JP6631927B2 - 感知器、感知方法、感知システム、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、空気中において着目する成分を感知する感知器、この感知器で用いる感知方法、この感知器を用いた感知システム、この感知器で用いるプログラムに関する。

従来、一酸化炭素、煙、埃などの空気中の成分を感知する感知器が提供されている。たとえば、特許文献１には、煙の濃度を監視することによって、火災発生の可能性を示す火災警告信号を出力する火災感知器が記載されている。特許文献１には、煙だけではなく温度差も用いて火災を判定する技術が記載されている。

また、特許文献２には、煙と一酸化炭素との濃度を監視し、煙の変化率または一酸化炭素の変化率が閾値を越えた場合に、火災が発生したと判断する技術が記載されている。

特許第４０６６７６１号公報 特開２００６−２７７１３８号公報

特許文献１では、火災検知の信頼性を高めるために、煙と温度差とに対する閾値を学習している。したがって、実際に運用を開始できるまでに、比較的長い時間を要する。

一方、特許文献２では、煙あるいは一酸化炭素の濃度が閾値を越えた場合、または一酸化炭素の変化率が閾値を越えている場合に、火災警報を行っている。言い換えると、煙の濃度が閾値を越えただけで火災と判定する場合がある。そのため、湯気などに対して誤報が生じる可能性がある。

本発明は、閾値の学習を行わずに、誤報の発生を防止することを可能にした感知器を提供することを目的とする。さらに、本発明は、この感知器で用いる感知方法、この感知器を用いた感知システム、この感知器で用いるプログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る感知器は、センサが計測した煙の濃度とセンサが計測した一酸化炭素の濃度とに関して所定の条件が成立するか否かを判定する処理部と、前記条件が成立したときに報知信号を出力する報知部とを備え、前記処理部は、所定の基準時間に対する前記煙の濃度の差分に応じて、前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との一方のみについて定めた第１の条件と、前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との両方について定めた第２の条件との一方を、前記条件として選択することを特徴とする。

この感知器において、前記処理部は、所定の基準時間に対する前記煙の濃度の差分と第１の判定値との大小を前記切替条件として判定する前置判定部と、一酸化炭素の濃度を考慮せずに、前記煙の濃度が第２の判定値以上であることを含む前記第１の条件が成立するか否かを判定する第１の判定部と、前記一酸化炭素に関する差分が第３の判定値以上であることに加えて、前記煙の濃度が第２の判定値以上であることを含む前記第２の条件が成
立するか否かを判定する第２の判定部とを備え、前記前置判定部は、前記煙に関する差分が前記第１の判定値未満であると判定した場合に前記第１の判定部を選択し、前記煙に関する差分が前記第１の判定値以上であると判定した場合に前記第２の判定部を選択することが好ましい。

この感知器において、前記前置判定部は、前記煙に関する差分が前記第１の判定値以上である状態が第１の判定時間継続した場合には、前記切替条件が成立するか否かにかかわらず前記第２の判定部を選択する状態に移行し、前記一酸化炭素に関する差分が前記第３の判定値以上であることに加えて、前記煙の濃度が前記第２の判定値以上であることを含む条件が成立するか否かを判定させることが好ましい。

この感知器において、前記前置判定部は、前記煙の濃度が所定の閾値未満である状態が第２の判定時間継続した場合には、前記切替条件の判定結果に基づいて前記第１の判定部と前記第２の判定部との一方を選択する状態に復帰することが好ましい。

この感知器において、前記第２の判定時間は、前記第１の判定時間よりも長い時間に設定されていることが好ましい。

本発明に係る感知方法は、空気中における煙の濃度および一酸化炭素の濃度をセンサ部から取得し、取得した前記煙の濃度および前記一酸化炭素の濃度について所定の条件が成立するか否かを処理部が判定し、前記条件が成立したときに報知部から報知信号を出力する方法であって、所定の基準時間に対する前記煙の濃度の差分に応じて、前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との一方のみについて定めた第１の条件と、前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との両方について定めた第２の条件との一方を、前記条件として前記処理部が選択することを特徴とする。

この感知方法において、前記切替条件は、所定の基準時間に対する前記煙の濃度の差分と第１の判定値との大小であり、前記第１の条件は、前記一酸化炭素の濃度を考慮せずに、前記煙の濃度が第２の判定値以上であることを含み、前記第２の条件は、前記一酸化炭素に関する差分が第３の判定値以上であることに加えて、前記煙の濃度が第２の判定値以上であることを含み、前記煙に関する差分が前記第１の判定値未満である場合に前記処理部が前記第１の条件を選択し、前記煙に関する差分が前記第１の判定値以上である場合に前記処理部が前記第２の条件を選択することが好ましい。

本発明に係る感知システムは、上述したいずれかの感知器と、前記報知部が出力する前記報知信号により報知を行う報知器とを備えることを特徴とする。

本発明に係るプログラムは、上述したいずれかの感知器において、コンピュータを、前記処理部および前記報知部として機能させるためのものである。

本発明は、煙の濃度と一酸化炭素の濃度との一方のみについて定めた第１の条件と、煙の濃度と一酸化炭素の濃度との両方について定めた第２の条件との一方を、煙の濃度に関して定めた切替条件の判定結果に基づいて、判定の条件として選択している。そのため、本発明の感知器は、煙の濃度だけでは判定が困難である場合に、一酸化炭素の濃度も併用することを可能にし、結果的に、閾値の学習を行わずに、誤報の発生を抑制することが可能になる。

実施形態を示すブロック図である。 実施形態の動作説明図である。 実施形態の読取処理をフローチャートで表した説明図である。 実施形態の報知処理をフローチャートで表した説明図である。 実施形態の動作説明図である。 実施形態の火災判定処理の一部をフローチャートで表した説明図である。 実施形態の火災判定処理の他部をフローチャートで表した説明図である。 実施形態の火災判定処理の別部をフローチャートで表した説明図である。 実施形態の動作説明図である。 実施形態の動作説明図である。 実施形態の適用事例を説明する図である。 実施形態の他の適用事例を説明する図である。

図１に示すように、以下に説明する感知器１０は、第１のセンサ１１１と第２のセンサ１１２と処理部１２と報知部１３とを備える。第１のセンサ１１１は、空気中における煙の濃度Ｃｓを計測し、第２のセンサ１１２は、空気中における一酸化炭素の濃度Ｃｃを計測する。処理部１２は、第１のセンサ１１１が計測した煙の濃度Ｃｓと第２のセンサ１１２が計測した一酸化炭素の濃度Ｃｃとに関して所定の条件が成立するか否かを判定する。報知部１３は、条件が成立したときに報知信号を出力する。処理部１２は、第１の条件と第２の条件との一方を、煙の濃度Ｃｓに関して定めた切替条件の判定結果に基づいて前記条件として選択する。第１の条件は、煙の濃度Ｃｓと一酸化炭素の濃度Ｃｃとの一方のみについて定められ、第２の条件は、煙の濃度Ｃｓと一酸化炭素の濃度Ｃｃと両方について定められている。

処理部１２は、前置判定部１２００と第１の判定部１２０１と第２の判定部１２０２とを備えることが望ましい。前置判定部１２００は、所定の基準時間に対する煙の濃度Ｃｓの差分と第１の判定値Ｖｓ２との大小を切替条件として判定する。第１の判定部１２０１は、一酸化炭素の濃度Ｃｃを考慮せずに、煙の濃度Ｃｓが第２の判定値Ｖｓ１以上であることを含む第１の条件が成立するか否かを判定する。第２の判定部１２０２は、一酸化炭素に関する差分ΔＣｃが第３の判定値Ｖｃ２以上であることに加えて、煙の濃度Ｃｓが第２の判定値Ｖｓ１以上であることを含む第２の条件が成立するか否かを判定する。そして、前置判定部１２００は、煙に関する差分ΔＣｓが第１の判定値Ｖｓ２未満であると判定した場合に第１の判定部１２０１を選択し、煙に関する差分ΔＣｓが第１の判定値Ｖｓ２以上であると判定した場合に第２の判定部１２０２を選択する。

また、前置判定部１２００は、煙に関する差分ΔＣｓが第１の判定値Ｖｓ２以上である状態が第１の判定時間Ｔｄ１継続した場合には、切替条件が成立するか否かにかかわらず第２の判定部１２０２を選択する状態に移行することが望ましい。この場合、前置判定部１２００は、一酸化炭素に関する差分ΔＣｃが第３の判定値Ｖｃ２以上であることに加えて、煙の濃度Ｃｓが第２の判定値Ｖｓ１以上であることを含む条件が成立するか否かを第２の判定部１２０２に判定させる。さらに、前置判定部１２００は、煙の濃度Ｃｓが所定の閾値Ｖｓ０未満である状態が第２の判定時間Ｔｄ２継続した場合には、切替条件の判定結果に基づいて第１の判定部１２０１と第２の判定部１２０２との一方を選択する状態に復帰することが望ましい。この場合、第２の判定時間Ｔｄ２は、第１の判定時間Ｔｄ１よりも長い時間に設定されていることがさらに望ましい。

