JP6878197B2 - Smoke detectors - Google Patents

Smoke detectors Download PDF

Info

Publication number
JP6878197B2
JP6878197B2 JP2017151780A JP2017151780A JP6878197B2 JP 6878197 B2 JP6878197 B2 JP 6878197B2 JP 2017151780 A JP2017151780 A JP 2017151780A JP 2017151780 A JP2017151780 A JP 2017151780A JP 6878197 B2 JP6878197 B2 JP 6878197B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
smoke
light
correction coefficient
emitting element
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017151780A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019032594A (en
Inventor
克裕 鈴木
克裕 鈴木
裕司 青山
裕司 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nohmi Bosai Ltd
Original Assignee
Nohmi Bosai Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nohmi Bosai Ltd filed Critical Nohmi Bosai Ltd
Priority to JP2017151780A priority Critical patent/JP6878197B2/en
Publication of JP2019032594A publication Critical patent/JP2019032594A/en
Priority to JP2021075464A priority patent/JP7166386B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6878197B2 publication Critical patent/JP6878197B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、複数の発光素子を用いて煙等の種類を判定する煙感知器に関する。 The present invention relates to a smoke detector that determines the type of smoke or the like using a plurality of light emitting elements.

従来から、発光素子から光を出射し、煙の粒子から発生する散乱光を受光素子により受光することにより、煙を検知して火災を検出する光電式煙感知器が知られている。光電式煙感知器が検知の対象とする煙は一様でなく、煙の種類により検煙部における散乱光発生の特性が異なる。そこで、異なる波長毎に散乱光強度を検出し、煙等の種類を判定しつつ火災を判定する光電式煙感知器が提案されている(例えば特許文献1〜3参照)。 Conventionally, there has been known a photoelectric smoke detector that detects smoke and detects a fire by emitting light from a light emitting element and receiving scattered light generated from smoke particles by a light receiving element. The smoke to be detected by the photoelectric smoke detector is not uniform, and the characteristics of scattered light generation in the smoke detector differ depending on the type of smoke. Therefore, a photoelectric smoke detector has been proposed that detects a scattered light intensity for each different wavelength and determines a fire while determining the type of smoke or the like (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

特許文献1、2には、2つの第1発光素子及び第2発光素子と、第1発光素子及び第2発光素子からの光により煙から発する前方散乱光と後方散乱光とを受光する受光素子とを備えた光電式煙感知器が開示されている。このうち、特許文献1においては、第1発光素子は近赤外光(波長900nm)を出射し、第2発光素子は青色光(波長500nm)を出射する。そして、第1発光素子と受光素子との角度を鋭角(30°)に設定し、第2発光素子と受光素子との角度を鈍角(120°)に設定して散乱光を受光することが開示されている。また、特許文献3には、近赤外光(波長950nm)の光を出射する1つの投光部と、2つの受光部とを有し、2つの受光部が煙の前方散乱光と後方散乱光とを受光する光電式煙感知器が開示されている。 Patent Documents 1 and 2 describe two first light emitting elements and a second light emitting element, and a light receiving element that receives forward scattered light and backward scattered light emitted from smoke by light from the first light emitting element and the second light emitting element. A photoelectric smoke detector equipped with the above is disclosed. Of these, in Patent Document 1, the first light emitting element emits near-infrared light (wavelength 900 nm), and the second light emitting element emits blue light (wavelength 500 nm). Then, it is disclosed that the angle between the first light emitting element and the light receiving element is set to an acute angle (30 °) and the angle between the second light emitting element and the light receiving element is set to an obtuse angle (120 °) to receive scattered light. Has been done. Further, Patent Document 3 has one light projecting unit that emits near-infrared light (wavelength 950 nm) and two light receiving parts, and the two light receiving parts scatter the smoke forward and backward. A photoelectric smoke detector that receives light is disclosed.

特開2004−325211号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-325211 特開2001−236575号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-236575 特開平11−160238号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-160238

しかしながら、特許文献1のように、異なる波長の光を出射する発光素子が用いられている場合、発光素子の温度による出力変化や経年劣化の特性が異なることに起因して、火災検知の精度が劣化する場合がある。また、特許文献1、3のように、発光素子として近赤外光が用いられる場合、黒煙に対する感度が低く、火災検知の精度が劣化する場合がある。 However, when a light emitting element that emits light having a different wavelength is used as in Patent Document 1, the accuracy of fire detection is improved due to the difference in output change and aging deterioration characteristics depending on the temperature of the light emitting element. May deteriorate. Further, when near-infrared light is used as the light emitting element as in Patent Documents 1 and 3, the sensitivity to black smoke is low, and the accuracy of fire detection may deteriorate.

そこで、本発明は、火災検知の精度の劣化を抑えることができる煙感知器を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a smoke detector capable of suppressing deterioration of fire detection accuracy.

本発明に係る煙感知器は、検煙空間に向けて可視光領域の赤色光を出射する第1発光素子と、検煙空間に向けて第1発光素子と同一の赤色光を出射する第2発光素子と、第1発光素子の光軸に対し鋭角に配置され、第2発光素子の光軸に対し鈍角に配置された受光素子と、第1発光素子の発光により受光素子において受光された第1出力信号と、第2発光素子の発光により受光素子において受光された第2出力信号とに基づいて火災の判定を行う制御部とを備える。 The smoke detector according to the present invention has a first light emitting element that emits red light in the visible light region toward the smoke detection space and a second light emitting element that emits the same red light as the first light emitting element toward the smoke detection space. A light emitting element, a light receiving element arranged at a sharp angle with respect to the optical axis of the first light emitting element and an oblique angle with respect to the optical axis of the second light emitting element, and a second light receiving element received by the light emitting element of the first light emitting element. It includes a control unit that determines a fire based on the one output signal and the second output signal received by the light receiving element by the light emitted from the second light emitting element.

なお、制御部は、第1出力信号と第2出力信号との出力比から補正係数を求め、求めた補正係数を用いて第1出力信号を補正し、補正後の第1出力信号を用いて火災の判定を行ってもよい。 The control unit obtains a correction coefficient from the output ratio of the first output signal and the second output signal, corrects the first output signal using the obtained correction coefficient, and uses the corrected first output signal. A fire may be determined.

また、制御部は、出力比と補正係数との関係を示す補正テーブルを有し、補正テーブルには、出力比に対する補正係数が第1補正係数に設定された第1領域と、出力比に対する補正係数が第1補正係数より大きい第2補正係数に設定された第2領域と、第1領域と第2領域との間に設定され、出力比が大きくなるにつれて第1補正係数から第2補正係数へ変化する遷移領域とが設定されてもよい。 Further, the control unit has a correction table showing the relationship between the output ratio and the correction coefficient, and the correction table includes a first region in which the correction coefficient for the output ratio is set as the first correction coefficient, and a correction for the output ratio. A second region whose coefficient is set to a second correction coefficient larger than the first correction coefficient is set between the first region and the second region, and the first correction coefficient to the second correction coefficient are set as the output ratio increases. A transition region that changes to may be set.

さらに、遷移領域の補正係数は出力比に比例して大きくなってもよい。 Further, the correction coefficient of the transition region may increase in proportion to the output ratio.

また、補正テーブルには、第1領域よりも出力比が小さい領域において、補正係数が第1補正係数より小さい非火災補正係数に設定された非火災領域が設定されていてもよい。 Further, in the correction table, a non-fire region in which the correction coefficient is set to a non-fire correction coefficient smaller than the first correction coefficient in a region having an output ratio smaller than that of the first region may be set.

