JP2008096176A - 煙感知器 - Google Patents

Abstract

【課題】煙感知機能の異常状態を迅速に判断することができる煙感知器を提供することを目的とする。また、ノイズによる測定精度の低下を阻止することができる煙感知器を提供することを目的とする。
【解決手段】一定周期毎に発光素子を発光させる発光回路と、上記発光回路に同期して検煙部内の煙による散乱光または減衰光を受光する受光素子とを具備する煙感知器において、上記発光素子が故障や汚損等により発光量が正常より小さくなったと判断されるときにおける上記受光素子の出力信号に応じた値である故障検出初期値が、上記煙感知器に工場設定時に予め格納されているメモリと、上記煙感知器の監視時に上記発光素子の発光時における上記受光素子の出力信号に応じた発光データと、上記メモリに格納されている上記故障検出初期値とに基づいて、上記煙感知器が異常であると判断する異常判断手段とを有することを特徴とする煙感知器である。
【選択図】図３

Description

本発明は、煙感知器に関する。

従来の光電式煙感知器は、発光素子が発光したときにおける受光レベルと、発光素子が消灯しているときにおける受光レベルとの差を、所定の閾値と比較し、この比較結果に基づいて、異常であるか否かを判断する（たとえば、特許文献１参照）。

図６は、上記従来例における動作を示すフローチャートである。

図６に示す動作は、まず、発光素子が発光したときにおける受光レベルを測定する第１の工程（Ｓ６１、Ｓ６２）と、発光素子が消灯しているときにおける受光レベルを測定する第２の工程（Ｓ６３、Ｓ６４）と、両受光レベルの差を演算する第３の工程（Ｓ６５）と、上記処理がｎ回実行されれば（Ｓ６６）、上記演算された差と所定の閾値とを比較する第４の工程（Ｓ６７）と、この比較結果に基づいて、光電式煙感知器が異常であるか否かを判断する第５の工程（Ｓ６８）とを実行する。

上記従来例において、両受光レベルの比率によって処理する点に着目しても、５つの工程を必要とする。
特許第３２１３２１１号公報

上記従来の煙感知器では、５つの工程を必要とするので、煙感知器の異常状態を判断するのに、時間がかかるという問題がある。

また、上記従来例では、差や比率に基づいて、煙感知器の故障を判定する場合、非発光時における受光素子の出力信号にノイズが混入すると、このノイズ分が誤差になり、測定精度が低下し、高精度化するには限界が生じるという問題がある。

本発明は、煙感知機能の異常状態を迅速に判断することができる煙感知器を提供することを目的とする。

また、本発明は、ノイズによる測定精度の低下を阻止することができる煙感知器を提供することを目的とする。

本発明は、一定周期毎に発光素子を発光させる発光回路と、上記発光回路に同期して検煙部内の煙による散乱光または減衰光を受光する受光素子とを具備する煙感知器において、故障や汚損の影響によって上記発光素子の発光量が正常よりも小さくなったと判断されるときにおける上記受光素子の出力信号の値に応じた故障検出初期値が、予め格納されているメモリと、上記煙感知器の監視時に上記発光素子の発光時における上記受光素子の出力信号に応じた発光データと、上記メモリに格納されている上記故障検出初期値とに基づいて、上記煙感知器が異常であると判断する異常判断手段とを有することを特徴とする煙感知器である。

本発明によれば、工場出荷時にメモリに格納されている故障検出初期値と、監視時のＬＥＤ発光時における受光素子の出力信号に応じた値とを比較するので、ＬＥＤ非発光時における受光素子の出力信号に応じた値を、その都度測定する必要がなく、したがって、煙検出部の故障検出を迅速に実行することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、煙感知器の製造時に、故障検出初期値を予め格納するので、ノイズ成分が除去された故障検出初期値を使用して故障検出し、したがって、故障検出における測定精度を高精度化することができるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例である。

図１は、本発明の実施例１である煙感知器１０を示すブロック図である。

煙感知器１０は、発光回路１と、受光増幅回路２と、電源回路３と、ＣＰＵ４と、送受信回路５とを有する。また、煙感知器１０は、電源（受信機）２０に接続されている。

発光回路１は、一定周期毎に発光素子（ＬＥＤ等）を発光させる。

受光増幅回路２は、受光素子を有し、図示しないラビリンス構造を備えている暗箱によって構成された検煙部内の煙で散乱した光を、受光素子が受光し、この受光素子の出力信号を増幅する。

