JPH0944770A - Method and device for estimating offset in smoke detector - Google Patents

Method and device for estimating offset in smoke detector

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JPH0944770A
JPH0944770A JP19688595A JP19688595A JPH0944770A JP H0944770 A JPH0944770 A JP H0944770A JP 19688595 A JP19688595 A JP 19688595A JP 19688595 A JP19688595 A JP 19688595A JP H0944770 A JPH0944770 A JP H0944770A
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offset
offset estimation
smoke
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敏行 前田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To estimate the offset affected by pollution in a dark box with a high precision by extracting a specific number of offset estimate points from the output signal from a smoke sensor and calculating an offset estimate value based on noise elimination signal values corresponding to offset estimate points. SOLUTION: A divergence prevention processing 12 performs the divergence prevention processing based on the data from a data input and filtering part 11, a start point detection part 13 performs the detection processing of the start point of an offset estimate period from the data input and filtering part 11, and an end point detection part 14 performs the detection processing of the end point of the offset estimate period. A data extraction part 15 extracts three or more data in the offset estimate period, and an offset estimate value calculation part 16 calculates the offset estimate value based on extracted data, and an offset calculation value calculation part 17 calculates an offset calculation value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は煙検出装置におけ
るオフセット推定方法およびその装置に関し、さらに詳
細にいえば、測定対象気体に含まれる煙粒子の濃度に対
応する信号を出力し、この出力信号を入力として所定の
処理を行って測定対象気体中の煙の濃度を算出するよう
にした煙検出装置におけるオフセット推定方法およびそ
の装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for estimating an offset in a smoke detector, and more specifically, it outputs a signal corresponding to the concentration of smoke particles contained in a gas to be measured, and outputs this output signal. The present invention relates to an offset estimation method and apparatus in a smoke detection device that performs a predetermined process as an input to calculate the smoke concentration in a measurement target gas.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、暗箱内に発光部と受光部とを
配置するとともに、発光部からの光が直接に受光部に導
かれることを阻止するための遮光部材を配置し、暗箱内
に煙の粒子が侵入した場合に、煙の粒子に起因する散乱
光を受光部において受光し、受光部からの出力信号(散
乱光強度にほぼ対応する出力信号)に基づいて煙の粒子
を検出するようにした光電式煙センサが提案されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a light emitting section and a light receiving section are arranged in a dark box, and a light blocking member for preventing light from the light emitting section from being directly guided to the light receiving section is arranged in the dark box. When smoke particles enter, the scattered light caused by the smoke particles is received by the light receiving unit, and the smoke particles are detected based on the output signal from the light receiving unit (the output signal that substantially corresponds to the scattered light intensity). Such a photoelectric smoke sensor has been proposed.

【0003】このような光電式煙センサにおいては、煙
の粒子に起因する散乱反射光の強度が発光部からの出力
光強度と比較して著しく微弱であるから、発光部からの
出力光が暗箱の各部において反射され、最終的に受光部
により受光されることを極力防止しなければならない。
しかしながら、このような光電式煙センサでは、煙の粒
子を含む測定対象気体を暗箱内に導入することが必要で
あるから、測定動作の遂行に伴なって暗箱の各部に煙の
粒子が付着し、付着した煙の粒子によって発光部からの
直接光が散乱反射されてしまい、散乱反射光の一部が受
光部により受光されることになってしまう。以下、この
ような散乱反射光に起因する受光部からの出力をオフセ
ットと称する。このオフセットは、測定対象規定に含ま
れる煙の濃度が0であっても受光部から出力されるので
あるから、測定精度の低下を招いてしまう。
In such a photoelectric smoke sensor, the intensity of scattered reflected light caused by smoke particles is extremely weak as compared with the intensity of the output light from the light emitting portion, so the output light from the light emitting portion is in a dark box. It is necessary to prevent as much as possible from being reflected by each part of the above and finally received by the light receiving part.
However, in such a photoelectric smoke sensor, since it is necessary to introduce a measurement target gas containing smoke particles into the dark box, smoke particles adhere to various parts of the dark box as the measurement operation is performed. Direct smoke from the light emitting unit is scattered and reflected by the attached smoke particles, and a part of the scattered and reflected light is received by the light receiving unit. Hereinafter, the output from the light receiving unit due to such scattered reflected light will be referred to as an offset. Since this offset is output from the light receiving unit even if the smoke density included in the measurement target regulation is 0, the measurement accuracy is deteriorated.

【0004】このようなオフセットによる不都合を解消
させようとして、受光部により得られた最新のパルス光
線に対応する出力のピーク値を保持する第1のコンデン
サと、受光部により得られた1回前のパルス光線に対応
する出力のピーク値を保持する第2のコンデンサと、各
コンデンサに保持されている電圧が各入力端子に印加さ
れる差動増幅器とを設けてなり、この構成によって汚染
による経年変化のような緩慢な変化には応答しないよう
にした煙感知器(特公昭56−6600号公報参照)、
受光部の出力の一定基準値からの変動量を相当長時間積
分しこの値が特定の閾値を越えると制御信号を発生する
積分制御回路を設け、この制御信号により発光部の発光
出力または受光部出力増幅率を制御して監視時の受光部
の前記基準値からの変動値を0になるようにして、漸次
変化する外因の影響により発報あるいは失報を発生させ
ないようにした光電式煙感知器(特公昭56−1281
3号公報参照)、および汚れ感度補正回路で、アナログ
感知器からの感知信号の1時間当りの平均値を求めると
ともに、その1時間当りの平均値で1日で最小のものを
求め、それを数日分記憶しておき、その数日における1
時間当りの平均値で最小のものを求め、この最小のもの
に応じて汚れ感度を補正することにより、施工段階など
でほこりで汚れてもその分を補うように汚れ検知感度を
補正でき、使用段階で汚れ警報が多発することを防止で
きるシステム(特開平5−325058号公報参照)が
提案されている。
In order to eliminate such an inconvenience caused by the offset, a first capacitor for holding the peak value of the output corresponding to the latest pulsed light beam obtained by the light receiving section, and the previous capacitor obtained by the light receiving section The second capacitor for holding the peak value of the output corresponding to the pulsed light beam and the differential amplifier to which the voltage held in each capacitor is applied to each input terminal are provided. A smoke detector (see Japanese Examined Patent Publication No. 56-6600) that does not respond to slow changes such as changes.
An integration control circuit is provided that integrates the fluctuation amount of the output of the light receiving unit from a fixed reference value for a considerable time and generates a control signal when this value exceeds a specific threshold, and this control signal causes the light emission output of the light emitting unit or the light receiving unit. Photoelectric smoke detection in which the output amplification factor is controlled so that the fluctuation value from the reference value of the light receiving unit at the time of monitoring is set to 0 so that the alarm or the false alarm is not caused by the influence of the gradually changing external factors. Container (Japanese Patent Publication Sho 56-1281)
No. 3), and the dirt sensitivity correction circuit, find the average value of the sensing signal from the analog sensor per hour, and find the minimum average value per hour in one day. Remember for a few days, then 1 in those days
Obtain the smallest average value per hour, and correct the stain sensitivity according to this minimum value, so that even if dust is contaminated at the construction stage, the stain detection sensitivity can be corrected to compensate for it, and it can be used. A system (see Japanese Patent Laid-Open No. 5-325058) capable of preventing frequent occurrence of a dirt alarm at a stage has been proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】特公昭56−6600
号公報に示す構成の煙感知器は、1対のコンデンサと差
動増幅器とにより、汚染による経年変化のような緩慢な
変化には応答しないようにしているのであるから、オフ
セットの推定を行うことは不可能であり、しかも、緩慢
な変化を無視しているため絶対値での検出を行うことが
できないという不都合がある。
[Problems to be Solved by the Invention] Japanese Patent Publication No. 56-6600
Since the smoke sensor having the configuration shown in the publication does not respond to a slow change such as a secular change due to contamination by a pair of capacitors and a differential amplifier, it is necessary to estimate the offset. Is impossible, and since the slow change is ignored, the absolute value cannot be detected.

