JP2004334715A

JP2004334715A - Fire detector and method for measuring pollution rate of its test window

Info

Publication number: JP2004334715A
Application number: JP2003132262A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kojima; 美典小島
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-11-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To precisely measure the pollution rate of a test window for shielding a fire detection sensor. <P>SOLUTION: An outgoing light H43 of a light source 43 is incident on a detection sensor 45 through test windows 21-1 and 23-1, and the light receiving quantity by the detection sensor 45 is compared with an initial value to calculate the total transmittance Y of the test windows 21-1 and 23-1 (=ab, a; transmittance of the test window 21-1=1-pollution rate, b; transmittance of the test window 23-1). An outgoing light H46 of a light source 46 is similarly incident on a detection sensor 47 through test windows 23-1 and 23-2 to calculate the total transmittance Z of the test windows 23-1 and 23-2 (=bc, c; transmittance of the test window 23-2), and an outgoing light H48 of a light source 48 is further incident on a detection sensor 48 through the test windows 23-2 and 21-1 to calculate the total transmittance X of the test windows 23-2 and 21-1 (=ca). The pollution rate (1-a) of the test window 21-1 is calculated based on the equation [1-a=1-(XY/Z)<SP>1/2</SP>]. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火災検知用の検知センサの出力に基づき火災の発生を検知する火災検知器と、その検知センサを外部から遮蔽するための透光性の試験窓の汚損率を測定する試験窓の汚損率測定方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような火災検知器に関する技術としては、例えば、次のような文献に記載されるものがあった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４２２６２号公報
【特許文献２】
特開２００２−４８６３８号公報
【０００４】
特許文献１及び２には、所定の監視対象物（例えば、トンネル内）の火災を検知する火災検知器の技術が記載されている。
【０００５】
特許文献１の火災検知器は、トンネル内の壁面や天井に、トンネル長手方向に沿って所定間隔に設置され、トンネル長手方向の両側区域の火災を検知している。火災報知器内には、炎からの光や放射熱を受ける光／電気変換用の検知センサが設けられ、この検知センサを用いて火災を検出すると、この検出信号を防災受信盤へ伝送するようになっている。
【０００６】
この種の火災検知器は、車が頻繁に通るトンネル内に設置されるので、塵等からの汚損防止のために、検知センサを筐体内に収容し、この検知センサの前面に光を入射させる透光性の受光窓を設けている。更に、塵等により受光窓が汚れて光の透過率が徐々に減少し、火災検知が不能になることを防止するために、受光窓の外側近傍に、透光性の試験窓で遮蔽された試験光源を設けている。そして、試験光源を定期的に発光させて試験窓から出射し、受光窓を通して検知センサに受光させ、この受光量に基づき受光窓の汚損状況（汚損率）を検出し、この検出信号を防災受信盤へ伝送している。又、火災検知器は、試験時の受光出力のレベルに応じて受光感度を調整し、受光窓の汚損率に応じた感度補償を行っている。
【０００７】
特許文献２の火災検知器では、受光窓への塵等の汚染物質の付着を極力抑制して清掃作業の間隔を長くするために、トンネル長手方向の気流に対して受光窓を５°〜３０°の範囲で傾斜して配設している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の特許文献１、２等に記載された火災検知器では、次のような課題があった。
【０００９】
受光窓の汚損率を測定する場合、試験光源から試験光を発生し、この試験光を試験窓及び受光窓を通して検知センサで受光し、この受光量に基づき受光窓の汚損率を算出（測定）している。そのため、試験窓に汚損がなければ、受光窓の汚損が正確に分かるが、実フィールド（実際の使用現場）では、試験窓も汚損しており、試験窓と受光窓の両方の汚損を測定したことになり、実際の受光窓単体での汚損率よりも大きな数値となる。汚損警報を発生するには、安全な数値ではあるが、その数値が正確でないので、試験時の受光出力のレベルに応じて受光感度を調整し、受光窓の汚損率に応じた感度補償を行う場合、感度補償精度を向上させることが難しくなり、その結果、火災検知器の信頼性低下という課題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の内の請求項１に係る発明の火災検知器では、透光性の第１、第２、第３の試験窓と、第１、第２、第３の検知センサと、第１、第２、第３の試験光源とを備えている。
【００１１】
ここで、前記第１の試験窓は、外部から入射される第３の試験光を透過させて内部に取り込む窓である。前記第１の検知センサは、前記第１の試験窓内に配置され、前記第１の試験窓を通して内部に取り込まれた前記第３の試験光を受光して電気信号に変換するセンサである。前記第１の試験光源は、前記第１の試験窓内に配置され、所定周波数で点滅又は点灯して第１の試験光を発生し、この第１の試験光を前記第１の試験窓を通して外部へ出射する光源である。
【００１２】
前記第２の試験窓は、前記第１の試験窓の外側近傍に配置され、前記第１の試験光を透過させて内部に取り込む窓である。前記第２の検知センサは、前記第２の試験窓の内部に配置され、前記第２の試験窓を通して内部に取り込まれた前記第１の試験光を受光して電気信号に変換するセンサである。前記第２の試験光源は、前記第２の試験窓の内部に配置され、所定周波数で点滅又は点灯して第２の試験光を発生し、この第２の試験光を前記第２の試験窓を通して外部へ出射する光源である。
【００１３】
前記第３の試験窓は、前記第１及び第２の試験窓の外側近傍に配置され、前記第２の試験光を透過させて内部に取り込む窓である。前記第３の検知センサは、前記第３の試験窓の内部に配置され、前記第３の試験窓を通して内部に取り込まれた前記第２の試験光を受光して電気信号に変換する検知センサである。更に、前記第３の試験光源は、前記第３の試験窓の内部に配置され、所定周波数で点滅又は点灯して前記第３の試験光を発生し、この第３の試験光を前記第３の試験窓を通して外部へ出射する光源である。
【００１４】
請求項２に係る発明では、請求項１の火災検知器において、前記第１、第２又は第３の試験窓の内の何れか１つの試験窓は、所定の監視エリアを視野とする透光性の受光窓である。
【００１５】
このような構成を採用したことにより、所定の監視エリアで火災が発生すると、これが例えば第１の試験窓を通して第１の検知センサで受光され、この出力に基づき火災の発生が検知される。又、試験時において、第１、第２及び第３の試験光源を所定周波数で点滅又は点灯して第１、第２及び第３の試験光を発生し、これらの試験光を第２、第３及び第１の検知センサで受光し、この受光量に基づき、例えば第１の試験窓の正確な汚損率の測定が行える。
【００１６】
請求項３に係る発明の試験窓の汚損率測定方法では、請求項１又は２の透光性の第１、第２、第３の試験窓と、第１、第２、第３の検知センサと、第１、第２、第３の試験光源とを用い、次のような処理を行っている。
【００１７】
先ず、前記第１の試験光源から出射した前記第１の試験光を前記第１及び第２の試験窓を通して前記第２の検知センサに入射し、この第２の検知センサによる受光量を初期値と比較して前記第１及び第２の試験窓の合算透過率Ｙ（＝ａ×ｂ、但し、ａ；第１の試験窓の透過率＝１−汚損率、ｂ；第２の試験窓の透過率）を算出する。前記第２の試験光源から出射した前記第２の試験光を前記第２及び第３の試験窓を通して前記第３の検知センサに入射し、この第３の検知センサによる受光量を初期値と比較して前記第２及び第３の試験窓の合算透過率Ｚ（＝ｂ×ｃ、但し、ｃ；第３の試験窓の透過率）を算出する。更に、前記第３の試験光源から出射した前記第３の試験光を前記第３及び第１の試験窓を通して前記第１の検知センサに入射し、この第１の検知センサによる受光量を初期値と比較して前記第３及び第１の試験窓の合算透過率Ｘ（＝ｃ×ａ）を算出する。
【００１８】
その後、次式（１）に基づいて前記第１の試験窓の汚損率（１−ａ）を算出する。これにより、試験窓単体の汚損率を正確に求められる。
１−ａ＝１−（Ｘ×Ｙ／Ｚ）^１／２・・・（１）
【００１９】
請求項４に係る発明では、請求項３の試験窓の汚損率測定方法において、前記第１の試験光と前記第３の試験光とは前記第１の試験窓上で交差し、前記第１の試験光と前記第２の試験光とは前記第２の試験窓上で交差し、前記第２の試験光と前記第３の試験光とは前記第３の試験窓上で交差するように前記第１、第２、第３の試験窓、前記第１、第２、第３の検知センサ、及び前記第１、第２、第３の試験光源を配置して前記第１の試験窓の汚損率（１−ａ）を算出している。これにより、同一の窓部分の汚損率を正確に求められる。
【００２０】
請求項５に係る発明では、請求項３又は４の試験窓の汚損率測定方法において、前記各合算透過率Ｙ，Ｚ，Ｘと比較する前記各初期値は、前記第１、第２及び第３の試験窓に汚れのない状態で検出された合算透過率値である。