電源回路３は、発光回路１、受光増幅回路２、ＣＰＵ４に安定電源を供給する。

ＣＰＵ４は、受光増幅回路２が出力した信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部と、メモリと、火災判別部と、故障判定部とを有する。上記メモリは、発光回路１における発光素子が発光していないときにおける上記受光素子の出力信号の値であるノイズレベルＡ０を格納するメモリの例である。つまり、予め非発光時の受光素子の出力信号の値を、上記メモリが格納する。

送受信回路５は、ＣＰＵ４から受信した火災または異常を示す信号を受信機２０に送信する。

次に、故障検出初期値Ａが工場で設定されるときにおける動作について説明する。

故障検出初期値Ａは、発光回路１における発光素子が汚損や故障の影響によって、発光量が正常よりも小さくなったと判断される場合における受光素子の出力信号に応じた値である。

図２は、故障検出初期値Ａが工場で予め設定されるときにおける動作を示すフローチャートである。

実施例１は、煙感知器１０の製造時に、工場において外部検査装置によって、感知器毎に、故障検出初期値Ａを設定する実施例である。

まず、Ｓ１で、電源回路３をＯＮし、Ｓ２で、受光増幅回路２の安定を待ち、安定すると、Ｓ３で、受光増幅回路２が、発光回路１の非発光時におけるノイズを出力し、このノイズ成分をＣＰＵ４が、Ａ／Ｄ変換する。つまり、煙感知器１０がノイズレベルＡ０を測定する。

そして、Ｓ４で、ノイズレベルＡ０を、ＣＰＵ４のメモリ（ＲＡＭ）に格納し、Ｓ５で、待機し、Ｓ６で、発光回路１におけるＬＥＤを発光し、Ｓ７で、ＣＰＵ４がＡ／Ｄ変換し、煙レベルＤ０（発光時のノイズレベル）を得る。Ｓ８で、煙レベルＤ０をＣＰＵ４のＲＡＭに格納し、Ｓ９で、ＬＥＤを消灯する。

Ｓ１０で、外部検査装置に、ノイズレベルＡ０と煙レベルＤ０とを送信する。なお、上記外部検査装置は、工場設定時に、火災閾値を決定するための作業（動作）を制御し、煙感知器から受信した各種データから設定データ（感度、故障レベル、製造番号等）を計算し、また、感知器メモリに書き込む装置である。

Ｓ１１で、外部検査装置で、故障検出初期値Ａと各種の閾値（初期値）とを計算する。つまり、故障検出初期値Ａは、ノイズレベルＡ０と相関関係にある。そして、Ｓ１２で、外部検査装置から、煙感知器１０に故障検出初期値Ａと閾値（初期設定値）とを送信する。Ｓ１３で、煙感知器１０から受信したデータを、煙感知器１０の内部のメモリに保存し、Ｓ１４で、電源をＯＦＦする。なお、工場設定時は環境ノイズの影響を受けないので、故障検出初期値Ａの個体ばらつきを小さくすることができる。

また、煙感知器１０は、監視時に、発光素子の次回発光時における受光素子の出力信号に応じた発光データＤと、予めメモリに格納されている故障検出初期値Ａとに基づいて、煙感知器１０が異常であると判断する。

上記実施例によれば、非発光時における受光素子の出力信号に応じて、初期設定値等の設定値を定めるので、ノイズ成分が少なく、煙感知器１０の設置環境におけるノイズによる故障検出精度の低下を阻止することができる。なお、この場合のノイズは、バックグラウンドノイズである。そして、一般的には、設置環境におけるノイズは、製造時における非発光時の受光素子の出力信号と同等またはそれ以上である。この理由は、設定環境は安定しているが、設置環境は温度条件、振動、外来ノイズ等で不安定であるからである。

