JP5717440B2 - 減光式煙感知器 - Google Patents

Description

本発明は、検煙空間に流入した煙により発光素子からの照射光の受光素子への受光量が減少することによって火災を判別する減光式煙感知器に関する。

減光式煙感知器は、検煙空間に流入した煙により発光素子からの照射光の受光素子への受光量が減少することによって火災を判別する。
減光式煙感知器には、検煙空間を形成する筐体内に発光素子と受光素子を設置して、コンパクト化を図ったいわゆるスポット型の減光式煙感知器がある。
スポット型の減光式煙感知器は、検煙空間（発光素子と受光素子との光路長）を長くすることが困難なため、検煙空間内での煙濃度変化率を算出するにあたって、受光素子による受光量の変化率が微小となり、受光量以外のノイズ源の影響が相対的に大きくなる。
したがって、受光量の変化を正確に検知して正しく火災判別をするためには、受光素子の受光量以外のノイズ源による影響を排除するために補償することが必要となる。
ノイズ源としては、経年による受光素子への埃の付着や、周囲温度変化による受光素子の特性変化などが挙げられる。

このような問題を解決するものとして、特許文献１には、「光源と、該光源からの光束を二分し、二本の光路を形成する隔壁と、二分された上記光束がそれぞれ入射する少なくとも２個の受光路とを有し、上記二本の光路のうち一方を上記隔壁の周囲からのみ外気が流入できる補償用光路とし、他方を外気が容易に流入できる検出用光路として、両光路の信号量の差によって警報信号を得るようにした透過光式煙感知器」が記載されている（特許文献１の特許請求の範囲における「おいて」以前参照）。

特開昭５３−１３４４８３号公報

特許文献１に記載された透過光式煙感知器は、検出用光路および補償用光路という二本の光路にそれぞれ別個にパッケージングされた受光素子を配設して、各受光素子の受光信号の差に基づくことによって、単独の受光素子の、例えば埃堆積などによる経年変化を補償しようとするものである。
しかしながら、特許文献１に記載のものは、個別の２個の受光素子を用いているため、一方の受光素子で他方の受光素子の経年変化を正確に行うことはできない。なぜなら、２個の受光素子の設置位置が異なるので埃の堆積の仕方も異なることが十分考えられ、さらに温度の影響についても配設位置が異なるため、特に火災時の煙等の高温の気流の影響に差異が生ずることも考えられる。
このように、特許文献１に記載の透過光式煙感知器では、別個にパッケージングされた２個の受光素子を用いているため、高精度の補償を行うことができなかった。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、光路長を長くとることが困難なスポット型の減光式煙感知器において、温度変化や埃の堆積といったノイズ源の影響を確実に排除して高精度な火災判別ができる減光式煙感知器を得ることを目的としている。

（１）本発明に係る減光式煙感知器は、煙が流入する検煙空間と、該検煙空間を横断するように形成された検煙用光路と、前記検煙空間とは分離して設けられた補償用光路と、前記検煙用光路又は前記補償用光路に向けて発光する発光素子と、前記検煙用光路又は前記補償用光路を通過した光を受光可能に配設された受光素子と、前記発光素子から照射された光を前記検煙用光路と前記補償用光路に切換可能に案内する光路切換手段と、該光路切換手段によって切換えられた前記検煙用光路及び前記補償用光路を介して前記受光素子によって受光された受光量に基づいて火災の判別を行う火災判別手段とを備えたことを特徴とするものである。
火災判別手段は一例として、基準状態における前記補償用光路を通過して前記受光素子によって受光された受光量と監視状態における前記補償用光路を通過して前記受光素子によって受光された受光量とに基づいて受光素子の変化率を求め、該変化率を用いて基準状態における前記検煙用光路を通過して前記受光素子によって受光された受光量を監視状態における煙がない状態の受光量に補正した補正値を求め、該補正値と、監視状態における前記検煙用光路を通過して前記受光素子によって受光された受光量とに基づいて火災判別を行う。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記検煙用光路と前記補償用光路は上下２段に形成されていることを特徴とするものである。
例えば、減光式煙感知器を天井面に取り付けた状態において、天井面に近い側に補償用光路が形成され、その下方に検煙用光路が形成されている。

（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記光路切換手段は、反射ミラーを備えた光路切換部材を上下動させることによって、光路を切り換えることを特徴とするものである。
より具体的な構成を示すと、以下のようなものが例示できる。
検煙用光路が形成される検煙空間を構成する箱体と、該箱体の上方に配置されて補償用光路が形成される密閉空間を構成する箱体と、これら検煙空間と密閉空間を形成する箱体の側方に、空間を介して発光素子と受光素子を配置し、発光素子及び受光素子と検煙空間及び密閉空間との間に反射ミラーを備えた光路切換部材を設置して、該光路切換部材を上下動させることで、発光素子の発光を前記検煙用光路と前記補償用光路に切り換える。