【0006】特公昭56−12813号公報に示す構成
の光電式煙感知器は、受光部の出力の一定基準値からの
変動量を積分し、積分値が特定の閾値を越えた場合に発
光部の発光出力または受光部出力増幅率を制御して監視
時の受光部の前記基準値からの変動値を0になるように
するのであるから、オフセットの推定を行うことが不可
能であり、しかも積分値が閾値を越えた時にのみ変動値
を0にするので、それ以外の時には予測できない変動値
が存在し、煙の濃度の検知感度を余り高めることができ
ないという不都合がある。
The photoelectric smoke detector having the structure shown in Japanese Patent Publication No. 56-12813 integrates the fluctuation amount of the output of the light receiving part from a certain reference value, and when the integrated value exceeds a specific threshold value, the light emitting part. Since the light emission output or the light receiving unit output amplification factor is controlled so that the variation value of the light receiving unit from the reference value during monitoring becomes 0, it is impossible to estimate the offset, and Since the fluctuation value is set to 0 only when the integrated value exceeds the threshold value, there is an unpredictable fluctuation value at other times, and there is a disadvantage that the smoke density detection sensitivity cannot be increased so much.

【0007】特開平5−325058号公報に示す構成
のシステムは、検知信号の最小のものをオフセットレベ
ルとして用いて汚れ感度を補正するのであるから、例え
ば、このシステムを空気清浄機の自動制御(塵埃濃度が
ある程度よりも下がった場合に空気清浄機を停止するな
どの制御)に用いた場合に、前記オフセットレベルより
も低いオフセットレベルを用いることが不可能になって
しまう。また、採用されるオフセットレベルは実際のオ
フセットレベルと等しいか、または高いので、塵埃濃度
の検知感度を余り高めることができないという不都合も
ある。
Since the system having the configuration shown in Japanese Patent Laid-Open No. 5-325058 corrects the dirt sensitivity by using the minimum detection signal as an offset level, for example, this system is automatically controlled by an air cleaner ( When used for control such as stopping the air purifier when the dust concentration falls below a certain level), it becomes impossible to use an offset level lower than the offset level. Further, since the offset level adopted is equal to or higher than the actual offset level, there is also a disadvantage that the detection sensitivity of dust concentration cannot be increased so much.

【0008】また、煙の濃度の測定を行う場合には、測
定対象気体中に煙の粒子のみならず、煙の粒子よりも大
径のものが含まれている可能性が高く、煙の粒子よりも
大径のものによっても散乱反射が発生するので、何れの
煙感知器においても、煙のみの濃度を正確に検知するこ
とが不可能になってしまうという不都合がある。
Further, when the smoke concentration is measured, it is highly possible that not only the smoke particles but also those having a larger diameter than the smoke particles are contained in the gas to be measured. Even if the smoke detector has a larger diameter than the above, scattered reflection occurs, so that it is impossible for any smoke detector to accurately detect the density of only smoke.

【0009】[0009]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、暗箱内部の汚染により影響されるオフセ
ットを高精度に推定することができる、煙検出装置にお
けるオフセット推定方法およびその装置を提供すること
を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an offset estimating method and apparatus in a smoke detecting apparatus capable of estimating an offset affected by contamination in a dark box with high accuracy. Is intended to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1の煙検出装置に
おけるオフセット推定方法は、煙センサからの出力信号
から3つ以上のオフセット推定点を抽出して、抽出され
たオフセット推定点に対応するノイズ除去信号値に基づ
いてオフセット推定値を算出する方法である。請求項2
の煙検出装置におけるオフセット推定方法は、出力信号
から3つ以上のオフセット推定点を抽出するに当って、
出力信号からノイズ成分を除去してノイズ除去信号を出
力し、ノイズ除去信号から3つ以上のオフセット推定点
を抽出する方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an offset estimating method for a smoke detecting apparatus, wherein three or more offset estimating points are extracted from an output signal from a smoke sensor and the offset estimating points are extracted. This is a method of calculating the offset estimated value based on the noise removal signal value. Claim 2
The offset estimation method in the smoke detection device of the above, in extracting three or more offset estimation points from the output signal,
This is a method of removing a noise component from an output signal, outputting a noise removal signal, and extracting three or more offset estimation points from the noise removal signal.

【0011】請求項3の煙検出装置におけるオフセット
推定方法は、ノイズ除去信号のうち、滑らかな減衰が一
定時間以上持続した場合における持続期間の開始点と、
移動平均が極小になる点との間の区間からオフセット推
定点を抽出する方法である。請求項4の煙検出装置にお
けるオフセット推定方法は、4つ以上のオフセット推定
点を抽出し、抽出されたオフセット推定点に基づいて3
つ以上のオフセット推定点の組を得、各組に属するオフ
セット推定点に対応するノイズ除去信号値に基づいてオ
フセット仮推定値を算出し、複数個のオフセット仮推定
値の平均値を算出し、この平均値をオフセット推定値と
して採用する方法である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an offset estimating method for a smoke detecting apparatus, wherein a start point of a duration period when smooth attenuation of a noise removal signal lasts for a certain period or more,
This is a method of extracting an offset estimation point from a section between the point at which the moving average becomes minimum. The offset estimation method in the smoke detection device according to claim 4 extracts four or more offset estimation points, and performs 3 based on the extracted offset estimation points.
Obtaining a set of one or more offset estimation points, calculating an offset provisional estimation value based on the noise removal signal value corresponding to the offset estimation point belonging to each set, calculating an average value of a plurality of offset provisional estimation values, This is a method of using this average value as the offset estimated value.