図３は、本発明の実施例２における信号処理の動作を示すフローチャートである。

実施例２は、煙感知器１０の設置場所において、煙感知器１０の異常を検出する実施例である。

実施例２の構成は、実施例１における構成と同様であるので、図１に示す煙感知器１０を使用して説明する。

実施例２におけるＣＰＵ４は、メモリを有し、加算手段、異常判断手段を備える例である。

上記メモリは、故障や汚損の影響によって発光素子の受光量が正常よりも小さくなったと判断されたときにおける受光素子の出力信号に応じた値である故障検出初期値Ａが、煙感知器１０の設置前に工場で予め格納されたメモリの例である。

上記加算手段は、故障検出初期値Ａと、煙感知器１０の監視時に発光素子の消灯時における受光素子の出力信号であるノイズレベルＢ０とを加算し、加算値Ｃを得て、メモリに格納する手段の例である。

上記異常判断手段は、煙感知器１０の監視時に発光素子の発光時における受光素子の出力信号に応じた発光データＤが、上記加算値Ｃ未満であれば、煙感知器１０が異常であると判断する手段の例である。

次に、実施例２の動作について説明する。

まず、Ｓ２１で、電源回路３をＯＮする。Ｓ２２で、受光増幅回路２が安定するのを待ち、Ｓ２３で、受光素子の出力信号をＣＰＵ４がＡ／Ｄ変換する（ノイズレベルＢ０を測定する）。

Ｓ２４で、故障検出初期値Ａと、測定したノイズレベルＢ０とを加算し、加算値Ｃを計算し、この計算された加算値Ｃを、発光素子の次回発光時の故障判定値とする。

故障検出初期値Ａを故障判定値として使用しても、故障を判定することができるが、故障検出初期値Ａを故障判定値として使用すると、測定したノイズレベルＢ０の大きさによって、本来故障であると考えるべきものが、故障ではないと判断され、故障検出精度が悪くなるために、Ｃ＝Ａ＋Ｂ０とする。

次に、具体例について説明する。

［例１］監視時におけるノイズレベルが、故障検出初期値Ａよりも比較的小さい場合。
（ア）監視時における非発光時の測定値：Ｂ０１＝２
（イ）故障検出初期値：Ａ＝３０
（ウ）発光データ：Ｄ１＝１０２（ノイズレベルＢ０１を含む）
（エ）加算値：Ｃ１＝３２
（オ）差分値：Ｄ１−Ｃ１＝７０
［例２］監視時におけるノイズレベルが、故障検出初期値Ａとほぼ同等である場合。
（ア）監視時における非発光時の測定値：Ｂ０２＝２０
（イ）故障検出初期値：Ａ＝３０
（ウ）発光データ：Ｄ１＝１２０（ノイズレベルＢ０２を含む）
（エ）加算値：Ｃ１＝５０
（オ）差分値：Ｄ１−Ｃ１＝７０
［例１］の場合のように、（ア）（監視時における非発光時の測定値Ｂ０１、Ｂ０２）を考慮しないと、上記加算値Ｃ１（発光素子の次回発光時の故障判定値）は３０になり、故障を検出し難くなる。したがって、故障検出初期値Ａと測定したノイズレベルＢ０とを加算した加算値Ｃを、発光素子の次回発光時の故障判定値とする。

ここで、故障判定値が設置環境によって異なるノイズレベルＢ０を加算することによって、個々の煙感知器１０において、ノイズレベルＢ０と、故障検出初期値Ａと、発光データＤとが、ほぼ同じ大きさである。

この結果、監視開始時から異常判断時までに減少する発光量は、感知器毎にほぼ同じになる。

Ｓ２５で、待機する。Ｓ２６で、発光素子であるＬＥＤを発光し、Ｓ２７で、受光素子が出力した信号をＣＰＵ４がＡ／Ｄ変換し、発光データＤを得る。なお、発光データＤには、ノイズレベルＢ０が含まれる。そして、Ｓ２８で、加算値Ｃと発光データＤとを比較する。

加算値Ｃが、発光データＤ未満であれば、Ｓ２９で、煙感知器１０が正常であると判断し、電源回路３をＯＦＦする。逆に、加算値Ｃが、発光データＤ以上であれば、煙感知器１０が異常であると判断し、受信機等に故障信号を発した後に、電源回路３をＯＦＦする。

