den Abschätzprozess (beispielsweise den Interpolationsprozess), den Prozess zur Berechnung des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses und den gleitenden Mittelungsprozess mit der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ und der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ vom Lichtstreuungsrauchsensor 52 durch, wenn der Empfänger eine Adressauswahl mit dem Lichtstreuungsrauchsensor 52 durchführt und vom Lichtstreuungsrauchsensor 52 die Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ und die Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ empfängt. Deshalb kann das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis richtig berechnet werden. Die Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung 16 führt einen Rauchdetektionsprozess auf Grundlage des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses, das von der Recheneinrichturg 15 richtig berechnet wird (bestimmt die Art (Charakteristik) des Rauchs und beurteilt ob ein Feuer ausbricht oder nicht auf Grundlage der Art des Rauchs) durch. Das Ergebnis des Rauchdetektionsprozesses kann von der Ausgabeeinrichtung 17 ausgegeben werden. Wenn geurteilt wird, dass ein Feuer ausbricht kann beispielsweise eine Alarmausgabe oder dergleichen geleitet werden.
Wie oben beschrieben kann die Erfindung in einem Rauchsensor selbst und, wenn ein analoger Rauchsensor verwendet wird, auch in einem Empfänger angewendet werden. In beiden Fällen kann ein richtiges Zwei-Wellenlängen-Verhältnis erhalten werden, und ein Rauchdetektionsprozess und ein Feuerbeurteilungsprozess können mit hoher Zuverlässigkeit durchgeführt werden.
In den oben beschriebenen Beispielen, wie in 2 und dergleichen gezeigt, verwendet die Einheit zur Detektion einer physikalischen Größe 41 oder 61 des Lichtstreuungsrauchsensors (vom EIN/AUS-Typ oder vom Analogtyp) die zwei Arten von Lichtemissionseinrichtungen 12 und 13 (LED₁ und LED₂) um jeweils Licht der Wellenlängen λ₁ und λ₂ zu emittieren (in anderen Worten, zwei Lichtquellen werden verwendet). Alternativ kann, wie beispielsweise in 19 gezeigt, nur eine einzelne Lichtquelle 71 (beispielsweise eine Wolframlampe) als die Lichtquelle verwendet werden, und Licht einer vorbe stimmten Wellenlänge λ von der einzelnen Lichtquelle 71 kann durch einen Interferenzfilter 72, der verschiedene Wellenlängencharakteristiken aufweist, in Licht der Wellenlängen λ₁ und λ₂ umgewandelt werden (durch Drehen des Interferenzfilters 72 um eine halbe Umdrehung mit einem Motor 74 um abwechselnd die Wellenlängencharakteristik umzuschalten). In der Alternative wird beispielsweise die erste Lichtemissionseinirichtung 12 der 1 durch eine einzelne Lichtquelle 71 und einen Teil 72a der Wellenlängencharakteristik λ₁ im Interferenzfilter 72 realisiert, und die zweite Lichtemissionseinrichtung 13 wird durch die einzelne Lichtquelle 71 und einen Teil 72b der Wellenlängencharakteristik λ₂ im Interferenzfilter 72 realisiert.
In den Beispielen der 2 usw. wird das einzelne Lichtempfangsgerät PD in der Lichtempfangseinrichtung 14 verwendet. Wie im Beispiel der 19 gezeigt, kann die Lichtempfangseinrichtung 14 der 1, 12 oder 14 durch zwei Lichtempfangsgeräte PD₁ und PD₂ realisiert werden.
In der Anordnung der 19, kann der Interferenzfilter 72 nicht eingesetzt werden, und Lichtempfangseinrichtungen verschiedener spektraler Empfindlichkeit können als die zwei Lichtempfangsgeräte PD₁ und PD₂ verwendet werden.
In anderen Worten, die Erfindung kann in jedem Rauchsensor und einem Empfänger oder einer Überwachungs- und Aufsichtsanordnung, die solch einen Rauchsensor verwendet werden, angewendet werden, solange sie so aufgebaut sind, dass eine Lichtempfangseinrichtung zeitlich abwechselnd gestreutes Licht zweier unterschiedlicher Wellenlängen λ₁ und λ₂ empfängt.