以下に説明する感知方法は、空気中における煙の濃度Ｃｓおよび一酸化炭素の濃度Ｃｃをセンサ部１１から取得し、取得した煙の濃度Ｃｓおよび一酸化炭素の濃度Ｃｃについて所定の条件が成立するか否かを処理部１２が判定する。さらに、この感知方法は、処理部１２による判定の結果、条件が成立したときに報知部１３から報知信号を出力する。処理部１２が判定する条件は、煙の濃度Ｃｓに関して定めた切替条件の判定結果に基づいて第１の条件と第２の条件とから選択される。第１の条件は、煙の濃度Ｃｓと一酸化炭素の濃度Ｃｃとの一方のみについて定められ、第２の条件は、煙の濃度Ｃｓと一酸化炭素の濃度との両方について定められている。

切替条件は、所定の基準時間に対する煙の濃度Ｃｓの差分と第１の判定値との大小である。また、第１の条件は、一酸化炭素の濃度Ｃｃを考慮せずに、煙の濃度Ｃｓが第２の判定値Ｖｓ１以上であることを含む。さらに、第２の条件は、一酸化炭素に関する差分ΔＣｃが第３の判定値Ｖｃ２以上であることに加えて、煙の濃度Ｃｓが第２の判定値Ｖｓ１以上であることを含む。煙に関する差分ΔＣｓが第１の判定値Ｖｓ２未満である場合に処理部１２が第１の条件を選択し、煙に関する差分ΔＣｓが第１の判定値Ｖｓ２以上である場合に処理部１２が第２の条件を選択する。

以下、本実施形態についてさらに詳しく説明する。本実施形態では、感知器１０として火災を検知する火災感知器を例示する。例示する火災感知器は、監視の対象である空間の天井などに取り付けて用いられる器体（図示せず）を備える。この火災感知器は、一酸化炭素（以下、「ＣＯ」という）の濃度と煙の濃度と温度との３種類の情報を用いて火災が発生しているか否かを検知する煙熱複合型として構成されている。すなわち、この火災感知器は、対象である空間において着目する成分がＣＯと煙とであり、さらに温度も合わせて監視することによって、火災が発生しているか否かを判断するように構成されている。

対象である空間について、温度を監視することは必須ではなく、また、本実施形態の技術は、ＣＯと煙との２種類の成分ではなく、ＣＯの濃度にのみ着目する感知器に適用することも可能である。さらに、火災感知器は、紫外線などを監視することによって炎を検出する構成が複合されていてもよい。

本実施形態の感知器１０は、図１に示すように、センサ部１１と処理部１２と報知部１３とを備える。センサ部１１は、煙の濃度を計測する第１のセンサ１１１と、ＣＯの濃度を計測する第２のセンサ１１２と、温度を計測する第３のセンサ１１３とを備えている。処理部１２は、以下に説明する処理を行うことによって、火災が発生しているか否かを判定する。

この感知器１０は、報知器２０との組み合わせにより、感知システムを構成する。すなわち、感知システムは、以下に説明する感知器１０と、報知部１３が出力する報知信号により報知を行う報知器２０とを備える。すなわち、報知部１３は、処理部１２において火災が発生していると判定されたときに報知器２０に報知信号を出力する。報知器２０としては、ブザーまたは音声合成装置のような聴覚的報知を行う構成と、発光ダイオードまたは液晶表示器のような視覚的報知を行う構成との少なくとも一方が設けられる。つまり、処理部１２において火災が発生したと判定されると、報知部１３は報知器２０を通して火災の発生を人に報知する。

火災感知器の器体は、煙が導入される空間を内部に形成している。第１のセンサ１１１は、当該空間に光を放射する発光素子と、当該空間からの光を受光する受光素子とを備えた光電式であって、煙による光の散乱を利用して煙の濃度を計測するように構成されている。ただし、第１のセンサ１１１は、煙の濃度として光の減光率に相当する値を出力するように構成されている。第１のセンサ１１１は、煙による光の散乱を利用する構成に限らず、光の透過を煙が妨げることを利用する構成であってもよい。また、第１のセンサ１１１は、光電式に限らず、イオン化式であることを妨げない。

第２のセンサ１１２は、ＣＯの濃度を計測することができる構成であれば、計測の原理
についてとくに制限はないが、低コストであることが望ましいから、ここでは、電気化学センサを想定する。電気化学センサは、触媒を備える検知極と、検知極に向かい合う対極と、検知極と対極とに挟まれるイオン伝導体とにより構成される。このセンサは、空気中の水蒸気とＣＯとが検知極の触媒で反応することにより、検知極と対極との間で電荷の移動が生じるように構成されている。

この種のセンサは、感度および精度が比較的低いから、ＣＯの濃度が小さい領域では検出精度を確保できないという問題を有している。すなわち、この種のセンサを用いる場合、ＣＯが低濃度である領域において、ＣＯの濃度を絶対値で判断することは難しい。また、他の原理でＣＯを計測するセンサには、低濃度でも精度よく計測可能な構成が知られているが、高価であるか大型であり、現状では採用することが難しい。以下に説明する感知器１０は、ＣＯの濃度が小さい領域でもＣＯの存在を検出することを可能にしている。

第３のセンサ１１３は、５０℃程度より高温を監視する構成であって、たとえば、サーミスタが採用される。

処理部１２は、センサ部１１が計測した情報を取得する取得部１２１を備える。取得部１２１は、センサ部１１との間のインターフェイス部であって、センサ部１１ごとに取得したアナログ値をデジタル値に変換する。以下では、第１のセンサ１１１に対応するデジタル値を煙の濃度、第２のセンサ１１２に対応するデジタル値をＣＯの濃度、第３のセンサ１１３に対応するデジタル値を温度値と呼ぶ。

処理部１２は、プログラムに従って動作するプロセッサを備えたデバイスを主なハードウェア要素として備える。この種のデバイスは、メモリを一体に備えるマイコン（MicroController）のほか、プロセッサを備えるデバイスとは別にメモリを備える構成であってもよい。デバイスは、報知部１３としても機能する。すなわち、このプログラムは、コンピュータを、処理部１２および報知部１３として機能させる。

プログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）にあらかじめ書き込んでおく構成を想定しているが、コンピュータのような支援装置を接続してＲＯＭに書き込む構成であってもよい。この場合、支援装置に提供するプログラムは、インターネットのような電気通信回線を通して提供するか、コンピュータで読取可能な記録媒体によって提供すればよい。

処理部１２は、ＣＯの濃度、煙の濃度、温度値を用いて火災が発生したか否かを判定する判定部１２０を備える。さらに、処理部１２は、時計部１２２、記憶部１２３、カウンタ１２４を備える。判定部１２０は、前置判定部１２００と第１の判定部１２０１と第２の判定部１２０２とを備える（図１参照）。

時計部１２２は、単位時間Ｔｕの計時を行い、処理部１２は単位時間Ｔｕに基づいてセンサ部１１から情報を取得するタイミングを定める。単位時間Ｔｕは、たとえば１秒に設定される。記憶部１２３は、取得部１２１がセンサ部１１から取得した情報を必要に応じて記憶する。カウンタ１２４の機能は後述する。

処理部１２に設けられた判定部１２０は、図２のように、読取処理Ｓ１０と報知処理Ｓ２０と火災判定処理Ｓ３０との処理を行う。読取処理Ｓ１０は、処理部１２が取得部１２１を通してセンサ部１１から情報を取得する処理であり、報知処理Ｓ２０は、報知部１３を通して火災の発生を報知する処理である。また、火災判定処理Ｓ３０は、読取処理Ｓ１０においてセンサ部１１から取得した情報を用いて火災が発生しているか否かを判定する処理である。火災判定処理Ｓ３０は、判定部１２０における前置判定部１２００と第１の判定部１２０１と第２の判定部１２０２とが行う（図１参照）。

火災が発生していなければ、読取処理Ｓ１０→報知処理Ｓ２０→火災判定処理Ｓ３０→読取処理Ｓ１０という順番で各処理が循環する。つまり、リンクＬ１１→リンクＬ１２→リンクＬ１３→リンクＬ１１という循環する経路をたどる。この経路を１周する時間は、単位時間Ｔｕよりやや長い程度になる。後述するように、読取処理Ｓ１０と報知処理Ｓ２０と火災判定処理Ｓ３０とを循環する期間には、単位時間Ｔｕの時間待ちを行う以外に、様々な処理を行う時間を含んでいるが、時間待ちを行う時間と比べて他の処理に要する時間は十分に短い。したがって、読取処理Ｓ１０と報知処理Ｓ２０と火災判定処理Ｓ３０とを循環する期間は、単位時間Ｔｕと同程度の時間になる。