【0012】請求項5の煙検出装置におけるオフセット
推定装置は、煙センサからの出力信号からノイズ成分を
除去してノイズ除去信号を出力するフィルタ手段と、3
つ以上のオフセット推定点を抽出する抽出手段と、抽出
されたオフセット推定点に対応するノイズ除去信号値に
基づいてオフセット推定値を算出する算出手段とを含む
オフセット推定部を有している。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an offset estimating device in a smoke detecting device, wherein the offset estimating device removes a noise component from an output signal from the smoke sensor and outputs a noise removal signal.
The offset estimation unit includes an extraction unit that extracts one or more offset estimation points and a calculation unit that calculates an offset estimation value based on the noise removal signal value corresponding to the extracted offset estimation points.

【0013】[0013]

【作用】請求項1の煙検出装置におけるオフセット推定
方法であれば、測定対象気体に含まれる煙粒子の濃度に
対応する信号を煙センサから出力し、煙センサからの出
力信号を入力として濃度算出部において所定の処理を行
って測定対象気体中の煙の濃度を算出するに当って、煙
センサからの出力信号から3つ以上のオフセット推定点
を抽出して、抽出されたオフセット推定点に対応するノ
イズ除去信号値に基づいてオフセット推定値を算出する
のであるから、オフセットの推定を高精度に行うことが
できる。そして、オフセットの推定が高精度に行われる
ことに起因して測定対象気体に含まれる煙粒子の濃度を
正確に検出することができる。なお、ここで煙センサと
しては、光電式煙センサを採用してもよいが、光電式以
外の煙センサを採用してもよい。
According to the method of estimating an offset in the smoke detecting apparatus of claim 1, the smoke sensor outputs a signal corresponding to the concentration of smoke particles contained in the gas to be measured, and the output signal from the smoke sensor is input to calculate the concentration. When calculating the concentration of smoke in the measurement target gas by performing a predetermined process in the section, extract three or more offset estimation points from the output signal from the smoke sensor, and correspond to the extracted offset estimation points. Since the offset estimation value is calculated based on the noise removal signal value, the offset can be estimated with high accuracy. The concentration of smoke particles contained in the measurement target gas can be accurately detected due to the highly accurate offset estimation. Here, as the smoke sensor, a photoelectric smoke sensor may be adopted, but a smoke sensor other than the photoelectric smoke sensor may be adopted.

【0014】さらに詳細に説明すると、煙センサは測定
対象気体に含まれる煙粒子のみならず、粉塵をも検出し
て、これら煙粒子、粉塵の濃度に対応する信号を出力す
ることが知られている。ここで、煙粒子は0.01〜1
μmの粒径を有しているのに対して、塵埃のうち、花粉
は数十μm程度の粒径を有し、綿埃は100μm程度の
粒径を有しているのであるから、塵埃は、煙粒子よりも
粒径が大きい粒子で構成されていることが分かる。この
結果、煙センサからの出力は、これら塵埃に起因して鋭
いインパルス状の波形を含むことになる。すなわち、煙
粒子の濃度は数時間かけて減衰するのに対して粉塵の濃
度は5秒程度で減衰する。
More specifically, it is known that the smoke sensor detects not only smoke particles contained in the gas to be measured but also dust and outputs a signal corresponding to the concentration of these smoke particles and dust. There is. Here, the smoke particles are 0.01 to 1
While dust has a particle size of about several tens of μm and cotton dust has a particle size of about 100 μm, dust has a particle size of about 100 μm. It can be seen that the particles are larger than the smoke particles. As a result, the output from the smoke sensor includes a sharp impulse-like waveform due to the dust. That is, the concentration of smoke particles decays over several hours, while the concentration of dust decays in about 5 seconds.

【0015】また、本願の発明者は、測定対象気体に煙
粒子のみが含まれている場合に、煙の減衰曲線がほぼ指
数関数exp(−αt)(αは定数、tは時間)に比例
することを見出した。この点をさらに説明する。換気を
しない場合、空気中の煙は壁などに付着することにより
減衰していると考えられる。煙粒子が壁に当ったときに
壁に付着する割合を一定とすると、煙濃度Dと時間tと
は次の関係にあると考えられる。 D=D0exp(−αt) ただし、D0は時刻t=0での煙センサの出力電圧を示
している。
Further, the inventor of the present application has found that, when only the smoke particles are contained in the gas to be measured, the smoke attenuation curve is approximately proportional to the exponential function exp (-αt) (α is a constant, t is time). I found that This point will be further described. When not ventilated, it is considered that smoke in the air is attenuated by adhering to walls. If the ratio of smoke particles adhering to the wall when it hits the wall is constant, the smoke density D and the time t are considered to have the following relationship. D = D0exp (-αt) However, D0 represents the output voltage of the smoke sensor at time t = 0.

【0016】このため、あるオフセットβを持つ煙セン
サの出力VDは次式で表される。 VD=VD0exp(−αt)+β ただし、VD0は時刻t=0での煙センサの出力電圧を
示している。このとき、βは、等間隔t3,t2,t1
(t3−t2=t2−t1=td)で採取した3点のデ
ータVD1,VD2,VD3を用いて次のように算出で
きる。 VD1=VD0exp(−αt1)+β VD2=VD0exp(−αt2)+β =VD0{exp(−αt1)*exp(−αtd)}+β VD3=VD0[exp(−αt1)*{exp(−αtd)}2]+β ここで、VD0*exp(−αt1)=a、VD0*e
xp(−αtd)=bとおくと、 VD1=a+β、VD2=ab+β、VD3=ab2
β となり、VD1,VD2,VD3は初項a公比bの等比
数列にβを加えたものになることが分かる。
Therefore, the output VD of the smoke sensor having a certain offset β is expressed by the following equation. VD = VD0exp (−αt) + β where VD0 represents the output voltage of the smoke sensor at time t = 0. At this time, β is equal intervals t3, t2, t1.
The data can be calculated as follows using the three points of data VD1, VD2, VD3 collected at (t3-t2 = t2-t1 = td). VD1 = VD0exp (−αt1) + β VD2 = VD0exp (−αt2) + β = VD0 {exp (−αt1) * exp (−αtd)} + β VD3 = VD0 [exp (−αt1) * {exp (−αtd)} 2 ] + Β Here, VD0 * exp (-αt1) = a, VD0 * e
When xp (-αtd) = b is set, VD1 = a + β, VD2 = ab + β, VD3 = ab 2 +
It follows that β becomes, and VD1, VD2, VD3 are obtained by adding β to the geometric progression of the first term a common ratio b.

