JP2010176611A - 煙センサ装置および煙検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長期的な使用により堆積するホコリによる反射量増大に起因する誤差と、汚れによる光量低下および発光素子の光量劣化に起因する誤差とを、同時に低コストかつ自動的に補正できる煙センサ装置および煙検知方法を提供すること。
【解決手段】発光素子１０、受光素子１１および煙濃度検出室が清浄状態で、受光素子１１からの信号に基づく出力値を、初期値として格納用メモリ２８に格納する。また、監視時において、予め定められた時間毎に算出される出力値の平均値を、格納用メモリ２９に格納すると共に、初期値および予め定められた時間毎に算出される複数の上記平均値のうちの最小値を、格納メモリ３０に格納する。これら初期値、平均値および最小値に基づいて、出力値を補正して、煙濃度を算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、煙センサ装置に関し、例えば、火災警報器等に使用すると好ましい煙センサ装置に関する。また、本発明は、煙検知方法に関し、例えば、火災警報機等で使用すれば好適な煙検知方法に関する。

火災警報器に用いられる煙センサ装置においては、警報器もしくは装置内の煙検知部において、長期間の使用によるホコリの堆積、汚れ、発光素子から発光される光の光量の低下等によって、検出部の出力と被検出量との関係にずれが生じてくることを避けがたい。したがって、常に正しい煙量の検出を行うためには、このずれの補正または校正が必要不可欠になる。

ここで、従来の煙センサ装置の検出出力の校正方法としては、光電式煙センサ装置に、煙検出用発光素子および試験用発光素子の２種類の発光素子を組み込んで、汚れ補正を行う方式がある。

ここで、煙検出用発光素子は、受光素子に直接光が入射しないような角度で配置され、監視時には、この発光素子だけが数秒毎の一定周期で発光して、煙が検出領域に進入すると煙の粒子による散乱光が受光素子の受光量を増大させることを利用して、煙の検出を行っている。

一方、試験用発光素子は、受光素子に直接光が入射されるような角度で配置されている。試験用発光素子の発光量は、一定の煙濃度、例えば、１０％/ｍのときに、煙検出用発光素子を発光させた場合に受光素子で得られる受光量と等しい受光量を、受光素子で受光するように工場製造時に調整されている。そして、汚れ補正時には、試験用発光素子だけを発光した場合において、上記設定してあった量からの受光素子の受光量の変動に基づいて汚れを検出するようになっている。

すなわち、黒い汚れが煙センサ装置の煙検出部の内面を汚した場合には、煙検出部の内壁と、煙検出用発光素子と、試験用発光素子と、受光素子とが、同様に汚れる一方、煙検出部の内壁における反射は、ほぼ変化せず、また、試験用発光素子からの光の減少量は、煙検出用発光素子からの光の減少量と同程度となる。従来の煙センサ装置は、このことを利用して、試験用発光素子における変化量による煙検出用発光素子の補正を、有効に行うようになっている。

しかしながら、上記従来の煙センサ装置は、白い汚れの場合は、煙検出部の内壁における反射光が増大することになる一方、試験用発光素子は、光が直接受光素子に入射するように配置されて、試験用発光素子からの光は、煙検出部の内壁における光の反射率の影響を受けないようになっているから、上記内壁における反射の変化を補正することができないことになる。

ここで、この問題点に対処できる煙センサとしては、特開平２−３８９２号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この煙センサは、煙検出部からのセンサ出力が、煙による散乱光成分と、内壁面での反射光成分との和であることに着目している。この煙センサは、反射光成分を０％/ｍ時における煙検出用発光素子の発光時のセンサ出力レベルから測定することにより、真の煙濃度に対するセンサ出力レベルを補正している。

一方、煙センサ装置またはホコリセンサ装置において、発光素子から発光される光の出力が、長期的スパンにおいて低下することに対する補正としては、次に示す方法がある。すなわち、発光素子の光軸上に、受光素子とは異なるもう一つの受光素子を設け、その別の受光素子で、発光素子からの光量をモニタして、その別の受光素子からの出力の出力変化に応じて発光素子に流れる電流を調整する方法がある。

この補正方法は、煙検出用の受光素子とは別にモニタ用の受光素子が必要不可欠であるから、部品点数が増大することを避けがたく、またコストが増大することを避けがたい。

ここで、この問題を回避すべく提案されている煙センサとしては、特開平１１−９４７４１（特許文献２）に記載されているものがある。この煙センサは、モニタ用の受光素子を使用することなく、煙検出部の内壁での反射光が発光素子の発光出力と比例関係にあることを利用して、この反射光をモニタすることにより、発光素子の光量を補正している。