本発明に係る煙感知器によれば、第1発光素子と第2発光素子とが同一の可視光領域の赤色光を出射することにより、黒煙に対する感度を確保しつつ、第1発光素子と第2発光素子とが温度による出力変化や経年劣化がほぼ同一になるため、火災検知の精度の劣化を抑えることができる。 According to the smoke detector according to the present invention, the first light emitting element and the second light emitting element emit red light in the same visible light region, thereby ensuring sensitivity to black smoke and the first light emitting element. Since the output change and aging deterioration due to temperature are almost the same as those of the second light emitting element, deterioration of fire detection accuracy can be suppressed.

本発明に係る煙感知器の検煙部の実施の形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the embodiment of the smoke detection part of the smoke detector which concerns on this invention. 本発明に係る煙感知器の実施の形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the embodiment of the smoke detector which concerns on this invention. 種々の煙に対する第1の組み合わせ(赤・赤)及び第2の組み合わせ(青・赤)の出力比と度数分布との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the output ratio of the 1st combination (red / red) and the 2nd combination (blue / red) with respect to various smokes, and a frequency distribution. 図2の記憶部に記憶された補正テーブルの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the correction table stored in the storage part of FIG. 種々の煙に対する第1の組み合わせ(赤・赤)及び第2の組み合わせ(青・赤)出力比と度数分布との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the output ratio of the 1st combination (red / red) and the 2nd combination (blue / red) for various smokes, and a frequency distribution. 第1の組み合わせ(赤・赤)における補正テーブルに種々の煙の出力比に対する度数分布を重ね合わせたグラフである。It is a graph which superposed the frequency distribution with respect to the output ratio of various smokes on the correction table in the first combination (red, red). 第2の組み合わせ(青・赤)における補正テーブルに種々の煙の出力比に対する度数分布を重ね合わせたグラフである。It is a graph in which the frequency distribution with respect to the output ratio of various smokes is superimposed on the correction table in the second combination (blue / red). ろ紙をくん焼させたときの煙濃度及び補正後の第1出力信号の時間推移を示すグラフである。It is a graph which shows the smoke density at the time of burning a filter paper, and the time transition of the 1st output signal after correction. ヘプタン・トルエン混合燃料(黒煙)が燃焼したときの煙濃度及び補正後の第1出力信号の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the smoke concentration at the time of burning a heptane-toluene mixed fuel (black smoke), and the time change of the 1st output signal after correction. 樹脂及び紙等が収容されたゴミ箱が燃焼したときの煙濃度及び補正後の第1出力信号の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the smoke density at the time of burning a trash can containing resin, paper, etc., and the time change of the 1st output signal after correction. CS計で計測した種々の煙の種類の煙濃度に対し、第1の組み合わせ(赤・赤)による補正後の第1出力信号、第2の組み合わせ(青・赤)による補正後の第1出力信号及び近赤外光の前方散乱光を受光した際の第1出力信号をプロットし、その回帰直線を示すグラフである。The first output signal after correction by the first combination (red / red) and the first output after correction by the second combination (blue / red) for the smoke concentrations of various smoke types measured by the CS meter. It is a graph which plots the 1st output signal at the time of receiving a signal and the forward scattered light of near-infrared light, and shows the regression line. 図2の記憶部に記憶された補正テーブルの変形例を示すグラフである。It is a graph which shows the modification of the correction table stored in the storage part of FIG. 第1の組み合わせ(赤・赤)における補正テーブルに種々の煙の出力比に対する度数分布を重ね合わせたグラフである。It is a graph which superposed the frequency distribution with respect to the output ratio of various smokes on the correction table in the first combination (red, red).

図1は、本発明に係る煙感知器の実施の形態の模式図であり、図2は本発明に係る煙感知器の実施の形態を示すブロック図である。図1及び図2の煙感知器1は、検煙部2内に形成された検煙空間2aに向けて光を出射し、検煙空間2a内に存在する煙からの散乱光を受光して煙を検出する光電式煙感知器である。煙感知器1は、第1発光素子11と、第2発光素子12と、受光素子13と、制御部20とを有する。 FIG. 1 is a schematic view of an embodiment of the smoke detector according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the smoke detector according to the present invention. The smoke detector 1 of FIGS. 1 and 2 emits light toward the smoke detection space 2a formed in the smoke detection unit 2 and receives scattered light from smoke existing in the smoke detection space 2a. It is a photoelectric smoke detector that detects smoke. The smoke detector 1 includes a first light emitting element 11, a second light emitting element 12, a light receiving element 13, and a control unit 20.

第1発光素子11及び第2発光素子12は、例えばLEDからなっており、検煙空間2aに向けて光を出射する。この第1発光素子11及び第2発光素子12は、交互に発光するように制御部20により制御されている。第1発光素子11及び第2発光素子12は、ともに検煙空間2aに向けて可視光領域の赤色光(例えば波長655nm)を出射する。なお、第1発光素子11及び第2発光素子12は、波長655nmの赤色光を出射するものに限定されず、波長600nm〜700nmの範囲内にピーク波長を有する光を出射するものであればよい。 The first light emitting element 11 and the second light emitting element 12 are composed of, for example, LEDs, and emit light toward the smoke detection space 2a. The first light emitting element 11 and the second light emitting element 12 are controlled by the control unit 20 so as to emit light alternately. Both the first light emitting element 11 and the second light emitting element 12 emit red light (for example, a wavelength of 655 nm) in the visible light region toward the smoke detection space 2a. The first light emitting element 11 and the second light emitting element 12 are not limited to those that emit red light having a wavelength of 655 nm, and may emit light having a peak wavelength in the wavelength range of 600 nm to 700 nm. ..

受光素子13は、例えばフォトダイオードからなっており、第1発光素子11及び第2発光素子12の光により生じる煙からの散乱光を受光する。受光素子13は、第1発光素子11の光軸に対する第1角度θ1が鋭角(例えば60°)になる位置にあり、第2発光素子12の光軸に対する第2角度θ2が鈍角(例えば110°)になる位置にある。さらに、受光素子13は、第1発光素子11と第2発光素子12とが出射する光が直接は入射しない位置に設けられている。したがって、受光素子13は、第1発光素子11の光により生じる煙の前方散乱光と、第2発光素子12の光により生じる煙の後方散乱光とを交互に受光する。なお、第1角度θ1は鋭角であればよく、より好ましくは50度〜70度の角度範囲から適宜選択する。また、第2角度θ2は鈍角であればよく、より好ましくは100度〜120度の角度範囲から適宜選択する。そして、受光素子13は、第1発光素子11の光により生じた煙からの散乱光の受光量を第1出力信号S1として出力し、第2発光素子12の光により生じた煙からの散乱光の受光量を第2出力信号S2として出力する。 The light receiving element 13 is composed of, for example, a photodiode, and receives scattered light from smoke generated by the light of the first light emitting element 11 and the second light emitting element 12. The light receiving element 13 is located at a position where the first angle θ1 with respect to the optical axis of the first light emitting element 11 is an acute angle (for example, 60 °), and the second angle θ2 with respect to the optical axis of the second light emitting element 12 is an obtuse angle (for example, 110 °). ). Further, the light receiving element 13 is provided at a position where the light emitted by the first light emitting element 11 and the second light emitting element 12 is not directly incident. Therefore, the light receiving element 13 alternately receives the forward scattered light of smoke generated by the light of the first light emitting element 11 and the backscattered light of smoke generated by the light of the second light emitting element 12. The first angle θ1 may be an acute angle, and is more preferably selected from an angle range of 50 degrees to 70 degrees. Further, the second angle θ2 may be an obtuse angle, and more preferably, it is appropriately selected from an angle range of 100 degrees to 120 degrees. Then, the light receiving element 13 outputs the amount of light received from the smoke generated by the light of the first light emitting element 11 as the first output signal S1, and the scattered light from the smoke generated by the light of the second light emitting element 12. Is output as the second output signal S2.