【００２１】
請求項６に係る発明では、請求項３〜５のいずれか１項の汚損率測定方法を用いて試験窓の汚損率を測定する汚損率測定部を備えている。これにより、汚損率測定部で測定された試験窓の汚損率に基づき、検知センサの出力の感度補償を行えば、火災発生の判定精度の向上が図れる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
（構成）
図２は、本発明の第１の実施形態を示すトンネル防災設備の概略の構成図である。
【００２３】
トンネル１内のトンネル壁面１ａには、複数台の火災検知器１０（１０−１，１０−２，１０−３，１０−４，・・・）がトンネル長手方向に沿って所定間隔Ｌで設置されている。各火災検知器１０は、伝送路（例えば、ケーブル）２により集中監視用の防災受信盤３に接続されている。
【００２４】
各火災検知器１０は、トンネル長手方向に沿った左右２つの所定距離Ｌの区間をそれぞれ監視している。そのため、距離Ｌの区間は、両側に配置された２台の火災検知器１０で重複して監視される。例えば、車輌故障等の火災による火源ＦＩが存在すると、この火源ＦＩを含む距離Ｌの区間に配置された２台の火災検知器１０−２，１０−３で火源ＦＩが検知され、この検知信号がケーブル２を介して防災受信盤３へ送られる。すると、防災受信盤３の制御により、例えば、所定の放水区域の水噴霧自動弁が起動し、トンネル壁面１ａ等に設置された水噴霧ヘッドから消火用水が散布されて消火される構成になっている。
【００２５】
図３は、図２の各火災検知器１０を示す組立分解図である。
【００２６】
この火災検知器１０は、例えば、２波長方式のものであり、筐体の蓋部２０と、この蓋部２０で開口部が閉塞される筐体の本体３０とを備えている。蓋部２０の左右には、トンネル１の長手方向の気流に対して所定の傾斜角（例えば、５°〜３０°）の傾斜面がそれぞれ形成され、この各傾斜面に透光性の第１の試験窓（例えば、受光窓）２１−１，２１−２がそれぞれ設けられている。受光窓２１−１，２１−２の上部には、この受光窓２１−１，２１−２を両側から挟む形で２つの試験光源収納部２２−１，２２−２が、トンネル１の長手方向の気流に対して略並行に設けられている。一方の試験光源収納部２２−１の下部外側には、受光窓２１−１，２１−２に対応して透光性の第２の試験窓２３−１，２４−１が設けられ、他方の試験光源収納部２２−２の下部下側にも、受光窓２１−１，２１−２に対応して透光性の第３の試験窓２３−２，２４−２が設けられている。筐体の本体３０側には、コネクタ取付孔３１が形成されており、この本体３０の開口部に、蓋部２０が取付螺子３２−１，３２−２，３２−３，３２−４により取り外し自在に固着される。
【００２７】
図４に示すように、図３の火災検知器１０の内部構造を示す断面図である。更に、図５は、図４の検知センサ及び試験光源等を示す概略の配置図である。
【００２８】
火災検知器１０の蓋部２０と本体３０とは、内部に設けられたモールドカバー３２によって仕切られている。本体３０側のコネクタ取付孔３１には、ケーブル２に接続された防水コネクタ３３が取り付けられている。防水コネクタ３３のレセプタクル側からの信号線３４は、モールドカバー３２の下部に取り付けられた避雷基板３５にコネクタを介して接続されている。
【００２９】
モールドカバー３２の前面側となる蓋部２０内には、主回路基板２５が取り付けられている。主回路基板２５上には、蓋部２０の傾斜面に設けられた受光窓２１−１，２１−２に対応して、２波長方式により炎を監視するためのセンサユニット４０，５０が略４５°の傾斜角をもってそれぞれ取り付けられている。一方のセンサユニット４０には、２つの第１の検知センサ４１，４２と１つの第１の試験光源４３とが設けられ、他方のセンサユニット５０にも、２つの第１の検知センサ５１，５２と１つの第１の試験光源５３とが設けられている。各検知センサ４１，４２，５１，５２は、複数個（例えば、４個）の光／電変換素子によってアレイ状に構成されている。なお、試験光源４３，５３は、センサユニット４０，５０の外部の主回路基板２５側等に取り付けてもよい。
【００３０】
主回路基板２５上には、検知センサ４１，４２に対応する内部試験光源４４と、検知センサ５１，５２に対応する内部試験光源５４とが取り付けられている。そして、内部試験光源４４からの内部試験光を直接、検知センサ４１，４２に照射すると共に、内部試験光源５４からの内部試験光を直接、検知センサ５１，５２に照射することで、検知センサ自体及びその周辺回路のセンサユニット故障を検出できる構成になっている。各試験光源４３，４４，５３，５４は、２波長方式による検出波長帯域をカバーできる白熱電球等で構成されている。
【００３１】
図５に示すように、試験光源収納部２２−１側に設けられた第２の試験窓２３−１内には、センサユニット４０側の第１の試験光源４３から出射される第１の試験光Ｈ４３を受光して電気信号に変換する第２の検知センサ４５と、第２の試験光Ｈ４６を出射する第２の試験光源４６とが設けられている。これに対応して、試験光源収納部２２−２側に設けられた第３の試験窓２３−２内にも、第２の試験光源４６から出射される第２の試験光Ｈ４６を受光して電気信号に変換する第３の検知センサ４７と、センサユニット４０側の第１の検知センサ４１方向へ第３の試験光Ｈ４８を出射する第３の試験光源４８とが設けられている。各試験光源４６，４８は、試験光源４３と同様に、２波長方式による検出波長帯域をカバーできる白熱電球等で構成されている。
【００３２】
第１の試験光Ｈ４３と第３の試験光Ｈ４８とが受光窓２１−１上で交差し、第１の試験光Ｈ４３と第２の試験光Ｈ４６とが試験窓２３−１上で交差し、更に、第２の試験光Ｈ４６と第３の試験光Ｈ４８とが試験窓２３−２上で交差するように、受光窓２１−１、試験窓２３−１，２３−２、検知センサ４１，４５，４７、及び試験光源４３，４６，４８が配置されている。そして、試験光源４３から出射される試験光Ｈ４３を受光窓２１−１及び試験窓２３−１を介して検知センサ４５へ照射し、試験光源４６から出射される試験光Ｈ４６を試験窓２３−１，２３−２を介して検知センサ４７へ照射し、更に、試験光源４８から出射される試験光Ｈ４８を試験窓２３−２及び受光窓２１−１を介して検知センサ４１へ照射することで、受光窓２１−１の汚損率を検出（測定）できる構成になっている。
【００３３】
同様に、試験光源収納部２２−１，２２−２側に設けられた第２、第３の試験窓２４−１，２４−２内にも、図示されていないが、センサユニット５０側の第１の検知センサ５１及び第１の試験光源５３に対応して、第２、第３の検知センサ及び第２、第３の試験光源が設けられている。
【００３４】
図１は、本発明の第１の実施形態を示す図２〜図５の２波長方式の火災検知器１０における概略の回路構成図である。
【００３５】
この火災検知器１０は、マイクロプロセッサユニット（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｕｎｉｔ、以下「ＭＰＵ」という。）等で構成された信号処理部６０を備え、この信号処理部６０に対し、同一回路構成の右側検知部７０−１と左側検知部７０−２とが接続されている。
【００３６】
右側検知部７０−１は、検知センサ４１，４２，４５，４７、試験光源４３，４６，４８、及び内部試験光源４４を有している。検知センサ４１の出力側には、加算増幅部７１が接続されている。加算増幅部７１は、信号処理部６０から与えられる感度切替制御信号ＣＳに基づき、検知センサ４１から出力されるアナログ信号を加算増幅する回路であり、この出力側に、アナログ／ディジタル変換器（以下「Ａ／Ｄ変換器」という。）７２が接続されている。Ａ／Ｄ変換器７２は、加算増幅部７１から出力されるアナログ信号をディジタル信号に変換して信号処理部６０に与える回路である。検知センサ４２の出力側にも、検知センサ４１側と同様に、加算増幅部７３及びＡ／Ｄ変換器７４を介して信号処理部６０が接続されている。信号処理部６０には、試験光源４３を発光制御する光源制御部７５と、内部試験光源４４を発光制御する光源制御部７６とが、接続されている。
【００３７】
検知センサ４５の出力側は、増幅部７７及びＡ／Ｄ変換器７８を介して信号処理部６０に接続されている。同様に、検知センサ４７の出力側も、増幅部８０及びＡ／Ｄ変換器８１を介して信号処理部６０に接続されている。更に、信号処理部６０には、試験光源４６を発光制御する光源制御部７９と、試験光源４８を発光制御する光源制御部８２とが、接続されている。
【００３８】
光源制御部７５，７６，７９，８２による発光制御は、例えば、実際の燃焼炎と同様の２Ｈｚで明るさが変化する点滅又は点灯制御を、試験期間として定めた一定時間（２秒又は４秒間）行う構成になっている。
【００３９】
信号処理部６０は、火災判定部６１及び試験処理部６２の機能を有している。火災判定部６１は、検知センサ４１と検知センサ４２の出力信号に基づき、２波長方式に従った火災の判定を行う。試験処理部６２は、試験窓の汚損率を測定する汚損率測定部を有し、防災受信盤３からの試験実行コマンド（命令）を受信して試験処理動作を行う。信号処理部６０には、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性の記憶部６３が接続され、火災検出データや試験の際に得られた試験データ等を履歴データとして記憶できるようになっている。
【００４０】
信号処理部６０は、ＭＰＵ等で構成された伝送制御部６４に接続され、この伝送制御部６４がケーブル２を介して防災受信盤３に接続されている。伝送制御部６４には、固有のアドレスが設定され、このアドレスに基づいて防災受信盤３との間で送受信が行われる。
【００４１】
図６は、図１の検知センサ４１及び加算増幅部７１を示す回路構成図である。
【００４２】
検知センサ４１は、複数個（例えば、４個）の光／電変換素子４１ａ〜４１ｄによってアレイ状に構成されている。これらの光／電変換素子４１ａ〜４１ｄは、例えば、１つの半導体基板に形成され、或いは個別の素子部品として形成され、それぞれ独立した検知センサとして火源ＦＩ、試験光源４８又は内部試験光源４４からの光を受光して電気信号に変換する機能を有している。
【００４３】
加算増幅部７１には、各光／電変換素子４１ａ〜４１ｄに対応して前置増幅器（以下「プリアンプ」という。）７１ａ〜７１ｄが設けられている。プリアンプ７１ａ及び７１ｂの出力側は相互に接続されて、電力増幅器（以下「パワーアンプ」という。）７１ｅの入力側に接続され、このパワーアンプ７１ｅの出力側がＡ／Ｄ変換器７２の入力側に接続されている。各プリアンプ７１ｃ，７１ｄの出力側には、パワーアンプ７１ｆ，７１ｇがそれぞれ接続されている。これらのパワーアンプ７１ｆ，７１ｇの出力側は、相互に接続され、切替スイッチ７１ｈを介してＡ／Ｄ変換器７２の入力側に接続されている。
【００４４】