特開平２−３８９２号公報 特開平１１−９４７４１号公報

しかし、上記特許文献１に記載の発明は、２つの発光素子および１つの受光素子が必要不可欠であるから、製造コストを大幅に低減することが難しい。また、上記特許文献１に記載の発明は、２つの発光素子が同様に汚れる場合には、補正が有効であるが、実際には、発光素子には長期的な使用による光量劣化が存在するという課題がある。すなわち、監視時に数秒間隔で発光させる煙検出用発光素子の光量の劣化量は、例えば１日に１回発光させる試験用発光素子の光量の劣化量と異なるため、二つの発光素子の間で、発光素子の劣化の程度が同一でなく、補正がまとを得たものでなくて有効でない場合がある。

また、特許文献２に記載の発明は、一つの発光素子と一つの受光素子で構成されていて、安価で、かつ、発光素子の長期的な劣化に対する補正ができるが、長期的に堆積するホコリによる反射量増大の補正には対応できないという課題がある。

そこで、本発明の課題は、長期的な使用により堆積するホコリによる反射量増大に起因する誤差と、汚れによる光量低下および発光素子の光量劣化に起因する誤差とを、同時に低コストかつ自動的に補正できる煙センサ装置を提供することにある。

また、本発明の課題は、長期的な使用により堆積するホコリによる反射量増大に起因する誤差と、汚れによる光量低下および発光素子の光量劣化に起因する誤差とを、同時に低コストかつ自動的に補正できる煙検知方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の煙検出装置は、
発光素子と、
煙粒子が収容される煙濃度検出室と、
上記発光素子からの光であって、かつ、上記煙濃度検出室内の煙粒子で反射された光を受光して、上記煙濃度検出室内の煙濃度に基づく信号を出力する受光素子と、
上記発光素子および上記受光素子が非劣化状態で、かつ、上記発光素子の発光面、受光素子の受光面および上記煙濃度検出室の内面が清浄な状態で、かつ、上記煙濃度検出室内の煙濃度が０％/ｍである初期状態での上記受光素子からの信号に基づく出力値を、初期値として格納する第１格納部と、
監視時の予め定められた期間毎に、上記期間中において上記受光素子から出力された複数の信号に基づく複数の出力値の平均値を求める平均値算出部と、
上記初期値および複数の上記期間における複数の上記平均値のうちの最小値を算出する最小値算出部と、
上記平均値および上記最小値を格納する第２格納部と、
上記初期値、上記平均値および上記最小値に基づいて、上記受光素子からの信号に基づく出力値を補正して、上記煙濃度検出室内の煙濃度を算出する煙濃度算出部と
を備えることを特徴としている。

尚、上記第１格納部および第２格納部は、例えば、単一のメモリで構成しても良く、互いに異なるメモリで構成しても良い。

また、上記清浄な状態とは、埃等の異物が付着していない状態のことを指し、汚れていない状態を指す。例えば、煙センサ装置の製造段階においては、発光素子の発光面、受光素子の受光面および煙濃度検出室の内面が清浄な状態に保たれている。

また、上記予め定められた期間は、煙センサ装置が駆動している期間に含まれ、煙センサ装置の監視時に含まれる。

本発明によれば、煙検出部に設ける発光素子の数が一つで十分であり、また、煙検出部に設ける受光素子の数が一つで十分である。したがって、発光素子および受光素子のうちの少なくとも一方が２以上必要な煙センサ装置と比較して、煙センサ装置の製造コストを低減できる。

また、本発明によれば、上記発光素子および受光素子が非劣化状態で、かつ、上記発光素子の発光面、受光素子の受光面および上記煙濃度検出室の内面が清浄な状態で、かつ、上記煙濃度検出室内の煙濃度が０％/ｍである状態での、上記出力値が、初期値として第１格納部に格納されるから、長期的な使用により堆積するホコリ、発光素子と受光素子に付着する汚れ、発光素子の光量劣化による、煙検出部の出力と被検出量とのずれを、上記初期値に基づいて評価することができ、このずれを補正することができる。

詳しくは、ホコリ堆積と、汚れと、光量劣化は、殆どの場合、進行速度が非常に遅く、長期的にみた場合に少しずつ影響がでてくるものである。その影響は、二通りある。第１に、ホコリ堆積の場合は、発光量が同じでもホコリでの反射分光量が増大することにより出力値（センサレベル）が高くなる。第２に、汚れおよび光量劣化の場合には、受光量が減少するから、出力値が低くなる。本発明によれば、上記初期値が第１格納部に格納されているから、センサ面の汚れおよび光量劣化に起因する誤差を、上記初期値および煙の無い環境での出力値によって評価でき、検出できるのである。