Wenn ein Rauchsensor oder ein Empfänger mit der Berechnungsverarbeitungsfunktion der Erfindung ausgestattet werden soll (dem Abschätzprozess (Funktionen wie etwa dem Interpolationsprozess), dem Prozess zur Berechnung eines Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses und dem gleitenden Mittelungsprozess), können diese Funktionen in Form eines Software-Pakets (insbesondere eines Informationsaufzeichnungsmediums wie etwa eine CD-ROM) bereitgestellt werden. In anderen Worten, Programme zum Ausführen der Funktionen wie etwa der Recheneinheit 15 der Erfindung (im Fall des Rauchsensors die 12 beispielsweise Programme die in der CPU 44 verwendet werden sollen und dergleichen) können in Form einer Aufzeichnung auf einem tragbaren Informationsaufzeichnungsmedium bereitgestellt werden.
In diesem Fall wird der Rauchsensor oder der Empfänger vorzugsweise mit einem Mechanismus zum entfernbaren Laden eines Informationsaufzeichnungsmediums ausgestattet. Das Informationsaufzeichnungsmedium, auf dem Programme und dergleichen aufgezeichnet werden, ist nicht auf eine CD-ROM beschränkt, und ein ROM, ein RAM, eine Diskette, eine Speicherkarte oder dergleichen können als das Informationsaufzeichnungsmedium verwendet werden. Wenn das Informationsaufzeichnungsmedium in den Rauchsensor oder den Empfänger geladen wird, werden Programme, die auf dem Informationsaufzeichnungsmedium aufgezeichnet sind, in ein Speichergerät des Rauchsensors oder des Empfängers installiert (im Rauchsensor der 17 beispielsweise das RAM 46) so dass die Programme ausgeführt werden um die Berechnungsverarbeitungsfunktion der Erfindung zu realisieren.
Programme zur Realisation der Berechnungsverarbeitungsfunktion der Erfindung können dem Rauchsensor oder dem Empfänger nicht nur in Form eines Mediums bereitgestellt werden, sondern auch durch eine Übertragung (beispielsweise durch einen Server).
Wie oben beschrieben umfasst gemäß dem ersten bis zehnten Aspekt der Erfindung der Rauchsensor in einem gestreuten Licht, in dem eine Lichtempfangseinrichtung zeitlich abwechselnd gestreutes Licht zweier unterschiedlicher Wellenlängen λ₁ und λ₂ empfängt: eine Recheneinrichtung zum Durchführen einer vorbestimmten Berechnung, die zur Rauchdetektion benötigt wird, mit einer Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ und einer Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ von der Lichtempfangseinrichtung; und eine Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung zum Durchführen eines Rauchdetektionsprozesseses auf Grundlage einer Rechenergebnisausgabe von der Recheneinrichtung und die Recheneinrichtung umfasst Mittel zum Abschätzen eines Ausgabewerts entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von der Lichtempfangseinrichtung ausgegeben werden, zu einem Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und Mittel zum Erhalten eines Verhältnisses des geschätzten Ausgabewerts des einen gestreuten Lichts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und eines Ausgabewerts des anderen ge streuten Lichts als ein Zwei-Wellenlängen-Verhältnis. Deshalb kann das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis richtig erhalten werden und die Genauigkeit der Rauchdetektion kann im Vergleich zum Stand der Technik erheblich verbessert werden.
Gemäß dem dritten bis fünften Aspekt der Erfindung wird in der Berechnung des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses auch eine gleitende Mittelung durchgeführt. Deshalb wird ein zeitlicher Glättungsprozess durchgeführt und deshalb kann eine Wirkung zeitlicher Fluktuation der Rauchdichte oder dergleichen erheblich verringert werden und das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis kann richtiger erhalten werden.
Gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung startet die Recheneinrichtung die zur Rauchdetektion benötigte Berechnung wenn oder nachdem der Ausgabewert entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ von der Lichtempfangseinrichtung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist. Deshalb ist es nicht notwendig, ständig eine Berechnung durchzuführen. Folglich kann die Belastung der Recheneinrichtung (insbesondere einer CPU) verringert werden und eine Beeinflussung durch Rauschen kann verringert werden so dass der Rauchdetektionsfehler weiter verringert werden kann.