（４）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記光路切換手段は、反射ミラーを備えた光路切換部材を回動させることによって、光路を切り換えることを特徴とするものである。
より具体的な構成を示すと以下のようなものが例示できる。
検煙用光路が形成される検煙空間を構成する検煙空間形成部材と、該検煙空間形成部材の上方に回動可能に設置されて補償用光路が形成されると共に反射ミラーを備えた光路切換部材とを備え、該光路切換部材の上方に発光素子と受光素子を配置して、発光素子の発光を、前記光路切換部材の回動によって前記検煙用光路と前記補償用光路に切り換える。

（５）また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記検煙用光路及び前記補償用光路に反射ミラーが設けられ、前記検煙用光路及び前記補償用光路は往路と復路からなることを特徴とするものである。

（６）また、上記（１）乃至（５）のいずれかに記載のものにおいて、前記火災判別手段は、受光量に基づいて減光率を演算し、該減光率に基づいて火災の判別を行うことを特徴とするものである。

本発明の減光式煙感知器によれば、補償用光路と検煙用光路を分離して設け、発光素子から照射された光を前記検煙用光路と前記補償用光路に切換可能に案内する光路切換手段と、光路切換手段によって切換えられた検煙用光路及び補償用光路を介して受光素子によって受光された受光量に基づいて火災の判別を行う火災判別手段を備えたので、受光素子の例えば温度や埃の堆積等に起因する出力値の変化（ノイズの影響）を精度良く補償することができ、正確な火災判別を行うことができる。
また、単一の受光素子を用いているので、従来例で示した２つの受光素子を用いた場合のように、分離配設されることに起因する受光量の差異も生じることがなく、また、個体間の特性のバラツキも生じない。

本発明の一実施の形態に係る減光式煙感知器の構造を説明する説明図である。 図１に示した減光式煙感知器の底面図である。 図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面を示す断面図であって、動作を説明する説明図でもある。 図２の矢視Ａ−Ａ線に沿う断面を示す断面図であって、動作を説明する説明図でもある。 本発明の一実施の形態に係る減光式煙感知器の機能を説明するためのブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る減光式煙感知器の火災感知の処理の流れを示すフローチャートである。 図６に示したフローチャートにおけるＳ１の処理の詳細を説明するフローチャートである。 図６に示したフローチャートにおけるＳ２の処理の詳細を説明するフローチャートである。 図６に示したフローチャートにおけるＳ３の処理の詳細を説明するフローチャートである。 図６に示したフローチャートにおけるＳ４の処理の詳細を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施の形態に係る減光式煙感知器の側面図である。 本発明の他の実施の形態に係る減光式煙感知器の底面図である。 図１２における矢視Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る減光式煙感知器を構成する部品（本体）の説明図である。 図１４の矢視Ｃ―Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る減光式煙感知器を構成する部品（ＰＣ板）の説明図である。 図１６の矢視Ｄ―Ｄ線に沿う断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る減光式煙感知器を構成する部品（光路切換部材）の説明図である。 図１８の矢視Ｅ―Ｅ線に沿う断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る減光式煙感知器を構成する部品（検煙空間形成部材）の説明図である。 図２０の矢視Ｆ−Ｆ線に沿う断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る減光式煙感知器の動作説明図である。 本発明の他の実施の形態に係る減光式煙感知器の動作説明図である。 本発明の他の実施の形態に係る減光式煙感知器の図２３の矢視Ｇ−Ｇ線に沿う断面図である。

［実施の形態１］
図１〜図１０に基づいて本実施の形態に係る減光式煙感知器１を説明する。
本実施の形態に係る減光式煙感知器１は、筐体３内に、煙が流入する検煙空間５と、該検煙空間５を横断するように形成された検煙用光路７（図３参照）と、検煙空間５とは分離して設けられた密閉空間８と、該密閉空間８を横断するように形成された補償用光路９（図４参照）とを有している。
また、検煙用光路７又は補償用光路９に向けて発光する発光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）１１と、検煙用光路７又は補償用光路９を通過したＬＥＤ１１の光を受光可能に配設された受光素子としてのＰＤ（フォトダイオード）１３を備えている。
また、ＬＥＤ１１から照射された光を検煙用光路７と補償用光路９に切換可能に案内する光路切換手段１５を備えている。

また、本実施の形態に係る減光式煙感知器１は、図５に示すように、ＰＤ１３の受光信号に基づいて火災の判別を行う火災判別手段１７ａ、ＬＥＤ１１の発光制御を行う発光制御手段１７ｂ、光路切換機構３７を制御する光路切換機構制御手段１７ｃを構成するＭＰＵ１７や、ＲＯＭ１９及びＲＡＭ２１等が搭載された回路基板２３と、火災判別手段１７ａによって火災発生があると判別されたときに、火災信号を火災受信機３３に送信する送受信回路２５を備えている。
各構成をさらに詳細に説明する。