また、一実施形態では、
上記第１格納部は、不揮発性メモリである。

上記実施形態によれば、上記読出し部によって、不揮発性メモリに格納された初期値を、監視時においていつでも読み出して利用することができる。

また、一実施形態では、
上記第２格納部は、不揮発性メモリであり、
上記平均値は、予め定められた回数の出力値を累積した後に平均化して求められ、
上記平均値は、予め定められた時間毎に検出される。

上記実施形態によれば、例えば、監視時における出力値をモニタリングし、予め定められた回数分の出力値の平均をとることができる。したがって、測定誤差を減少させることができる。

また、一実施形態では、
上記第２格納部は、不揮発性メモリであり、
上記最小値算出部は、上記平均値算出部が上記平均値を算出する度に、その算出された平均値と、上記第２格納部に格納されている上記最小値とを比較して、その比較された二つの値のうちで小さい方を新たな最小値として算出し、
その新たな最小値は、上記第２格納部に更新して格納される。

上記実施形態によれば、上記出力値の平均値が上記第２格納部に格納されている上記最小値よりも小さい場合に、その出力値の平均値を、新たな最小値として上記第２格納部に更新格納するから、発光素子および受光素子のうちの少なくとも一方の劣化に起因する誤差や、発光素子および受光素子のうちの少なくとも一方のセンサ面の汚れに起因する誤差を、上記初期値と対照することにより評価できる。したがって、最小値を適宜読み出すことにより、これらの劣化に起因する負のずれ量を補正できて、煙の濃度を精密に検出できる。

また、一実施形態では、
上記煙濃度算出部は、上記受光素子からの信号に基づく出力値から、その出力値を検出した状態において上記第２格納部に格納されている上記平均値とその出力値を検出した状態において上記第２格納部に格納されている上記最小値との差を減じる第１補正を行い、この第１補正により得られた値に基づいて、煙濃度の算出を行う。

上述のように、堆積する埃等の異物の存在に起因する煙濃度検出室の内面からの反射量の増大は、検出量を正の方向にシフトさせる。

上記実施形態によれば、上記平均値から最小値を引いた値に基づいて、上記堆積する埃等の異物の存在に起因する正の方向のシフトを評価する。

上記実施形態によれば、上記第２格納部に格納されている上記平均値と上記第２格納部に格納されている上記最小値との差を減じる第１補正を行うから、堆積する埃等の異物の存在に起因するずれ量を正確に評価できて、煙の濃度を精密に検出できる。

また、一実施形態では、
上記煙濃度算出部は、上記受光素子からの信号に基づく出力値に、その出力値を検出した状態において上記第２格納部に格納されている上記最小値の逆数を上記初期値に乗じてなる値を乗じる第２補正を行い、この第２補正により得られた値に基づいて、煙濃度の検出を行う。

上記実施形態では、上記最小値を、上記初期状態からの上記出力値の低下の度合を表す尺度として利用する。

上記実施形態によれば、上記最小値により、上記初期状態からの上記出力値の低下の度合を評価できるから、発光素子および受光素子のうちの少なくとも一方の劣化や、発光素子および受光素子のうちの少なくとも一方のセンサ面の汚れを、評価できる。そして、初期状態からの、上記素子の劣化およびセンサ面の汚れに起因するずれを正確に補正できて、煙の濃度を精密に検出できる。

また、一実施形態では、
上記最小値算出部は、上記出力値の平均値が、その出力値の平均値が算出された状態で上記第２格納部に格納されている上記最小値よりも小さい場合に、その最小値から上記出力値の平均値を減じてなる値を、その最小値から減じる演算を行って最小値を求め、
その求めた最小値が、上記第２格納部に更新して格納される。

上記実施形態によれば、最小値を、正確かつ迅速に算出できる。

また、本発明の煙検知方法は、
発光素子からの光であって、かつ、煙濃度検出室内の煙粒子で反射した光を受光した受光素子からの信号に基づく出力値に基づいて上記煙濃度検出室内の煙濃度を検出する煙検知方法において、
上記発光素子および上記受光素子が非劣化状態で、かつ、上記発光素子の発光面、上記受光素子の受光面および上記煙濃度検出室の内面が清浄な状態で、かつ、上記煙濃度検出室内の煙濃度が０％/ｍである初期状態での上記出力値の初期値を第１格納部に格納し、
予め定められた期間毎に、上記期間中において上記受光素子から出力された複数の信号に基づく複数の出力値の平均値を求め、
上記初期値および複数の上記期間における複数の上記平均値のうちの最小値を求め、
上記初期値、上記平均値および上記最小値に基づいて、上記受光素子からの信号に基づく出力値を補正することを特徴としている。