図2の制御部20は、受光素子13から出力された第1出力信号S1及び第2出力信号S2を用いて火災であるかを判定するものであって、信号補正部21、火災判定部22、記憶部23、送信部24を有する。信号補正部21は、第1出力信号S1と第2出力信号S2との出力比R(=第1出力信号S1/第2出力信号S2)を算出し、算出した出力比Rに基づいて第1出力信号S1を補正する。ここで、記憶部23には、出力比Rと補正係数Cfとの関係を示す補正テーブルが記憶されており、信号補正部21は、補正テーブルを参照して出力比Rから補正係数Cfを取得し、取得した補正係数Cfを用いて第1出力信号S1を補正し、補正後の第1出力信号SC1を生成する。 The control unit 20 of FIG. 2 uses the first output signal S1 and the second output signal S2 output from the light receiving element 13 to determine whether or not there is a fire, and the signal correction unit 21 and the fire determination unit 22 , A storage unit 23, and a transmission unit 24. The signal correction unit 21 calculates the output ratio R (= first output signal S1 / second output signal S2) of the first output signal S1 and the second output signal S2, and the first is based on the calculated output ratio R. The output signal S1 is corrected. Here, the storage unit 23 stores a correction table showing the relationship between the output ratio R and the correction coefficient Cf, and the signal correction unit 21 acquires the correction coefficient Cf from the output ratio R with reference to the correction table. Then, the first output signal S1 is corrected using the acquired correction coefficient Cf, and the corrected first output signal SC1 is generated.

火災判定部22は、補正後の第1出力信号SC1を用いて火災の判定を行う。記憶部23には、例えばCS計(減光率計)による減光率10%/mに対応する火災判定用のしきい値が記憶されている。そして、火災判定部22は、補正後の第1出力信号SC1がしきい値より大きい場合に火災が発生したと判定し、送信部24から火災受信機へ火災信号が送信される。 The fire determination unit 22 determines a fire using the corrected first output signal SC1. The storage unit 23 stores, for example, a threshold value for fire determination corresponding to a dimming rate of 10% / m by a CS meter (dimming rate meter). Then, the fire determination unit 22 determines that a fire has occurred when the corrected first output signal SC1 is larger than the threshold value, and the transmission unit 24 transmits the fire signal to the fire receiver.

なお、送信部24から送信されるのは火災信号ではなく、補正後の煙濃度をアナログ値として送信しても良い。その場合、該アナログ値を受信した火災受信機で火災を判別する。また、制御部20は、上述のように、常時第1発光素子11及び第2発光素子12を交互に発光させて出力比Rを取得する場合に限定されない。たとえば、制御部20は、第1発光素子11を常時発光させ、受光素子13における受光量が火災判定のしきい値より小さい設定値を超えたか否かを監視する。設定値は記憶部23に記憶されている。そして、制御部20は、受光量が設定値を超えたとき、第1発光素子11及び第2発光素子12が交互に発光させて出力比Rを取得するようにしてもよい。 It should be noted that the transmission unit 24 may transmit the corrected smoke concentration as an analog value instead of the fire signal. In that case, the fire receiver that receives the analog value determines the fire. Further, as described above, the control unit 20 is not limited to the case where the first light emitting element 11 and the second light emitting element 12 are constantly made to emit light alternately to acquire the output ratio R. For example, the control unit 20 constantly causes the first light emitting element 11 to emit light, and monitors whether or not the amount of light received by the light receiving element 13 exceeds a set value smaller than the threshold value for fire determination. The set value is stored in the storage unit 23. Then, when the light receiving amount exceeds the set value, the control unit 20 may cause the first light emitting element 11 and the second light emitting element 12 to alternately emit light to acquire the output ratio R.

ここで、火災が発生したとき、1種類の煙のみが発生するのではなく、白煙、灰色煙、黒煙等、燃焼物に応じて種々の種類の煙が発生する。煙感知器1は、これら種々の煙のいずれが発生しても火災を検知して発報する必要がある。一方、第1発光素子11及び第2発光素子12の波長及び第1角度θ1及び第2角度θ2によって煙の種類に対する感度が異なり、出力比Rも煙の種類に応じた値になる。このため、どのような種類の煙が発生しても火災を検知できるように、波長と第1角度θ1及び第2角度θ2と種類の煙に応じた補正係数Cfとを設定する必要がある。そこで、ろ紙のくん焼煙(白色煙)と、綿灯芯のくん焼煙(白色煙と黒色煙との中間的な灰色煙)と、ケロシンの燃焼煙(黒色煙)とを用いて実験を行い、波長と第1角度θ1及び第2角度θ2の条件と補正係数Cfについて、下記のように検証を行った。 Here, when a fire breaks out, not only one type of smoke is generated, but various types of smoke such as white smoke, gray smoke, and black smoke are generated depending on the combustibles. The smoke detector 1 needs to detect and issue a fire regardless of any of these various types of smoke. On the other hand, the sensitivity to the type of smoke differs depending on the wavelengths of the first light emitting element 11 and the second light emitting element 12, the first angle θ1 and the second angle θ2, and the output ratio R also becomes a value according to the type of smoke. Therefore, it is necessary to set the wavelength, the first angle θ1 and the second angle θ2, and the correction coefficient Cf according to the type of smoke so that a fire can be detected regardless of the type of smoke generated. Therefore, an experiment was conducted using filter paper smoky smoke (white smoke), cotton wick smoky smoke (gray smoke intermediate between white smoke and black smoke), and kerosin burning smoke (black smoke). , The conditions of the wavelength, the first angle θ1 and the second angle θ2, and the correction coefficient Cf were verified as follows.

下記の表1は、CS計による減光率10%/mとした各種煙の雰囲気中に発光素子及び受光素子が設置され、波長と散乱角度とを変えた場合の出力を示すものである。煙は、ろ紙のくん焼煙の煙(白色煙)と、綿灯芯のくん焼煙の煙(白色煙と黒色煙との中間的な煙)と、ケロシンの燃焼煙のような煙(黒色煙)とである。また、ろ紙のくん焼煙の場合の出力を1としたときの綿灯芯のくん焼煙の場合の出力またはケロシンの燃焼煙の場合の出力の相対値を相対感度として算出した。そして、465nm(青色光)、655nm(赤色光)及び940nm(近赤外光)の3種類の波長の光について、散乱角度を変化させながら相対感度を測定した。 Table 1 below shows the output when the light emitting element and the light receiving element are installed in the atmosphere of various smokes with a dimming rate of 10% / m by a CS meter and the wavelength and the scattering angle are changed. The smoke is filter paper smoke (white smoke), cotton wick smoke (intermediate smoke between white smoke and black smoke), and kerosine combustion smoke (black smoke). ) And. Further, the relative value of the output in the case of the smoke of the cotton wick or the output in the case of the combustion smoke of kerosene when the output in the case of the smoke of the filter paper was set to 1 was calculated as the relative sensitivity. Then, the relative sensitivities of light having three kinds of wavelengths of 465 nm (blue light), 655 nm (red light) and 940 nm (near infrared light) were measured while changing the scattering angle.

Figure 0006878197
Figure 0006878197

表1において、青色光と赤色光と近赤外光とを比較した場合、青色光は赤色光及び近赤外光に比べて黒い煙(ケロシン)に対して感度が高い。また、青色光は、ろ紙のくん焼の煙(白い煙)よりも綿灯芯のくん焼の煙(灰色の煙)に対して高感度である。赤色光はろ紙と綿灯芯に対する感度が同程度である。また、赤色光は黒い煙に対する感度は青色光よりは低く、近赤外光よりは高い。近赤外光は黒い煙に対する感度が最も低く、綿灯芯に対する感度も低いことがわかる。 In Table 1, when blue light, red light, and near-infrared light are compared, blue light is more sensitive to black smoke (kerosin) than red light and near-infrared light. Also, blue light is more sensitive to cotton wick smoke (gray smoke) than filter paper smoke (white smoke). Red light has similar sensitivity to filter paper and cotton wick. Also, red light is less sensitive to black smoke than blue light and higher than near infrared light. It can be seen that near-infrared light has the lowest sensitivity to black smoke and also has the lowest sensitivity to cotton wicks.