切替スイッチ７１ｈは、信号処理部６０から与えられる感度切替制御信号ＣＳによりオン／オフ動作し、例えば、受光窓２１−１が汚れていないときにはオフ状態となり、受光窓２１−１が所定の汚損率（例えば、０．５０）よりも汚れているときにはオン状態となる。切替スイッチ７１ｈがオフ状態のときには、光／電変換素子４１ａ及び４１ｂの出力信号が、プリアンプ７１ａ及び７１ｂでそれぞれ増幅されて加算された後、パワーアンプ７１ｅで増幅されてＡ／Ｄ変換器７２に与えられる。切替スイッチ７１ｈがオン状態のときには、光／電変換素子４１ｃ及び４１ｄの出力信号が、プリアンプ７１ｃ，７１ｄ及びパワーアンプ７１ｆ，７１ｇでそれぞれ増幅された後、パワーアンプ７１ｅの出力信号に加算されてＡ／Ｄ変換器７２に与えられる。
【００４５】
（火災検知器の動作）
図７は、図１の火災検知器１０（１０−１，１０−２，・・・）の動作を示すフローチャートである。
【００４６】
例えば、図２の防災受信盤３の制御により動作が開始すると、ステップＳ１の火災監視処理において、複数台の火災検知器１０−１，１０−２，・・・がトンネル１内の火災発生の監視を行う。ステップＳ２において、防災監視盤３から例えば１日１回、試験実行の試験指令が発せられると、ステップＳ３の試験処理において、各火災検知器１０−１，１０−２，・・・が順に動作試験を行う。動作試験が終わると、ステップＳ１の火災監視処理に戻る。
【００４７】
以下、ステップＳ１の火災監視処理（Ａ）と、ステップＳ３の試験処理（Ｂ）について詳細に説明する。
【００４８】
（Ａ）ステップＳ１の火災監視処理
図８はトンネル１内で発生する燃焼炎の放射線スペクトルの一例を示す波形図、更に、図９は２波長方式の検出波長特性の一例を示す波形図である。
【００４９】
図８に示すように、燃焼炎のスペクトル特性１０１，１０２では、ＣＯ_２の共鳴放射により、４．４〜４．５μｍ付近の波長帯域に放射線相対強度のピークがあり、又、短波長側となる３．８μｍ付近に放射線相対強度が低い波長帯域が存在する。
【００５０】
このような燃焼炎の監視のため、本実施形態の２波長方式を採用した図１の火災検知器１０（１０−１，１０−２，・・・）では、図９のような検出波長特性を設定している。
【００５１】
図１の火災検知器１０において、検知センサ４１は、有炎燃焼時に発生するＣＯ_２の共鳴放射による波長帯域である略４．５μｍを中心波長とした狭帯域バンドパスフィルタ特性１０４による放射光を検出する。これに対し、検知センサ４２は、略５．０〜７．０μｍの帯域バンドパスフィルタ特性で得られた放射光の検出特性を持つ。
【００５２】
例えば、受光窓２１−１，２１−２にサファイアガラスを使用することで、７．０μｍの波長を超える光をカットするハイカット特性１０３を設定し、これによって受光窓２１−１，２１−２により波長７．０μｍ以下の波長の光を検知センサ４１，４２に入射している。又、検知センサ４１の受光窓部分には、中心波長４．５μｍの狭帯域バンドパスフィルタ特性１０４を構成する光学波長フィルタが設けられる。更に、検知センサ４２の受光窓部分には、波長５．０μ以上の光を透過する広帯域バンドパスフィルタ特性１０５を構成する光学波長フィルタが設けられる。
【００５３】
そのため、検知センサ４１は、ハイカット特性１０３と狭帯域バンドパスフィルタ特性１０４とによって中心波長４．５μｍの有炎燃焼時に発生するＣＯ_２共鳴放射による４．５μｍの狭帯域の光１０６を検出する。これに対し、検知センサ４２は、ハイカット特性１０３と広帯域バンドパスフィルタ特性１０５とで決まる５．０〜７．０μｍのバンドパスフィルタとしての波長帯域の光１０７による検出出力を生ずることになる。
【００５４】
検知センサ４１の検出信号は、加算増幅部７１で加算増幅され、Ａ／Ｄ変換器７２でディジタル信号に変換されて信号処理部６０に与えられる。更に、検知センサ４２の検出信号は、加算増幅部７３で加算増幅され、Ａ／Ｄ変換器７４でディジタル信号に変換されて信号処理部６０に与えられる。すると、信号処理部６０内の火災判定部６１では、Ａ／Ｄ変換器７２の出力信号とＡ／Ｄ変換器７４の出力信号との相対比を求め、予め設定しておいた理想的な相対比との比較により、火災発生の有無を判定する。この判定結果は、伝送制御部６４により、ケーブル２を介して防災受信盤３へ送られ、火災発生の判定結果に対しては所定の消炎処理が行われる。
【００５５】
（Ｂ）ステップＳ３の試験処理
図１０は、図７のステップＳ３の試験処理の詳細を示すフローチャートである。
【００５６】
この試験処理は、防災受信盤３から試験実行コマンドが送られてくると、信号処理部６０内の試験処理部６２により実行される。防災受信盤３からのコマンドは、例えば、右側試験実行コマンドと左側試験実行コマンドに分けて送信され、これを受信した試験処理部６２では、右側検知部７０−１の試験処理を実行し、これが済むと、左側検知部７０−２の試験処理を行う。
【００５７】
先ず、防災受信盤３から右側試験実行コマンドが送られてくると、試験処理部６２では、ステップＳ１０において、右側検知部７０−１内の光源制御部７５，７９，８２を動作させ、試験光源４３，４６，４８を例えば、４秒に亘り２Ｈｚでパルス駆動して点滅又は点灯させる。ステップＳ１１において、試験光源４３から出射された試験光Ｈ４３が、受光窓２１−１及び試験窓２３−１を通して検知センサ４５で受光されて電気信号に変換され、試験光源４６から出射された試験光Ｈ４６が、試験窓２３−１，２３−２を通して検知センサ４７で受光されて電気信号に変換され、更に、試験光源４８から出射された試験光Ｈ４８が、試験窓２３−２及び受光窓２１−１を通して検知センサ４１，４２で受光されて電気信号に変換される。
【００５８】
検知センサ４５の出力信号は、増幅部７７で増幅された後、Ａ／Ｄ変換器７８でディジタル信号に変換されて試験処理部６２へ送られる。同様に、検知センサ４７の出力信号が、増幅部８０で増幅された後にＡ／Ｄ変換器８１でディジタル信号に変換されて試験処理部６２へ送られ、更に、検知センサ４１の出力信号が、加算増幅部７１で加算増幅された後にＡ／Ｄ変換器７２でディジタル信号に変換されて試験処理部６２へ送られる。
【００５９】
ステップＳ１２において、Ａ／Ｄ変換器７２，７８，８１の出力信号に基づき、試験処理部６２内の汚損率測定部によって受光窓２１−１の汚れの程度を示す汚損率が算出され、この算出値に基づき、ステップＳ１３で汚損状況が判定される。
【００６０】
ステップＳ１４において、受光窓２１−１の汚損率が汚損補償限界となる例えば０．１５以下であれば、ステップＳ１５で、汚損率が例えば０．５０より小さいか否かが判定される。汚損率が０．５０より小さければ、ステップＳ１６で、試験処理部６２から出力される感度切替制御信号ＣＳにより、初期状態の通常監視レベルであるセンサ加算数＝２に設定される。これにより、図６の切替スイッチ７１ｈがオフ状態になり、２つの光／電変換素子４１ａ，４１ｂの出力信号がプリアンプ７１ａ，７１ｂで増幅された後に加算され、パワーアンプ７１ｅで増幅されてＡ／Ｄ変換器７２でディジタル信号に変換され、試験処理部６２へ送られる。
【００６１】
これに対し、ステップＳ１５で汚損率が０．５０よりも大きい場合、ステップＳ１７において、感度切替制御信号ＣＳにより、センサ加算数＝４に設定され、汚損補償が行われる。即ち、切替スイッチ７１ｈがオン状態になり、他の２つの光／電変換素子４１ｃ，４１ｄの出力信号が、プリアンプ７１ｃ，７１ｄ及びパワーアンプ７１ｆ，７１ｇによりそれぞれ増幅され、切替スイッチ７１ｈを介してパワーアンプ７１ｅの出力信号に加算されて汚損補償が行われた後、Ａ／Ｄ変換器７２でディジタル信号に変換されて試験処理部６２へ送られる。そして、ステップＳ１８において、最終的に試験処理部６２から正常終了信号が出力され、伝送制御部６４を介して防災受信盤３へ送られる。
【００６２】
一方、ステップＳ１４で受光窓２１−１の汚損率が０．１５を超えた場合、加算増幅部７１による感度切替では補償不能であるので、受光窓２１−１の汚損による異常か、或いは検知センサ４１そのもののセンサユニット故障かを判定するために、ステップＳ１９へ進み、内部試験光源４４の点滅又は点灯試験が行われる。即ち、ステップＳ１９において、試験処理部６２の制御によって光源制御部７６が動作し、内部試験光源４４が例えば２Ｈｚで４秒間パルス駆動され、試験光が出射される。この試験光は、ステップＳ２０において、検知センサ４１，４２で受光されて電気信号に変換され、この電気信号が加算増幅部７１，７３でそれぞれ加算増幅された後、Ａ／Ｄ変換器７２，７４でそれぞれディジタル信号に変換されて試験処理部６２へ送られる。
【００６３】
受光窓２１−１の汚損による異常か、或いは検知センサ４１そのもののセンサユニット故障かを判定する場合、例えば、内部試験光源４４からの内部試験光による検知センサ４１及び４２の正常時の受光検知信号のレベルが決まっていることから、この正常時の受光検知信号の相対比を検出し、相対比を含む上下所定の範囲幅をセンサユニット４０の故障の判断レベルとして設定し、センサユニット故障判断レベル以上の受光検知信号であれば、検知センサ４１及び４２は正常と判定し、これに対し、受光検知信号が故障判定の正常範囲を超えた（外れた）ときには、回路故障と判定できる。相対比が変動する要因としては、２つの検知センサ４１又は４２の内の１つが故障して異常な受光検知信号を出力した場合が考えられる。
【００６４】
そこで、試験処理部６２では、ステップＳ２１において、Ａ／Ｄ変換器７２，７４の出力信号に基づき検出データの算出処理を行い、アッパー側とローワ側との間の振幅値を算出する。この振幅値に基づき、試験処理部６２では、ステップＳ２２において、検知センサ４１，４２の検出データについて比率計算を行い、ステップＳ２３で、計算した比率がセンサユニット正常比率幅に入っているか否かを判定する。
【００６５】
正常比率幅に入っていれば、ステップＳ２４で、センサユニット４０が正常と判定し、ステップＳ２５で、火災検知器１０の清掃を要求する汚損信号を伝送制御部６４を介して防災受信盤３へ出力し、汚損警報を報知させる。これに対し、正常比率幅に入っていないときには、ステップＳ２６で、センサユニット４０が異常と判定し、ステップＳ２７で、回路故障信号を伝送制御部６４を介して防災受信盤３へ出力し、故障警報を報知させる。
【００６６】
このような右側検知部７０−１の試験処理が終了すると、防災受信盤３から左側試験実行コマンドが送られてくるので、試験処理部６２により、右側検知部７０−１の試験処理と同様にして、左側検知部７０−２の試験処理が行われる。
【００６７】
以上のようにして例えば火災検知器１０−１の試験処理が終了すると、次のアドレスの火災検知器１０−２，１０−３，・・・が順次試験されていく。全ての火災検知器１０−１，１０−２，１０−３，・・・の試験が終了すると、図７のステップＳ１の火災監視処理に戻る。
【００６８】
図１１は、図１０のステップＳ１２における汚損率算出処理を示すフローチャートである。
【００６９】
試験処理部６２内の汚損率測定部では、次のようにして汚損率算出処理を行う。先ず、ステップＳ３０において、検知センサ４１，４５，４７から増幅部７１，７７，８０及びＡ／Ｄ変換器７２，７８，８１を介して受光した試験光Ｈ４８，Ｈ４３，Ｈ４６の受光検知データを取り込み、ステップＳ３１で、アッパ側とローワ側との間の検出振幅値を算出し、ステップＳ３２へ進む。
【００７０】