【0017】 したがって、VD3−VD2=ab(b−1) VD2−VD1=a(b−1) (VD3−VD2)/(VD2−VD1)=b β=VD1−(VD2−VD1)/(b−1) となり、この式からオフセットβを3点のデータから推
定できることが分かる。
Therefore, VD3-VD2 = ab (b-1) VD2-VD1 = a (b-1) (VD3-VD2) / (VD2-VD1) = b β = VD1- (VD2-VD1) / (b −1), and it can be seen from this equation that the offset β can be estimated from the data of three points.

【0018】そして、オフセットβが推定された後は、
煙センサからの出力電圧からオフセットβを減算するこ
とにより、D=D0exp(−αt)の関係を得ること
ができ、この関係から煙濃度Dを得ることができる。し
かし、インパルス状の波形を含む出力および指数関数に
基づいてオフセットの推定を行っても、推定されたオフ
セットはインパルス状の波形に起因する誤差を含むこと
になってしまう。
After the offset β is estimated,
By subtracting the offset β from the output voltage from the smoke sensor, the relationship of D = D0exp (−αt) can be obtained, and the smoke density D can be obtained from this relationship. However, even if the offset is estimated based on the output including the impulse-like waveform and the exponential function, the estimated offset will include an error due to the impulse-like waveform.

【0019】請求項1のオフセット推定方法は、煙セン
サの出力から3つ以上のオフセット推定点を抽出してノ
イズ除去信号の対応する信号値および指数関数に基づい
てオフセットの推定を行うのであるから、オフセットの
推定を高精度に達成することができ、ひいては、測定対
象気体に含まれる煙粒子の濃度を正確に検出することが
できる。
Since the offset estimation method according to the first aspect extracts three or more offset estimation points from the output of the smoke sensor and estimates the offset based on the corresponding signal value of the noise removal signal and the exponential function. The offset estimation can be achieved with high precision, and the concentration of smoke particles contained in the measurement target gas can be accurately detected.

【0020】請求項2の煙検出装置におけるオフセット
推定方法であれば、出力信号から3つ以上のオフセット
推定点を抽出するに当って、出力信号からノイズ成分を
除去してノイズ除去信号を出力し、ノイズ除去信号から
3つ以上のオフセット推定点を抽出するのであるから、
ノイズ成分の影響を排除することができ、オフセットの
推定を一層高精度に達成することができる。
According to the offset estimation method in the smoke detector of claim 2, in extracting three or more offset estimation points from the output signal, the noise component is removed from the output signal and the noise removal signal is output. , Three or more offset estimation points are extracted from the noise-removed signal,
The influence of noise components can be eliminated, and the offset estimation can be achieved with higher accuracy.

【0021】請求項3の煙検出装置におけるオフセット
推定方法であれば、ノイズ除去信号のうち、滑らかな減
衰が一定時間以上持続した場合における持続期間の開始
点と、移動平均が極小になる点との間の区間からオフセ
ット推定点を抽出するのであるから、オフセットの推定
精度を高めることができる。請求項4の煙検出装置にお
けるオフセット推定方法であれば、4つ以上のオフセッ
ト推定点を抽出し、抽出されたオフセット推定点に基づ
いて3つ以上のオフセット推定点の組を得、各組に属す
るオフセット推定点に対応するノイズ除去信号値に基づ
いてオフセット仮推定値を算出し、複数個のオフセット
仮推定値の平均値を算出し、この平均値をオフセット推
定値として採用するのであるから、オフセットの推定精
度を一層高めることができる。
According to the offset estimation method in the smoke detecting apparatus of claim 3, the start point of the duration of the noise removal signal when the smooth attenuation continues for a certain time or more, and the point where the moving average becomes minimum. Since the offset estimation points are extracted from the section between the intervals, the offset estimation accuracy can be improved. According to the offset estimation method in the smoke detecting device of claim 4, four or more offset estimation points are extracted, a set of three or more offset estimation points is obtained based on the extracted offset estimation points, and each set is obtained. The offset provisional estimation value is calculated based on the noise removal signal value corresponding to the offset estimation point to which it belongs, the average value of the plurality of offset provisional estimation values is calculated, and this average value is adopted as the offset estimation value. The offset estimation accuracy can be further improved.

【0022】請求項5の煙検出装置におけるオフセット
推定装置であれば、測定対象気体に含まれる煙粒子の濃
度に対応する信号を煙センサから出力し、煙センサから
の出力信号を入力として濃度算出部により所定の処理を
行って測定対象気体中の煙の濃度を算出するに当って、
濃度算出部に含まれるオフセット推定部が、フィルタ手
段により出力信号からノイズ成分を除去してノイズ除去
信号を出力し、抽出手段により3つ以上のオフセット推
定点を抽出し、抽出されたオフセット推定点に対応する
ノイズ除去信号値に基づいて算出部によりオフセット推
定値を算出する。したがって、オフセットの推定を高精
度に行うことができ、オフセットの推定が高精度に行わ
れることに起因して測定対象気体に含まれる煙粒子の濃
度を正確に検出することができる。なお、ここで煙セン
サとしては、光電式煙センサを採用してもよいが、光電
式以外の煙センサを採用してもよい。
According to the offset estimating device of the smoke detecting device of claim 5, the smoke sensor outputs a signal corresponding to the concentration of the smoke particles contained in the gas to be measured, and the output signal from the smoke sensor is input to calculate the concentration. In calculating the concentration of smoke in the gas to be measured by performing predetermined processing by the section,
An offset estimation unit included in the density calculation unit removes a noise component from the output signal by the filter unit and outputs a noise removal signal, the extraction unit extracts three or more offset estimation points, and the extracted offset estimation points. The offset estimation value is calculated by the calculation unit based on the noise removal signal value corresponding to. Therefore, the offset can be estimated with high accuracy, and the concentration of smoke particles contained in the measurement target gas can be accurately detected due to the high accuracy of the offset estimation. Here, as the smoke sensor, a photoelectric smoke sensor may be adopted, but a smoke sensor other than the photoelectric smoke sensor may be adopted.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、添付図面によってこの発明
の実施の態様を詳細に説明する。図1はこの発明に適用
される光電式煙センサの一実施態様の内部機構を示す平
面図、図2は概略正面図である。この光電式煙センサ
は、発光ダイオードなどからなる発光部1aおよびフォ
トダイオードなどからなる第1受光部1bが搭載された
基板1と、暗箱(ケース体)2とから構成されている。
ここで、基板1としては、例えば、ガラスエポキシから
なるプリント配線基板が例示でき、暗箱2としては、例
えば、アクリルニトリルブタジエンスチレン共重合体
(以下、ABSと略称する)を用いて成形された箱体が
例示できる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view showing an internal mechanism of an embodiment of a photoelectric smoke sensor applied to the present invention, and FIG. 2 is a schematic front view. This photoelectric smoke sensor includes a substrate 1 on which a light emitting portion 1a including a light emitting diode and a first light receiving portion 1b including a photodiode are mounted, and a dark box (case body) 2.
Here, as the substrate 1, for example, a printed wiring board made of glass epoxy can be exemplified, and as the dark box 2, for example, a box formed using an acrylonitrile butadiene styrene copolymer (hereinafter abbreviated as ABS) The body can be exemplified.