＜筐体＞
筐体３は、例えば図１に示すように、直方体状のボックス形状、詳細には、下部に開口部２７を有する断面略コ字形状からなり、大きく分けて検煙空間５と、密閉空間８と、光路切換手段１５を形成する部分の３つをその内部に形成している。

＜検煙空間＞
検煙空間５は、筐体３内における下部に形成され、煙が導入される空間である。
検煙空間５は、両側部及び底部に煙の導入口となる開口部２７を有する箱体によって形成されている。
また、検煙空間５を形成する周壁における光路切換手段１５が設置される側の第１壁２９は、ＬＥＤ１１の光を透過する部材、例えば透明体によって形成されている。第１壁２９は上方に延出して密閉空間８を形成する壁にもなっている。
透明体の第１壁２９に対向する第２壁３１の内面にはＬＥＤ１１の光を反射する第１反射ミラー３２が設置されている。第２壁３１も第１壁２９と同様に上方に延出して密閉空間８を形成する壁となっている。

＜密閉空間＞
密閉空間８は検煙空間５の上方に形成され、該密閉空間８内に補償用光路９が形成される。密閉空間８を形成する周壁における光路切換手段１５が設置される側の第１壁２９は、上記検煙空間５の説明で述べたように、ＬＥＤ１１の光を透過する部材、例えば透明体によって形成されている。
また、第１壁２９に対向する第２壁３１の内面には、検煙空間５と同様にＬＥＤ１１の光を反射する第２反射ミラー３５が設置されている。

＜光路切換手段＞
光路切換手段１５は、機械的な動作によって光路を切り換える光路切換機構３７と、光路切換機構３７を駆動させる駆動装置（図示なし）と、該駆動装置を制御する光路切換機構制御手段１７ｃによって構成される。
光路切換機構３７は、検煙空間５及び密閉空間８の側部に形成された光路切換ブロック収容室３９と、該光路切換ブロック収容室３９に上下動可能に収容された光路切換ブロック４１を備えている。
光路切換ブロック収容室３９の天井面は、傾斜面となっていて、該傾斜面に第３反射ミラー４３が設置されている。
光路切換ブロック４１には、ＬＥＤ１１の発光が出射するためのＬＥＤ用窓４５と、ＬＥＤ１１の光がＰＤ１３に入射するためのＰＤ用窓４７とが設けられている。
光路切換ブロック４１の上面には傾斜部が形成され、傾斜部にはＬＥＤ１１の光を反射する第４反射ミラー４９が設置されている。
駆動装置は、例えばカムとカムを回転させるモータからなり、光路切換ブロック４１の底面にカムを当接させ、該カムを回転させることで光路切換ブロック４１を上下動させるようにする。なお、カム以外の駆動装置でもよい。
駆動装置の制御は、光路切換機構制御手段１７ｃの指令により行われ、光路切換機構制御手段１７ｃは、所定時間間隔で光路切換ブロック４１を上下動させるように制御する。

＜検煙用光路＞
検煙用光路７は、図３に示すように、検煙空間５に形成される光路であって、ＬＥＤ１１から照射された光が、光路切換ブロック４１のＬＥＤ用窓４５、検煙空間５、第１反射ミラー３２、検煙空間５、ＰＤ用窓４７を通過して、ＰＤ１３に至るまでの光の通過路である。

＜補償用光路＞
補償用光路９は、煙が流入しない密閉空間８に形成される光路であって、図４に示すように、ＬＥＤ１１から照射された光が、光路切換ブロック４１の第４反射ミラー４９、光路切換ブロック収容室３９、光路切換ブロック収容室３９の第３反射ミラー４３、密閉区間８、第２反射ミラー３５、密閉空間８、光路切換ブロック収容室３９の第３反射ミラー４３、光路切換ブロック収容室３９、光路切換ブロック４１の第４反射ミラー４９を通過して、ＰＤ１３に至るまでの光の通過路である。

＜ＬＥＤ＞
ＬＥＤ１１は本発明の発光素子に相当するものであり、図５に示すように、発光制御手段１７ｂの制御信号に基づいて発光制御回路２８から発信される信号によって発光が制御される。
ＬＥＤ１１は、図１、図３に示すように、光路切換ブロック収容室３９側に向けて発光できるように、例えば発光制御回路２８が実装されたプリント基板に搭載されて、光路切換ブロック収容室３９の検煙空間５等と相対する側部に設置されている。

＜ＰＤ＞
ＰＤ１３は本発明の受光素子に相当するものであり、ＬＥＤ１１から照射された光を受光して受光信号を出力する。受光信号は、受光増幅回路３４によって増幅されてＭＰＵ１７側に送信され、Ａ/Ｄ変換されて、ＭＰＵ１７に入力される。
ＰＤ１３は、図１、図３に示すように、光路切換ブロック収容室３９側からの光を受光できるように、ＬＥＤ１１と同様、例えば受光増幅回路３４が実装されたプリント基板に搭載されて設置されている。