Gemäß dem elften Aspekt der Erfindung umfasst der Rauchsensor gemäß dem ersten Aspekt zusätzlich: eine Steuereinrichtung zum Steuern des gesamten Sensors; eine erste Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₁, wenn sie von der Steuereinrichtung angesteuert wird; eine zweite Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₂, wenn sie von der Steuereinrichtung angesteuert wird; wobei die erste und zweite Lichtemissionseinrichtung in ein einzelnes Lichtemissionsgerät eingebaut sind und das Licht der Wellenlänge λ₁ und das Licht der Wellenlänge λ₂ von dem einzelnen Lichtemissionsgerät emittiert werden. Deshalb können die erste Lichtemissionseinrichtung 12 und die zweite Lichtemissionseinrichtung 13 an Positionen angeordnet sein, die sehr nahe beieinander liegen und das Licht der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird, und das Licht der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung 13 emittiert wird, sind in die gleiche Lichtemissionsrichtung gerichtet. In einem Lichtstreuungsrauchsensor können deshalb Rauchdetektionsräume miteinander identisch gemacht werden, so dass das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis richtig erhalten werden kann. Dem Anschein nach ist das Anordnungsbeispiel der 12 und 13 aus dem einzelnen Lichtemissionsgerät 18 und dem einzelnen Lichtempfangsgericht (Lichtempfangseinrichtung) 14 aufgebaut. Deshalb hat die Anordnung den Vorteil, dass die Struktur eines Lichtstreuungsrauchsensors nach dem Stand der Technik verwendet werden kann wie sie ist und ein Produkt mit geringen Kosten bereitgestellt werden kann.
Gemäß dem zwölften bis vierzehnten Aspekt der Erfindung umfasst der Rauchsensor gemäß dem ersten Aspekt zusätzlich: eine Steuereinrichtung zum Steuern des gesamten Sensors; eine erste Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₁, wenn sie von der Steuereinrichtung angesteuert wird; eine zweite Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₂, wenn sie von der Steuereinrichtung angesteuert wird; eine Lichtleiteinrichtung zum Leiten des Lichts der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung emittiert wird, und des Lichts der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung emittier wird, so dass das Licht der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung emittiert wird, und das Licht der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung emittiert wird, in eine gleiche Lichtemissionseinrichtung gerichtet sind. Deshalb können die Lichtemissionsrichtung und der Emissionslichtpfad des Lichts der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung 12 emittiert wird, identisch zu denen des Lichts der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lechtemissionseinrichtung 13 emittiert wird, gemacht werden. In einem Lichtstreuungsrauchsensor können deshalb Rauchdetektionsräume miteinander identisch gemacht werden, so dass das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis richtig erhalten werden kann. Die Verwendung eines Prismas oder einer optischen Faser ermöglicht, dass die erste und die zweite Lichtemissionseinrichtung 12 und 13 (d. h. die zwei LED₁ und LED₂ zweier verschiedener Wellenlängen) unabhängig ausgewählt werden können und deshalb können beste Geräte, etwa solche hoher Leuchtkraft, verwendet werden.
Gemäß dem fünfzehnten Aspekt der Erfindung empfängt in der Überwachungs- und Aufsichtsanordnung mit einem analogen Lichtstreuungsrauchsensor und einem Empfänger der analoge Lichtstreuungsrauchsensor zeitlich abwechselnd gestreutes Licht zweier unterschiedlicher Wellenlängen λ₁ und λ₂ und ist mit einem Übertragungspfad, der sich vom Empfänger aus verlängert, verbunden und wird vom Empfänger überwacht und gesteuert und der Empfänger umfasst eine Recheneinrichtung zum Durchführen einer zur Rauchdetektion benötigten Berechnung mit einer Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ und einer Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die von dem analogen Lichtstreuungsrauchsensor empfangen werden; und eine Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung zum Durchführen eines Rauchdetektionsprozesses auf Grundlage einer Rechenergebnisausgabe von der Recheneinrichtung, wobei die Recheneinrichtung Mittel zum Abschätzen eines Ausgabewerts entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von dem analogen Lichtstreuungsrauchsensor ausgegeben werden, zu einem Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe umfasst und Mittel zum Erhalten eines Verhältnisses des geschätzten Ausgabewerts des einen gestreuten Lichts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und eines Ausgabewerts des anderen gestreuten Lichts als ein Zwei-Wellenlängen-Verhältnis. Deshalb kann der Empfänger das Zwei-Wellenlängen-Verhältnis richtig erhalten und die Genauigkeit der Rauchdetektion kann im Vergleich zum Stand der Technik erheblich verbessert werden.