本発明によれば、長期的な使用により堆積するホコリによる反射量増大の効果と、汚れによる光量低下および発光素子の光量劣化の効果の両方を、低コストで自動的に補正することができる。

以下、本発明および好適な実施形態の発明の特徴および要点を簡潔に列挙する。

不揮発性メモリに格納された出力値の平均値を、監視時においていつでも読み出して利用することが可能である。ここで、ホコリ堆積による影響が発生した場合には、上述のように、反射式煙センサ装置（透過式煙センサ装置、すなわち、発光素子から発光して煙濃度検出室を透過して光を検出するのではなくて、発光素子から発光して煙粒子で反射した光を検出する方式）の場合、出力値（センサレベル）の平均値は高くなる。また、汚れと光量劣化による影響が発生した場合には、出力値の平均値は低くなる。

本発明では、発光素子と受光素子の表面に付着する汚れと光量劣化については回復することが無いことに着目し、これら要因に起因する誤差を把握するために、出力値の平均値をモニタリングし、また、出力値の最小値を煙センサ装置内部の不揮発性メモリに格納する。

ここにおいて、各種部品の清浄状態、例えば、煙センサ装置が工場出荷後初めて使用される段階において、出力値の平均値が作られるまでの間の出力値の最小値としては、汚れや光量劣化による影響は無いという考えから、出力値の初期値を用いることができる。

出力値の最小値も同様に、監視時においていつでも読み出して利用することが可能である。また、上述の通り、本発明の煙センサ装置においては、ホコリ堆積と、汚れと、光量劣化の無い状態のセンサレベルの初期値が、不揮発性メモリに格納されていて、監視時にいつでも利用することができる。また、監視時において、予め定められた期間毎に算出されると共に、ホコリ堆積と汚れと光量劣化の影響が有る場合を含む状態のセンサレベル平均値が、不揮発性メモリに格納されていて、監視時にいつでも利用することができる。また、監視時において、予め定められた期間毎に算出されると共に、ホコリ堆積と汚れと光量劣化の影響が有る場合を含む状態の出力値の最小値が、不揮発性メモリに格納されていて、監視時にいつでも利用することができる。

次に、出力値の初期値と、出力値の平均値と、出力値の最小値を利用して測定したセンサレベルの補正に関しては、先ず、反射方式の煙センサ装置では、ホコリが堆積した場合は、ホコリで反射した分受光量が増えるので、補正すべき量の尺度として、出力値の平均値と出力値の初期値との差を使用できる。したがって、本発明の一実施形態では、測定した煙量を含む出力値から上記差を減ずる補正を行うようになっている。

次に、センサ面（発光素子の発光面、受光素子の受光面）の汚れと、光量劣化（発光素子の劣化による出射光量の低下、受光素子の劣化による受光能力の低下）の場合は、出力値が低下するから、この影響が無い状態であるセンサレベル初期値と、影響がある状態であるセンサレベルの最小値との比を、この場合の劣化の尺度として使用できる。したがって、本発明の一実施形態では、汚れと光量劣化による影響を補正するために、ホコリ堆積の影響を補正した後、センサレベルの初期値とセンサレベルの最小値の逆数との積を乗じる補正を行うようになっている。

本発明の煙センサ装置および煙検知方法によれば、長期的な使用により堆積するホコリによる反射量増大の効果、および、汚れによる光量低下および素子の光量劣化の効果を、低コストで自動的かつ正確に補正できる。

本発明の一実施形態の煙センサ装置の構成を示す図である。 上記実施形態の煙センサ装置で採用できる条件設定の一例を示すフローである。 監視時における制御を示すフローチャートである。 出力値の平均値の推移の一例を示す図である。 図４で示す例における、Ｔ０〜Ｔ１０までのセンサレベルの平均値、センサレベルの最小値、ホコリ堆積による影響を補正する第１補正値、汚れ或いは劣化による光量低下による影響を補正する第２補正値、補正後の煙量を示す図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の煙センサ装置１の構成を示す図である。