そして、Ｓ２６に戻る。

実施例２によれば、メモリに格納されている故障検出初期値Ａと、煙感知器１０の監視時に発光素子の消灯時における受光素子の出力信号であるノイズレベルＢ０との加算値Ｃとを得て、この加算値Ｃを使用し、以降の発光素子の発光時毎に異常判断する。したがって、ノイズレベルＢ０の測定に要する時間だけ、煙感知器１０の異常状態を、速く判断することができる。

また、実施例１と同様に、ノイズによる故障検出精度の低下を阻止することができる。

図４は、本発明の実施例３における信号処理の動作を示すフローチャートである。

実施例３は、実施例２の変形例であり、実施例２において、加算値Ｃが発光データＤ以上であると判断された回数に基づいて、煙感知器１０の異常を検出する実施例である。

実施例３の構成は、実施例１における構成と同様であるので、図１に示す煙感知器１０を使用して説明する。

実施例３におけるＣＰＵ４は、メモリを有し、加算手段、異常判断手段、カウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２を備える例である。

上記メモリは、発光素子が汚損や故障等によって発光量が正常より小さくなったと判断されるときにおける受光素子の出力信号に応じた値である故障検出初期値Ａが、工場での感度設定時に煙感知器１０の設置前に予め格納されているメモリの例である。

上記加算手段は、故障検出初期値Ａと、煙感知器１０の監視時に発光素子の消灯時における受光素子の出力信号に応じたノイズレベルＢ０とを加算し、加算値Ｃを得て、メモリに格納する手段の例である。

上記異常判断手段は、煙感知器１０の監視時に発光素子の発光時における受光素子の出力信号に応じた発光データＤが、上記加算値Ｃ未満であれば、煙感知器１０が異常であると判断する手段の例である。

また、ＣＰＵ４は、上記加算値Ｃが上記発光データＤ未満であると判断された回数に応じて、上記煙感知器１０が異常であると判断する手段の例である。

さらに、ＣＰＵ４は、上記加算値Ｃが上記発光データＤ以上であると判断された回数と、上記加算値Ｃが上記発光データＤ未満であると判断された回数とに応じて、上記煙感知器１０が異常であると判断する手段の例である。

次に、実施例３の動作について説明する。

Ｓ２１〜Ｓ２８は、実施例２における動作と同じである。

次に、Ｓ２８で加算値Ｃが発光データＤ未満であると判断されると、Ｓ５１で、カウンタＣＮＴ１の値に１を加算する。なお、カウンタＣＮＴ１における初期値は０である。

一方、Ｓ２８で加算値Ｃが発光データＤ以上であると判断されると、Ｓ５２で、カウンタＣＮＴ２の値に１を加算する。なお、カウンタＣＮＴ２における初期値は０である。

Ｓ５３で、Ａ／Ｄ変換回数が規定回数であるかどうかを判断する。つまり、発光データＤを得た回数が規定回数であるかどうかを判断する。発光データＤを得た回数が規定回数であれば、Ｓ５４で、カウンタＣＮＴ１の値とＣＮＴ２の値とを比較する。Ｓ５４でカウンタＣＮＴ１の値がＣＮＴ２の値よりも大きいと判断されると、Ｓ５５で、煙感知器１０が正常であると判定し、電源回路３をＯＦＦする。

逆に、Ｓ５４でカウンタＣＮＴ１の値がＣＮＴ２の値以下であると判断されると、Ｓ５６で、煙感知器１０が異常であると判定し、受信機等に故障信号を発した後、電源回路３をＯＦＦする。そして、Ｓ２６に戻る。

実施例３によれば、メモリに格納されている故障検出初期値Ａと、煙感知器１０の監視時に発光素子の消灯時における受光素子の出力信号であるノイズレベルＢ０との加算値Ｃを得て、以降の発光素子の発光時毎に、上記加算値Ｃを使用して異常判断する。したがって、このノイズレベルＢ０の測定に要する時間だけ、煙感知器１０の異常状態を迅速に判断することができる。