一方、火災判定処理Ｓ３０において、火災が発生していると判定された場合、火災が発生していると判定されたタイミングに応じて異なる経路が選択される。すなわち、火災判定処理Ｓ３０→読取処理Ｓ１０→報知処理Ｓ２０という経路と、読取処理Ｓ１０→報知処理Ｓ２０→火災判定処理Ｓ３０→報知処理Ｓ２０という経路とのいずれかで、火災の発生が報知される。言い換えると、火災判定処理Ｓ３０により火災が発生していると判定されると、リンクＬ１３→リンクＬ１１という経路と、リンクＬ１１→リンクＬ１２→リンクＬ１４という経路とのいずれかで報知が行われる。報知処理Ｓ２０で火災の発生が報知された後には、リンクＬ１５を通して読取処理Ｓ１０に復帰する。

以下、読取処理Ｓ１０、報知処理Ｓ２０、火災判定処理Ｓ３０の各処理について、さらに詳しく説明する。図３に示すように、読取処理Ｓ１０において、判定部１２０は、第３のセンサ１１３から取得部１２１を通して温度値θを取得し（Ｓ１１）、第１のセンサ１１１から取得部１２１を通して煙の濃度Ｃｓを取得する（Ｓ１２）。判定部１２０は、温度値θと煙の濃度Ｃｓとのどちらを先に取得してもよい。取得した煙の濃度Ｃｓは煙が存在しているか否かを判断する閾値Ｖｓ０（たとえば、１［％／ｍ］）と比較される（Ｓ１３）。なお、本実施形態では、煙の濃度Ｃｓを１ｍ当たりの減光率で表し、単位には［％／ｍ］を用いている。

ここで、煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０以上である場合には（Ｓ１３：ｙｅｓ）、取得部１２１が第２のセンサ１１２からＣＯの濃度Ｃｃを取得する（Ｓ１５）。一方、煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０未満でも（Ｓ１３：ｎｏ）、カウント値ｎが所定値Ｍｃに達していれば（Ｓ１４：ｙｅｓ）、取得部１２１が第２のセンサ１１２からＣＯの濃度Ｃｃを取得する（Ｓ１５）。判定部１２０は、ＣＯの濃度Ｃｃを取得した後には（Ｓ１５）、カウント値ｎを１にリセットする（Ｓ１６）。また、煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０未満であり（Ｓ１３：ｎｏ）、カウント値ｎが所定値Ｍｃに達していなければ（Ｓ１４：ｎｏ）、判定部１２０は、カウント値ｎに１を加算する（Ｓ１７）。

要するに、ＣＯの濃度Ｃｃは、以下のいずれかのタイミングで取得部１２１が取得する。すなわち、煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０以上である場合、取得部１２１は、ＣＯの濃度Ｃｃをカウント値ｎに関係なく取得する。また、カウント値ｎが所定値Ｍｃに達するまで煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０未満である状態が継続している場合、取得部１２１は、カウント値ｎが所定値Ｍｃに達した時点でＣＯの濃度Ｃｃを取得する。言い換えると、煙の存在が検出されている場合は、ただちにＣＯの濃度Ｃｃが取得され、煙の存在が検出されていない場合は、比較的長い時間間隔でＣＯの濃度Ｃｃが取得される。煙の存在が検出されていない場合に、取得部１２１がＣＯの濃度を取得する時間間隔は、煙の存在が検出されている場合のＭｃ倍であって、Ｍｃはたとえば３〜１０程度に設定される。

以上のように、煙の濃度Ｃｓが取得され、また必要に応じてＣＯの濃度Ｃｃが取得されると、読取処理Ｓ１０が終了する。読取処理Ｓ１０の後には、報知処理Ｓ２０に移行する。図４に示すように、報知処理Ｓ２０において、判定部１２０は、火災判定処理Ｓ３０ですでに火災と判定されているか否かを判断する（Ｓ２１）。火災判定処理Ｓ３０は、後述するように、火災が発生していると判定すると火災フラグＦ１を「１」に設定し、火災が発生していないと判定すると火災フラグＦ１を「０」に設定する。

ステップＳ２１において、火災フラグＦ１が「１」でなければ（Ｓ２１：ｎｏ）、火災判定処理Ｓ３０に移行する。一方、ステップＳ２１において、火災フラグＦ１が「１」であれば（Ｓ２１：ｙｅｓ）、火災が発生している可能性が高いから、判定部１２０は、ステップＳ１２で取得した煙の濃度Ｃｓを（第２の）判定値Ｖｓ１と比較する（Ｓ２２）。判定値Ｖｓ１は、閾値Ｖｓ０よりも大きい値（たとえば、３．５［％／ｍ］）に設定されている。

ここで、煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１以上である場合（Ｓ２２：ｙｅｓ）、報知部１３を通して火災の報知を行う（Ｓ２６）。すなわち、処理部１２は、火災が発生している可能性が高いことが示され、かつ煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１以上であるときには、報知部１３を通して火災の報知が行われる。

一方、火災が発生している可能性が高いと判定されても（Ｓ２１：ｙｅｓ）、煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１未満である場合（Ｓ２２：ｎｏ）、火災フラグＦ１を「０」にしてリセットし（Ｓ２３）、さらにカウント値Ｉｃを０にリセットする（Ｓ２４）。カウント値Ｉｃは、火災判定処理Ｓ３０においてＣＯの濃度Ｃｃについて後述する判定を行った回数を計数するために用いられる。

以上のように、判定部１２０は、ステップＳ２１において火災フラグＦ１が「１」であって、火災が発生している可能性があると判定された後、ステップＳ２２において煙の濃度Ｃｓが火災の条件を満足しない場合、火災は発生していないと判定する。ステップＳ２４の後には、火災判定処理Ｓ３０に移行し、火災が発生しているか否かが判定される。

報知処理Ｓ２０において、報知部１３を通して火災の報知を行う条件には、火災判定処理Ｓ３０の後に、火災フラグＦ１が「０」ではないという条件もある（Ｓ２５：ｎｏ）。したがって、判定部１２０は、以下のいずれかの条件が成立した場合に、報知部１３を通して火災の報知を行う（Ｓ２６）。すなわち、判定部１２０は、火災フラグＦ１が「１」かつ煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１以上であるという条件と、火災判定処理Ｓ３０の後に火災フラグＦ１が「０」でないという条件とのいずれかが成立した場合に、火災の報知を行う（Ｓ２６）。

火災判定処理Ｓ３０の後に火災フラグＦ１が「０」である場合は（Ｓ２５：ｙｅｓ）、火災は発生していないと判断される。判定部１２０は、火災判定処理Ｓ３０の後に火災フラグＦ１が「０」である場合（Ｓ２５：ｎｏ）、単位時間Ｔｕの経過後に（Ｓ２７）、読取処理Ｓ１０に復帰する。単位時間Ｔｕは、たとえば１秒などに設定される。単位時間Ｔｕが１秒に設定されていれば、煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０未満である状態が継続している期間に、ステップＳ１５でＣＯの濃度Ｃｃが取得される時間間隔は、Ｍｃ秒程度になる。実際には、読取処理Ｓ１０と報知処理Ｓ２０と火災判定処理Ｓ３０との処理時間をＴｐとすれば、（１＋Ｔｐ）×Ｍｃ秒であるが、Ｔｐ≪１であるから、ＣＯの濃度Ｃｃが取得される時間間隔はほぼＭｃ秒になる。

ところで、図４に示す報知処理Ｓ２０の例では、ステップＳ２６において火災の報知を行った場合も、単位時間Ｔｕの経過後に（Ｓ２７）、読取処理Ｓ１０に復帰している。したがって、判定部１２０は、ステップＳ２６において火災の報知を行った場合、火災の報知を継続させた状態で読取処理Ｓ１０に復帰する。すなわち、火災の報知が行われた後には、火災の報知が継続されることになる。

なお、報知処理Ｓ２０は、火災の報知が誤報であった場合に、報知を停止させる処理を含んでいてもよい。つまり、読取処理Ｓ１０に復帰した後に報知処理Ｓ２０に移行したときに、火災判定処理Ｓ３０が実施され、その火災判定処理Ｓ３０において火災フラグＦ１が「０」になると報知を停止させるように構成してもよい。

次に、火災判定処理Ｓ３０について、図５〜図８を用いて説明する。火災判定処理Ｓ３０は、図５に示すように、大略すると３種類の処理に分けられる。前置処理Ｓ３１は、第３のセンサ１１３から得られる温度値θのみで火災が発生している可能性を判断する。また、第１の処理Ｓ３２は、煙の濃度Ｃｓのみを用いて火災が発生している可能性を判断する。さらに、第２の処理Ｓ３３は、煙の濃度ＣｓとＣＯの濃度Ｃｃとを用いて火災が発生している可能性を判断する。前置処理Ｓ３１は前置判定部１２００が行い、第１の処理Ｓ３２は第１の判定部１２０１が行い、第２の処理Ｓ３３は第２の判定部１２０２が行う。

つまり、火災判定処理Ｓ３０は、火災の発生を判定するために、温度値θのみを用いる前置処理Ｓ３１と、煙の濃度Ｃｓのみを用いる第１の処理Ｓ３２と、ＣＯの濃度Ｃｃと煙の濃度Ｃｓとを組み合わせて用いる第２の処理Ｓ３３とを含む。第２の処理Ｓ３３は、ＣＯの濃度Ｃｃと煙の濃度Ｃｓと温度値θとのいずれもが条件を満足しない場合に、火災が発生していないと判定するか、火災が発生しているか否かを後の火災判定処理Ｓ３０に委ねるかを決める処理も含んでいる。図５において、「確定」は火災が発生していると確定したことを示し、「未確定」は、火災が発生している可能性があるが確定できないことを示している。