信号処理部６０に接続された記憶部６３には、受光窓２１−１，２１−２、及び試験窓２３−１，２３−２に汚れがない状態で、試験光Ｈ４８，Ｈ４３，Ｈ４６を検知センサ４１，４５，４７で受光して得られた受光検知信号が初期振幅値として記憶されている。
【００７１】
そこで、ステップＳ３２において、試験光源４３から出射した試験光Ｈ４３を受光窓２１−１及び試験窓２３−１を通して検知センサ４５に入射し、この検知センサ４５による受光量（即ち、検出振幅値）を、記憶部６３に記憶された初期振幅値と比較して、受光窓２１−１及び試験窓２３−１の合算透過率Ｙ＝検出振幅値／初期振幅値（＝ａ×ｂ）を算出する。ここで、ａは受光窓２１−１の透過率（＝１−汚損率）、ｂは試験窓２３−１の透過率である。
【００７２】
同様に、試験光源４６から出射した試験光Ｈ４６を試験窓２３−１，２３−２を通して検知センサ４７に入射し、この検知センサ４７による受光量（即ち、検出振幅値）を、記憶部６３に記憶された初期振幅値と比較して、試験窓２３−１及び２３−２の合算透過率Ｚ＝検出振幅値／初期振幅値（＝ｂ×ｃ）を算出する。ここで、ｃは試験窓２３−２の透過率である。更に、試験光源４８から出射した試験光Ｈ４８を試験窓２３−２及び受光窓２１−１を通して検知センサ４１に入射し、この検知センサ４１による受光量（即ち、検出振幅値）を、記憶部６３に記憶された初期振幅値と比較して、試験窓２３−２及び受光窓２１−１の合算透過率Ｘ＝検出振幅値／初期振幅値（＝ｃ×ａ）を算出し、ステップＳ３３へ進む。
【００７３】
ステップＳ３３において、次式に基づき、受光窓２１−１の透過率ａを算出する。
ａ＝√（Ｘ×Ｙ／Ｚ）＝（Ｘ×Ｙ／Ｚ）^１／２
その後、ステップＳ３４において、次式（１）に基づき、受光窓２１−１の汚損率（１−ａ）を算出すれば、処理が終了する。
１−ａ＝１−（Ｘ×Ｙ／Ｚ）^１／２・・・（１）
【００７４】
又、このような汚損率算出処理と同様の方法により、受光窓２１−２の汚損率も算出できる。なお、図１１のステップＳ３０及びＳ３１の処理は、図１０のステップＳ１２でも行われる。
【００７５】
（効果）
この第１の実施形態では、次の（ａ）〜（ｄ）のような効果がある。
【００７６】
（ａ）図１１の汚損率算出処理では、試験窓２３−１，２３−２，２４−１，２４−２が汚損していても、受光窓２１−１，２１−２単体の汚損率を正確に算出できる。そのため、受光窓２１−１，２１−２の汚損率に応じた感度補償の精度を向上でき、火災検知器１０の信頼性の向上が図れる。その上、汚損警報の周期が長くなって清掃期間を延長でき、コストの低減化が図れる。
【００７７】
（ｂ）右側検知部７０−１において、試験光Ｈ４３とＨ４８が受光窓２１−１上で交差し、試験光Ｈ４３とＨ４６が試験窓２３−１上で交差し、更に、試験光Ｈ４６とＨ４８が試験窓２３−２上で交差するように、受光窓２１−１、試験窓２３−１，２３−２、検知センサ４１，４５，４７、及び試験光源４３，４６，４８が配置されている。左側検知部７０−２も同様の構造になっている。そのため、同一の窓部分の汚損を正確に測定できる。
【００７８】
（ｃ）トンネル１の長手方向の気流に対して火災検知器１０の受光窓２１−１，２１−２が所定の傾斜角（例えば、５°〜３０°）で設けられ、しかも、試験窓２３−１，２３−２，２４−１，２４−２がトンネル１の長手方向の気流に対して略並行に設けられている。そのため、受光窓２１−１，２１−２及び試験窓２３−１，２３−２，２４−１，２４−２に対する塵等の付着を極力抑制でき、前記（ａ）の効果と相俟って清掃期間をより延長できる。
【００７９】
（ｄ）図１０の試験処理において、受光窓２１−１，２１−２に汚れがないか、或いは少ない場合には、ステップＳ１４〜Ｓ１８の試験光源４３，４６，４８，・・・による試験処理のみで済み、ステップＳ１９〜Ｓ２７の内部試験光源４４，５４による試験処理が不要となる。そのため、試験処理を簡略化できる。
【００８０】
［第２の実施形態］
（構成・動作）
図１２は、本発明の第２の実施形態を示す試験処理のフローチャートであり、第１の実施形態の図１０に示す試験処理中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００８１】
この試験処理は、図１の火災検知器１０について、検知センサ４１のみの試験処理を行うようにしたいわゆる１波長方式の試験処理のフローチャートである。１波長方式の試験処理は、図１の検知センサ４１と検知センサ４２を備えた２波長方式の火災検知器１０はもちろんのこと、検知センサ４２側を備えていない検知センサ４１側のみの１波長の火災検知器についてもそのまま適用することができる。
【００８２】
図１２の試験処理では、図１０のステップＳ１０〜Ｓ１８と同様の処理を行うが、ステップＳ１９〜Ｓ２７に代えて、ステップＳ２８の処理を行うようにした点のみが異なっている。即ち、ステップＳ１４の汚損率の判定処理において、受光窓２１−１，２１−２の汚損率が０．１５を超えたときには、火災検知器１０が汚損補償限界に達しているか、或いは検知センサ４１の素子故障であることが考えられるので、ステップＳ２８において、試験処理部６２から非作動信号を出力し、これを伝送制御部６４を介して防災受信盤３へ伝送し、火災検知器１０の点検を促すようにしている。
【００８３】
（効果）
この第２の実施形態では、内部試験光源４４，５４による試験処理（図１０のステップＳ１９〜Ｓ２７）に代えて、ステップＳ２８で非作動信号を出力するようにしたので、試験処理を簡略化できる。
【００８４】
［利用形態］
本発明は、図示の実施形態に限定されず、種々の変形や利用形態が可能である。この変形や利用形態としては、例えば、次の（１）〜（３）のようなものがある。
【００８５】
（１）図６、図１０及び図１３では、４つの光／電変換素子４１ａ〜４１ｄを２グループに分けて２段階に加算増幅して汚損補償をしているが、更に、複数個の光／電変換素子を多段階に加算増幅して汚損補償を行うようにすれば、受光窓２１−１，２１−２の汚れによる透過率の減少に対し、より細かな汚損補償を行うことができる。又、図１、図６の加算増幅部７１，７３に代えて、感度切替制御信号ＣＳに基づきゲインを可変できる増幅部を設け、感度切替による汚損補償を行ってもよい。
【００８６】
（２）図５等では、第１の試験窓２１−１，２１−２を受光窓に設定した構成例について説明したが、これに代えて、他の第２の試験窓２３−１，２４−１又は第３の試験窓２３−２，２４−２を受光窓にするような構成の変更も可能である。
【００８７】
（３）図１、図３、図４の火災検知器１０は、図示以外の構造に変更してもよい。又、上記実施形態は、トンネル防災用以外の他の用途の火災検知器についても適用できる。
【００８８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１及び２に係る発明によれば、試験時において、第１、第２及び第３の試験光を第２、第３及び第１の検知センサで受光し、これらの受光量を用いて試験窓の正確な汚損率の測定が可能になる。
【００８９】
請求項３〜５に係る発明によれば、第１、第２、第３の試験窓、第１、第２、第３の検知センサ、及び第１、第２、第３の試験光源を用い、合算透過率Ｙ、Ｚ、Ｘを算出し、式（１）に基づき特定の試験窓の汚損率を算出するようにしたので、他の試験窓が汚損していても、特定の試験窓単体の汚損率を正確に算出できる。
【００９０】
更に、請求項４に係る発明では、第１と第３の試験光が第１の試験窓上で交差し、第１と第２の試験光が第２の試験窓上で交差し、第２と第３の試験光が第３の試験窓上で交差するように、第１、第２、第３の試験窓、第１、第２、第３の検知センサ、及び第１、第２、第３の試験光源が配置されているので、同一の窓部分の汚損を正確に測定できる。
【００９１】
請求項６に係る発明によれば、汚損率測定部の測定結果に基づき、試験窓の汚損率に応じた感度補償の精度を向上でき、火災検知器の信頼性の向上が図れる。その上、汚損警報の周期が長くなって清掃期間を延長でき、コストの低減化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す火災検知器の回路構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示すトンネル防災設備の概略の構成図である。
【図３】図２の火災検知器を示す組立分解図である。
【図４】図３の火災検知器を示す内部構造の断面図である。
【図５】図４の検知センサ及び試験光源等を示す配置図である。
【図６】図１の検知センサ及び加算増幅部を示す回路構成図である。
【図７】図１の火災検知器の動作を示すフローチャートである。
【図８】トンネル内の燃焼炎の放射線スペクトルを示す波形図である。
【図９】２波長方式の検出波長特性を示す波形図である。
【図１０】図７の試験処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１０のステップＳ１２を示す汚損率算出処理のフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態を示す試験処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１０，１０−１〜１０−４火災検知器
２１−１，２１−２試験窓（受光窓）
２３−１，２３−２，２４−１，２４−２試験窓
４１，４２，４５，４７，５１，５２検知センサ
４３，４６，４８，５３試験光源
４４，５４内部試験光源
６０信号処理部
６１火災判定部
６２試験処理部
６３記憶部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a fire detector that detects the occurrence of a fire based on the output of a fire detection sensor and a test window that measures the contamination rate of a light-transmitting test window for shielding the detection sensor from the outside. And a method for measuring a fouling rate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a technique relating to such a fire detector, for example, there is a technique described in the following document.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-42262
[Patent Document 2]
JP-A-2002-48638
[0004]
Patent Literatures 1 and 2 describe techniques of a fire detector that detects a fire in a predetermined monitoring target (for example, in a tunnel).