＜回路基板＞
回路基板２３には、プログラムを記憶するＲＯＭ１９や、データの記憶と読出しができるＲＡＭ２１や、ＲＯＭ１９に記憶されているプログラムを読み出して各種の機能手段を実現するＭＰＵ１７やＡ/Ｄ変換器やＤ/Ａ変換器等が搭載されている。火災判別手段１７ａや発光制御手段１７ｂは、ＭＰＵ１７がプログラムを読み出して実行することによって実現される。なお、ＲＯＭ１９、ＲＡＭ２１等もＭＰＵ１７の内部に設けるようにしてもよい。

＜火災判別手段＞
火災判別手段１７ａは、基準状態において補償用光路９を通過してＰＤ１３に受光された受光量を基準値とし、該基準値と、監視状態において補償用光路９を通過してＰＤ１３に受光された受光量とに基づいて受光量の変化率を求め、当該変化率と、基準状態及び監視状態においてＰＤ１３によって受光される受光量とに基づいて火災の判別を行う。火災判別手段１７ａの処理動作の詳細は後述する。
なお、基準状態とは、煙のない状態であり、例えば減光式煙感知器１を設置した当初の状態をいい、監視状態とは、減光式煙感知器１を設置して火災の有無を監視している状態をいう。

火災判別手段１７ａの火災判別は、煙による減光率が予め定めた閾値を超えているかどうかによって行う。煙による減光率とは、下式で定義される。
減光率［％］＝｛1-（ＰＤ１３の煙ありの受光出力）/（ＰＤ１３の煙なしの受光出力）｝×100

＜送受信回路＞
送受信回路２５は、火災判別手段１７ａによって火災発生ありと判別されたときに、火災信号を火災受信機３３に送信する。また、火災受信機３３からの各種信号を受信する。

次に、上記のように構成された本実施の形態の減光式煙感知器１の動作を説明する。減光式煙感知器１の動作としては、減光式煙感知器１を設置した当初に基準値の取得のために行う基準値取得動作と、監視状態において基準値に基づいてＰＤ１３による受光信号の出力値の変化率を求め、この変化率を用いて火災の有無を判別する火災判別動作とがある。以下、各別に説明する。

＜基準値取得動作＞
基準値取得動作は、減光式煙感知器１を設置した当初に行うものであって、受光素子であるＰＤ１３が経年あるいは温度による変化を生ずる前の基準値を取得する動作である。
図４に示すように、光路切換ブロック４１を下動させた状態でＬＥＤ１１を発光し、補償用光路９を通過する光をＰＤ１３で受光して受光信号の出力値を求め、ＲＡＭ２１に記憶する。この補償用光路９を通過したときのＰＤ１３による受光信号の出力値を受光出力Ａと表記し、特に基準値取得動作のときに取得された受光出力Ａを基準受光出力Ａと表記し、後述する監視状態において取得される受光出力Ａを現在受光出力Ａと表記する。
なお、基準受光出力Ａの具体例としては、例えば、40mVである。

また、図３に示すように、光路切換ブロック４１を上動させた状態でＬＥＤ１１を発光し、検煙用光路７を通過したときのＰＤ１３による受光信号の出力値を受光出力Ｂと表記する。特に基準値取得動作のときに取得された受光出力Ｂを基準受光出力Ｂと表記し、後述する監視状態において取得される受光出力Ｂを現在受光出力Ｂと表記する。
なお、基準受光出力Ｂの具体例としては、例えば、40mVである。

＜火災判別動作＞
火災判別動作は、監視状態において、常時（例えば、５秒ごと）、火災判別手段１７ａによって行われるものである。
火災判別動作の処理の全体の流れは、図６に示すように、ＬＥＤ１１を発光させてＰＤ１３によって受光して現在受光出力Ａ及び現在受光出力Ｂを記憶する受光出力入力処理（Ｓ１）を行い、基準受光出力Ａと現在受光出力Ａに基づいて出力変化率を算出する出力変化率算出（Ｓ２）を行う。
そして、出力変化率に基づいて、基準受光出力Ｂを監視状態において煙がない状態で検煙用光路７を通過したときに得られるであろう現在受光出力に補正する補正処理を行い（Ｓ３）、さらに減光率ｄを算出し（Ｓ４）、算出した減光率ｄが閾値ｋ以上かどうかの判断を行う（Ｓ５）。
Ｓ５の判断において算出した減光率ｄが閾値ｋ以上の場合には火災信号を送出する（Ｓ６）。他方、Ｓ５の判断において算出した減光率ｄが閾値ｋ未満の場合にはＳ１の処理に戻って同様の処理を繰り返す。
以下、各処理の内容をより詳細に説明する。