【0024】暗箱2は全体が立方体状の箱体であり、そ
の内部に上方に延びる壁部材を形成することにより、発
光部収容空間2a、第1受光部収容空間2bを形成して
いるとともに、第1受光部収容空間2bにレンズ系2d
を設けている。そして、発光部1aの光軸とレンズ系2
dの光軸とが所定の角度をなすように発光部1aおよび
レンズ系2dが配置されている。また、発光部収容空間
2aの内奥部に発光部1aを侵入させるための穴が形成
されているとともに、レンズ系2dの光軸上であって、
第1受光部収容空間2bの内奥部に第1受光部1bを侵
入させるための穴が形成されている。ただし、発光部収
容空間2aにレンズ系を設けてもよい。
The dark box 2 is a cubic box as a whole, and a wall member extending upward is formed inside the dark box 2 to form a light emitting portion accommodating space 2a and a first light receiving portion accommodating space 2b. The lens system 2d is provided in the first light receiving portion accommodation space 2b.
Is provided. Then, the optical axis of the light emitting unit 1a and the lens system 2
The light emitting unit 1a and the lens system 2d are arranged so that the optical axis of d forms a predetermined angle. Further, a hole for allowing the light emitting unit 1a to enter is formed in the inner depth of the light emitting unit housing space 2a, and on the optical axis of the lens system 2d,
A hole for allowing the first light receiving portion 1b to enter is formed in the inner depth of the first light receiving portion accommodation space 2b. However, you may provide a lens system in the light emission part accommodation space 2a.

【0025】そして、発光部収容空間2aと第1受光部
収容空間2bとの中間部に、発光部1aから出射される
光が直接レンズ系2dを通して第1受光部1bに導かれ
ることを防止する遮光部材2eが設けられている。ま
た、ノイズ光として作用する可能性がある光がレンズ系
2dを通して第1受光部1bに導かれることを防止する
ノイズ光遮光部材2fが発光部収容空間2a、第1受光
部収容空間2b、遮光部材2eとほぼ正対する位置に設
けられている。ノイズ光遮光部材2fは複数個設けられ
ており、互いに隣合うノイズ光遮光部材2f1,2f2
によってノイズ光減衰室を構成している。このノイズ光
減衰室に導入された光はこの室の吸光度が高い内壁面で
複数回反射させられることにより、その強度が十分に減
衰させられる。また、発光部1aからの直接光が照射さ
れるノイズ光遮光部材(第1板部材)2f1の所定位置
に直接光を通過させるための穴2jが形成されていると
ともに、このノイズ光遮光部材2f1と第1受光部収容
空間2bを規定する板部材と暗箱2の外壁部材とで光ト
ラップ2kを構成している。なお、ノイズ光遮光部材2
f1と対向するノイズ光遮光部材2f2および両ノイズ
光遮光部材2f1,2f2の間に位置する暗箱2の外壁
部材が第2板部材に該当する。
The light emitted from the light emitting portion 1a is prevented from being directly guided to the first light receiving portion 1b through the lens system 2d at an intermediate portion between the light emitting portion accommodation space 2a and the first light receiving portion accommodation space 2b. A light blocking member 2e is provided. Further, a noise light shielding member 2f for preventing light that may act as noise light from being guided to the first light receiving portion 1b through the lens system 2d includes a light emitting portion housing space 2a, a first light receiving portion housing space 2b, and a light shielding portion. It is provided at a position that substantially faces the member 2e. A plurality of noise light blocking members 2f are provided, and noise light blocking members 2f1 and 2f2 adjacent to each other are provided.
It constitutes the noise light attenuation room. The intensity of the light introduced into the noise light attenuation chamber is sufficiently attenuated by being reflected multiple times by the inner wall surface of the chamber where the light absorption is high. Further, a hole 2j for directly passing the light is formed at a predetermined position of the noise light blocking member (first plate member) 2f1 to which the direct light from the light emitting portion 1a is irradiated, and the noise light blocking member 2f1 is also formed. The plate member that defines the first light receiving unit accommodation space 2b and the outer wall member of the dark box 2 form an optical trap 2k. The noise light blocking member 2
The noise light blocking member 2f2 facing the f1 and the outer wall member of the dark box 2 located between the noise light blocking members 2f1 and 2f2 correspond to the second plate member.

【0026】さらに、遮光部材2eとほぼ正対する所定
位置に応力を逃がすためのスリット部2gが形成されて
おり、遮光部材2eの基部およびスリット部2gを挟ん
で遮光部材2eと反対側の所定位置にねじ止め用の穴が
形成され、これらの穴を通して基板1がねじ2hによっ
てねじ止めされている。また、遮光部材2eの先端に近
接する所定位置に流体導入用の開口2iが設けられてい
る。もちろん、基板1の対応箇所にも流体導入用の開口
(図示せず)が設けられている。
Further, a slit portion 2g for releasing stress is formed at a predetermined position substantially facing the light shielding member 2e, and a predetermined position on the opposite side of the light shielding member 2e with the base portion of the light shielding member 2e and the slit portion 2g sandwiched therebetween. Holes for screwing are formed in the substrate 1, and the substrate 1 is screwed through the holes by screws 2h. Further, an opening 2i for introducing a fluid is provided at a predetermined position near the tip of the light shielding member 2e. Needless to say, an opening (not shown) for introducing a fluid is also provided at a corresponding portion of the substrate 1.

【0027】上記の構成の光学式煙センサの作用は次の
とおりである。発光部1aおよび第1受光部1bが搭載
された基板1を暗箱2の下面に接触させ、この状態にお
いて1対のねじ2hにより基板1と暗箱2とを一体的に
連結することにより、光学的煙センサの組み立てを完了
する。この状態においては、発光部1a、遮光部材2
e、レンズ系2dおよび第1受光部1bの相対位置が所
期のとおりに設定されている。
The operation of the optical smoke sensor having the above structure is as follows. The substrate 1 on which the light emitting portion 1a and the first light receiving portion 1b are mounted is brought into contact with the lower surface of the dark box 2, and in this state, the substrate 1 and the dark box 2 are integrally connected by a pair of screws 2h, whereby the optical Complete the smoke sensor assembly. In this state, the light emitting portion 1a and the light blocking member 2
The relative positions of e, the lens system 2d, and the first light receiving portion 1b are set as expected.