前置処理Ｓ３１を行う前置判定部１２００は、図６に示すように、第３のセンサ１１３から取得した温度値θを判定値Ｖｔ１と比較し、かつ所定の基準時間Ｔ１に対する温度値θの差分Δθを判定値Ｖｔ２と比較する（Ｓ３１１）。たとえば、時刻ｔにおける温度値をθ（ｔ１）、時刻ｔにおける差分をΔθ（ｔ）と表せば、Δθ（ｔ）＝θ（ｔ）−θ（ｔ−Ｔ１）になる。差分Δθは、基準時間Ｔ１だけ離れた時点で取得した２つの温度値θの差である。

差分Δθは、基準時間Ｔ１で除算すれば温度勾配を求めることができる。また、基準時間Ｔ１が適宜の単位時間（たとえば、６０秒）に設定されていれば、差分Δθと温度勾配とは一致する。したがって、ステップＳ３１１の条件は、基準時間Ｔ１に対する差分Δに代えて温度勾配を用いてもよい。

温度値θに対する判定値Ｖｔ１は、たとえば６０［℃］程度に設定され、基準時間Ｔ１は、たとえば１〜３分程度に設定される。つまり、判定値Ｖｔ１は火災の発生時以外には生じない程度の温度値に設定され、基準時間Ｔ１は、火災の発生時に温度の上昇が観測される期間の長さに基づいて設定される。

ところで、判定部１２０が第３のセンサ１１３から温度値θを取得する時間間隔は基準時間Ｔ１よりも短い（たとえば、１秒程度）。したがって、温度に関する差分Δθは、複数回の火災判定処理Ｓ３０を行った後に求められる。処理部１２は記憶部１２３を備えており、記憶部１２３は、取得部１２１が第３のセンサ１１３から温度値θを取得するたびに温度値θを保存する記憶領域を備える。記憶部１２３において、温度値θを記憶する記憶領域はシフトレジスタと等価に機能し、差分Δθは先頭のデータ（最古のデータ）と末尾のデータ（最新のデータ）との差として求められる。

ステップＳ３１１では、θ≧Ｖｔ１とΔθ≧Ｖｔ２との少なくとも一方の条件を満足している場合に、火災が発生していると判断し、火災フラグＦ１を「１」に設定する（Ｓ３
４）。一方、ステップＳ３１１において、θ≧Ｖｔ１とΔθ≧Ｖｔ２とのどちらの条件も満足しない場合、言い換えると、θ＜Ｖｔ１かつΔθ＜Ｖｔ２である場合、仮判定フラグＦ２が「１」か否かが判定される（Ｓ３１２）。

差分Δθを求める基準時間Ｔ１が比較的長く設定されているから、火災の発生に伴って温度値θが急激に上昇する期間の差分Δθと、温度値θの変化が比較的少ない期間の差分Δθとの大きさを区別しやすくなる。その結果、火災の発生に伴って温度値θが急激に上昇する期間と、温度値θの変動が少ない期間との判別が容易になる。

仮判定フラグＦ２は、火災の発生について未確定であって、後の火災判定処理Ｓ３０に判定を委ねるという場合に「１」が設定される。つまり、仮判定フラグＦ２は、火災が発生していると確定できないが、火災が発生している可能性を否定できない場合に、「１」が設定される。一方、火災が発生していないと確定できる場合には、前置判定部１２００は、仮判定フラグＦ２を「０」に設定する。

ステップＳ３１２において、仮判定フラグＦ２が「１」でなければ、前置判定部１２００は、煙に関する濃度Ｃｓの差分ΔＣｓを（第１の）判定値Ｖｓ２と比較する（Ｓ３１３）。温度値θの差分Δθと同様に、時刻ｔにおける煙の濃度をＣｓ（ｔ）、時刻ｔにおける煙に関する濃度Ｃｓの差分をΔＣｓ（ｔ）と表せば、ΔＣｓ（ｔ）＝Ｃｓ（ｔ）−Ｃｓ（ｔ−Ｔ２）になる。差分ΔＣｓは、基準時間Ｔ２だけ離れた時点の煙の濃度Ｃｓの差であるから、基準時間Ｔ２で除算すれば煙に関する濃度勾配を求めることができる。すなわち、基準時間Ｔ２が適宜の単位時間（たとえば、６０秒）に設定されていれば、差分ΔＣｓは煙に関する濃度勾配と等価になる。したがって、ステップＳ３１２は基準時間Ｔ２に対する差分ΔＣｓに代えて濃度勾配を用いてもよい。

基準時間Ｔ２は、３０秒〜２分程度に設定されている。つまり、読取処理Ｓ１０で取得部１２１が煙の濃度Ｃｓを取得する時間間隔よりも十分に長い時間に設定されている。ただし、差分ΔＣｓは火災判定処理Ｓ３０ごとに更新される。

煙の濃度Ｃｓと基準時間Ｔ２と差分ΔＣｓとの関係を図９に示す。図中には煙の濃度Ｃｓの濃度勾配α２も示している。図に示すように、基準時間Ｔ２が比較的長く設定されているから、時間経過に伴って煙の濃度Ｃｓが変動したとしても、煙の濃度Ｃｓの変化の傾向は判別できる。

ここで、基準時間Ｔ２に対する煙に関する濃度Ｃｓの差分ΔＣｓを求めるために、取得部１２１が取得した煙の濃度Ｃｓは、温度値θの差分Δθを求める場合と同様に、記憶部１２３に格納される。すなわち、記憶部１２３は、取得部１２１が第１のセンサ１１１から濃度Ｃｓを取得するたびに濃度Ｃｓを保存する記憶領域を備える。記憶部１２３において、煙の濃度Ｃｓを保存する記憶領域はシフトレジスタと等価に機能し、差分ΔＣｓは先頭のデータ（最古のデータ）と末尾のデータ（最新のデータ）とから求められる。

ところで、ステップＳ３１２において、仮判定フラグＦ２が「１」である場合、火災が発生しているか否かが未確定であるから、以後の処理において火災が発生しているか否かを確定する必要がある。そこで、煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０未満である状態が、（第２の）判定時間Ｔｄ２にわたって継続していれば（Ｓ３１４：ｙｅｓ）、仮判定フラグＦ２を「０」にし（Ｓ３１５）、火災が発生していないことを確定する。つまり、判定時間Ｔｄ２に相当する回数の火災判定処理Ｓ３０が行われる期間において、煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０未満である状態が継続していると（Ｓ３１４：ｙｅｓ）、前置判定部１２００は仮判定フラグＦ２を「０」にする（Ｓ３１５）。

判定時間Ｔｄ２は、判定部１２０が第１のセンサ１１１から煙の濃度Ｃｓを取得する周期（たとえば、１秒程度）よりも十分に長い時間に設定され、たとえば６０秒に設定される。読取処理Ｓ１０と報知処理Ｓ２０と火災判定処理Ｓ３０とが１秒程度の周期で繰り返されるとすれば、判定時間Ｔｄ２は、６０回程度の火災判定処理Ｓ３０が行われる時間に相当する。閾値Ｖｓ０は、煙が発生していると判定するための下限値であって、火災の発生を判定する際に用いる判定値Ｖｓ１よりも十分に小さい値が用いられる（たとえば、Ｖｓ０≒０．３・Ｖｓ２）。

ステップＳ３１４において、煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０未満である状態が、判定時間Ｔｄ２にわたって継続していない場合は（Ｓ３１４：ｎｏ）、第２の処理Ｓ３３に移行する。つまり、判定時間Ｔｄ２の経過前に濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０以上になった場合は、第２の処理Ｓ３３に移行する。ステップＳ３１３では、煙に関する濃度Ｃｓの差分ΔＣｓが判定値Ｖｓ２未満である場合（または、煙に関する濃度勾配α２が比較的小さい場合）は第１の処理Ｓ３２に移行する。また、ステップＳ３１３では、差分ΔＣｓが判定値Ｖｓ２以上である場合（または、煙に関する濃度勾配α２が比較的大きい場合）は第２の処理Ｓ３３に移行する。

要するに、前置処理Ｓ３１におけるステップＳ３１３の条件［ΔＣｓ≧Ｖｓ２］は第１の処理Ｓ３２と第２の処理Ｓ３３とのどちらを選択するかを決める切替条件になる。処理部１２は、ステップＳ３１３の条件が満たされないと（Ｓ３１３：ｎｏ）、第１の処理Ｓ３２を選択し、ステップＳ３１３の条件が満たされると（Ｓ３１３：ｙｅｓ）、第２の処理Ｓ３３を選択する。