[0005]
The fire detector of Patent Literature 1 is installed on a wall surface or a ceiling in a tunnel at predetermined intervals along a longitudinal direction of the tunnel, and detects a fire in both side areas in the longitudinal direction of the tunnel. In the fire alarm, a detection sensor for light / electricity conversion that receives light from a flame or radiant heat is provided. When a fire is detected using this detection sensor, this detection signal is transmitted to a disaster prevention receiver board. It has become.
[0006]
Since this type of fire detector is installed in a tunnel where vehicles frequently pass, in order to prevent contamination from dust etc., a detection sensor is housed in a housing and light is incident on the front of this detection sensor. A translucent light receiving window is provided. Furthermore, in order to prevent the light receiving window from being stained by dust and the like and the light transmittance gradually decreasing, making it impossible to detect fire, the light receiving window was shielded by a light transmitting test window near the outside of the light receiving window. A test light source is provided. Then, the test light source is periodically illuminated, emitted from the test window, received by the detection sensor through the light receiving window, and based on the amount of received light, the state of contamination of the light receiving window (fouling rate) is detected. Transmitted to the panel. The fire detector adjusts the light receiving sensitivity according to the level of the light receiving output at the time of the test, and performs sensitivity compensation according to the contamination rate of the light receiving window.
[0007]
In the fire detector of Patent Literature 2, in order to minimize the attachment of pollutants such as dust to the light receiving window and extend the interval of the cleaning operation, the light receiving window is set at 5 ° to 30 ° with respect to the air current in the longitudinal direction of the tunnel. It is arranged at an angle in the range of °.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional fire detectors described in Patent Documents 1 and 2 have the following problems.
[0009]
When measuring the contamination rate of the light receiving window, test light is generated from the test light source, the test light is received by the detection sensor through the test window and the light receiving window, and the contamination rate of the light receiving window is calculated (measured) based on the received light amount. are doing. Therefore, if the test window is not contaminated, the contamination of the light receiving window can be accurately determined. However, in the actual field (actual use site), the test window is also contaminated, and the contamination of both the test window and the light receiving window was measured. That is, the numerical value is larger than the actual contamination rate of the light receiving window alone. To generate a contamination alarm, it is a safe value, but the value is not accurate, so adjust the light sensitivity according to the level of the received light output during the test and perform sensitivity compensation according to the contamination rate of the light receiving window. In this case, it is difficult to improve the sensitivity compensation accuracy, and as a result, there is a problem that the reliability of the fire detector is reduced.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the fire detector according to the first aspect of the present invention, a first, second, and third translucent test windows, first, second, and third test windows are provided. , And first, second, and third test light sources.
[0011]
Here, the first test window is a window through which third test light incident from the outside is transmitted and taken in. The first detection sensor is a sensor that is disposed in the first test window and receives the third test light that is taken in through the first test window and converts the third test light into an electric signal. The first test light source is disposed in the first test window, and blinks or lights up at a predetermined frequency to generate a first test light, and passes the first test light through the first test window. This is a light source that emits light to the outside.
[0012]
The second test window is a window that is disposed near the outside of the first test window and that transmits the first test light and takes it inside. The second detection sensor is a sensor that is disposed inside the second test window, and that receives the first test light that is taken in through the second test window and converts the first test light into an electric signal. . The second test light source is disposed inside the second test window, and blinks or lights up at a predetermined frequency to generate a second test light, and the second test light is transmitted to the second test window. Through the light source.
[0013]
The third test window is a window that is arranged near the outside of the first and second test windows and that transmits the second test light and takes it inside. The third detection sensor is a detection sensor that is disposed inside the third test window and receives the second test light that is taken in through the third test window and converts the second test light into an electric signal. is there. Further, the third test light source is disposed inside the third test window, and blinks or lights up at a predetermined frequency to generate the third test light, and outputs the third test light to the third test window. Is a light source that is emitted to the outside through the test window.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the fire detector according to the first aspect, any one of the first, second, and third test windows has a translucent light having a predetermined monitoring area as a visual field. It is a light receiving window of sex.
[0015]
By adopting such a configuration, when a fire occurs in a predetermined monitoring area, the fire is received by a first detection sensor through, for example, a first test window, and the occurrence of the fire is detected based on the output. During the test, the first, second, and third test light sources are turned on or off at a predetermined frequency to generate first, second, and third test lights. Light is received by the third detection sensor and the first detection sensor, and based on the received light amount, for example, an accurate measurement of the contamination rate of the first test window can be performed.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a contamination rate of a test window according to the first or second aspect, wherein the first, second, and third test windows and the first, second, and third detection sensors are provided. And the first, second, and third test light sources, the following processing is performed.
[0017]
First, the first test light emitted from the first test light source enters the second detection sensor through the first and second test windows, and the amount of light received by the second detection sensor is set to an initial value. Compared to the total transmittance Y of the first and second test windows (= a × b, where a; transmittance of the first test window = 1−fouling rate, b; of the second test window (Transmittance) is calculated. The second test light emitted from the second test light source enters the third detection sensor through the second and third test windows, and the amount of light received by the third detection sensor is compared with an initial value. Then, the total transmittance Z (= b × c, where c; transmittance of the third test window) of the second and third test windows is calculated. Further, the third test light emitted from the third test light source is incident on the first detection sensor through the third and first test windows, and the amount of light received by the first detection sensor is set to an initial value. Then, the total transmittance X (= c × a) of the third and first test windows is calculated.
[0018]
Then, the contamination rate (1-a) of the first test window is calculated based on the following equation (1). Thereby, the contamination rate of the test window alone can be accurately obtained.
1−a = 1− (X × Y / Z)^1/2 ... (1)
[0019]
In the invention according to claim 4, in the method for measuring contamination of a test window according to claim 3, the first test light and the third test light intersect on the first test window, and the first test light intersects the first test light. And the second test light intersect on the second test window, and the second test light and the third test light intersect on the third test window. The first, second, and third test windows, the first, second, and third detection sensors, and the first, second, and third test light sources are arranged to form the first test window. The fouling rate (1-a) is calculated. Thereby, the contamination rate of the same window portion can be accurately obtained.
[0020]
In the invention according to claim 5, in the method for measuring contamination of a test window according to claim 3 or 4, each of the initial values to be compared with each of the combined transmittances Y, Z, and X is the first, second, and second values. 3 is the total transmittance value detected when the test window is clean.
[0021]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a contamination rate measuring unit for measuring a contamination rate of a test window using the contamination rate measuring method according to any one of the third to fifth aspects. Thereby, if the sensitivity of the output of the detection sensor is compensated based on the contamination rate of the test window measured by the contamination rate measuring unit, the accuracy of determination of fire occurrence can be improved.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
(Constitution)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the tunnel disaster prevention equipment according to the first embodiment of the present invention.
[0023]
A plurality of fire detectors 10 (10-1, 10-2, 10-3, 10-4,...) Are installed at predetermined intervals L along the longitudinal direction of the tunnel on the tunnel wall 1a in the tunnel 1. Have been. Each fire detector 10 is connected to a disaster prevention receiver 3 for centralized monitoring by a transmission line (for example, a cable) 2.
[0024]
Each fire detector 10 monitors a section of two predetermined distances L on the left and right along the longitudinal direction of the tunnel. Therefore, the section of the distance L is redundantly monitored by the two fire detectors 10 arranged on both sides. For example, if a fire source FI due to a fire such as a vehicle failure exists, the two fire detectors 10-2 and 10-3 arranged in a section of a distance L including the fire source FI detect the fire source FI, This detection signal is sent to the disaster prevention receiver 3 via the cable 2. Then, under the control of the disaster prevention receiver 3, for example, a water spray automatic valve in a predetermined water discharge area is activated, and fire extinguishing water is sprayed from a water spray head installed on the tunnel wall 1 a or the like to extinguish the fire. I have.
[0025]
FIG. 3 is an exploded view showing each fire detector 10 of FIG.
[0026]
The fire detector 10 is, for example, of a two-wavelength type, and includes a lid 20 of a housing and a main body 30 of the housing whose opening is closed by the lid 20. On the left and right sides of the lid 20, inclined surfaces having a predetermined inclination angle (for example, 5 ° to 30 °) with respect to the airflow in the longitudinal direction of the tunnel 1 are formed, and each of the inclined surfaces has a light-transmitting first surface. Test windows (for example, light receiving windows) 21-1 and 21-2 are provided. Above the light receiving windows 21-1 and 21-2, two test light source storage units 22-1 and 22-2 sandwich the light receiving windows 21-1 and 21-2 from both sides, and extend in the longitudinal direction of the tunnel 1. Are provided substantially in parallel to the airflow. Transparent second test windows 23-1 and 24-1 corresponding to the light-receiving windows 21-1 and 21-2 are provided outside the lower portion of one test light source housing 22-1. Transparent third test windows 23-2 and 24-2 are also provided below the lower portion of the test light source housing 22-2, corresponding to the light receiving windows 21-1 and 21-2. A connector mounting hole 31 is formed on the main body 30 side of the housing, and the lid 20 is removed from the opening of the main body 30 by mounting screws 32-1, 32-2, 32-3, and 32-4. Freely fixed.
[0027]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the internal structure of the fire detector 10 of FIG. 3, as shown in FIG. FIG. 5 is a schematic layout diagram showing the detection sensor and the test light source in FIG.
[0028]
The lid 20 and the main body 30 of the fire detector 10 are separated by a mold cover 32 provided inside. A waterproof connector 33 connected to the cable 2 is mounted in the connector mounting hole 31 on the main body 30 side. A signal line 34 from the receptacle side of the waterproof connector 33 is connected via a connector to a lightning arrester 35 attached to a lower portion of the mold cover 32.