【0028】このようにして組み立てられた光電式煙セ
ンサを所定位置に配置することにより、以下のようにし
て測定対象雰囲気中における煙の粒子の濃度を測定する
ことができる。測定対象雰囲気が煙の粒子を全く含んで
いない場合には、発光部1aから出射される光はそのま
ま直線的に伝播し、遮光部材2eの存在によってレンズ
系2dには全く照射されない。この結果、第1受光部1
bからの出力信号は小さいままである。なお、直線的に
伝播する光のうち、少なくとも一部は穴2jを通して光
トラップ2kに導入され、とじ込められることによりほ
ぼ完全に減衰する。また、直線的に伝播する光の残部は
ノイズ光遮光部材2f1,2f2および暗箱2の外壁部
材によって多重反射されることにより十分に減衰する。
したがって、発光部1aからの直接光に起因するノイズ
光は第1受光部1bには殆ど影響を及ぼさない。
By disposing the photoelectric smoke sensor thus assembled at a predetermined position, the concentration of smoke particles in the atmosphere to be measured can be measured as follows. When the atmosphere to be measured does not contain smoke particles at all, the light emitted from the light emitting portion 1a propagates linearly as it is, and due to the presence of the light shielding member 2e, the lens system 2d is not irradiated at all. As a result, the first light receiving unit 1
The output signal from b remains small. At least a part of the linearly propagating light is introduced into the optical trap 2k through the hole 2j and is trapped therein to be attenuated almost completely. The rest of the linearly propagating light is sufficiently reflected by the noise light blocking members 2f1 and 2f2 and the outer wall member of the dark box 2 so as to be sufficiently attenuated.
Therefore, the noise light caused by the direct light from the light emitting unit 1a hardly affects the first light receiving unit 1b.

【0029】図3はこの発明のオフセット推定方法の一
実施態様を説明するフローチャートである。ステップS
P1において光電式煙センサからのデータ入力、フィル
タリングを行い、10個毎にデータを抽出する。ステッ
プSP2において発散防止処理を行い、ステップSP3
においてオフセット推定期間の始点の検出処理を行い、
ステップSP4において始点が検出されたと判定される
までステップSP1からステップSP3までの処理を反
復する。
FIG. 3 is a flow chart for explaining one embodiment of the offset estimation method of the present invention. Step S
In P1, data input from the photoelectric smoke sensor and filtering are performed, and data is extracted every 10 pieces. Divergence prevention processing is performed in step SP2, and step SP3
In the process of detecting the start point of the offset estimation period,
The processes from step SP1 to step SP3 are repeated until it is determined in step SP4 that the starting point has been detected.

【0030】その後、ステップSP5において、ステッ
プSP1で抽出されたデータを5個飛ばしで詰め(50
個毎に抽出したデータに変換し)、ステップSP6にお
いてデータ入力、フィルタリングを行い、50個毎にデ
ータを抽出する。ステップSP7において発散防止処理
を行い、ステップSP8において1つ前に抽出されたデ
ータが今のデータよりも小さいか否かを判定し(今のデ
ータがオフセット推定期間の終点であるか否かを判定
し)、1つ前に抽出されたデータが今のデータよりも小
さいと判定されるまで、ステップSP6およびステップ
SP7の処理を反復する。
Then, in step SP5, the data extracted in step SP1 is skipped and packed (50).
Data is extracted for each 50), data is input and filtered in step SP6, and data is extracted for every 50. A divergence prevention process is performed in step SP7, and it is determined in step SP8 whether or not the data extracted immediately before is smaller than the current data (whether or not the current data is the end point of the offset estimation period). Then, the processes of step SP6 and step SP7 are repeated until it is determined that the data extracted immediately before is smaller than the current data.

【0031】その後、ステップSP9においてオフセッ
ト推定期間に3個以上のデータがあるか否かを判定し、
3個以上のデータがあると判定された場合には、ステッ
プSP10においてオフセット推定値を算出し、ステッ
プSP11においてオフセット算出値を算出する。そし
て、ステップSP11においてオフセット算出値が算出
された場合、またはステップSP9においてオフセット
推定期間に2個以下のデータしかないと判定された場合
には、再びステップSP1の処理を行う。
Then, in step SP9, it is judged whether or not there are three or more data in the offset estimation period.
If it is determined that there are three or more data, the offset estimation value is calculated in step SP10, and the offset calculation value is calculated in step SP11. Then, when the offset calculation value is calculated in step SP11, or when it is determined in step SP9 that there are only two or less data in the offset estimation period, the process of step SP1 is performed again.

【0032】図4はデータ入力、フィルタリング処理
(図3のフローチャートのステップSP1、ステップS
P6の処理)を説明するフローチャートである。ステッ
プSP1において読み飛ばし回数を0に設定し、ステッ
プSP2においてデータ入力を行い、ステップSP3に
おいてフィルタリング処理を行う。ステップSP4にお
いて読み飛ばし回数を1だけ増加させ、ステップSP5
において読み飛ばし回数が所定回数(図3のフローチャ
ートのステップSP1、ステップSP6で設定されてい
る回数)と等しいと判定されるまでステップSP2から
ステップSP4までの処理を反復する。そして、ステッ
プSP6において、ステップSP3のフィルタリング処
理で返された最後のデータを第1FIFOメモリに書き
込む。
FIG. 4 shows data input and filtering processing (steps SP1 and S in the flowchart of FIG. 3).
It is a flow chart explaining processing (P6). In step SP1, the number of skipped readings is set to 0, data is input in step SP2, and filtering processing is performed in step SP3. In step SP4, the number of skipped readings is increased by 1, and in step SP5
In step 3, the processing from step SP2 to step SP4 is repeated until it is determined that the number of times of skipped reading is equal to the predetermined number of times (the number of times set in step SP1 and step SP6 in the flowchart of FIG. 3). Then, in step SP6, the last data returned by the filtering process of step SP3 is written in the first FIFO memory.