第１の処理Ｓ３２および第２の処理Ｓ３３は、後述するように、カウント値を用いる。したがって、処理部１２は、カウント値を計数するカウンタ１２４を備える。このカウンタ１２４は、加算と減算とが可能であって、カウント値の最小値は０である。また、報知処理Ｓ２０において火災フラグＦ１が「０」に設定されるか（Ｓ２３）、火災判定処理Ｓ３０において仮判定フラグＦ２が「０」に設定されると（Ｓ３１５）、カウンタ１２４のカウント値は０に戻される。カウンタ１２４は、煙が検出され続けている継続時間に相当するカウント値と、ＣＯが検出され続けている継続時間に相当するカウント値との計数を行うように構成されている。

図７に示す第１の処理Ｓ３２を行う第１の判定部１２０１は、上述したように、煙の濃度Ｃｓのみを用いて火災の発生を判定する。第１の判定部１２０１は、仮判定フラグＦ２が「０」であり（Ｓ３１２：ｎｏ）、かつ煙に関する濃度Ｃｓの差分ΔＣｓが判定値Ｖｓ２未満（ΔＣｓ＜Ｖｓ２）であること（Ｓ３１３：ｎｏ）を前提条件にしている。この前提条件は、火災は発生しておらず、かつ判定時間Ｔｄ２において煙の濃度Ｃｓの変化が認識されなかったことを意味している。言い換えると、第１の処理Ｓ３２の前提条件は、火災が発生していない可能性が高いことを示している。

第１の判定部１２０１において火災が発生していると判定する条件は、煙の濃度Ｃｓが高い状態が比較的長い時間（たとえば、１０秒程度）にわたって継続することである。煙が検出され続けている継続時間は、取得部１２１が取得した煙の濃度Ｃｓが連続して高い状態の時間に限らない。つまり、濃度Ｃｓが高い状態が不連続であっても、煙の濃度Ｃｓが高い状態が持続していると判定される場合は、カウンタ１２４が継続時間に相当するカウント値を計数する。

第１の処理Ｓ３２において、第１の判定部１２０１は、読取処理Ｓ１０において取得された煙の濃度Ｃｓを判定値Ｖｓ１と比較する（Ｓ３２１）。煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１以上である場合は（Ｓ３２１：ｙｅｓ）、カウンタ１２４において煙に対応するカウント値Ｉｓに１が加算される（Ｓ３２２）。また、煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１未満である場合は（Ｓ３２１：ｎｏ）、カウント値Ｉｓから２が減算される（Ｓ３２３）。カウント値Ｉｓは、継続時間を見積もるために用いられる。

カウント値Ｉｓは基準値Ｎｓと比較される（Ｓ３２４）。カウント値Ｉｓが基準値Ｎｓ以上になると（Ｓ３２４：ｙｅｓ）、第１の判定部１２０１は、煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１以上である状態が継続していたと判定し、火災フラグＦ１を「１」に設定する（Ｓ３４）。なお、カウント値Ｉｓが基準値Ｎｓ未満であれば（Ｓ３２４：ｎｏ）、判定部１２０は報知処理Ｓ２０に移行する。

ところで、継続時間は、カウント値Ｉｓが基準値Ｎｓに達するまでの時間であるから、継続時間が基準値Ｎｓに達するまでに煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１未満になる状態が生じることを許容している。これは、煙の濃度Ｃｓは時間経過に伴って変動し、火災の発生時に煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１以上になった後にも、煙の濃度Ｃｓが一時的に判定値Ｖｓ１未満になる状態が生じ得るからである。このように濃度Ｃｓが一時的に低下しても継続して煙の濃度Ｃｓが監視されるから、火災が発生している場合の煙の濃度Ｃｓが継続していれば火災の発生が検出され、失報が防止されることになる。

逆に、喫煙あるいは調理などによって煙の濃度Ｃｓが一時的に判定値Ｖｓ１以上になる場合には、カウント値Ｉｓが基準値Ｎｓに達することはないから、基準値Ｎｓが適切に設定されていれば、誤報の発生が防止される。また、煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１未満であると、カウント値Ｉｓから２が減算されるから（Ｓ３２３）、煙の濃度Ｃｓが低い場合に、カウント値Ｉｓが基準値Ｎｓに達するまでの時間が長くなり、このことからも誤報を抑制する効果が期待できる。

ところで、第２の処理Ｓ３３を行う第２の判定部１２０２は、火災が発生していることを判定する条件として、煙の濃度Ｃｓに加えてＣＯの濃度Ｃｃも用いる。第２の処理Ｓ３３に対しては、２種類の前提条件があり、いずれか一方の前提条件が満たされると第２の処理Ｓ３３が実行される。一方の前提条件は、仮判定フラグＦ２が「０」であり（Ｓ３１２：ｎｏ）、かつ煙に関する濃度Ｃｓの差分ΔＣｓが判定値Ｖｓ２以上（ΔＣｓ≧Ｖｓ２）であること（Ｓ３１３：ｙｅｓ）である。また、他方の前提条件は、仮判定フラグＦ２が「１」であり（Ｓ３１２：ｙｅｓ）、かつ煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０以上である状態が、判定時間Ｔｄ２において継続していること（Ｓ３１４：ｎｏ）である。第２の処理Ｓ３３は、どちらの条件を前提条件とする場合も、煙の濃度Ｃｓに関する条件を含んでいる。

図８に示す第２の処理Ｓ３３を行う第２の判定部１２０２は、ステップＳ３１３またはステップＳ３１４の後に（Ｓ３１３：ｙｅｓまたはＳ３１４：ｎｏ）、所定の基準時間Ｔ３に対する濃度Ｃｃの差分ΔＣｃを（第３の）判定値Ｖｃ２と比較する（Ｓ３３１）。基準時間Ｔ３は、基準時間Ｔ２と同様に、３０秒〜２分程度に設定され、差分ΔＣｃは火災判定処理Ｓ３０ごとに更新される。

ここに、ＣＯの濃度Ｃｃは、読取処理Ｓ１０において取得部１２１が取得した濃度Ｃｃではなく、濃度Ｃｃの移動平均値が用いられる。移動平均値を算出する際の濃度Ｃｃの個数は５〜１５個程度が望ましい。つまり、ＣＯの濃度Ｃｃは、取得部１２１で取得した個々の値ではなく、濃度Ｃｃを求める時刻から所定時間だけ遡った所定個数の濃度Ｃｃの平均値が用いられる。

いま、取得部１２１が取得したＣＯの濃度Ｃｃについて時系列をＣ１、Ｃ２、……、Ｃｍとする。いま、１２個の濃度の移動平均値をＣＯの濃度Ｃｃとして用いるとすれば、濃度Ｃｃの移動平均値は、（Ｃ１＋Ｃ２＋…＋Ｃ１２）／１２、（Ｃ２＋Ｃ３＋…＋Ｃ１３）／１２、（Ｃ３＋Ｃ４＋…＋Ｃ１４）／１２、…になる。

ＣＯの濃度Ｃｃが移動平均値であるから、ＣＯの濃度を計測する第２のセンサ１１２として計測の精度が比較的低い電気化学センサを採用した場合でも、ＣＯの濃度Ｃｃに変化が生じていることを高い精度で検出することが可能になる。

たとえば、火災によりＣＯが生じる場合、ＣＯの濃度勾配は少なくとも１〜５ｐｐｍ／ｍｉｎ程度になる。第２のセンサ１１２が電気化学センサである場合、読取処理Ｓ１０毎に取得されるＣＯの濃度Ｃｃの時系列において隣接する濃度Ｃｃから濃度勾配を求めても、火災の判定に利用できるほどの十分な精度が得られない。

これに対し、本実施形態では、ＣＯの濃度Ｃｃについて移動平均値を用いて濃度Ｃｃの差分ΔＣｃを求め、この差分ΔＣｃを用いて火災が発生しているか否かを判定するから、ＣＯの濃度Ｃｃの変化を精度よく判別することが容易である。

ＣＯに関する濃度Ｃｃの差分ΔＣｃが判定値Ｖｃ２以上である場合は（Ｓ３３１：ｙｅｓ）、カウンタ１２４においてＣＯに対応するカウント値Ｉｃに１が加算され（Ｓ３３２）、その後、煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１と比較される（Ｓ３３４）。

ここに、煙に関する濃度Ｃｓの差分ΔＣｓと同様に、時刻ｔにおけるＣＯの濃度をＣｃ（ｔ）、時刻ｔにおけるＣＯに関する濃度Ｃｃの差分をΔＣｃ（ｔ）と表せば、ΔＣｃ（ｔ）＝Ｃｃ（ｔ）−Ｃｃ（ｔ−Ｔ３）になる。差分ΔＣｃは、基準時間Ｔ３だけ離れた時点のＣＯの濃度Ｃｃの差である。

ＣＯの濃度勾配は、この差分ΔＣｃを基準時間Ｔ３で除算すればＣＯの濃度勾配になる。したがって、基準時間Ｔ３が適宜の単位時間（たとえば、６０秒）に設定されていれば、差分ΔＣｃは濃度勾配に一致する。したがって、ステップＳ３３１は、基準時間Ｔ３に対する差分ΔＣｃに代えて濃度勾配を用いてもよい。上述したように、基準時間Ｔ３は、基準時間Ｔ２と同程度に設定される。また、処理部１２の内部処理を簡単にするために、基準時間Ｔ３は基準時間Ｔ２と同じにすることが望ましい。