下記表2は、綿灯芯のくん焼の煙(灰色の煙)について、波長及び散乱角度を変化させながら測定された第1出力信号S1と第2出力信号との出力比R(=S2/S1)を示している。 Table 2 below shows the output ratio R (= S2 / S1) of the first output signal S1 and the second output signal measured while changing the wavelength and scattering angle of the smoke (gray smoke) of the cotton wick. ) Is shown.

Figure 0006878197
Figure 0006878197

下記表3は、ケロシンの煙(黒煙)について、波長及び散乱角度を変化させながら測定された第1出力信号S1と第2出力信号との出力比R(=S2/S1)を示している。 Table 3 below shows the output ratio R (= S2 / S1) of the first output signal S1 and the second output signal measured while changing the wavelength and the scattering angle of kerosene smoke (black smoke). ..

Figure 0006878197
Figure 0006878197

なお、ろ紙のくん焼の煙(白い煙)については、表1からわかるように、出力比Rは1になる。表1〜表3からわかるように、近赤外光が鋭角に配置され、青色光が鈍角に配置された場合(表2、3における940nm:60°〜80°の前方散乱光と465nm:90°〜120°の後方散乱光の組み合わせの場合)、白煙の出力比Rが1であるのに対し、表3の黒煙の出力比Rは2より大きいため、白煙と黒煙との判別を行うことができる。しかしながら、表2の綿灯芯の煙(灰色煙)について、黒鉛と同程度の出力比Rとなってしまい、灰色煙と黒煙との判別が困難となる。近赤外線光の前方散乱光による第1出力信号は、灰色煙と黒煙とで大きく異なることから、補正係数Cfを用いて信号を補正する必要があるため、灰色煙と黒煙との判別が必要である。 As can be seen from Table 1, the output ratio R of the smoke (white smoke) of the filter paper is 1. As can be seen from Tables 1 to 3, when the near-infrared light is arranged at an acute angle and the blue light is arranged at an acute angle (940 nm: 60 ° to 80 ° forward scattered light and 465 nm: 90 in Tables 2 and 3). (In the case of a combination of backscattered light from ° to 120 °), the output ratio R of white smoke is 1, whereas the output ratio R of black smoke in Table 3 is larger than 2, so white smoke and black smoke The determination can be made. However, the output ratio R of the cotton wick smoke (gray smoke) in Table 2 is about the same as that of graphite, and it becomes difficult to distinguish between gray smoke and black smoke. Since the first output signal due to the forward scattered light of near-infrared light differs greatly between gray smoke and black smoke, it is necessary to correct the signal using the correction coefficient Cf, so it is possible to distinguish between gray smoke and black smoke. is necessary.

赤色光が鋭角に配置され、青色光が鈍角に配置された場合(表2、3における655nm:60°〜80°の前方散乱光と、465nm:90°〜120°の後方散乱光の組み合わせの場合)、白煙の出力比Rが1であるのに対し、表3の黒煙の出力比Rは2より大きいため、白煙と黒煙との判別を行うことができる。また、表2の綿灯芯の煙についても出力比Rが白煙と黒煙との間の値になっており、白煙と灰色煙と黒煙とのいずれも判別ができる。 When the red light is arranged at an acute angle and the blue light is arranged at an acute angle (the combination of the forward scattered light of 655 nm: 60 ° to 80 ° and the backscattered light of 465 nm: 90 ° to 120 ° in Tables 2 and 3). Case), since the output ratio R of white smoke is 1, while the output ratio R of black smoke in Table 3 is larger than 2, it is possible to distinguish between white smoke and black smoke. Further, the output ratio R of the cotton wick smoke in Table 2 is also a value between white smoke and black smoke, and any of white smoke, gray smoke and black smoke can be discriminated.

赤色光が鋭角及び鈍角の双方に配置された場合(表2、3における655nm:60°〜80°の前方散乱光と、655nm:90°〜120°の後方散乱光の組み合わせの場合)、白煙の出力比Rが1であるのに対し、表3の黒煙の出力比Rは1より大きく2より小さいため、白煙と黒煙との判別を行うことができる。一方、表2の綿灯芯の煙に対しては出力比Rがほぼ1になり、出力比によるろ紙の煙との判別は困難になる。しかしながら、赤色光の前方散乱光による第1出力信号がろ紙の煙の場合も綿灯芯の煙の場合も同程度に大きいため、煙の種類を識別して補正係数の設定をしなくても、火災の判別を行うことができる。即ち、赤色光が鋭角及び鈍角の双方に配置された場合は、白煙および灰色煙と、黒煙とを判別できれば良い。 When red light is arranged at both acute and obtuse angles (in the case of a combination of forward scattered light of 655 nm: 60 ° to 80 ° in Tables 2 and 3 and backscattered light of 655 nm: 90 ° to 120 °), white While the output ratio R of smoke is 1, the output ratio R of black smoke in Table 3 is larger than 1 and smaller than 2, so that white smoke and black smoke can be discriminated from each other. On the other hand, the output ratio R is almost 1 with respect to the smoke of the cotton wick in Table 2, and it is difficult to distinguish it from the smoke of the filter paper based on the output ratio. However, since the first output signal due to the forward scattered light of red light is as large as the smoke of filter paper and the smoke of cotton wick, it is not necessary to identify the type of smoke and set the correction coefficient. It is possible to discriminate a fire. That is, when the red light is arranged at both acute and obtuse angles, it suffices to distinguish between white smoke and gray smoke and black smoke.

近赤外光が鋭角及び鈍角の双方に配置された場合(表2、3における940nm:60°〜80°の前方散乱光と、940nm:90°〜120°の後方散乱光の組み合わせの場合)、白煙の出力比Rが1であるのに対し、表3の黒煙の出力比Rは1より大きく2より小さいため、白煙と黒煙との判別を行うことができる。しかしながら、表2の綿灯芯の煙に対しては出力比Rがほぼ1になり、出力比Rによるろ紙の煙との判別は困難になる。但し、近赤外光の場合、綿灯芯の煙に対する感度(出力値)が低いためにろ紙の煙と判別して補正係数Cfにより補正を行う必要があるが、表2のように綿灯芯の煙を識別することができない。 When near-infrared light is arranged at both acute and obtuse angles (in the case of a combination of forward scattered light of 940 nm: 60 ° to 80 ° and backscattered light of 940 nm: 90 ° to 120 ° in Tables 2 and 3) Since the output ratio R of white smoke is 1, while the output ratio R of black smoke in Table 3 is larger than 1 and smaller than 2, it is possible to distinguish between white smoke and black smoke. However, the output ratio R is almost 1 with respect to the smoke of the cotton wick in Table 2, and it is difficult to distinguish it from the smoke of the filter paper by the output ratio R. However, in the case of near-infrared light, since the sensitivity (output value) of the cotton wick to smoke is low, it is necessary to distinguish it from filter paper smoke and correct it with the correction coefficient Cf. Unable to identify smoke.