Claims

Rauchsensor mit: einer Lichtempfangseinrichtung zum zeitlich abwechselnden Empfangen gestreuten Lichts zweier verschiedener Wellenlängen λ₁ und λ₂; einer Recheneinrichtung zum Durchführen einer zur Rauchdetektion benötigten Berechnung aus einer Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ und einer Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ der Lichtempfangseinrichtung; und einer Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung zum Durchführen eines Rauchdetektionsprozesses auf Grundlage einer Rechenergebnisausgabe der Recheneinrichtung, wobei die Recheneinrichtung Mittel zum Abschätzen eines Ausgabewerts entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von der Lichtempfangseinrichtung ausgegeben werden, zu einem Aufnahmezeitpunkt der jeweils anderen Ausgabe umfasst, und Mittel zum Erhalten eines Verhältnisses zwischen dem geschätzten Ausgabewert des einen Streulichts zu dem Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und einem Ausgabewert des anderen Streulichts als Zwei-Wellenlängen-Verhältnis.
Rauchsensor nach Anspruch 1, wobei die Recheneinrichtung die Abschätzung des Ausgabewerts entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von der Lichtempfangseinrichtung ausgegeben werden, durch Durchführen einer Interpolation entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ durchführt.
Rauchsensor nach Anspruch 1, wobei die Recheneinrichtung einen gleitenden Mittelwert sowohl der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ als auch der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ von der Lichtempfangseinrichtung nimmt, einen Ausgabewert der gleitend gemittelten Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ und der gleitend gemittelten Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ zum Aufnahme zeitpunkt der anderen Ausgabe abschätzt, und anschließend ein Verhältnis zwischen dem geschätzten Ausgabewert des einen gleitend gemittelten Streulichts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und einem Ausgabewert des anderen gleitend gemittelten Streulichts als Zwei-Wellenlängen-Verhältnis erhält.
Rauchdetektor nach Anspruch 1, wobei die Recheneinrichtung nach dem Abschätzen des Ausgabewerts entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die zeitlich abwechselnd von der Lichtempfangseinrichtung ausgegeben werden, zu einem Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe, einen gleitenden Mittelwert des geschätzten Ausgabewerts und einen gleitenden Mittelwert des Ausgabewerts des anderen Streulichts nimmt und ein Verhältnis zwischen dem geschätzten Ausgabewert des einen gleitend gemittelten Streulichts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und einem Ausgabewert des anderen gleitend gemittelten Streulichts als Zwei-Wellenlängen-Verhältnis erhält.
Rauchsensor nach Anspruch 1, wobei die Recheneinrichtung nach dem Erhalten eines Verhältnisses zwischen dem geschätzten Ausgabewert des einen Streulichts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und dem Ausgabewert des anderen Streulichts als Zwei-Wellenlängen-Verhältnis einen gleitenden Mittelwert des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses nimmt um ein anderes Zwei-Wellenlängen-Verhältnis zu erhalten.
Rauchsensor nach Anspruch 1, wobei die Recheneinheit, wenn oder nachdem der Ausgabewert entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe der g der Wellenlänge λ₂ von der Lichtempfangseinrichtung gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, die Recheneinrichtung die zur Rauchdetektion benötigte Berechnung startet.