【0033】この処理を行うことにより、コンピュータ
におけるメモリ量と計算時間の削減を達成することがで
きる。図5はフィルタリング処理(図4のフローチャー
トのステップSP3の処理)を説明するフローチャート
である。ステップSP1において、2つ前の入力データ
と平均データの30倍との和を31で除算して新たな平
均データを得、ステップSP2において、1つ前の入力
データが平均データよりも大きく、かつ1つ前の入力デ
ータが入力されたデータよりも大きいか否かを判定す
る。そして、1つ前の入力データが平均データよりも大
きく、かつ1つ前の入力データが入力されたデータより
も大きいと判定された場合には、ステップSP3におい
て1つ前の入力データを平均データに書き換える。そし
て、ステップSP3の処理が行われた場合、またはステ
ップSP2において1つ前の入力データが平均データよ
りも大きくなく、および/または1つ前の入力データが
入力されたデータよりも大きくないと判定された場合に
は、平均データを上位の処理(図4のフローチャートの
処理)に返す。
By performing this processing, it is possible to reduce the amount of memory and calculation time in the computer. FIG. 5 is a flowchart illustrating the filtering process (process of step SP3 of the flowchart of FIG. 4). In step SP1, the sum of the input data immediately before and 30 times the average data is divided by 31 to obtain new average data, and in step SP2, the input data immediately before is larger than the average data, and It is determined whether or not the immediately preceding input data is larger than the input data. If it is determined that the previous input data is larger than the average data and the previous input data is larger than the input data, the previous input data is calculated as the average data in step SP3. Rewrite Then, when the process of step SP3 is performed, or it is determined that the previous input data is not larger than the average data and / or the previous input data is not larger than the input data in step SP2. If so, the average data is returned to the higher-level processing (processing of the flowchart of FIG. 4).

【0034】この処理を行うことにより、煙粒子よりも
粒径が大きい粉塵などに起因するパルス状のノイズおよ
びランダムノイズを除去することができる。図6は発散
防止処理(図3のフローチャートのステップSP2、ス
テップSP7の処理)を説明するフローチャートであ
る。ステップSP1においてオフセット算出値が今のデ
ータよりも大きいか否かを判定し、オフセット算出値が
大きければ、ステップSP2において、オフセット算出
値の20倍と今のデータとの和を21で除算した値を新
たなオフセット算出値とする。ステップSP2の処理が
行われた場合、またはステップSP1においてオフセッ
ト算出値が今のデータ以下であると判定された場合に
は、ステップSP3において1つ前のデータと今のデー
タとの差の絶対値と、データの荒れを示すデータの20
倍との和を21で除算した値を新たなデータの荒れを示
すデータとし、ステップSP4においてデータの荒れを
示すデータが0.1mVよりも小さいか否かを判定す
る。そして、データの荒れを示すデータが0.1mVよ
りも小さいと判定された場合には、ステップSP5にお
いてオフセット算出値の100倍と今のデータとの和を
101で除算した値を新たなオフセット算出値とする。
ステップSP5の処理が行われた場合、またはステップ
SP4においてデータの荒れを示すデータが0.1mV
以上であると判定された場合には、そのまま元のフロー
チャートの処理にもどる。図6のフローチャートにおい
て、データの荒れを示すデータについては、入力データ
が入力される度に1つ前の入力データの差分の絶対値を
得、該当時点におけるデータの荒れを示すデータの20
倍との和をとって21で除算して上記絶対値の寄与分を
1/21にして平均化することにより、新たなデータの
荒れを示すデータを得るようにしている。したがって、
データの荒れを示すデータは、データの変化分の絶対値
の平均値とみなすことができる。
By carrying out this process, it is possible to remove pulse-like noise and random noise due to dust or the like having a particle size larger than that of smoke particles. FIG. 6 is a flow chart for explaining the divergence prevention processing (the processing of steps SP2 and SP7 in the flow chart of FIG. 3). In step SP1, it is determined whether or not the offset calculation value is larger than the current data. If the offset calculation value is larger, the sum of the offset calculation value 20 times and the current data is divided by 21 in step SP2. Is a new offset calculation value. If the processing in step SP2 is performed or if it is determined in step SP1 that the offset calculation value is less than or equal to the current data, the absolute value of the difference between the immediately preceding data and the current data is determined in step SP3. And, 20 of the data showing the roughness of the data
The value obtained by dividing the sum of the doubles by 21 is used as the data indicating the roughness of the new data, and it is determined in step SP4 whether the data indicating the roughness of the data is smaller than 0.1 mV. Then, when it is determined that the data indicating the data roughness is smaller than 0.1 mV, the value obtained by dividing the sum of the offset calculation value 100 times and the current data by 101 is newly calculated in step SP5. The value.
When the processing in step SP5 is performed, or the data indicating the data roughness in step SP4 is 0.1 mV
If it is determined that the above is the case, the process directly returns to the process of the original flowchart. In the flowchart of FIG. 6, for the data indicating the data roughness, the absolute value of the difference between the previous input data is obtained every time the input data is input, and the data indicating the data roughness at the corresponding time is 20
The sum of the values is multiplied, and the result is divided by 21, and the contribution of the absolute value is reduced to 1/21 and averaged to obtain new data indicating data roughness. Therefore,
The data indicating the data roughness can be regarded as the average value of the absolute values of the changes in the data.

【0035】図3のフローチャートの処理では、減衰曲
線からオフセットを推定しているので、減衰曲線の形に
よっては大きな誤差が出る可能性、誤差が徐々に拡大す
る可能性がある。しかし、図6のフローチャートの処理
では、真のオフセットよりもオフセット算出値が低い場
合に、減衰曲線が水平に近いことを条件としてオフセッ
ト算出値をノイズ除去信号値に近づける処理を行い、真
のオフセットよりもオフセット算出値が高い場合に、オ
フセット算出値よりもノイズ除去信号の値が下がったこ
とを条件としてオフセット算出値を下げる処理を行うの
で、大きな誤差が発生することを防止できる。
Since the offset is estimated from the attenuation curve in the process of the flowchart of FIG. 3, a large error may occur or the error may gradually increase depending on the shape of the attenuation curve. However, in the process of the flowchart in FIG. 6, when the offset calculated value is lower than the true offset, the offset calculated value is brought closer to the noise removal signal value on condition that the attenuation curve is close to horizontal, and the true offset is calculated. When the offset calculated value is higher than the offset calculated value, the process of lowering the offset calculated value is performed on condition that the value of the noise removal signal is lower than the offset calculated value, so that a large error can be prevented from occurring.