以上の表1〜3から、第1発光素子11及び第2発光素子12の波長の組み合わせとして、2つの組み合わせが考えられる。すなわち、第1の組み合わせ(赤・赤)として、第1発光素子11及び第2発光素子12のいずれも可視光領域の赤色光(波長655nm)を出射し、第1発光素子11が前方散乱光を発生させ第2発光素子12が後方散乱光を発生させるような位置に配置にすることが考えられる。第2の組み合わせ(青・赤)として、第1発光素子11が可視光領域の赤色光(波長655nm)を出射し前方散乱光を発生させる位置に配置され、第2発光素子12が青色光(波長465nm)を出射し後方散乱光を発生させるような位置に配置にすることが考えられる。なお、青色光の波長が465nmである場合について例示しているが、450nm〜500nmの波長の範囲内にピーク波長を有する光であればよい。 From Tables 1 to 3 above, two combinations can be considered as the combination of the wavelengths of the first light emitting element 11 and the second light emitting element 12. That is, as the first combination (red / red), both the first light emitting element 11 and the second light emitting element 12 emit red light (wavelength 655 nm) in the visible light region, and the first light emitting element 11 emits forward scattered light. It is conceivable that the second light emitting element 12 is arranged at a position where the back scattered light is generated. As a second combination (blue / red), the first light emitting element 11 is arranged at a position where red light (wavelength 655 nm) in the visible light region is emitted to generate forward scattered light, and the second light emitting element 12 is blue light (blue light (blue / red). It is conceivable to arrange the light at a position where it emits (wavelength 465 nm) and generates backward scattered light. Although the case where the wavelength of blue light is 465 nm is illustrated, any light having a peak wavelength in the wavelength range of 450 nm to 500 nm may be used.

次に、各煙の種類を考慮した補正係数Cfの設定について説明する。図3は種々の煙に対する第1の組み合わせ(赤・赤)及び第2の組み合わせ(青・赤)の出力比と度数分布との関係を示すグラフである。図3において、ろ紙のくん焼煙(白煙)と、綿灯芯のくん焼煙(灰色煙)と、ヘプタン・トルエンの燃焼煙(黒煙)とについて、第1の組み合わせ(赤・赤)と第2の組み合わせ(青・赤)で出力比Rが算出されたときの度数分布が示されている。第1の組み合わせ(赤・赤)において、ろ紙のくん焼煙(白煙)と、綿灯芯のくん焼煙(灰色煙)は出力比Rが1.05倍の近傍になり、ヘプタン・トルエンの燃焼煙(黒煙)は出力比Rが2.05倍の近傍になる。第2の組み合わせ(青・赤)において、ろ紙のくん焼煙(白煙)は出力比Rが0.95倍の近傍になる傾向があり、綿灯芯のくん焼煙(灰色煙)は出力比Rが1.5倍の近傍になり、ヘプタン・トルエンの燃焼煙(黒煙)は出力比Rが2.25倍の近傍になる。 Next, the setting of the correction coefficient Cf in consideration of each type of smoke will be described. FIG. 3 is a graph showing the relationship between the output ratio of the first combination (red / red) and the second combination (blue / red) and the frequency distribution for various types of smoke. In FIG. 3, the first combination (red / red) of the smoke from the filter paper (white smoke), the smoke from the cotton wick (gray smoke), and the smoke from the combustion of heptane / toluene (black smoke) The frequency distribution when the output ratio R is calculated by the second combination (blue / red) is shown. In the first combination (red / red), the output ratio R of the filter paper smoke (white smoke) and the cotton wick smoke (gray smoke) is close to 1.05 times, and that of heptane / toluene. The output ratio R of combustion smoke (black smoke) is close to 2.05 times. In the second combination (blue / red), the output ratio R of the filter paper smoke (white smoke) tends to be close to 0.95 times, and the output ratio of the cotton wick smoke (gray smoke). R is in the vicinity of 1.5 times, and the output ratio R of combustion smoke (black smoke) of heptane / toluene is in the vicinity of 2.25 times.

ここで、表1〜3に示すように、赤色光であっても青色光であっても、白煙と灰色煙に対する感度は黒煙の感度より高い。例えば、黒色煙がヘプタン・トルエンの燃焼煙である場合、ヘプタン・トルエンの燃焼煙(黒煙)に対する相対感度は、ろ紙のくん焼煙(白煙)に対する相対感度の1/5〜1/4になる。そこで、補正係数Cfによる補正が行われる際には、第1出力信号S1がCS計による測定値に追従するように、黒煙である場合の補正係数Cfを大きくなるように設定する必要がある。 Here, as shown in Tables 1 to 3, the sensitivity to white smoke and gray smoke is higher than that of black smoke regardless of whether the light is red light or blue light. For example, when the black smoke is the combustion smoke of heptane / toluene, the relative sensitivity of the heptane / toluene to the combustion smoke (black smoke) is 1/5 to 1/4 of the relative sensitivity of the filter paper to the smoldering smoke (white smoke). become. Therefore, when correction is performed by the correction coefficient Cf, it is necessary to set the correction coefficient Cf in the case of black smoke to be large so that the first output signal S1 follows the measured value by the CS meter. ..

図4は図2の記憶部に記憶された補正テーブルの一例を示すグラフである。なお、図4において、点線は第1の組み合わせ(赤・赤)の補正テーブルを示し、実線は第2の組み合わせ(青・赤)の補正テーブルを示している。図4に示すように、出力比Rに対する補正係数Cfが第1補正係数Cf1(例えば1)に設定された第1領域RR1と、出力比Rに対する補正係数Cfが第1補正係数Cf1より大きい第2補正係数Cf2(例えば4)に設定された第2領域RR2と、第1領域RR1と第2領域RR2との間に設定され、出力比Rが大きくなるにつれて第1補正係数Cf1から第2補正係数Cf2へ変化する遷移領域TRとを有している。 FIG. 4 is a graph showing an example of a correction table stored in the storage unit of FIG. In FIG. 4, the dotted line shows the correction table of the first combination (red / red), and the solid line shows the correction table of the second combination (blue / red). As shown in FIG. 4, the first region RR1 in which the correction coefficient Cf for the output ratio R is set to the first correction coefficient Cf1 (for example, 1) and the correction coefficient Cf for the output ratio R are larger than the first correction coefficient Cf1. 2 Correction coefficient Cf2 (for example, 4) is set between the second region RR2 and the first region RR1 and the second region RR2, and the first correction coefficient Cf1 to the second correction as the output ratio R increases. It has a transition region TR that changes to a coefficient Cf2.

遷移領域TRの補正係数Cfは、例えば下記の式(1)のシグモイド関数のように設定されている。式(1)において、パラメータa、b、c、dは所定の定数である。 The correction coefficient Cf of the transition region TR is set as, for example, the sigmoid function of the following equation (1). In the formula (1), the parameters a, b, c and d are predetermined constants.

Figure 0006878197
Figure 0006878197

なお、第1の組み合わせ(赤・赤)と第2の組み合わせ(青・赤)とでは、遷移領域TRの出力比Rの範囲及び上記式(1)におけるパラメータa、b、c、dの値が異なる。これは、黒煙を検知した際の出力比Rが、波長による感度の違いにより、第1の組み合わせ(赤・赤)と第2の組み合わせ(青・赤)とでは、異なる値になることに起因する。例えば、第1の組み合わせ(赤・赤)の遷移領域TRは、出力比1.3〜1.6の範囲に設定され、第2の組み合わせ(青・赤)の遷移領域TRは、出力比1.6〜2.3の範囲に設定される。 In the first combination (red / red) and the second combination (blue / red), the range of the output ratio R of the transition region TR and the values of the parameters a, b, c, and d in the above equation (1). Is different. This is because the output ratio R when black smoke is detected differs between the first combination (red / red) and the second combination (blue / red) due to the difference in sensitivity depending on the wavelength. to cause. For example, the transition region TR of the first combination (red / red) is set in the range of the output ratio of 1.3 to 1.6, and the transition region TR of the second combination (blue / red) has an output ratio of 1. It is set in the range of .6 to 2.3.

また、遷移領域TRが式(1)のシグモイド関数で設定される場合について例示しているが、これに限定されない。図5は図2の記憶部に記憶された補正テーブルの別の一例を示すグラフである。図5のように、出力比Rに比例して補正係数Cfが大きくなるような1次関数に設定されてもよい。 Further, the case where the transition region TR is set by the sigmoid function of the equation (1) is illustrated, but the present invention is not limited to this. FIG. 5 is a graph showing another example of the correction table stored in the storage unit of FIG. As shown in FIG. 5, the linear function may be set so that the correction coefficient Cf increases in proportion to the output ratio R.