尚、煙センサ装置１は、内部に煙を流入させ、外光の侵入を防ぐラビリンス構造の煙濃度検出室（チャンバ）を有するが、図１においては、その煙濃度検出室の記載を省略する。

この煙センサ装置１は、煙検出部２と、コントローラ３とを備え、上記煙検出部２は、発光素子１０と、受光素子１１と、ＡＤコンバータ１２とを有する。上記発光素子１０より発光される光は、直接的に受光素子１１に入射しないようになっている。上記発光素子１０より発光された光であって、かつ、上記煙濃度検出室内の煙粒子で反射した光が、受光素子１１に入射する構造となっている。

上記コントローラ２は、ＣＰＵ２０、タイマ２１、カウンタ２２、プログラムワーク用ＲＡＭ２３、センサレベル累積用ＲＡＭ２４、煙検出部制御Ｉ／Ｆ２５、プログラムＲＯＭ２６、および、不揮発性メモリ２７を備える。

上記不揮発性メモリ２７は、センサレベル初期値格納用メモリ２８、センサレベル平均値格納用メモリ２９、および、センサレベル最小値格納用メモリ３０より構成される。上記センサレベル初期値格納用メモリ２８は、第１格納部を構成し、センサレベル平均値格納用メモリ２９およびセンサレベル最小値格納用メモリ３０は、第２格納部を構成している。上記コントローラ３の全ての構成要素は、ＣＰＵバス３１で接続され、ＣＰＵ２０にて制御されるようになっている。

上記ＣＰＵ２０は、プログラムＲＯＭ２６に格納されているプログラムを実行し、プログラムワーク用ＲＡＭ２３を利用しながら動作を行うようになっている。上記ＣＰＵ２０、プログラムＲＯＭ２６およびプログラムワーク用ＲＡＭ２３は、平均値算出部を構成すると共に、最小値算出部を構成している。先ず、煙の検出は、タイマ２１で作られる一定の周期毎に行われるようになっている。煙の検出をするために、ＣＰＵ２０は、Ｉ／Ｆ２５を通じて発光素子１０を発光させる。

上記受光素子１１が、発光素子１０から発光されて煙に反射した光を受けることによって発生した電圧を、ＡＤコンバータ１２でデジタル値に変換する。そして、変換されたデジタル値を、Ｉ／Ｆ２５を通じてＣＰＵ２０で読み取って、出力値（センサレベル）として認識する。このセンサレベルは、センサレベル累積用ＲＡＭ２４に加算され、カウンタ２２の値を１加算するようになっている。

図２は、上記実施形態の煙センサ装置１で採用できる条件設定の一例を示すフローである。

先ず、上記煙濃度検出室（図示せず）の内面、発光素子１０（図１参照）の発光面および受光素子１１（図１参照）の受光面が、全て清浄な状態である工場の製造段階において、煙濃度０％/ｍの環境下で発光素子１０を点灯して、受光素子１１が受けて発生した電圧を、センサレベルＶｉとして読込む。このセンサレベルＶｉは、出力値の初期値を構成する。更に、上記センサレベルＶｉを、第１格納部としてのセンサレベル初期値格納用メモリ２８、センサレベル平均値格納用メモリ２９、および、センサレベル最小値格納用メモリ３０に格納する。このようにして、煙センサ装置の初期設定を行う。

次に、煙センサ装置の駆動時、すなわち、煙濃度の監視時についての説明を行う。図３は、監視時における制御を示すフローチャートである。

上記煙センサ装置１（図１参照）の電源投入後、先ず、センサレベル平均値Ｖａを算出するために、予め定められた回数をカウントするためのカウンタ２２と、センサレベル累積用ＲＡＭ２４に格納されているセンサレベル累積値Ｖｔとをクリアする。

次に、上記発光素子１０を点灯した後、受光素子１１からの信号をＡＤコンバータ１２でデジタル変換して作成されたセンサレベルＶｍを、ＣＰＵ２０で読込む。上記ＣＰＵ２０は、読出し部を構成している。

その後、上記ＣＰＵ２０、プログラムＲＯＭ２６およびプログラムワーク用ＲＡＭ２３によって、下記の（１）式に示す補正処理を施して、煙量Ｖｓを算出する。上記ＣＰＵ２０、プログラムＲＯＭ２６およびプログラムワーク用ＲＡＭ２３は、煙濃度算出部を構成している。そして、この煙量Ｖｓに基づいて、火災の判定を行うようになっている。
Ｖｓ＝（Ｖｍ−（Ｖａ−Ｖｂ））×Ｖｉ／Ｖｂ・・・（１）