［受光出力入力処理］
受光出力入力処理の内容を、図７に基づいて説明する。
受光出力入力処理は、光路切換ブロック４１を下動させ（Ｓ１１）（図４参照）、ＬＥＤ１１を発光し（Ｓ１２）、ＰＤ１３で得られた現在受光出力Ａを入力し（Ｓ１３）、入力された現在受光出力ＡをＲＡＭ２１に格納する（Ｓ１４）。そして、ＬＥＤ１１は消灯する。
次に、光路切換ブロック４１を上動させ（１５）（図３参照）、ＬＥＤ１１を発光し（Ｓ１６）、ＰＤ１３で得られた現在受光出力Ｂを入力し（Ｓ１７）、入力された現在受光出力ＢをＲＡＭ２１に格納する（Ｓ１８）。そして、ＬＥＤ１１は消灯する。
以上のＳ１１〜Ｓ１８の処理を所定時間、例えば５秒間隔で繰り返す。

ＰＤ１３が経年による埃の堆積、あるいは温度による影響を受けている場合には、一例として、ここでは、埃の堆積の増加、あるいは温度上昇による影響を受けているとすると、現在受光出力Ａは、設置当初の基準受光出力Ａ（40mV）よりも低下して、例えば20mVとなる。
ここで、検煙空間５に煙が存在しない場合であって、ＰＤ１３が経年による埃の堆積、あるいは温度による影響を受けている場合には、現在受光出力Ｂは、ＰＤ１３と同様の割合で、設置当初の基準受光出力Ｂ（40mV）よりも低下して、20mVとなる。
他方、検煙空間５に煙が存在する場合であって、ＰＤ１３が経年による埃の堆積、あるいは温度による影響を受けている場合には、現在受光出力Ｂは、ノイズ源の影響に加えて、煙の影響が加算されるため、更に低下し、例えば10mVとなる。

なお、ＰＤ１３が経年による埃の堆積、あるいは温度による影響を受けている場合とは、設置当初と比較して、埃の堆積が増加または減少しているか、あるいは温度が上昇または低下しているかということであって、上記のとおり、埃の堆積が増加あるいは温度が上昇している場合は、これらノイズ源の影響により、現在受光出力Ａ又はＢは、対応する設置当初の基準受光出力Ａ又はＢよりも低下する。一方、埃の堆積が減少あるいは温度が低下している場合は、これらノイズ源の影響により、現在受光出力Ａ又はＢは、対応する設置当初の基準受光出力Ａ又はＢよりも増加する。また、温度の影響による現在受光出力Ａ又はＢの変化は、ＰＤ１３の受光量の温度特性だけに限らず、ＬＥＤ１１の発光量の温度特性も加味された出力変化となる。

［出力変化率算出］
出力変化率算出の処理の内容を図８に基づいて説明する。
出力変化率算出は、基準受光出力Ａと現在受光出力Ａに基づいて出力変化率を算出する処理である。具体的には、基準値取得動作によってＲＡＭ２１に格納されている基準受光出力Ａ及び受光出力入力処理によってＲＡＭ２１に格納された現在受光出力Ａに基づいて、出力変化率α＝（現在受光出力Ａ）/（基準受光出力Ａ）を算出し（Ｓ２１）、算出した出力変化率αをＲＡＭ２１に格納する（Ｓ２２）。
例えば、現在受光出力Ａ＝20mV、基準受光出力Ａ＝40mVとすれば、出力変化率α＝20/40＝0.5となる。

［補正処理］
補正処理は、出力変化率に基づいて、基準受光出力Ｂを、検煙空間５に煙が存在しない状態において検煙用光路７を光が通過したときにＰＤ１３によって得られるであろう現在受光出力Ｃに補正する処理である。

補正処理の具体的な動作としては、基準値取得動作によってＲＡＭ２１に格納されている基準受光出力Ｂを読み出して、現在受光出力Ｃ＝基準受光出力Ｂ×出力変化率αを算出し（Ｓ３１）、算出した現在受光出力ＣをＲＡＭ２１に格納する（Ｓ３２）。
例えば、基準受光出力Ｂ＝40mV、出力変化率α＝0.5とすれば、現在受光出力Ｃ＝40×0.5＝20mVとなる。

［減光率ｄの算出］
減光率ｄは、受光出力入力処理によってＲＡＭ２１に格納されている現在受光出力Ｂ及び補正処理によって得られた現在受光出力Ｃに基づいて、減光率ｄ［％］＝｛1-現在受光出力Ｂ/現在受光出力Ｃ｝×100によって求め（Ｓ４１）、求めた減光率ｄをＲＡＭ２１に格納する（Ｓ４２）。
例えば、検煙空間５に煙が存在しない場合には、現在受光出力Ｂは前述のように20mVとなる。また、現在受光出力Ｃは、前述のように20mVとなる。
したがって、この場合の減光率ｄは、減光率ｄ＝｛1-20/20｝×100＝０［％］となる。これは、検煙空間５に煙が存在しないという状態に一致している。
この場合、Ｓ５の判断においては、減光率ｄが閾値Ｋを超えないので、火災信号を送出しない（図６参照）。