[0029]
The main circuit board 25 is mounted in the cover 20 on the front side of the mold cover 32. On the main circuit board 25, sensor units 40 and 50 for monitoring the flame by the two-wavelength method are provided for approximately 45 corresponding to the light receiving windows 21-1 and 21-2 provided on the inclined surface of the lid 20. Each is attached with an angle of inclination of °. One sensor unit 40 is provided with two first detection sensors 41 and 42 and one first test light source 43, and the other sensor unit 50 is also provided with two first detection sensors 51 and 52. And one first test light source 53 are provided. Each of the detection sensors 41, 42, 51, and 52 is configured in an array by a plurality (for example, four) of photoelectric conversion elements. The test light sources 43 and 53 may be attached to the main circuit board 25 outside the sensor units 40 and 50, for example.
[0030]
On the main circuit board 25, an internal test light source 44 corresponding to the detection sensors 41 and 42 and an internal test light source 54 corresponding to the detection sensors 51 and 52 are mounted. Then, the internal test light from the internal test light source 44 is directly radiated to the detection sensors 41 and 42, and the internal test light from the internal test light source 54 is directly radiated to the detection sensors 51 and 52, whereby the detection sensor itself is And a sensor unit failure of the peripheral circuit can be detected. Each of the test light sources 43, 44, 53, and 54 is configured by an incandescent lamp or the like that can cover a detection wavelength band according to the two-wavelength method.
[0031]
As shown in FIG. 5, a first test light emitted from a first test light source 43 on the sensor unit 40 side is provided in a second test window 23-1 provided on the test light source storage unit 22-1 side. A second detection sensor 45 that receives the light H43 and converts the light into an electric signal, and a second test light source 46 that emits a second test light H46 are provided. Correspondingly, the second test light H46 emitted from the second test light source 46 is received also in the third test window 23-2 provided on the test light source housing 22-2 side. A third detection sensor 47 that converts the electric signal into an electric signal and a third test light source 48 that emits the third test light H48 toward the first detection sensor 41 on the sensor unit 40 side are provided. Like the test light source 43, each of the test light sources 46 and 48 is configured by an incandescent lamp or the like that can cover a detection wavelength band according to the two-wavelength method.
[0032]
The first test light H43 and the third test light H48 intersect on the light receiving window 21-1, the first test light H43 and the second test light H46 intersect on the test window 23-1, Further, the light receiving window 21-1, the test windows 23-1 and 23-2, and the detection sensors 41 and 45 are arranged such that the second test light H46 and the third test light H48 intersect on the test window 23-2. , 47 and test light sources 43, 46, 48 are arranged. Then, the test light H43 emitted from the test light source 43 is irradiated to the detection sensor 45 through the light receiving window 21-1 and the test window 23-1, and the test light H46 emitted from the test light source 46 is irradiated to the test window 23-1. , 23-2, and the test light H48 emitted from the test light source 48 is applied to the detection sensor 41 via the test window 23-2 and the light receiving window 21-1. The configuration is such that the contamination rate of the light receiving window 21-1 can be detected (measured).
[0033]
Similarly, although not shown, the second and third test windows 24-1 and 24-2 provided on the test light source storage units 22-1 and 22-2 side also have the first and second test windows on the sensor unit 50 side. The second and third detection sensors and the second and third test light sources are provided corresponding to the first detection sensor 51 and the first test light source 53.
[0034]
FIG. 1 is a schematic circuit configuration diagram of a two-wavelength fire detector 10 shown in FIGS. 2 to 5 showing a first embodiment of the present invention.
[0035]
The fire detector 10 includes a signal processing unit 60 including a microprocessor unit (hereinafter, referred to as “MPU”) and the like, and a right detection unit 70-having the same circuit configuration as the signal processing unit 60. 1 and the left side detection unit 70-2 are connected.
[0036]
The right side detection unit 70-1 has detection sensors 41, 42, 45, 47, test light sources 43, 46, 48, and an internal test light source 44. The addition amplification section 71 is connected to the output side of the detection sensor 41. The addition amplification unit 71 is a circuit that adds and amplifies the analog signal output from the detection sensor 41 based on the sensitivity switching control signal CS given from the signal processing unit 60, and has an output side provided with an analog / digital converter (hereinafter, referred to as an analog / digital converter). "A / D converter".) 72 is connected. The A / D converter 72 is a circuit that converts an analog signal output from the addition amplification unit 71 into a digital signal and provides the digital signal to the signal processing unit 60. The signal processing unit 60 is also connected to the output side of the detection sensor 42 via the addition amplification unit 73 and the A / D converter 74, similarly to the detection sensor 41 side. The signal processing unit 60 is connected to a light source control unit 75 that controls light emission of the test light source 43 and a light source control unit 76 that controls light emission of the internal test light source 44.
[0037]
The output side of the detection sensor 45 is connected to the signal processing unit 60 via the amplification unit 77 and the A / D converter 78. Similarly, the output side of the detection sensor 47 is also connected to the signal processing unit 60 via the amplification unit 80 and the A / D converter 81. Further, the signal processing unit 60 is connected to a light source control unit 79 that controls light emission of the test light source 46 and a light source control unit 82 that controls light emission of the test light source 48.
[0038]
The light emission control by the light source control units 75, 76, 79, and 82 is, for example, a blinking or lighting control in which the brightness changes at 2 Hz, which is the same as the actual combustion flame, for a certain period (2 seconds or 4 seconds) defined as a test period ).
[0039]
The signal processing unit 60 has functions of a fire determination unit 61 and a test processing unit 62. The fire determination unit 61 determines a fire according to the two-wavelength method based on the output signals of the detection sensors 41 and 42. The test processing unit 62 has a contamination rate measuring unit that measures the contamination rate of the test window, and performs a test processing operation by receiving a test execution command (command) from the disaster prevention receiver 3. A non-volatile storage unit 63 such as an EEPROM is connected to the signal processing unit 60 so that fire detection data, test data obtained during a test, and the like can be stored as history data.
[0040]
The signal processing unit 60 is connected to a transmission control unit 64 composed of an MPU or the like, and the transmission control unit 64 is connected to the disaster prevention receiver 3 via the cable 2. A unique address is set in the transmission control unit 64, and transmission and reception are performed with the disaster prevention receiver 3 based on this address.
[0041]
FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing the detection sensor 41 and the addition amplification section 71 of FIG.
[0042]
The detection sensor 41 is configured in an array by a plurality (for example, four) of optical / electrical conversion elements 41a to 41d. These light / electricity conversion elements 41a to 41d are formed on, for example, one semiconductor substrate or formed as individual element parts, and are provided as independent detection sensors from the fire source FI, the test light source 48, or the internal test light source 44, respectively. Has a function of receiving the light and converting it into an electric signal.
[0043]
The addition amplification section 71 is provided with preamplifiers (hereinafter, referred to as “preamplifiers”) 71a to 71d corresponding to the respective optical / electrical conversion elements 41a to 41d. The output sides of the preamplifiers 71a and 71b are connected to each other and connected to the input side of a power amplifier (hereinafter referred to as "power amplifier") 71e, and the output side of the power amplifier 71e is connected to the input side of the A / D converter 72. It is connected. Power amplifiers 71f and 71g are connected to the output sides of the preamplifiers 71c and 71d, respectively. The output sides of these power amplifiers 71f and 71g are connected to each other, and are connected to the input side of the A / D converter 72 via a changeover switch 71h.
[0044]
The switch 71h is turned on / off by a sensitivity switching control signal CS given from the signal processing unit 60. For example, when the light receiving window 21-1 is not dirty, the light receiving window 21-1 is turned off, and the light receiving window 21-1 has a predetermined contamination rate. When it is dirty (for example, 0.50), it is turned on. When the changeover switch 71h is in the off state, the output signals of the optical / electrical conversion elements 41a and 41b are amplified and added by the preamplifiers 71a and 71b, respectively, and then amplified by the power amplifier 71e and sent to the A / D converter 72. Given. When the changeover switch 71h is in the ON state, the output signals of the optical / electrical conversion elements 41c and 41d are amplified by the preamplifiers 71c and 71d and the power amplifiers 71f and 71g, respectively, and then added to the output signal of the power amplifier 71e. / D converter 72.
[0045]
(Operation of fire detector)
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the fire detector 10 (10-1, 10-2,...) Of FIG.
[0046]
For example, when the operation starts under the control of the disaster prevention receiver 3 of FIG. 2, in the fire monitoring process of step S1, the plurality of fire detectors 10-1, 10-2,. Perform monitoring. In step S2, when a test execution test command is issued from the disaster prevention monitoring panel 3, for example, once a day, the fire detectors 10-1, 10-2,... Perform the test. When the operation test is completed, the flow returns to the fire monitoring processing in step S1.
[0047]
Hereinafter, the fire monitoring process (A) in step S1 and the test process (B) in step S3 will be described in detail.
[0048]
(A) Fire monitoring processing of step S1
FIG. 8 is a waveform diagram showing an example of a radiation spectrum of a combustion flame generated in the tunnel 1, and FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of a detection wavelength characteristic of the two-wavelength method.
[0049]
As shown in FIG. 8, the spectrum characteristics 101 and 102 of the combustion flame indicate that CO₂Has a peak of the relative intensity of radiation in a wavelength band around 4.4 to 4.5 μm, and a wavelength band with a low relative intensity of radiation near 3.8 μm on the short wavelength side.
[0050]
In order to monitor such a combustion flame, the fire detector 10 (10-1, 10-2,...) Of FIG. Is set.
[0051]
In the fire detector 10 of FIG. 1, the detection sensor 41 detects CO₂The radiation light is detected by the narrow-band bandpass filter characteristic 104 having a center wavelength of about 4.5 μm, which is a wavelength band due to the resonance radiation. On the other hand, the detection sensor 42 has a radiation light detection characteristic obtained by a band-pass filter characteristic of approximately 5.0 to 7.0 μm.
[0052]
For example, by using sapphire glass for the light receiving windows 21-1 and 21-2, a high-cut characteristic 103 for cutting light exceeding a wavelength of 7.0 μm is set, whereby the light receiving windows 21-1 and 21-2 are used. Light having a wavelength of 7.0 μm or less is incident on the detection sensors 41 and 42. An optical wavelength filter constituting a narrow band-pass filter characteristic 104 having a center wavelength of 4.5 μm is provided in a light receiving window portion of the detection sensor 41. Further, an optical wavelength filter constituting a broadband bandpass filter characteristic 105 that transmits light having a wavelength of 5.0 μ or more is provided in a light receiving window portion of the detection sensor 42.