図6は、第1の組み合わせ(赤・赤)における補正テーブルに種々の煙の出力比に対する度数分布を重ね合わせたグラフである。図7は、第2の組み合わせ(青・赤)における補正テーブルに種々の煙の出力比に対する度数分布を重ね合わせたグラフである。図6及び図7に示すように、第1出力信号S1が大きい白煙もしくは灰色の煙に対しては、第1補正係数Cf1(例えば1)が設定される。一方、黒煙に対しては、第1補正係数Cf1よりも大きい第2補正係数Cf2(例えば4)が設定される。 FIG. 6 is a graph in which the frequency distributions for the output ratios of various smokes are superimposed on the correction table in the first combination (red / red). FIG. 7 is a graph in which the frequency distributions for the output ratios of various smokes are superimposed on the correction table in the second combination (blue / red). As shown in FIGS. 6 and 7, a first correction coefficient Cf1 (for example, 1) is set for white smoke or gray smoke having a large first output signal S1. On the other hand, for black smoke, a second correction coefficient Cf2 (for example, 4) larger than the first correction coefficient Cf1 is set.

そして、図2の信号補正部21は、補正係数Cfを用いて第1出力信号S1を補正し、補正後の第1出力信号SC1を算出する。この際、信号補正部21は、例えば補正後の第1出力信号SC1=Cf×S1を用いて補正後の第1出力信号SC1を算出する。なお、信号補正部21は、第1出力信号S1が設定しきい値(例えば1.0%/mに対応する値)より大きい場合について、補正係数Cfによる補正を行ってもよい。これは、煙濃度が低い状態では出力比Rが不安定に変化し、それに伴い補正係数Cfが不安定に変動するため、第1出力信号S1が設定しきい値未満の場合には、補正を行わず、火災の判定に悪影響を及ぼすのを防止するためである。 Then, the signal correction unit 21 of FIG. 2 corrects the first output signal S1 using the correction coefficient Cf, and calculates the corrected first output signal SC1. At this time, the signal correction unit 21 calculates the corrected first output signal SC1 by using, for example, the corrected first output signal SC1 = Cf × S1. The signal correction unit 21 may perform correction by the correction coefficient Cf when the first output signal S1 is larger than the set threshold value (for example, a value corresponding to 1.0% / m). This is because the output ratio R changes unstablely when the smoke concentration is low, and the correction coefficient Cf fluctuates unstable accordingly. Therefore, when the first output signal S1 is less than the set threshold value, correction is performed. This is to prevent adverse effects on the judgment of fire.

以下に、図4〜図7の補正テーブルを用いて第1出力信号S1を補正した場合、第1の組み合わせ(赤・赤)が、第2の組み合わせ(青・赤)よりも種々の燃焼物について、補正後の第1出力信号SC1をCS計による測定値に追従させ、精度の高い火災の判定を行うことができることについて説明する。 Below, when the first output signal S1 is corrected using the correction tables of FIGS. 4 to 7, the first combination (red / red) has more various combustibles than the second combination (blue / red). It will be described that the corrected first output signal SC1 can be made to follow the measured value by the CS meter to make a highly accurate fire determination.

図8は、ろ紙をくん焼させたときの煙濃度及び補正後の第1出力信号の時間推移を示すグラフである。なお、ろ紙のくん焼煙(白煙)の場合、第1の組み合わせ(赤・赤)及び第2の組み合わせ(青・赤)の双方ともに、補正係数Cfは1付近であり、第1出力信号S1と補正後の第1出力信号SC1とは同じ値になる。図8に示すように、補正後の第1出力信号SC1は、CS計で測定された煙濃度にほぼ追従していることがわかる。 FIG. 8 is a graph showing the smoke concentration when the filter paper is burnt and the time transition of the first output signal after correction. In the case of filter paper smoke (white smoke), the correction coefficient Cf is around 1 for both the first combination (red / red) and the second combination (blue / red), and the first output signal. S1 and the corrected first output signal SC1 have the same value. As shown in FIG. 8, it can be seen that the corrected first output signal SC1 substantially follows the smoke concentration measured by the CS meter.

図9は、ヘプタン・トルエン混合燃料(黒煙)が燃焼したときの煙濃度及び補正後の第1出力信号の時間変化を示すグラフである。図9において、CS計による測定値は時間経過とともに上昇していく。これに対し、補正前の第1出力信号S1は、時間が経過してもわずかな増加しか見られない。一方、補正後の第1出力信号SC1は、CS計による測定値とほぼ同じように、煙濃度の上昇とともに大きくなっていく。このように、第1の組み合わせ(赤・赤)及び第2の組み合わせ(青・赤)において、煙の種類に対する波長の感度を補正係数Cfにより補正し、補正後の第1出力信号SC1に火災の状況を精度良く反映することがわかる。 FIG. 9 is a graph showing the smoke concentration when the heptane-toluene mixed fuel (black smoke) burns and the time change of the corrected first output signal. In FIG. 9, the value measured by the CS meter increases with the passage of time. On the other hand, the first output signal S1 before correction shows only a slight increase over time. On the other hand, the corrected first output signal SC1 becomes larger as the smoke concentration increases, almost the same as the value measured by the CS meter. In this way, in the first combination (red / red) and the second combination (blue / red), the sensitivity of the wavelength with respect to the type of smoke is corrected by the correction coefficient Cf, and the corrected first output signal SC1 is fired. It can be seen that the situation of is reflected accurately.

図10は、樹脂及び紙等が収容されたゴミ箱が燃焼したときの煙濃度及び補正後の第1出力信号の時間変化を示すグラフである。なお、今回のようなゴミ箱を燃焼させる場合、出火時は黒煙が発生し、時間が経つにつれて黒煙と白煙とが混合した状態になる傾向がある。図10に示すように、CS計による測定値は火災の発生から主に黒煙が発生している期間(例えば0〜640秒)までは、煙濃度は時間経過とともに上昇していく。その後、黒煙と白煙とが混合し始めると、煙濃度はほぼ横ばいを示す。これに対し、補正前の第1出力信号S1は、時間が経過してもわずかな増加しか見られない。一方、第1の組み合わせ(赤・赤)による補正後の第1出力信号SC1は、CS計による測定値とほぼ同じ煙濃度の検出結果になっている。 FIG. 10 is a graph showing the smoke concentration when the trash can containing resin, paper, etc. is burned and the time change of the corrected first output signal. When burning a trash can like this time, black smoke is generated when a fire breaks out, and black smoke and white smoke tend to be mixed with each other over time. As shown in FIG. 10, the value measured by the CS meter shows that the smoke concentration increases with the passage of time from the occurrence of the fire to the period in which black smoke is mainly generated (for example, 0 to 640 seconds). After that, when black smoke and white smoke start to mix, the smoke concentration shows almost flat. On the other hand, the first output signal S1 before correction shows only a slight increase over time. On the other hand, the first output signal SC1 corrected by the first combination (red / red) has a detection result of smoke concentration substantially the same as the value measured by the CS meter.