他方、検煙空間５に煙が存在する場合には、現在受光出力Ｂは前述のように10mVとなる。また、現在受光出力Ｃは20mVとなる。
したがって、この場合の減光率ｄは、減光率ｄ＝｛1-10/20｝×100＝50［％］となる。これは、検煙空間５に煙が存在するという状態に一致している。
この場合、Ｓ５の判断においては、減光率ｄが閾値ｋ（例えば、10％）を超えることになるので、火災信号を送出する（図６参照）。

以上のように、本実施の形態の減光式煙感知器１によれば、受光素子として単一のＰＤ１３を用い、しかも火災判別動作を行うときに、基準受光出力Ａと現在受光出力Ａとに基づいて、ＰＤ１３による受光信号の出力変化率を求め、出力変化率に基づいてＰＤ１３の出力値を補正するようにしているので、ＰＤ１３の例えば温度や埃の堆積等に起因する出力値の変化（ノイズの影響）を精度良く補償することができ、正確な火災判別を行うことができる。また、受光素子として単一のＰＤ１３を用いているので、従来例で示した２つの受光素子を用いた場合のように、分離配設されることに起因する受光量の差異も生じることがなく、また、個体間の特性のバラツキも生じない。

また、本実施の形態においては、検煙用光路７がＬＥＤ１１から第１反射ミラー３２に向う往路と、第１反射ミラー３２からＰＤ１３に向う復路によって構成されるので、検煙用光路を長くすることができ、受光量の変化率を大きくすることができるので、スポット型の減光式煙感知器でありながら、感度に優れる。
なお、上記実施の形態においては、検煙用光路７および補償用光路９は往路と復路によって構成したが、単路としてもよい。その場合、第２壁３１側にＰＤ１３をＬＥＤ１１と対向して配置すると共に、光路切換機構３７も設けるようにする。

なお、上記実施の形態においては、上記「煙なしの受光出力」（基準受光出力Ｂ）と上記ＰＤ１３の出力変化率とに基づいて、上記「煙なしの受光出力」を、前記現在受光出力Ｂ（監視状態）と同様のノイズ源発生状態にあるときの現在受光出力Ｃ（補正基準値）に補正した。そして、当該現在受光出力Ｃ（補正基準値）と、現在受光出力Ｂ（第二の監視値）に基づいて、減光率を算出して火災の判別を行った。
しかしながら、上記「煙なしの出力」の代わりに上記「煙ありの出力」についてノイズ源に関する補正を行うようにして、これを用いて火災判別を行うようにすることもできる。つまり、上記「煙ありの受光出力」（現在受光出力Ｂ）と上記ＰＤ１３の出力変化率とに基づいて、上記「煙ありの受光出力」を、前記基準受光出力Ｂ（基準状態）と同様のノイズ源発生状態にあるときの基準受光出力Ｃ（補正監視値）に補正する。そして、当該基準受光出力Ｃ（補正監視値）と、基準受光出力Ｂ（第二の基準値）に基づいて、減光率を算出して火災の判別を行うこともできる。
また、減光率を用いて火災を判別したが、煙濃度などを用いて火災判別を行ってもよい。
また、前記実施の形態において、基準状態として、減光式煙感知器１を設置した当初の状態で説明したが、これに限定されず、所定期間の現在受光出力Ａおよび現在受光出力Ｂの移動平均値を基準受光出力Ａおよび基準受光出力Ｂとするなど、公知の平均化処理などにより、基準受光出力Ａおよび基準受光出力Ｂとしてもよい。

［実施の形態２］
本発明の実施の形態２を図１１〜図２４に基づいて説明する。
本実施の形態の減光式煙感知器５１が、実施の形態１と大きく異なる点は以下の通りである。実施の形態１の筐体３は直方体状であった、本実施の形態２の筐体５３は略円筒形である。また、実施の形態１においては光路の切換を行う光路切換機構３７において光路を切り換えるための動きの方向が上下方向であったが、本実施の形態２においては光路の切換を行うための動きの方向が回転方向である点である。
以下、本実施の形態の減光式煙感知器５１を詳細に説明する。

本実施の形態の減光式煙感知器５１は、円形の有底枠体状の本体５５と、本体５５内に設置されてＬＥＤ１１、ＰＤ１３及び回路等が搭載されたＰＣ板５７と、補償用光路５９を形成すると共に補償用光路５９と検煙用光路６１を切り換る光路切換手段６３と、検煙空間６４を形成する検煙空間形成部材６５とを備えている。
各構成をさらに詳細に説明する。

＜本体＞
本体５５は、図１４、図１５に示すように、有底枠体状をしており、中央部には光路切換機構８１の回動軸８５が挿通される挿通孔６７が設けられている。
また、本体５５には、図１４、図１５に示すように、ＰＣ板５７を取り付けるためのネジ止め孔６９が同一の円周上に４箇所設けられている。さらに、本体５５の開口側の縁部には、検煙空間形成部材６５の位置決めをするための切欠き７１が３箇所設けられている。