ＣＯの濃度Ｃｓと基準時間Ｔ３と差分ΔＣｃとの関係を図１０に示す。図中にはＣＯに関する濃度Ｃｓの濃度勾配α３も示している。この図から、基準時間Ｔ３が適切に設定されていれば、基準時間Ｔ３の期間における濃度Ｃｓの精度が不十分であっても、ＣＯの濃度Ｃｃに比較的大きい変化が生じている場合は、ＣＯの濃度Ｃｃの変化を判別できることがわかる。

ところで、ステップＳ３３４において、煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１以上である場合（Ｓ３３４：ｙｅｓ）、煙に対応するカウント値Ｉｓに１が加算される（Ｓ３３５）。また、煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１未満である場合（Ｓ３３４：ｎｏ）、煙に対応するカウント値Ｉｓから２が減算される（Ｓ３３６）。ステップＳ３３４〜Ｓ３３６は、第１の処理Ｓ３２におけるステップＳ３２１〜Ｓ３２３と同処理である。ステップＳ３３６においてカウント値Ｉｓから２を減算した後、判定部１２０は報知処理Ｓ２０に移行する。

また、ステップＳ３３５の後には、第２の判定部１２０２は、ＣＯに関するカウント値Ｉｃを基準値Ｎｃと比較する（Ｓ３３７）。カウント値Ｉｃが基準値Ｎｃ以上である場合（Ｓ３３７：ｙｅｓ）、さらに、煙に関するカウント値Ｉｓが基準値Ｎｓと比較される（Ｓ３３８）。ここで、カウント値Ｉｓが基準値Ｎｓ以上である場合（Ｓ３３８：ｙｅｓ）、第２の判定部１２０２は、火災フラグＦ１を「１」にする（Ｓ３４）。カウント値Ｉｃが基準値Ｎｃ未満である場合（Ｓ３３７：ｎｏ）、あるいはカウント値Ｉｓが基準値Ｎｓ未満である場合（Ｓ３３８：ｎｏ）、判定部１２０は報知処理Ｓ２０に移行する。

図８に示す第２の処理Ｓ３３では、ステップＳ３３１において、ＣＯに関する濃度Ｃｃの差分ΔＣｃが判定値Ｖｃ２未満である場合（Ｓ３３１：ｎｏ）、カウンタ１２４においてＣＯに対応するカウント値Ｉｃから２が減算される（Ｓ３３３）。また、ステップＳ３３３の後には、煙に関する濃度Ｃｃの差分ΔＣｃが判定値Ｖｓ２以上である状態が（第１の）判定時間Ｔｄ１にわたって継続しているか否かが判定される（Ｓ３３９）。

判定時間Ｔｄ１に相当する回数の火災判定処理Ｓ３０が行われる期間において、煙に関する濃度Ｃｓの差分ΔＣｓが判定値Ｖｓ２以上である状態が継続すると（Ｓ３３９：ｙｅｓ）、仮判定フラグＦ２は「１」に設定される（Ｓ３４０）。差分ΔＣｓが判定値Ｖｓ２以上である状態が継続している時間が判定時間Ｔｄ１に達しない場合、あるいはステップＳ３４０の後には、判定部１２０は報知処理Ｓ２０に復帰する。

ここに、判定時間Ｔｄ１は、煙の濃度Ｃｓが急激に増加する状態の継続時間を判定するために設定されている。煙の発生が火災を原因とする場合、煙の濃度Ｃｓが急激に増加する時間は、１０秒程度を超えて継続する。したがって、判定時間Ｔｄ１も１０秒程度に設定される。つまり、前置判定部１２００が用いる（第２の）判定時間Ｔｄ２は、第２の判定部１２０２が用いる（第１の）判定時間Ｔｄ１よりも長い時間に設定されている。

以上説明したように、火災判定処理Ｓ３０において、前置処理Ｓ３１は、温度値θを用いて火災の発生を判定するだけではなく、第１の処理Ｓ３２および第２の処理Ｓ３３に対する前提条件を定めている。第１の処理Ｓ３２に対しては、火災が発生していないと判断されている状態で（Ｆ２＝０）、煙の濃度Ｃｓの変化が少ない（ΔＣｓ＜Ｖｓ２）ことを前提条件に定めている。また、第２の処理Ｓ３３に対しては、２種類の前提条件を定めている。一方の前提条件は、火災が発生していないと判断されている状態で（Ｆ２＝０）、煙の濃度Ｃｓが急激に上昇すること（ΔＣｓ≧Ｖｓ２）である。さらに、他方の前提条件は、火災が発生しているか否かが確定しておらず（Ｆ２＝１）、煙の発生が判定時間Ｔｄ２において継続的に検出されていることである。

以上説明したように、前置判定部１２００は、ステップＳ３１３において、煙に関する濃度Ｃｃの差分ΔＣｓを第１の判定値Ｖｓ２と比較し、ΔＣｓ＜Ｖｓ２であると第１の判定部１２０１を選択し、ΔＣｓ≧Ｖｓ２であると第２の判定部１２０２を選択する。第１の判定部１２０１は、一酸化炭素の濃度Ｃｓを考慮することなく、煙の濃度Ｃｓについて判定する。また、第２の判定部１２０２は、一酸化炭素の濃度Ｃｃの差分ΔＣｃに加えて煙の濃度Ｃｓについて判定する。

さらに、処理部１２は、第２の処理Ｓ３３において、煙に関する濃度Ｃｓの差分ΔＣｓが（第１の）判定値Ｖｓ２以上である状態が第１の判定時間Ｔｄ１継続した場合、仮判定フラグＦ２が「１」になる。その結果、前置判定部１２００は、煙に関する濃度Ｃｓの差分ΔＣｓを第１の判定値Ｖｓ２と比較する処理を中断する。したがって、第２の判定部１２０２で第２の処理Ｓ３３が継続して行われる。

ここに、図６に示す前置処理では、仮判定フラグＦ２が「１」である場合に、前置判定部１２００が、切替条件［ΔＣｓ≧Ｖｓ２］が成立するか否かを判断しないように構成しているが、切替条件の判断を行う構成を採用してもよい。ただし、前置判定部１２００は、切替条件の判断を行う場合であっても、仮判定フラグＦ２が「１」であれば、切替条件が成立するか否かにかかわらず第２の判定部１２０２を選択するように構成する。この動作から明らかなように、仮判定フラグＦ２は、第２の判定部１２０２で判断される条件［ΔＣｓ≧Ｖｓ２が判定時間Ｔｄ１継続］が成立したという判定結果を、前置判定部１２００に引き渡す機能を有する。

第２の判定部１２０２は、一酸化炭素に関する濃度Ｃｃの差分ΔＣｃが（第３の）判定値Ｖｃ２以上であることに加えて、煙の濃度Ｃｓが（第２の）判定値Ｖｓ１以上であることを含む条件が成立するか否かを判定する。ここで、前置判定部１２００は、煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０未満である状態が（第２の）判定時間Ｔｄ２継続した場合、切替条件に応じて第１の判定部１２０１と第２の判定部１２０２とを選択する状態に復帰する。図６に示す動作例では、ステップＳ３１３において、煙に関する濃度Ｃｓの差分ΔＣｓを（第１の）判定値Ｖｓ２と比較する処理が行われる状態に復帰している。

なお、閾値Ｖｓ０は、煙の濃度Ｃｓに対する判定値Ｖｓ１および煙に関する濃度Ｃｓの差分ΔＣｓに対する判定値Ｖｓ２とは、数値の上では、Ｖｓ０＜Ｖｓ１−Ｖｓ２の関係に設定されている。これは、前置判定部１２００が仮判定フラグＦ２を「１」にしていた状態から仮判定フラグＦ２を「０」にしたことによって、ステップＳ３１３を通過する処理に復帰した直後に、煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１以上になるのを防止するためである。閾値Ｖｓ０が、（Ｖｓ１−Ｖｓ２）以上である場合、ステップＳ３１３において差分ΔＣｓが判定値Ｖｓ２未満であっても（Ｖｓ０＋Ｖｓ２）が判定値Ｖｓ１以上になる。つまり、煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１以上になり、煙に対応するカウント値Ｉｓに１が加算されることになる。一方、本実施形態は、閾値Ｖｓ０が（Ｖｓ１−Ｖｓ２）以下であるから、ステップＳ３１３において（Ｖｓ０＋Ｖｓ２）が判定値Ｖｓ１未満になり、煙に対応するカウント値Ｉｓへの加算が防止される。

ところで、火災の際に燃焼する物質の種類、火災が生じている場所の環境などの様々な要因によって、火災の態様は変化する。このような火災の態様は１０種類程度の態様に類型化されており、火災による煙の濃度ＣｓおよびＣＯの濃度Ｃｃの時間変化については、短い時間で急激に立ち上がる場合と、比較的長い時間で緩やかに立ち上がる場合とが知られている。また、濃度Ｃｓ、Ｃｃは、火災の態様により、比較的高い値まで上昇する場合と、比較的低い値までしか上昇しない場合と、飽和する場合と、一旦上昇した後に減少する場合とがある。