その結果、火災が発生していると判定した場合は、警報を発生するなどの火災動作を行う。ここでは、火災動作の詳細は省略する。一方、火災が発生していないと判定した場合は、上記センサレベル累積値ＶｔにＶｍを加算すると共に、カウンタ２２の値Ｎに１を加算する。

その後、上記カウンタ値Ｎが、センサレベル平均値Ｖａを算出すべき回数に達しない場合は、再度発光素子１０を点灯して上述の動作を行う。そして、カウンタ値Ｎが、センサレベル平均値Ｖａを算出すべき回数に達した場合において、センサレベル累積値Ｖｔを、カウンタ値Ｎで割ってセンサレベル平均値Ｖａを算出する。

次に、算出したセンサレベル平均値Ｖａを、センサレベル平均値格納用メモリ２９（図１参照）に格納する。ここにおいて、上記センサレベル平均値Ｖａがセンサレベル最小値Ｖｂと同等か、または、センサレベル最小値Ｖｂよりも大きい場合、フローの最初に戻ってカウンタ値Ｎと、センサレベル累積値Ｖｔのクリアを行って、上述の動作を繰り返す。

一方、上記センサレベル平均値Ｖａが、センサレベル最小値Ｖｂより小さい場合には、センサレベル平均値Ｖａをセンサレベル最小値格納用メモリ３０（図１参照）に更新格納する。上記ＣＰＵ２０（図１参照）は、更新部を構成している。次に、フローの最初に戻って、カウンタ値Ｎとセンサレベル累積値Ｖｔのクリアを行って、上述の動作を繰り返す。

図４は、出力値（センサレベル）の平均値Ｖａの推移の一例を示す図である。

Ｔ０のタイミング（工場製造段階）では、センサレベル平均値Ｖａと、センサレベル最小値Ｖｂとには、センサレベル初期値Ｖｉが格納されている。次に監視状態に入った場合には、次のとおり補正処理を行う。初期状態では、Ｖａ＝Ｖｂ＝Ｖｉであるので、上記（１）式から、煙量Ｖｓ＝（Ｖｍ−（Ｖａ−Ｖｂ））×Ｖｉ／Ｖｂ＝Ｖｍとなる。

この補正処理は、次のセンサレベル平均値を求めるＴ１タイミングまで継続することになる。次にＴ１タイミングにおいて、センサレベル平均値ＶａがＶｉと変わらなければＶａ＝Ｖｂ＝Ｖｉとなり補正処理は前回と同様となり、煙量Ｖｓ＝Ｖｍとなる。この補正処理は、Ｔ２タイミングまで継続することになる。次のＴ２タイミングにおいても、センサレベル平均値ＶａがＶｉと変わらなければ同様となる。

次に、図４に示すように、Ｔ３タイミングにおいて、センサレベル平均値Ｖａが、Ｖａ２よりも小さいＶａ３となったとすると、上述の動作、すなわち、センサレベル平均値Ｖａが、センサレベル最小値Ｖｂより小さい場合、センサレベル平均値Ｖａをセンサレベル最小値格納用メモリ３０（図１参照）に格納するという動作により、Ｖａ＝Ｖｂ＝Ｖａ３となる。したがって、この場合、（１）式から、煙量Ｖｓ＝（Ｖｍ−（Ｖａ−Ｖｂ））×Ｖｉ／Ｖｂ＝Ｖｍ×Ｖｉ／Ｖａ３となる。したがって、Ｖｉ＞Ｖａ３であるから、汚れ或いは劣化により光量が低下した割合の逆数が、測定値Ｖｍに乗じられることになり、測定値が適正に補正されることになる。

この補正処理は、次のＴ４タイミングまで継続することになる。図４に示すように、この例では、Ｔ７タイミングまで同様の処理が続けられている。Ｔ７タイミングにおいてセンサレベル平均値ＶａがＶａ６より大きいＶａ７となったとすると、上述の動作、すなわち、センサレベル平均値Ｖａがセンサレベル最小値Ｖｂと同等か、または、センサレベル最小値Ｖｂよりも大きい場合、単に、カウンタ値Ｎと、センサレベル累積値Ｖｔのクリアを行って、フローの最初に戻るという動作により、Ｖａ＝Ｖａ７となる一方、センサレベル最小値Ｖｂは、Ｖａ６を維持することになる。したがって、煙量Ｖｓ＝（Ｖｍ−（Ｖａ−Ｖｂ））×Ｖｉ／Ｖｂ＝（Ｖｍ−（Ｖａ７−Ｖａ６）×Ｖｉ／Ｖａ６となる。