＜ＰＣ板＞
ＰＣ板５７は本体５５内に設置されて、図１６、図１７に示すように、発光方向、受光方向が下側（後述する光路切換部材８３、検煙空間形成部材６５側）になるようにＬＥＤ１１、ＰＤ１３を搭載し、図１６、図１７では図示を省略しているが、その他の回路等を搭載している。ＰＣ板５７に搭載される回路等は、実施の形態１において図５に基づいて説明したものと同様であり、ＰＤ１３の受光信号に基づいて火災の判別を行う火災判別手段１７ａを構成するＭＰＵ１７や、ＲＯＭ１９及びＲＡＭ２１等が搭載された回路基板２３と、火災判別手段１７ａによって火災発生があると判別されたときに、火災信号を火災受信機３３に送信する送受信回路２５等である。

ＰＣ板５７には、図１６に示すように、ＰＣ板５７を本体５５に固定するための固定用ネジ孔７３が４個設けられており、この固定用ネジ孔７３にネジ（図示せず）を挿通して本体５５にネジ固定されている。また、ＰＣ板５７の中央部には光路切換部材８３の回動軸８５が挿通される挿通孔７５が設けられている。
さらに、ＰＣ板５７には、径方向に２段になるように、２本の長穴状のガイド溝７７が設けられている。ガイド溝７７には、光路切換部材８３のガイド軸９３（図１８参照）が挿入され、光路切換部材８３の回動をガイドするようになっている。

＜光路切換手段＞
光路切換手段６３は、機械的な動作によって光路を切り換える光路切換機構８１と、光路切換機構８１を駆動させる駆動装置（図示なし）と、該駆動装置を制御する光路切換機構制御手段１７ｃ（図５参照）によって構成される。
光路切換機構８１は、補償用光路５９が形成されると共に補償用光路５９と検煙用光路６１を切り換る光路切換部材８３を備えてなる。
光路切換部材８３は、図１８、図１９に示すように、全体の形状が円形の有底枠体状をしている。中央部には回動軸８５が形成されている。また、図１８、図１９に示すように、光路切換部材８３の内面側（ＰＣ板５７に対向する側）には、補償用光路５９が形成されている。補償用光路５９は、矩形状の枠部８７、その両端に形成された傾斜部に設置された第５反射ミラー８９、第６反射ミラー９１の２つの反射ミラーによって形成され、図１９に示すように、ＬＥＤ１１で発光された光が第５反射ミラー８９に反射され、第６反射ミラー９１によってさらに反射されてＰＤ１３に入射されるという経路となる。

補償用光路５９の中程の両側の壁部には、光路切換部材８３の回動を案内する２本のガイド軸９３が形成されている。ガイド軸９３はＰＣ板５７に形成されたガイド溝７７に挿入され、ガイド溝７７にガイドされてガイド溝７７内を移動する。
回動軸８５には、図示しない駆動装置が連結され、回動軸８５を所定の回転角度の範囲、すなわちガイド軸９３がガイド溝７７の一端から他端まで移動できる回転角度の範囲で正逆方向に回転させる。駆動装置に例としては、例えばサーボモータのようなものでもよい。

光路切換部材８３は、補償用光路５９の部分は光を透過しないように例えば着色されており、他方、補償用光路５９以外の部分は光が検煙空間６４側に透過するように、例えば透明になっている。

＜検煙空間形成部材＞
検煙空間形成部材６５は、煙を導入して検煙空間６４を形成する部材であり、図２１に示すように、外形の断面形状が逆台形状になっている。外周部には、煙を導入するための開口部９５が複数設けられている。
検煙空間形成部材６５の底部の２箇所には、傾斜部が形成され、該傾斜部に光を反射する第７反射ミラー９７、第８反射ミラー９９が設置されている。また、第７反射ミラー９７と第８反射ミラー９９に対向する側壁には、第９反射ミラー１０１が設置されている。
ＬＥＤ１１で発光した光は、光路切換部材８３を透過すると、図２０、図２１に示すように、第７反射ミラー９７によって反射されて対向する側壁の第９反射ミラー１０１で反射され、第８反射ミラー９９でさらに反射されてＰＤ１３に入射する。この光路が検煙用光路６１となる。

次に、上記のように構成された本実施の形態２の減光式煙感知器５１の動作を説明する。減光式煙感知器５１の動作に関し、光路切換機構８１の動作が、実施の形態１と異なり、その他の動作、つまり、基準値取得動作と火災判別動作は実施の形態１と同じである。
そこで、以下においては、光路切換機構８１の動作を説明する。
光路切換機構８１は、光路切換部材８３が駆動装置によって、所定の時間間隔で所定の角度範囲を回動する。図２２に示すように、光路切換部材８３のガイド軸９３がガイド溝７７の図中一端にあるときには、ＬＥＤ１１及びＰＤ１３は補償用光路５９から外れた状態となる。この状態においては、ＬＥＤ１１の発光は、検煙空間６４を通過することになる。より具体的に説明すると、ＬＥＤ１１の光は光路切換部材８３を透過して、図２０、図２１に示すように、第７反射ミラー９７で反射され、検煙空間６４を通過して、第９反射ミラー１０１で反射され、再び検煙空間６４を通過して、第８反射ミラー９９で反射されてＰＤ１３に入射する。