しかしながら、第2の組み合わせ(青・赤)による補正後の第1出力信号SC1は、CS計の煙濃度に追従していないとともに、変動幅が大きくなってしまう。具体的には、補正前の第1出力信号S1が上昇しているにも拘わらず、補正後の第1出力信号SC1が低下していく。これは、以下の理由による。それは、白煙に対する感度が青色光よりも赤色光の方が高いためである。白煙が発生している状態において、青色光は白煙に対して感度が低いため閾値を下回ることがあるが、赤色光は白煙に対して感度が高いため常に閾値を超えることになる。青色光が閾値を下回ることがあるので、第2の組み合わせ(青・赤)による補正後の第1出力信号SC1の変動幅は大きくなる。 However, the first output signal SC1 corrected by the second combination (blue / red) does not follow the smoke concentration of the CS meter, and the fluctuation range becomes large. Specifically, although the first output signal S1 before correction is increasing, the first output signal SC1 after correction is decreasing. This is due to the following reasons. This is because red light is more sensitive to white smoke than blue light. In the state where white smoke is generated, blue light may fall below the threshold because it has low sensitivity to white smoke, but red light always exceeds the threshold because it has high sensitivity to white smoke. Since the blue light may fall below the threshold value, the fluctuation range of the first output signal SC1 after correction by the second combination (blue / red) becomes large.

図11は、CS計で計測した種々の煙の種類の煙濃度に対し、第1の組み合わせ(赤・赤)による補正後の第1出力信号、第2の組み合わせ(青・赤)による補正後の第1出力信号及び近赤外光の前方散乱光を受光した際の第1出力信号をプロットし、その回帰直線を示すグラフである。図11において、第1出力信号がCS計の直線に近いほど良い結果であることを意味する。図11からわかるように、第1の組み合わせ(赤・赤)による補正後の第1出力信号SC1が、CS計と一致するライン付近に位置している。なお、第2の組み合わせ(青・赤)による補正後の第1出力信号SC1は、精度が良い結果が得られるケースと、精度が悪い結果が得られるケースとがあり、ばらつきがあることがわかった。 FIG. 11 shows the first output signal after correction by the first combination (red / red) and the correction by the second combination (blue / red) for the smoke concentrations of various smoke types measured by the CS meter. It is a graph which plots the 1st output signal and the 1st output signal at the time of receiving the forward scattered light of near-infrared light, and shows the regression line. In FIG. 11, the closer the first output signal is to the straight line of the CS meter, the better the result. As can be seen from FIG. 11, the first output signal SC1 corrected by the first combination (red / red) is located near the line corresponding to the CS meter. It was found that the first output signal SC1 corrected by the second combination (blue / red) varies depending on the case where a result with good accuracy can be obtained and the case where a result with poor accuracy can be obtained. It was.

上記実施の形態によれば、第1発光素子11及び第2発光素子12がともに赤色光である第1の組み合わせ(赤・赤)にすることにより、時間の経過に従って白色煙から黒色煙に変化するような煙に対しても、精度の高い火災の判定を行うことができる。また、第1発光素子11と第2発光素子12が同じLED等を用いることができるため、発光素子の経年劣化の特性がほぼ同じになり、火災検知の精度が劣化することを抑制することができる。 According to the above embodiment, by using the first combination (red / red) in which the first light emitting element 11 and the second light emitting element 12 are both red light, the smoke changes from white smoke to black smoke over time. It is possible to make a highly accurate fire judgment even for such smoke. Further, since the same LED or the like can be used for the first light emitting element 11 and the second light emitting element 12, the characteristics of the aged deterioration of the light emitting element become almost the same, and it is possible to suppress the deterioration of the accuracy of fire detection. it can.

さらに、煙の種類に対する波長の感度を補正係数Cfで補正することにより、補正後の第1出力信号SC1は火災の状況を精度良く反映したものにすることができる。特に、図4〜図7に示すような出力比Rに応じて補正係数Cfが設定された補正テーブルを用いたとき、煙の種類が時間経過に従って変化しても、その変化の前後を通じ、CS計による測定値に基づき設定される基準感度と同程度の感度を保つことができる。 Further, by correcting the sensitivity of the wavelength with respect to the type of smoke with the correction coefficient Cf, the corrected first output signal SC1 can accurately reflect the situation of fire. In particular, when a correction table in which the correction coefficient Cf is set according to the output ratio R as shown in FIGS. 4 to 7 is used, even if the type of smoke changes with the passage of time, CS is used before and after the change. It is possible to maintain the same sensitivity as the reference sensitivity set based on the measured value by the meter.

なお、図4〜図8の補正テーブルにおいて、出力比Rに応じて補正係数Cfが第1領域RR1、遷移領域TR、第2領域RR2に区分されている場合について例示しているが、湯気等の煙以外の粒子による散乱光が発生したことを出力比Rから判別し、補正後の第1出力信号SC1による火災判定結果が確実に非火災であると判定されるように、補正係数Cfを小さく設定するようにしてもよい。 In the correction table of FIGS. 4 to 8, the case where the correction coefficient Cf is divided into the first region RR1, the transition region TR, and the second region RR2 according to the output ratio R is illustrated. The correction coefficient Cf is set so that it is determined from the output ratio R that scattered light is generated by particles other than the smoke of the above, and the fire judgment result by the corrected first output signal SC1 is surely determined to be non-fire. It may be set small.

図12は、図2の記憶部に記憶された補正テーブルの変形例を示すグラフであり、図13は、第1の組み合わせ(赤・赤)における補正テーブルに種々の煙の出力比に対する度数分布を重ね合わせたグラフである。図12及び図13に示すように、補正テーブルには、第1領域RR1よりも出力比Rが小さい領域において、補正係数Cfが第1補正係数Cf1より小さい非火災補正係数Cf0(例えば0.5)に設定された非火災領域RR0が設定されている。湯気等は白煙より粒子径が大きく、黒煙とは逆に出力比Rが1より小さくなる傾向がある。そこで、湯気の度数分布が大きい非火災領域RR0においては、非火災補正係数Cf0が設定される。これにより、湯気等の場合には、補正後の第1出力信号SC1は、補正前の第1出力信号S1より小さくなり、火災判定部22が確実に非火災であると判定して判定精度の向上を図ることができる。 FIG. 12 is a graph showing a modification of the correction table stored in the storage unit of FIG. 2, and FIG. 13 shows a frequency distribution with respect to the output ratio of various smokes in the correction table in the first combination (red / red). It is a graph in which. As shown in FIGS. 12 and 13, in the correction table, the non-fire correction coefficient Cf0 (for example, 0.5) in which the correction coefficient Cf is smaller than the first correction coefficient Cf1 in the region where the output ratio R is smaller than the first region RR1 The non-fire area RR0 set in) is set. Steam and the like have a larger particle size than white smoke, and on the contrary to black smoke, the output ratio R tends to be smaller than 1. Therefore, in the non-fire region RR0 where the frequency distribution of steam is large, the non-fire correction coefficient Cf0 is set. As a result, in the case of steam or the like, the corrected first output signal SC1 becomes smaller than the uncorrected first output signal S1, and the fire determination unit 22 determines that the fire is definitely non-fire, and the determination accuracy is improved. It can be improved.

本発明の実施の形態は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、2つの第1発光素子11及び第2発光素子12と、1つの受光素子13とを有する場合について例示しているが、第1発光素子11及び第2発光素子12が、例えば白色光等の所定の波長域を持った1つの発光素子から構成され、受光素子が光学フィルタ等により異なる波長の散乱光を受光する構成であってもよい。 The embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, a case where two first light emitting elements 11 and a second light emitting element 12 and one light receiving element 13 are provided is illustrated, but the first light emitting element 11 and the second light emitting element 12 include, for example, white light or the like. It may be composed of one light emitting element having a predetermined wavelength range of the above, and the light receiving element may be configured to receive scattered light of different wavelengths by an optical filter or the like.