また、火災が発生してから濃度Ｃｓ、Ｃｃが立ち上がり始めるまでの時間も火災の態様によって異なっている。煙の濃度ＣｓとＣＯの濃度Ｃｃとが立ち上がるタイミングが異なる場合もあるが、一般的には、煙の濃度ＣｓとＣＯの濃度Ｃｃとが立ち上がるタイミングには類似した傾向が見られることが知られている。そして、火災感知器では、火災の発生からおおむね１０分間程度の時間内で火災の発生を検知することが要求される。以上のように、火災感知器は、様々な態様の火災に対して、１０分程度の時間内で火災の発生を判定する必要がある。

上述した構成例において、火災判定処理Ｓ３０のうち、第１の処理Ｓ３２は、煙の濃度Ｃｓが継続的かつ徐々に立ち上がる態様の火災について、火災の発生を検出することが可能である。また、煙の濃度Ｃｓが急激に上昇する態様の火災は、第２の処理Ｓ３３により検出することが可能である。第２の処理Ｓ３３では、煙の濃度Ｃｓが急激に立ち上がる火災について、ＣＯの濃度Ｃｃの上昇傾向も考慮して火災の発生が判定される。ＣＯの濃度Ｃｃが比較的小さい場合でも、ＣＯに関する濃度Ｃｃの差分ΔＣｃが判定値Ｖｃ２以上であれば、火災の発生と判定する場合がある。

すなわち、第２の処理Ｓ３３では、ＣＯの濃度Ｃｃが比較的小さい場合でも、ＣＯに関する濃度Ｃｃの差分ΔＣｃが比較的大きい場合には、複数回の火災判定処理Ｓ３０を繰り返す間に、火災の判定を行うことが可能になっている。この処理において、火災が発生したと判定される条件には、煙の濃度Ｃｓが判定値Ｖｓ１以上である状態が継続しているこ
とも含まれる。つまり、第２の処理Ｓ３３において火災が発生したと判定されるのは、煙の濃度Ｃｃが比較的高い状態が継続しており、かつ煙の濃度Ｃｓが急激に上昇し、しかも、ＣＯに関する濃度Ｃｃが上昇する状態を継続しているような態様の火災になる。

第２の処理Ｓ３３では、煙の濃度Ｃｓが急激に上昇する状態が短時間しか持続せず、かつＣＯに関する濃度Ｃｃの差分ΔＣｃが比較的小さい場合には、火災とは判定されない。このような事象は、ドライアイスから生じる白煙、あるいは湯気などによって生じることが想定されており、第２の処理Ｓ３３により、ドライアイスから生じる白煙あるいは湯気と火災による煙とを区別することが可能になる。

つまり、煙の濃度Ｃｓが急激に上昇する状態が比較的長い時間に亘って継続する場合、ＣＯに関する濃度Ｃｃの差分ΔＣｃが比較的小さい場合でも火災が発生している可能性を否定できない。したがって、このような場合には、仮判定フラグＦ２を「１」に設定し、判定結果の確定を以後の火災判定処理Ｓ３０に委ねる。

図１１は、保温機能を備えない電気ポット（いわゆる、電気ケトル）から発生する湯気を第１のセンサ１１１が計測した場合の計測値（濃度Ｃｓ）の変化の例を示している。図において、煙の濃度Ｃｓが立ち上がってから時刻ｔ４に達するまでの時間は６分程度である。また、図中での濃度Ｃｓの最大値は１５％／ｍ程度である。

ところで、図１１に示す例では、時刻ｔ４までのほぼ全期間において煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０以上である場合を想定している。この例では、火災判定処理Ｓ３０におけるステップＳ３１１において、温度値θは火災が発生している場合の条件を満たさない。つまり、ステップＳ３１１からはステップＳ３１２に移行する。

また、図示例において、湯気の発生が開始され、濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０以上になってから時刻ｔ３までは、濃度Ｃｓが増加する期間であり、時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、濃度Ｃｓが減少する期間である。さらに、時刻ｔ１は、火災判定処理Ｓ３０のステップＳ３３９の条件［ΔＣｓ≧Ｖｓ２が判定時間Ｔｄ１継続］が満たされた時点を表し、この時点で仮判定フラグＦ２が「１」になる。時刻ｔ２は時刻ｔ１の後に、ステップＳ３１４の条件［Ｃｓ＜Ｖｓ０が判定時間Ｔｄ２継続］が満たされた時点を表している。したがって、時刻ｔ１は煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０以上になってから判定時間Ｔｄ１が経過した時点に相当し、時刻ｔ２はその後に判定時間Ｔｄ２が経過した時点に相当する。

図示例は、読取処理Ｓ１０のステップＳ１３の条件［Ｃｓ≧Ｖｓ０］が満たされた後、火災判定処理Ｓ３０のステップＳ３１３の条件［ΔＣｓ≧Ｖｓ２］が満たされることによって、第２の処理Ｓ３３に移行している。ただし、時刻ｔ１になるまでは、ステップＳ３３９の条件［ΔＣｓ≧Ｖｓ２が判定時間Ｔｄ１継続］が満たされないから、ステップＳ３１２、Ｓ３１３を通って第２の処理Ｓ３３が選択される。

判定時間Ｔｄ１が経過するまでこの状態が継続すると、ステップＳ３３９の条件が満たされることにより、仮判定フラグＦ２が「１」になる。そのため、以後の火災判定処理Ｓ３０では、ステップＳ３１２の条件［Ｆ２＝１］が満たされ、ステップＳ３１４が選択される。ここで、煙の濃度Ｃｓは高い状態が継続しているから、ステップＳ３１４の条件［Ｃｓ＜Ｖｓ０が判定時間Ｔｄ２継続］は成立せず、仮判定フラグＦ２が「１」である状態が維持されて、第２の処理Ｓ３３が選択される（図６参照）。

この状態は、仮判定フラグＦ２が「０」になるまで継続する。時刻ｔ３の後には、煙の濃度Ｃｓが時刻ｔ３の後に低下し、ステップＳ３３９における条件［ΔＣｓ≧Ｖｓ２が判定時間Ｔｄ１継続］が満たされなくなるが、仮判定フラグＦ２は「１」に維持される。そ
のため、ステップＳ３１２の条件［Ｆ１＝１］が成立し、さらに、ステップＳ３１４の条件［Ｃｓ＜Ｖｓ０が判定時間Ｔｄ２継続］が満たされないから、時刻ｔ３の後も第２の処理Ｓ３３が選択される。

時刻ｔ４になると、ステップＳ３１２の条件［Ｆ１＝１］が成立している状態で、ステップＳ３１４の条件［Ｃｓ＜Ｖｓ０が判定時間Ｔｄ２継続］も成立するから、ステップＳ３１５に移行して仮判定フラグＦ２は「０」になる。その後、ステップＳ３１３を経て第１の処理Ｓ３２が選択されるが、煙の濃度Ｃｓがすでに低下しており、ステップＳ３２１の条件［Ｃｓ≧Ｖｓ１］が満たされないから、煙に対応するカウント値Ｉｓは増加しない。つまり、ステップＳ３２４の条件［Ｉｓ≧Ｖｓ１］が満たされないから、火災フラグＦ１が「１」にならず、誤報の発生を回避することができる。

要するに、電気ポットの湯気のように、ＣＯが検出されない場合には、火災判定処理Ｓ３０において、主として第２の処理Ｓ３３が選択され、ＣＯが検出されなければ、仮判定フラグＦ２が「１」になり、湯気と仮に判断している状態が継続される。仮判定フラグＦ２が「１」であれば、煙の濃度Ｃｓが閾値Ｖｓ０未満に低下するまではステップＳ３１３が選択されないから、つねに第２の処理Ｓ３３が選択される。結果的に、仮判定フラグＦ２が「１」で第２の処理Ｓ３３が選択される状態は、ＣＯが検出されない限り、煙の濃度Ｃｓが低下するまで維持され、誤報の発生が防止される。

仮に、火災判定処理Ｓ３０において、仮判定フラグＦ２を用いない場合には、ステップＳ３１３での判定が必ず行われることになる。この場合、時刻ｔ３において、煙の濃度Ｃｓが低下し始めたとしても、ステップＳ３１３の条件［ΔＣｓ≧Ｖｓ２］が満たされなくなるから、第１の処理Ｓ３２に移行し、ステップＳ３２１の条件［Ｃｓ≧Ｖｓ１］が満たされることになる。その結果、火災判定処理のたびに煙に対応するカウント値Ｉｓが増加し、火災フラグＦ１が「１」になる。つまり、報知処理Ｓ２０において報知部１３を通して火災の報知がなされ（Ｓ２６）、誤報が生じることになる。本実施形態の構成では、上述した構成により、このような誤報が防止される。