この式の意味は、次のように解釈される。すなわち、センサレベル平均値ＶａがＶａ６からＶａ７に大きくなった原因は、ホコリ堆積による反射量増大による影響であると考えられる。したがって、本来の煙量は、測定値Ｖｍからホコリ分Ｖａ７−Ｖａ６を減じて初めて求められる。また、汚れ或いは劣化により光量が低下した分を補正するために、一つ前のＴ６タイミングで評価された光量の低下を補う補正、すなわち、Ｖｉ／Ｖａ６を乗じることも、合わせて行うようになっている。以降、同様の考えで処理が継続されている。

図５は、図４で示す例における、Ｔ０〜Ｔ１０までのセンサレベル平均値Ｖａ、センサレベル最小値Ｖｂ、ホコリ堆積による影響を補正する第１補正値（第１補正に基づく補正値）、汚れ或いは劣化による光量低下による影響を補正する第２補正値（第２補正に基づく補正値）、および、補正後の煙量を示す図である。

上述の説明から明らかなように、この実施形態の煙センサ装置によれば、発光素子および受光素子の夫々が一個しか存在しないにも拘わらず、互いに相反する二つの補正を同時に行うことができる。すなわち、発光素子および受光素子の夫々が一個しか存在しないにも拘わらず、正確な値に対して、出力値が増大する方向にずれる（外れる）効果を引き起こす、ホコリ堆積の影響を修正する補正と、正確な値に対して、出力値が減少する方向にずれる（外れる）効果を引き起こす、発光素子、受光素子の汚れ或いは劣化の影響を修正する補正とを自動的かつ同時に行うことができる。したがって、煙センサ装置の製造コストを大きく低減できると同時に、煙測定の精度が優れたものになる。すなわち、火災時に発生する煙量を検出するには、煙検出部２（図１参照）の出力と被検出量との関係を校正することが必要であるが、本発明によれば、使用環境に合わせて自動的に補正量を校正することができるのである。

尚、上記実施形態では、図１に示すように、センサレベル初期値格納部、センサレベル平均値格納部、センサレベル最小値格納部が、夫々異なるメモリで構成されていたが、この発明では、センサレベル初期値格納部、センサレベル平均値格納部およびセンサレベル最小値格納部のうちの二つのみを、単一のメモリで構成しても良い。また、センサレベル初期値格納部、センサレベル平均値格納部およびセンサレベル最小値格納部を、単一のメモリで構成しても良い。尚、この場合において、センサレベル初期値格納部が、第１格納部を構成し、センサレベル平均値格納部およびセンサレベル最小値格納部が、第２格納部を構成することは、言うまでもない。

また、上記実施形態では、初期値以外の場合において、平均値における最小値を、出力値の最小値とみなしたが、この発明では、初期値以外の場合において、予め定められた回数の出力値のうちで最小の出力値を、出力値の最小値とみなしても良い。

また、上記実施形態では、出力値の平均値が、第２格納部に格納されている最小値よりも小さい場合に、その出力値の平均値を、最小値として第２格納部に更新格納するようになっていた。ここで、この動作を例えば、次の演算を行うことにより実現できる。すなわち、出力値の平均値が、その出力値の平均値が算出された状態で、第２格納部に格納されている上記出力値の最小値よりも小さい場合に、格納されている最小値から平均値を減じた値を求め、更に、第２格納部に格納されている最小値からその減じた値を、第２格納部に出力値の最小値として格納する演算を行うことができる。

簡潔にいうと、センサレベルの最小値は、センサレベルの平均値が前回のセンサレベルの平均値より小さくなった場合に、その差分をセンサレベル最小値より減じた値をセンサレベル最小値として更新格納することにより更新することができる。

また、上記実施形態では、平均値が求められる度毎に、平均値と、その時点で第２格納部に格納されている最小値とを比較する構成であった。しかしながら、この発明では、予め定められた期間毎に、上記期間中に上記受光素子からの信号に基づく複数の出力値の平均値を求め、上記初期値および複数の上記期間における複数の上記平均値のうちで、最小値を算出する方法で、最小値を算出するようにしても良い。

１ 煙センサ装置
２ 煙検出部
３ コントローラ
１０ 発光素子
１１ 受光素子
１２ ＡＤコンバータ
２０ ＣＰＵ
２１ タイマ
２２ カウンタ
２３ プログラムワーク用ＲＡＭ
２４ センサレベル累積用ＲＡＭ
２５ Ｉ／Ｆ
２６ プログラムＲＯＭ
２７ 不揮発性メモリ
２８ センサレベル初期値格納用メモリ
２９ センサレベル平均値格納用メモリ
３０ センサレベル最小値格納用メモリ
３１ ＣＰＵバス