また、実施例１と同様に、ノイズによる故障検出精度の低下を阻止することができる。

図５は、本発明の実施例４における信号処理の動作を示すフローチャートである。

実施例４は、実施例３の変形例であり、実施例３において、Ｓ２４の代わりに、Ｓ４１、Ｓ４２を実行し、Ｓ２８の代わりに、Ｓ４３を実行する実施例である。

つまり、実施例４は、Ｓ４１で、ノイズレベルＢ０から工場設定時のノイズレベルＡ０を引いて、差分Ｅを求め、Ｓ４２で、故障検出初期値Ａに差分Ｅを加算して、加算値Ｆを求める。

実施例４でのノイズレベルＡ０は、工場設定時のノイズレベルであり、差分には環境の違いによるノイズレベルの差を計算している。そして、Ｓ４３で、加算値Ｆと発光データＤとを比較する。

加算値Ｆと発光データＤとを比較した後の動作は、図４に示す実施例３の動作と同じである。

この場合、ノイズレベルの差分Ｅを加算しており、たとえばノイズレベルＢ０が大きい設置環境でも、故障検出結果を高精度化することができる。

なお、上記実施例である散乱光式煙感知器を、減光式煙感知器等、他の煙感知器に適用することができる。

本発明の実施例１である煙感知器１０を示すブロック図である。 煙感知器１０が工場で設定されるときにおける動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例２における信号処理の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例３における信号処理の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施例４における信号処理の動作を示すフローチャートである。 従来例における動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…煙感知器、
１…発光回路、
２…受光増幅回路、
３…電源回路、
４…ＣＰＵ、
５…送受信回路、
２０…電源（受信機）。

Claims (7)

1. 一定周期毎に発光素子を発光させる発光回路と、上記発光回路に同期して検煙部内の煙による散乱光または減衰光を受光する受光素子とを具備する煙感知器において、
   故障や汚損の影響によって上記発光素子の発光量が正常よりも小さくなったと判断されたときにおける上記受光素子の出力信号の値に応じた故障検出初期値が、予め格納されているメモリと；
   上記煙感知器の監視時に上記発光素子の発光時における上記受光素子の出力信号に応じた発光データと、上記メモリに格納されている上記故障検出初期値とに基づいて、上記煙感知器が異常であると判断する異常判断手段と；
   を有することを特徴とする煙感知器。
2. 請求項１おいて、
   上記異常判断手段は、上記煙感知器の監視時に上記発光素子の発光時における上記受光素子の出力信号に応じた発光データが、上記メモリに格納されている上記故障検出初期値未満であれば、上記煙感知器が異常であると判断する手段であることを特徴とする煙感知器。
3. 一定周期毎に発光素子を発光させる発光回路と、上記発光回路に同期して検煙部内の煙による散乱光または減衰光を受光する受光素子とを具備する煙感知器において、
   故障や汚損の影響によって上記発光素子の発光量が正常よりも小さくなったと判断されたときにおける上記受光素子の出力信号の値に応じた故障検出初期値が、予め格納されているメモリと；
   故障検出初期値と、上記煙感知器の監視時に上記発光素子の消灯時における上記受光素子の出力信号に応じたノイズレベルとを加算し、加算値を得て、メモリに格納する加算手段と；
   上記煙感知器の監視時に上記発光素子の発光時における上記受光素子の出力信号に応じた発光データと、上記加算値とに基づいて、上記煙感知器が異常であると判断する異常判断手段と；
   を有することを特徴とする煙感知器。
4. 請求項３において、
   上記異常判断手段は、上記煙感知器の監視時に上記発光素子の発光時における上記受光素子の出力信号である発光データが、上記加算値未満であれば、上記煙感知器が異常であると判断する手段であることを特徴とする煙感知器。
5. 請求項３において、
   上記異常判断手段は、上記加算値が上記発光データ未満であると判断された回数に応じて、上記煙感知器が異常であると判断する手段であることを特徴とする煙感知器。
6. 請求項３において、
   上記異常判断手段は、上記加算値が上記発光データよりも大きいと判断された回数と、上記加算値が上記発光データ未満であると判断された回数とに応じて、上記煙感知器が異常であると判断する手段であることを特徴とする煙感知器。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項において、
   上記煙感知器は、散乱光式煙感知器または減光式煙感知器であることを特徴とする煙感知器。

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