1 煙感知器、2 検煙部、2a 検煙空間、11 第1発光素子、12 第2発光素子、13 受光素子、20 制御部、21 信号補正部、22 火災判定部、23 記憶部、24 送信部、Cf 補正係数、Cf0 非火災補正係数、Cf1 第1補正係数、Cf2 第2補正係数、R 出力比、RR0 非火災領域、RR1 第1領域、RR2 第2領域、TR 遷移領域、S1 第1出力信号、S2 第2出力信号、SC1 補正後の第1出力信号、a、b、c、d パラメータ、θ1 第1角度、θ2 第2角度。 1 Smoke detector, 2 Smoke detector, 2a Smoke detector space, 11 1st light emitting element, 12 2nd light emitting element, 13 Light receiving element, 20 Control unit, 21 Signal correction unit, 22 Fire judgment unit, 23 Storage unit, 24 Transmitter, Cf correction coefficient, Cf0 non-fire correction coefficient, Cf1 first correction coefficient, Cf2 second correction coefficient, R output ratio, RR0 non-fire area, RR1 first area, RR2 second area, TR transition area, S1 first 1 output signal, S2 2nd output signal, SC1 corrected first output signal, a, b, c, d parameters, θ1 first angle, θ2 second angle.

Claims (5)

検煙空間に向けて可視光領域の赤色光を出射する第1発光素子と、
検煙空間に向けて前記第1発光素子と同一の赤色光を出射する第2発光素子と、
前記第1発光素子の光軸に対し鋭角に配置され、前記第2発光素子の光軸に対し鈍角に配置された受光素子と、
前記第1発光素子の発光により前記受光素子において受光された第1出力信号と、前記第2発光素子の発光により前記受光素子において受光された第2出力信号とに基づいて火災の判定を行う制御部と、
を備えたことを特徴とする煙感知器。
The first light emitting element that emits red light in the visible light region toward the smoke detection space,
A second light emitting element that emits the same red light as the first light emitting element toward the smoke detection space, and
A light receiving element arranged at an acute angle with respect to the optical axis of the first light emitting element and at an obtuse angle with respect to the optical axis of the second light emitting element.
Control to determine a fire based on the first output signal received by the light receiving element by the light emission of the first light emitting element and the second output signal received by the light receiving element by the light emission of the second light emitting element. Department and
A smoke detector characterized by being equipped with.
前記制御部は、前記第1出力信号と前記第2出力信号との出力比から補正係数を求め、求めた前記補正係数を用いて前記第1出力信号を補正し、補正後の前記第1出力信号を用いて火災の判定を行うことを特徴とする請求項1に記載の煙感知器。 The control unit obtains a correction coefficient from the output ratio of the first output signal and the second output signal, corrects the first output signal using the obtained correction coefficient, and corrects the first output. The smoke detector according to claim 1, wherein a fire is determined using a signal. 前記制御部は、前記出力比と前記補正係数との関係を示す補正テーブルを有し、
前記補正テーブルには、
前記出力比に対する前記補正係数が第1補正係数に設定された第1領域と、
前記出力比に対する前記補正係数が前記第1補正係数より大きい第2補正係数に設定された第2領域と、
前記第1領域と前記第2領域との間に設定され、前記出力比が大きくなるにつれて前記第1補正係数から前記第2補正係数へ変化する遷移領域とが設定されている請求項2に記載の煙感知器。
The control unit has a correction table showing the relationship between the output ratio and the correction coefficient.
In the correction table,
The first region in which the correction coefficient with respect to the output ratio is set as the first correction coefficient, and
A second region in which the correction coefficient with respect to the output ratio is set to a second correction coefficient larger than the first correction coefficient, and
The second aspect of the present invention, wherein a transition region is set between the first region and the second region and changes from the first correction coefficient to the second correction coefficient as the output ratio increases. Smoke detector.
前記遷移領域の前記補正係数は、前記出力比に比例して大きくなる請求項3に記載の煙感知器。 The smoke detector according to claim 3, wherein the correction coefficient in the transition region increases in proportion to the output ratio. 前記補正テーブルには、前記第1領域よりも出力比が小さい領域において、前記補正係数が前記第1補正係数より小さい非火災補正係数に設定された非火災領域が設定されている請求項3または4に記載の煙感知器。 Claim 3 or claim 3 or the correction table is set to a non-fire region in which the correction coefficient is set to a non-fire correction coefficient smaller than the first correction coefficient in a region having an output ratio smaller than that of the first region. 4. The smoke detector according to 4.
JP2017151780A 2017-08-04 2017-08-04 Smoke detectors Active JP6878197B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017151780A JP6878197B2 (en) 2017-08-04 2017-08-04 Smoke detectors
JP2021075464A JP7166386B2 (en) 2017-08-04 2021-04-28 Smoke detectors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017151780A JP6878197B2 (en) 2017-08-04 2017-08-04 Smoke detectors

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021075464A Division JP7166386B2 (en) 2017-08-04 2021-04-28 Smoke detectors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019032594A JP2019032594A (en) 2019-02-28
JP6878197B2 true JP6878197B2 (en) 2021-05-26

Family

ID=65523787

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017151780A Active JP6878197B2 (en) 2017-08-04 2017-08-04 Smoke detectors
JP2021075464A Active JP7166386B2 (en) 2017-08-04 2021-04-28 Smoke detectors

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021075464A Active JP7166386B2 (en) 2017-08-04 2021-04-28 Smoke detectors

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP6878197B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6878197B2 (en) * 2017-08-04 2021-05-26 能美防災株式会社 Smoke detectors

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4857895A (en) * 1987-08-31 1989-08-15 Kaprelian Edward K Combined scatter and light obscuration smoke detector
DE19902319B4 (en) * 1999-01-21 2011-06-30 Novar GmbH, Albstadt-Ebingen Zweigniederlassung Neuss, 41469 Scattered light fire detectors
US6225910B1 (en) * 1999-12-08 2001-05-01 Gentex Corporation Smoke detector
JP4010455B2 (en) * 2003-04-24 2007-11-21 ホーチキ株式会社 Scattered smoke detector
JP2008250851A (en) 2007-03-30 2008-10-16 Nohmi Bosai Ltd Photoelectric smoke detector
JP5586318B2 (en) * 2010-05-17 2014-09-10 ホーチキ株式会社 High sensitivity smoke detector
JP6420651B2 (en) * 2014-12-10 2018-11-07 能美防災株式会社 Photoelectric smoke detector
JP6878197B2 (en) * 2017-08-04 2021-05-26 能美防災株式会社 Smoke detectors

Also Published As

Publication number Publication date
JP7166386B2 (en) 2022-11-07
JP2019032594A (en) 2019-02-28
JP2021114331A (en) 2021-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6420651B2 (en) Photoelectric smoke detector
JP5974143B2 (en) Photodetection of particle characteristics
US6218950B1 (en) Scattered light fire detector
US8890700B2 (en) Evaluating scattered-light signals in an optical hazard detector and outputting a dust/steam warning or a fire alarm
US11002675B2 (en) System and method of smoke detection using multiple wavelengths of light
US20140109855A1 (en) Laser spark plug
CN101512613A (en) Improvement(s) related to particle monitors and method(s) therefor
JP2021114331A (en) smoke detector
AU2012314586A1 (en) Evaluation of scattered light signals in an optical alarm system and evaluating both a weighted smoke density signal and a weighted dust/steam density signal
US6700495B2 (en) Flame monitor for an oil- and gas-operated burner
JP2006349634A (en) Method for detecting particle concentration
US10339794B2 (en) Smoke detector and method for determining failure thereof
JP7131982B2 (en) Smoke detectors and smoke detection systems
JP2972407B2 (en) Fire alarm
CN110619730B (en) Fire detector
US20210302303A1 (en) Cleaning system for a smoke detector
US10845053B2 (en) System and method for detecting flame within a burner
JP6920945B2 (en) Smoke detector and fire receiver
JP7320959B2 (en) Smoke detectors
JP2002056475A (en) Photoelectric smoke detector
JP7133396B2 (en) photoelectric smoke detector
JP6399780B2 (en) smoke detector
JP7150497B2 (en) photoelectric smoke detector
JP6858612B2 (en) Fire alarm
JP2021043794A (en) Separate type fire detector

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200713

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210331

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210406

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210428

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6878197

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150