Claims (8)

1. 発光素子と、
   煙粒子が収容される煙濃度検出室と、
   上記発光素子からの光であって、かつ、上記煙濃度検出室内の煙粒子で反射された光を受光して、上記煙濃度検出室内の煙濃度に基づく信号を出力する受光素子と、
   上記発光素子および上記受光素子が非劣化状態で、かつ、上記発光素子の発光面、受光素子の受光面および上記煙濃度検出室の内面が清浄な状態で、かつ、上記煙濃度検出室内の煙濃度が０％/ｍである初期状態での上記受光素子からの信号に基づく出力値を、初期値として格納する第１格納部と、
   監視時の予め定められた期間毎に、上記期間中において上記受光素子から出力された複数の信号に基づく複数の出力値の平均値を求める平均値算出部と、
   上記初期値および複数の上記期間における複数の上記平均値のうちの最小値を算出する最小値算出部と、
   上記平均値および上記最小値を格納する第２格納部と、
   上記初期値、上記平均値および上記最小値に基づいて、上記受光素子からの信号に基づく出力値を補正して、上記煙濃度検出室内の煙濃度を算出する煙濃度算出部と
   を備えることを特徴とする煙センサ装置。
2. 請求項１に記載の煙センサ装置において、
   上記第１格納部は、不揮発性メモリであることを特徴とする煙センサ装置。
3. 請求項１または２に記載の煙センサ装置において、
   上記第２格納部は、不揮発性メモリであり、
   上記平均値は、予め定められた回数の出力値を累積した後に平均化して求められ、
   上記平均値は、予め定められた時間毎に検出されることを特徴とする煙センサ装置。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の煙センサ装置において、
   上記第２格納部は、不揮発性メモリであり、
   上記最小値算出部は、上記平均値算出部が上記平均値を算出する度に、その算出された平均値と、上記第２格納部に格納されている上記最小値とを比較して、その比較された二つの値のうちで小さい方を新たな最小値として算出し、
   その新たな最小値は、上記第２格納部に更新して格納されることを特徴とする煙センサ装置。
5. 請求項１から４までのいずれか一項に記載の煙センサ装置において、
   上記煙濃度算出部は、上記受光素子からの信号に基づく出力値から、その出力値を検出した状態において上記第２格納部に格納されている上記平均値とその出力値を検出した状態において上記第２格納部に格納されている上記最小値との差を減じる第１補正を行い、この第１補正により得られた値に基づいて、煙濃度の算出を行うことを特徴とする煙センサ装置。
6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の煙センサ装置において、
   上記煙濃度算出部は、上記受光素子からの信号に基づく出力値に、その出力値を検出した状態において上記第２格納部に格納されている上記最小値の逆数を上記初期値に乗じてなる値を乗じる第２補正を行い、この第２補正により得られた値に基づいて、煙濃度の検出を行うことを特徴とする煙センサ装置。
7. 請求項４に記載の煙センサ装置において、
   上記最小値算出部は、上記出力値の平均値が、その出力値の平均値が算出された状態で上記第２格納部に格納されている上記最小値よりも小さい場合に、その最小値から上記出力値の平均値を減じてなる値を、その最小値から減じる演算を行って最小値を求め、
   その求めた最小値が、上記第２格納部に更新して格納されることを特徴とする煙センサ装置。
8. 発光素子からの光であって、かつ、煙濃度検出室内の煙粒子で反射した光を受光した受光素子からの信号に基づく出力値に基づいて上記煙濃度検出室内の煙濃度を検出する煙検知方法において、
   上記発光素子および上記受光素子が非劣化状態で、かつ、上記発光素子の発光面、上記受光素子の受光面および上記煙濃度検出室の内面が清浄な状態で、かつ、上記煙濃度検出室内の煙濃度が０％/ｍである初期状態での上記出力値の初期値を第１格納部に格納し、
   予め定められた期間毎に、上記期間中において上記受光素子から出力された複数の信号に基づく複数の出力値の平均値を求め、
   上記初期値および複数の上記期間における複数の上記平均値のうちの最小値を求め、
   上記初期値、上記平均値および上記最小値に基づいて、上記受光素子からの信号に基づく出力値を補正することを特徴とする煙検知方法。

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