図１２は、煙の濃度Ｃｓが周期的に変化する例を示している。図示例では、煙の濃度Ｃｓが一時的に高くなる状態が周期的に生じる例を示している。すなわち、図示する煙の濃度Ｃｓは、周期Ｔｐでベル型をなすように変化する。煙の濃度Ｃｓは、周期Ｔｐで極大になり、極大値同士の差分ΔＣｐは、比較的小さくなる。なお、図示例において、煙の濃度Ｃｓの極大値は判定値Ｖｓ１以上であり、周期Ｔｐと判定時間Ｔｄ２とはＴｐ≒Ｔｄ２の関係であると仮定する。また、周期Ｔｐが基準時間Ｔ２、Ｔ３とほぼ等しい場合を想定する。

煙の濃度Ｃｓが図１２に示すように変化する場合、煙が発生した原因は、火災ではない可能性が高い。煙の濃度Ｃｓが図１２に示すように変化した場合、本実施形態の構成によれば、火災判定処理Ｓ３０のステップＳ３１４の条件［Ｃｓ＜Ｖｓ０の状態が判定時間Ｔｄ２継続］を満足しないから、第２の処理Ｓ３３に移行する。ＣＯが検出されていない場合、ステップＳ３３９を通るが、ステップＳ３３９の条件［ΔＣｓ≧Ｖｓ２の状態が判定時間Ｔｄ１継続］を満足しないから、火災フラグＦ１と仮判定フラグＦ２とはともに「０」に保たれる。

また、ＣＯが検出されている場合、ステップＳ３３４を通る可能性があるが、煙の濃度Ｃｓが周期的に変化しているから、煙の濃度ＣｓがステップＳ３３４の条件［Ｃｓ≧Ｖｓ１］が継続的に満たされることがない。したがって、火災フラグＦ１と仮判定フラグＦ２とはともに「０」に保たれる。

以上説明したように、煙の濃度Ｃｓが図１２のように周期的に変化する場合、火災と判定されることはなく、誤報の発生が抑制される。同様にして、脱衣所において浴室からの湯気が継続して滞留する場合、あるいは埃が長時間にわたって滞留するような場合でも、ＣＯが検出されないことによって、誤報の発生が抑制される。

なお、上述した構成例では、ＣＯの濃度を計測する第２のセンサ１１２が電気化学式センサであって、ＣＯに関する濃度Ｃｃの差分ΔＣｃを求めるために、ＣＯの濃度Ｃｃの移動平均値を用いている。ただし、第２のセンサ１１２の計測精度が比較的よい場合には、ＣＯの濃度Ｃｃの移動平均値を用いずに第２のセンサ１１２が計測した濃度Ｃｃから直接求めた差分ΔＣｃを用いる構成を採用することも可能である。また、基準時間Ｔ２は、取得部１２１が第１のセンサ１１１から煙の濃度Ｃｓを取得する時間とし、基準時間Ｔ３は、取得部１２１が第２のセンサ１１２から一酸化炭素の濃度Ｃｃを取得する時間としているが、この時間を適宜に延長することが可能である。

上述した構成例には記載していないが、誤報が生じた場合に備えて、別にリセット用の処理を付加することが望ましい。

なお、上述した構成例では、報知部１３から出力された報知信号により報知器２０を動作させており、センサ部１１と処理部１２と報知部１３と報知器２０とが共通の器体に設けられている場合を想定している。これに対して、報知器２０を別の器体に分離して設け、報知部１３が通信によって報知信号を報知器２０に出力する構成であってもよい。

また、報知器２０に代えて火災の発生を監視するための受信機を用い、複数の火災感知器を受信機に接続し、受信機に対して報知信号を出力する構成を採用することも可能である。この種の受信機は、複数の火災感知器を集中的に管理し、建物などにおいて火災感知器が配置されている場所ごとに、火災が発生しているか否かを監視する機能を有する。

１０ 感知器
１１ センサ部
１２ 処理部
１３ 報知部
１１１ 第１のセンサ
１１２ 第２のセンサ
１２０ 判定部
１２００ 前置判定部
１２０１ 第１の判定部
１２０２ 第２の判定部

Claims (12)

1. センサが計測した煙の濃度とセンサが計測した一酸化炭素の濃度とに関して所定の条件が成立するか否かを判定する処理部と、
   前記条件が成立したときに報知信号を出力する報知部とを備え、
   前記処理部は、
   所定の基準時間に対する前記煙の濃度の差分に応じて、
   前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との一方のみについて定めた第１の条件と、前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との両方について定めた第２の条件との一方を、前記条件として選択し、
   前記第１の条件は、前記煙の濃度が第２の判定値以上であることを含む
   感知器。
2. センサが計測した煙の濃度とセンサが計測した一酸化炭素の濃度とに関して所定の条件が成立するか否かを判定する処理部と、
   前記条件が成立したときに報知信号を出力する報知部とを備え、
   前記処理部は、
   所定の基準時間に対する前記煙の濃度の差分に応じて、
   前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との一方のみについて定めた第１の条件と、前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との両方について定めた第２の条件との一方を、前記条件として選択し、
   前記第２の条件は、前記一酸化炭素に関する差分が第３の判定値以上であることに加えて、前記煙の濃度が第２の判定値以上であることを含む
   感知器。
3. センサが計測した煙の濃度とセンサが計測した一酸化炭素の濃度とに関して所定の条件が成立するか否かを判定する処理部と、
   前記条件が成立したときに報知信号を出力する報知部とを備え、
   前記処理部は、
   所定の基準時間に対する前記煙の濃度の差分に応じて、
   前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との一方のみについて定めた第１の条件と、前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との両方について定めた第２の条件との一方を、前記条件として選択し、
   前記処理部は、前記煙に関する濃度の差分と第１の判定値との大小に応じて、前記第１の条件と、前記第２の条件との一方を、前記条件として選択する
   感知器。
4. 前記処理部は、前記煙に関する濃度の差分が前記第１の判定値未満であると判定した場合に前記第１の条件を前記条件として選択し、前記煙に関する差分が前記第１の判定値以上であると判定した場合に前記第２の条件を前記条件として選択する
   請求項３記載の感知器。
5. 前記処理部は、
   前記煙に関する差分が前記第１の判定値以上である状態が第１の判定時間継続した場合には、前記煙に関する濃度の差分と前記第１の判定値との大小にかかわらず前記第２の条件を前記条件として選択する状態に移行する
   請求項４記載の感知器。
6. 前記処理部は、
   前記煙の濃度が所定の閾値未満である状態が第２の判定時間継続した場合には、前記煙に関する濃度の差分と前記第１の判定値との大小に応じて前記第１の条件と前記第２の条件との一方を、前記条件として選択する状態に復帰する
   請求項５記載の感知器。
7. 前記第２の判定時間は、前記第１の判定時間よりも長い時間に設定されている
   請求項６記載の感知器。
8. 空気中における煙の濃度および一酸化炭素の濃度をセンサ部から取得し、取得した前記煙の濃度および前記一酸化炭素の濃度について所定の条件が成立するか否かを処理部が判定し、前記条件が成立したときに報知部から報知信号を出力する方法であって、
   所定の基準時間に対する前記煙の濃度の差分に応じて、
   前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との一方のみについて定めた第１の条件と、前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との両方について定めた第２の条件との一方を、前記条件として前記処理部が選択し、
   前記第１の条件は、前記煙の濃度が第２の判定値以上であることを含む
   ことを特徴とする感知方法。
9. 空気中における煙の濃度および一酸化炭素の濃度をセンサ部から取得し、取得した前記煙の濃度および前記一酸化炭素の濃度について所定の条件が成立するか否かを処理部が判定し、前記条件が成立したときに報知部から報知信号を出力する方法であって、
   所定の基準時間に対する前記煙の濃度の差分に応じて、
   前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との一方のみについて定めた第１の条件と、前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との両方について定めた第２の条件との一方を、前記条件として前記処理部が選択し、
   前記第２の条件は、前記一酸化炭素に関する差分が第３の判定値以上であることに加えて、前記煙の濃度が第２の判定値以上であることを含む
   ことを特徴とする感知方法。
10. 空気中における煙の濃度および一酸化炭素の濃度をセンサ部から取得し、取得した前記煙の濃度および前記一酸化炭素の濃度について所定の条件が成立するか否かを処理部が判定し、前記条件が成立したときに報知部から報知信号を出力する方法であって、
    所定の基準時間に対する前記煙の濃度の差分に応じて、
    前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との一方のみについて定めた第１の条件と、前記煙の濃度と前記一酸化炭素の濃度との両方について定めた第２の条件との一方を、前記条件として前記処理部が選択し、
    前記処理部は、前記煙に関する濃度の差分と第１の判定値との大小に応じて、前記第１の条件と、前記第２の条件との一方を、前記条件として選択する
    ことを特徴とする感知方法。
11. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の感知器と、
    前記報知部が出力する前記報知信号により報知を行う報知器とを備える
    ことを特徴とする感知システム。
12. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の感知器において、コンピュータを、前記処理部および前記報知部として機能させるためのプログラム。

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