[0053]
Therefore, the detection sensor 41 uses the high-cut characteristic 103 and the narrow-band band-pass filter characteristic 104 to control the CO generated during flaming combustion with a center wavelength of 4.5 μm.₂A 4.5 μm narrow band light 106 due to resonance radiation is detected. On the other hand, the detection sensor 42 generates a detection output by the light 107 in the wavelength band as a band-pass filter of 5.0 to 7.0 μm determined by the high-cut characteristic 103 and the wide-band band-pass filter characteristic 105.
[0054]
The detection signal of the detection sensor 41 is added and amplified by the addition amplification section 71, converted into a digital signal by the A / D converter 72, and provided to the signal processing section 60. Further, the detection signal of the detection sensor 42 is added and amplified by the addition amplification section 73, converted into a digital signal by the A / D converter 74, and provided to the signal processing section 60. Then, the fire determination unit 61 in the signal processing unit 60 obtains the relative ratio between the output signal of the A / D converter 72 and the output signal of the A / D converter 74, and sets a preset ideal relative ratio. The presence or absence of a fire is determined by comparison with the ratio. The result of this determination is sent by the transmission control unit 64 to the disaster prevention receiver 3 via the cable 2, and a predetermined quenching process is performed on the result of the determination of the occurrence of the fire.
[0055]
(B) Test processing of step S3
FIG. 10 is a flowchart showing details of the test processing in step S3 in FIG.
[0056]
This test processing is executed by the test processing unit 62 in the signal processing unit 60 when a test execution command is sent from the disaster prevention receiver 3. The command from the disaster prevention receiver 3 is transmitted, for example, separately to the right test execution command and the left test execution command, and the test processing unit 62 that receives the command executes the test processing of the right detection unit 70-1. Upon completion, the test processing of the left side detection unit 70-2 is performed.
[0057]
First, when a right test execution command is sent from the disaster prevention receiver 3, the test processing unit 62 operates the light source control units 75, 79, and 82 in the right detection unit 70-1 in step S <b> 10, and 43, 46, 48 are pulsed at, for example, 2 Hz for 4 seconds to blink or light. In step S11, the test light H43 emitted from the test light source 43 is received by the detection sensor 45 through the light receiving window 21-1 and the test window 23-1, converted into an electric signal, and the test light emitted from the test light source 46. H46 is received by the detection sensor 47 through the test windows 23-1 and 23-2 and is converted into an electric signal. Further, the test light H48 emitted from the test light source 48 is transmitted to the test window 23-2 and the light receiving window 21-. The light is received by the detection sensors 41 and 42 through 1 and is converted into an electric signal.
[0058]
The output signal of the detection sensor 45 is amplified by the amplification unit 77, converted to a digital signal by the A / D converter 78, and sent to the test processing unit 62. Similarly, the output signal of the detection sensor 47 is amplified by the amplifying unit 80, then converted into a digital signal by the A / D converter 81 and sent to the test processing unit 62. Further, the output signal of the detection sensor 41 is After being added and amplified by the addition amplification section 71, the signal is converted into a digital signal by the A / D converter 72 and sent to the test processing section 62.
[0059]
In step S12, based on the output signals of the A / D converters 72, 78, 81, the contamination rate indicating the degree of contamination of the light receiving window 21-1 is calculated by the contamination rate measuring unit in the test processing unit 62. Based on the value, the contamination status is determined in step S13.
[0060]
In step S14, if the contamination rate of the light receiving window 21-1 is equal to or less than the contamination compensation limit of, for example, 0.15, it is determined in step S15 whether the contamination rate is smaller than, for example, 0.50. If the contamination rate is smaller than 0.50, the sensitivity addition control signal CS output from the test processing unit 62 sets the sensor addition number, which is the normal monitoring level in the initial state, to 2 in step S16. As a result, the changeover switch 71h of FIG. 6 is turned off, and the output signals of the two optical / electrical conversion elements 41a and 41b are added after being amplified by the preamplifiers 71a and 71b, and are amplified by the power amplifier 71e and A / A The signal is converted into a digital signal by the D converter 72 and sent to the test processing unit 62.
[0061]
On the other hand, if the contamination rate is larger than 0.50 in step S15, the sensor addition number is set to 4 by the sensitivity switching control signal CS in step S17, and the contamination is compensated. That is, the changeover switch 71h is turned on, and the output signals of the other two optical / electrical conversion elements 41c and 41d are amplified by the preamplifiers 71c and 71d and the power amplifiers 71f and 71g, respectively. After being added to the output signal of the amplifier 71e to perform contamination compensation, the signal is converted into a digital signal by the A / D converter 72 and sent to the test processing unit 62. Then, in step S18, a normal end signal is finally output from the test processing unit 62 and sent to the disaster prevention receiving board 3 via the transmission control unit 64.
[0062]
On the other hand, if the contamination rate of the light receiving window 21-1 exceeds 0.15 in step S14, the sensitivity cannot be compensated for by the sensitivity switching by the addition amplification unit 71. In order to determine whether or not the sensor unit 41 itself has failed, the process proceeds to step S19, and a blinking or lighting test of the internal test light source 44 is performed. That is, in step S19, the light source control unit 76 operates under the control of the test processing unit 62, the internal test light source 44 is pulse-driven at, for example, 2 Hz for 4 seconds, and the test light is emitted. In step S20, the test light is received by the detection sensors 41 and 42 and converted into an electric signal. The electric signal is added and amplified by the addition amplifiers 71 and 73, respectively, and then the A / D converters 72 and 74. Are converted into digital signals and sent to the test processing unit 62.
[0063]
When it is determined whether the light receiving window 21-1 is abnormal due to contamination, or whether the sensor unit of the detection sensor 41 itself is defective, for example, a light reception detection signal in a normal state of the detection sensors 41 and 42 due to the internal test light from the internal test light source 44. Is determined, the relative ratio of the light reception detection signal in the normal state is detected, and a predetermined upper and lower range width including the relative ratio is set as a failure determination level of the sensor unit 40. If the light reception detection signal is the above, the detection sensors 41 and 42 are determined to be normal. On the other hand, if the light reception detection signal exceeds (is out of) the normal range of the failure determination, it can be determined that a circuit failure has occurred. It is considered that the relative ratio fluctuates when one of the two detection sensors 41 or 42 fails and outputs an abnormal light reception detection signal.
[0064]
Therefore, in step S21, the test processing unit 62 calculates the detection data based on the output signals of the A / D converters 72 and 74, and calculates the amplitude value between the upper side and the lower side. Based on the amplitude value, the test processing unit 62 calculates the ratio of the detection data of the detection sensors 41 and 42 in step S22, and determines in step S23 whether the calculated ratio falls within the sensor unit normal ratio width. judge.
[0065]
If the ratio is within the normal range, the sensor unit 40 is determined to be normal in step S24, and in step S25, a stain signal requesting cleaning of the fire detector 10 is sent to the disaster prevention receiving board 3 via the transmission control unit 64. Output to notify a fouling alarm. On the other hand, when the ratio does not fall within the normal ratio range, the sensor unit 40 determines that the sensor unit 40 is abnormal in step S26, and outputs a circuit failure signal to the disaster prevention receiver 3 via the transmission control unit 64 in step S27. Notify an alarm.
[0066]
When the test processing of the right detection unit 70-1 is completed, a left test execution command is sent from the disaster prevention receiver 3, so that the test processing unit 62 performs the same processing as the test processing of the right detection unit 70-1. Thus, the test processing of the left side detection unit 70-2 is performed.
[0067]
As described above, for example, when the test processing of the fire detector 10-1 ends, the fire detectors 10-2, 10-3,... Of the next address are sequentially tested. When the tests of all the fire detectors 10-1, 10-2, 10-3,... Are completed, the process returns to the fire monitoring process of step S1 in FIG.
[0068]
FIG. 11 is a flowchart showing the contamination rate calculation process in step S12 of FIG.
[0069]
The fouling rate measuring unit in the test processing unit 62 performs the fouling rate calculation processing as follows. First, in step S30, light reception detection data of the test lights H48, H43, and H46 received from the detection sensors 41, 45, and 47 via the amplification units 71, 77, and 80 and the A / D converters 72, 78, and 81 are captured. In step S31, the detected amplitude value between the upper side and the lower side is calculated, and the process proceeds to step S32.
[0070]
In the storage unit 63 connected to the signal processing unit 60, the test light beams H48, H43, and H46 are detected in a state where the light receiving windows 21-1 and 21-2 and the test windows 23-1 and 23-2 are clean. Light reception detection signals obtained by receiving light with the sensors 41, 45, and 47 are stored as initial amplitude values.
[0071]
Therefore, in step S32, the test light H43 emitted from the test light source 43 is incident on the detection sensor 45 through the light receiving window 21-1 and the test window 23-1, and the amount of light received by the detection sensor 45 (that is, the detected amplitude value) is determined. Then, the total transmittance Y = detected amplitude value / initial amplitude value (= a × b) of the light receiving window 21-1 and the test window 23-1 is calculated by comparing with the initial amplitude value stored in the storage unit 63. Here, a is the transmittance of the light receiving window 21-1 (= 1−stain ratio), and b is the transmittance of the test window 23-1.
[0072]
Similarly, the test light H46 emitted from the test light source 46 enters the detection sensor 47 through the test windows 23-1 and 23-2, and the amount of light received by the detection sensor 47 (that is, the detected amplitude value) is stored in the storage unit 63. By comparing with the stored initial amplitude value, the total transmittance Z of the test windows 23-1 and 23-2 = the detected amplitude value / the initial amplitude value (= b × c) is calculated. Here, c is the transmittance of the test window 23-2. Further, the test light H48 emitted from the test light source 48 enters the detection sensor 41 through the test window 23-2 and the light receiving window 21-1, and the amount of light received by the detection sensor 41 (that is, the detected amplitude value) is stored in the storage unit 63. Is calculated with respect to the initial amplitude value stored in the test window 23-2 and the light receiving window 21-1 to calculate the total transmittance X = detected amplitude value / initial amplitude value (= c × a), and the process proceeds to step S33. .