他方、図２３に示すように、光路切換部材８３のガイド軸９３がガイド溝７７の図中他端にあるときには、ＬＥＤ１１とＰＤ１３が補償用光路５９に対向する位置になる。この状態においては、ＬＥＤ１１の発光は補償用光路５９を通過することになる。より具体的に説明すると、ＬＥＤ１１の光は、図１９（ａ）に示すように、補償用光路５９の第５反射ミラー８９で反射され、補償用光路５９を通過して、第６反射ミラー９１で再び反射してＰＤ１３に入射する。

光路切換部材８３の回動動作は、光路切換機構制御手段の制御信号によって制御され、所定の時間間隔で光路が、検煙用光路６１と補償用光路５９に切り換えられる。
本実施の形態２の光路切換機構８１は、回動動作によって光路を切り換えるようにしているので、動きがスムーズになり、安定した動作が実現できる。
また、実施の形態１で得られるその他の効果も同様に得ることができる。

１ 減光式煙感知器
３ 筐体
５ 検煙空間
７ 検煙用光路
９ 補償用光路
１１ ＬＥＤ
１３ ＰＤ（フォトダイオード）
１５ 光路切換手段
１７ ＭＰＵ
１７ａ 火災判別手段
１７ｂ 発光制御手段
１９ ＲＯＭ
２１ ＲＡＭ
２３ 回路基板
２５ 送受信回路
２７ 開口部
２８ 発光制御回路
２９ 第１壁
３１ 第２壁
３２ 第１反射ミラー
３４ 受光増幅回路
３５ 第２反射ミラー
３７ 光路切換機構
３９ 光路切換ブロック収容室
４１ 光路切換ブロック
４３ 第３反射ミラー
４５ ＬＥＤ用窓
４７ ＰＤ用窓
４９ 第４反射ミラー
５１ 減光式煙感知器
５３ 筐体
５５ 本体
５７ ＰＣ板
５９ 補償用光路
６１ 検煙用光路
６３ 光路切換手段
６４ 検煙空間
６５ 検煙空間形成部材
６７ 挿通孔
６９ ネジ止め孔
７１ 切欠き
７３ 固定用ネジ孔
７５ 挿通孔
７７ ガイド溝
８１ 光路切換機構
８３ 光路切換部材
８５ 回動軸
８７ 枠部
８９ 第５反射ミラー
９１ 第６反射ミラー
９３ ガイド軸
９５ 開口部
９７ 第７反射ミラー
９９ 第８反射ミラー
１０１ 第９反射ミラー

Claims (3)

1. 煙が流入する検煙空間と、該検煙空間を横断するように形成された検煙用光路と、前記検煙空間とは分離して設けられた密閉空間と、該密閉空間を横断するように形成された補償用光路と、前記検煙用光路又は前記補償用光路に向けて発光する発光素子と、前記検煙用光路又は前記補償用光路を通過した光を受光可能に配設された受光素子と、前記発光素子から照射された光を前記検煙用光路と前記補償用光路に切換可能に案内する光路切換手段と、を有し、
   前記密閉空間と前記検煙空間は上下２段に形成されており、
   前記検煙空間を形成する周壁における前記光路切換手段が設置される側の第１壁は、上方に延出して前記密閉空間を形成する壁にもなっており、
   前記第１壁に対向し、前記検煙空間を形成する第２壁は、上方に延出して前記密閉空間を形成する壁にもなっており、
   前記光路切換手段によって切換えられた前記検煙用光路及び前記補償用光路を介して前記受光素子によって受光された受光量に基づいて火災の判別を行う火災判別手段とを備え、
   前記火災判別手段は、基準状態における前記補償用光路を通過して前記受光素子によって受光された受光量と監視状態における前記補償用光路を通過して前記受光素子によって受光された受光量とに基づいて受光素子の変化率を求め、該変化率を用いて基準状態における前記検煙用光路を通過して前記受光素子によって受光された受光量を監視状態における煙がない状態の受光量に補正した補正値を求め、該補正値と、監視状態における前記検煙用光路を通過して前記受光素子によって受光された受光量とに基づいて火災判別を行うことを特徴とする減光式煙感知器。
2. 前記光路切換手段は、反射ミラーを備えた光路切換部材を上下動させることによって、光路を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の減光式煙感知器。
3. 前記検煙用光路及び前記補償用光路に反射ミラーが設けられ、前記検煙用光路及び前記補償用光路は往路と復路からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の減光式煙感知器。