Rauchsensor nach Anspruch 6, wobei die Recheneinrichtung, wenn, nachdem die zur Rauchdetektion benötigte Berechnung gestartet wurde, der Ausgabewert entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂ von der Lichtempfangseinrichtung einen oberen Grenzwert er reicht, ein Rechenergebnis, das unmittelbar bevor der Ausgabewert den oberen Grenzwert erreichte, erhalten wurde, festhält.
Rauchsensor nach Anspruch 1, wobei die Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung eine Raucheigenschaft auf Grundlage des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisses von der Recheneinrichtung beurteilt.
Rauchsensor nach Anspruch 8, wobei die Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung, wenn die Raucheigenschaft beurteilt wird, für jede Rauchcharakteristik ein Feuerkriterium verschieden festsetzt.
Rauchsensor nach Anspruch 9, wobei die Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung ein Feuerniveau zum Beurteilen ob ein Feuer ausbricht oder nicht auf Grundlage der Größe des Zwei-Wellenlängen-Verhältnisse verschieden festsetzt.
Rauchsensor nach Anspruch 1, zusätzlich mit: einer Steuereinrichtung zum Steuern des gesamten Sensors; einer ersten Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₁, wenn sie von der Steuereinrichtung angesteuert wird; einer zweiten Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₂, wenn sie von der Steuereinrichtung angesteuert wird; wobei die erste und die zweite Lichtemissionseinrichtung in ein einziges Lichtemissionsgerät eingebaut sind, und das Licht der Wellenlänge λ₁ und das Licht der Wellenlänge λ₂ von dem einzigen Lichtemissionsgerät emittiert werden.
Rauchsensor nach Anspruch 1, zusätzlich mit: einer Steuereinrichtung zum Steuern des gesamten Sensors; einer ersten Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₁, wenn sie von der Steuereinrichtung angesteuert wird; einer zweiten Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von Licht einer Wellenlänge λ₂, wenn sie von der Steuereinrichtung angesteuert wird; einer Lichtleiteinrichtung zum Leiten des Lichts der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung emittiert wird, und des Lichts der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung emittiert wird, so dass das Licht der Wellenlänge λ₁, das von der ersten Lichtemissionseinrichtung emittiert wird, und das Licht der Wellenlänge λ₂, das von der zweiten Lichtemissionseinrichtung emittiert wird, in eine gleiche Lichtemissionsrichtung gerichtet werden.
Rauchsensor nach Anspruch 12, wobei die Lichtleiteinrichtung ein Prisma ist.
Rauchsensor nach Anspruch 12, wobei die Lichtleiteinrichtung eine verzweigte optische Faser ist.
Überwachungs- und Aufsichtsanordnung mit: einem analogen Lichtstreuungsrauchsensor und einem Empfänger; wobei der analoge Lichtstreuungsrauchsensor zeitlich abwechselnd Streulicht zweier unterschiedlicher Wellenlängen λ₁ und λ₂ empfängt und mit einem Übertragungsweg, der sich von dem Empfänger aus verlängert verbunden ist, und von dem Empfänger überwacht und gesteuert wird, wobei der Empfänger umfasst: eine Recheneinrichtung zum Durchführen einer zur Rauchdetektion benötigten Berechnung aus einer Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ und einer Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die von dem analogen Lichtstreurauchsensor empfangen werden; und eine Rauchdetektionsverarbeitungseinrichtung zum Durchführen eines Rauchdetektionsprozesses auf Grundlage einer Rechenergebnisausgabe von der Recheneinrichtung, wobei die Recheneinrichtung Mittel zum Abschätzen eines Ausgabewerts entweder der Streulichtausgabe y der Wellenlänge λ₁ oder der Streulichtausgabe g der Wellenlänge λ₂, die zeitliche abwechselnd von dem analogen Lichtstreurauchsensor ausgegeben werden, zu einem Aufnahmezeitpunkt der jeweils anderen Ausgabe umfasst, und Mittel zum Erhalten eines Verhältnisses zwischen dem geschätzten Ausgabewert des einen Streulichts zum Aufnahmezeitpunkt der anderen Ausgabe und einem Ausgabewert des anderen Streulichts als Zwei-Wellenlängen-Verhältnis.