[0073]
In step S33, the transmittance a of the light receiving window 21-1 is calculated based on the following equation.
a = √ (X × Y / Z) = (X × Y / Z)^1/2
Thereafter, in step S34, if the contamination rate (1-a) of the light receiving window 21-1 is calculated based on the following equation (1), the process ends.
1−a = 1− (X × Y / Z)^1/2 ... (1)
[0074]
Also, the contamination rate of the light receiving window 21-2 can be calculated by the same method as the contamination rate calculation processing. Note that the processing in steps S30 and S31 in FIG. 11 is also performed in step S12 in FIG.
[0075]
(effect)
The first embodiment has the following effects (a) to (d).
[0076]
(A) In the contamination rate calculation process of FIG. 11, even if the test windows 23-1, 23-2, 24-1 and 24-2 are stained, the contamination rates of the light receiving windows 21-1 and 21-2 alone are determined. It can be calculated accurately. Therefore, the accuracy of sensitivity compensation according to the contamination rate of the light receiving windows 21-1, 21-2 can be improved, and the reliability of the fire detector 10 can be improved. In addition, the period of the fouling alarm becomes longer, the cleaning period can be extended, and the cost can be reduced.
[0077]
(B) In the right side detection unit 70-1, the test lights H43 and H48 intersect on the light receiving window 21-1, the test lights H43 and H46 intersect on the test window 23-1, and further, the test lights H46 and H48. The light receiving window 21-1, the test windows 23-1, 23-2, the detection sensors 41, 45, 47, and the test light sources 43, 46, 48 are arranged such that the light beams intersect on the test window 23-2. . The left side detection unit 70-2 has the same structure. Therefore, the contamination of the same window can be accurately measured.
[0078]
(C) The light receiving windows 21-1 and 21-2 of the fire detector 10 are provided at a predetermined inclination angle (for example, 5 ° to 30 °) with respect to the airflow in the longitudinal direction of the tunnel 1, and the test window 23 is provided. -1, 23-2, 24-1 and 24-2 are provided substantially in parallel to the airflow in the longitudinal direction of the tunnel 1. Therefore, adhesion of dust or the like to the light-receiving windows 21-1, 21-2 and the test windows 23-1, 23-2, 24-1, 24-2 can be suppressed as much as possible, and in combination with the effect (a). The cleaning period can be extended further.
[0079]
(D) In the test processing of FIG. 10, if the light receiving windows 21-1 and 21-2 are not dirty or small, the test processing by the test light sources 43, 46, 48,. Only the test processing by the internal test light sources 44 and 54 in steps S19 to S27 is unnecessary. Therefore, the test processing can be simplified.
[0080]
[Second embodiment]
(Configuration and operation)
FIG. 12 is a flowchart of a test process according to the second embodiment of the present invention. Elements common to the elements of the first embodiment under test processing illustrated in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals. .
[0081]
This test process is a flowchart of a so-called one-wavelength type test process in which the fire detector 10 of FIG. The test processing of the one-wavelength method is performed by the one-wavelength detection of the two-wavelength method fire detector 10 including the detection sensor 41 and the detection sensor 42 of FIG. The same can be applied to the fire detectors.
[0082]
In the test processing in FIG. 12, the same processing as in steps S10 to S18 in FIG. 10 is performed, except that the processing in step S28 is performed instead of steps S19 to S27. That is, in the contamination rate determination processing in step S14, when the contamination rate of the light receiving windows 21-1, 21-2 exceeds 0.15, whether the fire detector 10 has reached the contamination compensation limit or the detection sensor 41 Therefore, in step S28, a non-operation signal is output from the test processing unit 62, transmitted to the disaster prevention receiver 3 via the transmission control unit 64, and the fire detector 10 is inspected. To encourage them.
[0083]
(effect)
In the second embodiment, a non-operation signal is output in step S28 instead of the test processing (steps S19 to S27 in FIG. 10) by the internal test light sources 44 and 54, so that the test processing can be simplified. .
[0084]
[Usage form]
The present invention is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications and utilization forms are possible. For example, the following modifications (1) to (3) are available as the modifications and usage forms.
[0085]
(1) In FIG. 6, FIG. 10, and FIG. 13, the four optical / electrical conversion elements 41a to 41d are divided into two groups and added and amplified in two stages to compensate for contamination. If contamination compensation is performed by adding / amplifying the electric conversion elements in multiple stages, finer contamination compensation can be performed with respect to a decrease in transmittance due to contamination of the light receiving windows 21-1 and 21-2. . Also, instead of the addition amplification units 71 and 73 in FIGS. 1 and 6, an amplification unit capable of changing the gain based on the sensitivity switching control signal CS may be provided to perform the contamination compensation by the sensitivity switching.
[0086]
(2) In FIG. 5 and the like, the configuration example in which the first test windows 21-1 and 21-2 are set as the light receiving windows has been described. Instead, the other second test windows 23-1 and 24 are used instead. It is also possible to change the configuration such that the first test window 23-2 or the third test window 23-2 is a light receiving window.
[0087]
(3) The fire detector 10 shown in FIGS. 1, 3, and 4 may be changed to a structure other than that shown. In addition, the above-described embodiment can be applied to a fire detector for a use other than the use for tunnel disaster prevention.
[0088]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first and second aspects of the present invention, the first, second, and third test lights are received by the second, third, and first detection sensors during the test. By using these received light amounts, it becomes possible to accurately measure the contamination rate of the test window.
[0089]
According to the invention according to claims 3 to 5, the first, second, and third test windows, the first, second, and third detection sensors, and the first, second, and third test light sources are used. , The total transmittances Y, Z, and X are calculated, and the contamination rate of a specific test window is calculated based on the equation (1). Can be accurately calculated.
[0090]
Further, in the invention according to claim 4, the first and third test lights intersect on the first test window, the first and second test lights intersect on the second test window, and the second and third test lights intersect on the second test window. And the first, second, and third test windows, the first, second, and third detection sensors, and the first, second, and third detection windows such that the first and second test lights intersect on the third test window. Since the third test light source is provided, the contamination of the same window can be accurately measured.
[0091]
According to the invention according to claim 6, the accuracy of sensitivity compensation according to the contamination rate of the test window can be improved based on the measurement result of the contamination rate measuring unit, and the reliability of the fire detector can be improved. In addition, the period of the fouling alarm becomes longer, the cleaning period can be extended, and the cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a fire detector according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the tunnel disaster prevention equipment according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exploded view showing the fire detector of FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view of an internal structure showing the fire detector of FIG. 3;
FIG. 5 is a layout diagram showing a detection sensor, a test light source, and the like in FIG. 4;
FIG. 6 is a circuit configuration diagram illustrating a detection sensor and an addition amplification unit in FIG. 1;
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the fire detector of FIG. 1;
FIG. 8 is a waveform diagram showing a radiation spectrum of a combustion flame in a tunnel.
FIG. 9 is a waveform chart showing detection wavelength characteristics of the two-wavelength method.
FIG. 10 is a flowchart showing a test process of FIG. 7;
FIG. 11 is a flowchart of a contamination rate calculation process showing step S12 of FIG. 10;
FIG. 12 is a flowchart of a test process according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10,10-1 ~ 10-4 Fire detector
21-1, 21-2 Test window (light receiving window)
23-1, 23-2, 24-1, 24-2 Test window
41, 42, 45, 47, 51, 52 detection sensor
43,46,48,53 Test light source
44,54 Internal test light source
60 signal processing unit
61 Fire judgment unit
62 Test processing unit
63 storage unit

Claims

A light-transmitting first test window through which a third test light incident from the outside is transmitted and taken in;
A first detection sensor that is disposed in the first test window and receives the third test light taken therein through the first test window and converts the third test light into an electric signal;
A first test that is arranged in the first test window and blinks or lights up at a predetermined frequency to generate a first test light, and emits the first test light to the outside through the first test window; A light source,
A light-transmitting second test window that is disposed near the outside of the first test window and transmits the first test light and takes in the inside;
A second detection sensor that is arranged inside the second test window and receives the first test light that is taken in through the second test window and converts the first test light into an electric signal;
A second test light, which is disposed inside the second test window and blinks or lights at a predetermined frequency to generate a second test light, and emits the second test light to the outside through the second test window. A test light source,
A light-transmitting third test window disposed near the outside of the first and second test windows and transmitting and taking in the second test light into the inside;
A third detection sensor that is disposed inside the third test window and receives the second test light that has been taken in through the third test window and converts it into an electric signal;
A third test light, which is disposed inside the third test window and blinks or lights up at a predetermined frequency to generate the third test light, and emits the third test light to the outside through the third test window. Test light source,
A fire detector comprising:

The fire according to claim 1, wherein any one of the first, second, and third test windows is a light-transmitting light-receiving window having a predetermined monitoring area as a visual field. Detector.

The first, second, and third test windows, the first, second, and third detection sensors, and the first, second, and third test light sources according to claim 1 or 2. Use
The first test light emitted from the first test light source enters the second detection sensor through the first and second test windows, and the amount of light received by the second detection sensor is compared with an initial value. Then, the total transmittance Y of the first and second test windows (= a × b, where a: transmittance of the first test window = 1−fouling rate, b: transmittance of the second test window )
The second test light emitted from the second test light source enters the third detection sensor through the second and third test windows, and the amount of light received by the third detection sensor is compared with an initial value. Then, the total transmittance Z (= b × c, where c: transmittance of the third test window) of the second and third test windows is calculated,
The third test light emitted from the third test light source enters the first detection sensor through the third and first test windows, and the amount of light received by the first detection sensor is compared with an initial value. To calculate the total transmittance X (= c × a) of the third and first test windows,
A method for measuring the fouling rate of a test window, comprising calculating the fouling rate (1-a) of the first test window based on the following equation (1).
1−a = 1− (X × Y / Z) ^1/2 (1)

The first test light and the third test light intersect on the first test window, and the first test light and the second test light intersect on the second test window. The first, second, and third test windows, the first, second, and third test windows are configured to intersect the second test light and the third test light on the third test window. 4. The test according to claim 3, wherein the detection sensor and the first, second, and third test light sources are arranged to calculate a contamination rate (1-a) of the first test window. Method for measuring the contamination rate of windows.

Each of the initial values to be compared with each of the combined transmittances Y, Z, and X is a combined transmittance value detected when the first, second, and third test windows are clean. The method for measuring the contamination rate of a test window according to claim 3 or 4.

A fire detector comprising a contamination rate measuring unit for measuring a contamination rate of a test window using the contamination rate measuring method according to any one of claims 3 to 5.