【0036】図7はオフセット推定期間の始点の検出処
理(図3のフローチャートのステップSP3の処理)を
説明するフローチャートである。ステップSP1におい
て第1FIFOメモリのデータ数が21以上であるか否
かを判定し、データ数が21以上である場合には、ステ
ップSP2において、今のデータ、21個前のデータお
よび中間のデータに基づいてノイズ除去信号の傾きの変
化分を算出し、第2FIFOメモリに入れる。逆に、デ
ータ数が21未満である場合には、ステップSP3にお
いて第2FIFOメモリ内のデータ数を0に設定する。
ステップSP2またはステップSP3の処理が行われた
場合には、ステップSP4において第2FIFOメモリ
内のデータ数が第2FIFOメモリの大きさと等しいか
否かを判定し、等しくないと判定された場合には、オフ
セット推定期間の始点がないことを示すデータを元のフ
ローチャートの処理に戻す。逆に、両者が等しいと判定
された場合には、ステップSP5において第2FIFO
メモリ内の傾きの変化分の平均を算出し、ステップSP
6において変数iを1に設定し、ステップSP7におい
て第2FIFOメモリの前からi〜i+2番目の3個の
傾きの変化分の平均を算出し、ステップSP8において
変数iをインクリメントする。そして、ステップSP9
において、ステップSP5で算出された平均の0.7倍
がステップSP7で算出された平均よりも小さく、かつ
ステップSP5で算出された平均の1.3倍がステップ
SP7で算出された平均よりも大きいか否かを判定し、
ステップSP5で算出された平均の0.7倍がステップ
SP7で算出された平均よりも小さく、かつステップS
P5で算出された平均の1.3倍がステップSP7で算
出された平均よりも大きいと判定された場合には、ステ
ップSP10において、変数iが第2FIFOメモリの
終わりから2番目を指しているか否かを判定し、終わり
から2番目以外を指している場合には、再びステップS
P7の処理を行う。また、ステップSP9において、ス
テップSP5で算出された平均の0.7倍がステップS
P7で算出された平均よりも大きいか等しく、またはス
テップSP5で算出された平均の1.3倍がステップS
P7で算出された平均よりも小さいか等しいと判定され
た場合には、オフセット推定期間の始点がないことを示
すデータを元のフローチャートの処理に戻す。また、ス
テップSP10において変数iが第2FIFOメモリの
終わりから2番目を指していると判定された場合には、
オフセット推定期間の始点を検出したことを示すデータ
を元のフローチャートの処理に戻す。
FIG. 7 is a flow chart for explaining the detection processing of the start point of the offset estimation period (the processing of step SP3 in the flow chart of FIG. 3). In step SP1, it is determined whether or not the number of data in the first FIFO memory is 21 or more. If the number of data is 21 or more, in step SP2, the current data, the 21th previous data and the intermediate data are selected. Based on this, the amount of change in the slope of the noise removal signal is calculated and stored in the second FIFO memory. On the contrary, if the number of data is less than 21, the number of data in the second FIFO memory is set to 0 in step SP3.
When the processing of step SP2 or step SP3 is performed, it is determined whether or not the number of data in the second FIFO memory is equal to the size of the second FIFO memory in step SP4. The data indicating that there is no starting point of the offset estimation period is returned to the processing of the original flowchart. On the contrary, if it is determined that the two are equal, the second FIFO is determined in step SP5.
Calculate the average of the change of the inclination in the memory, and step SP
In step 6, the variable i is set to 1. In step SP7, the average of the changes in the three slopes i to i + 2 from the front of the second FIFO memory is calculated, and in step SP8 the variable i is incremented. Then, step SP9
In, 0.7 times the average calculated in step SP5 is smaller than the average calculated in step SP7, and 1.3 times the average calculated in step SP5 is larger than the average calculated in step SP7. Whether or not,
0.7 times the average calculated in step SP5 is smaller than the average calculated in step SP7, and step S7
If it is determined that 1.3 times the average calculated in P5 is larger than the average calculated in step SP7, it is determined in step SP10 whether the variable i indicates the second from the end of the second FIFO memory. If it is not the second from the end, step S again.
The process of P7 is performed. Further, in step SP9, 0.7 times the average calculated in step SP5 is the step S
Greater than or equal to the average calculated in P7, or 1.3 times the average calculated in step SP5
If it is determined that it is smaller than or equal to the average calculated in P7, the data indicating that there is no starting point of the offset estimation period is returned to the processing of the original flowchart. If it is determined in step SP10 that the variable i points to the second from the end of the second FIFO memory,
The data indicating that the start point of the offset estimation period has been detected is returned to the processing of the original flowchart.

【0037】なお、このフローチャートにおいて、傾き
の変化分とは、時間的に等間隔にサンプルされたノイズ
除去信号(電圧)の値が、図8に示すように、d1,d
2,d3である場合に、(d3−d2)/(d2−d
1)で与えられる。ノイズ除去信号の減衰曲線は図9に
示すように、減衰開始当初および減衰の終期において値
がなめらかには変化せず、局部的な凹凸が認められてい
るが、図7のフローチャートの処理を行うことにより、
減衰開始当初における局部的な凹凸が認められる時間を
経過した時点を始点(図9中a参照)とし、局部的な凹
凸の影響を排除することができる。また、減衰の終期に
おける局部的な凹凸が認められる範囲を排除するために
は、図3のフローチャートのステップSP8の処理を行
っている。
In this flowchart, the amount of change in the slope means that the noise removal signal (voltage) values sampled at equal time intervals are d1 and d, as shown in FIG.
2 and d3, (d3-d2) / (d2-d
Given in 1). As shown in FIG. 9, the attenuation curve of the noise removal signal does not change smoothly at the beginning of attenuation and at the end of attenuation, and local unevenness is recognized, but the process of the flowchart of FIG. 7 is performed. By
The effect of the local unevenness can be eliminated by setting the time point when the time when the local unevenness is recognized at the beginning of the attenuation as a starting point (see a in FIG. 9). Further, in order to exclude the range where local unevenness is recognized at the end of the attenuation, the processing of step SP8 in the flowchart of FIG. 3 is performed.

【0038】図10はオフセット推定値を算出する処理
(図3のフローチャートのステップSP10の処理)を
説明するフローチャートである。ステップSP1におい
て変数spを0に設定し、ステップSP2において第1
FIFOメモリの先頭からsp番目のデータ、最後のデ
ータ(今のデータ)、および両者の中間のデータを抽出
し、ステップSP3において傾きの変化分を算出する。
ステップSP4において傾きの変化分が0より大きく、
かつ1より小さいか否かを判定し、傾きの変化分が0よ
り大きく、かつ1より小さいと判定された場合には、ス
テップSP5において、抽出された3個のデータからオ
フセットを算出する。ステップSP6において、オフセ
ットがオフセット算出値±30mVの範囲内であるか否
かを判定し、オフセットがこの範囲内であると判定され
た場合には、ステップSP7においてオフセット合計に
このオフセットを加算し、ステップSP8において変数
spを2だけ増加させる。
FIG. 10 is a flow chart for explaining the process of calculating the offset estimated value (the process of step SP10 in the flow chart of FIG. 3). The variable sp is set to 0 in step SP1, and the first variable is set in step SP2.
The sp-th data from the head of the FIFO memory, the last data (current data), and the data intermediate between the two are extracted, and the change amount of the slope is calculated in step SP3.
In step SP4, the change in inclination is larger than 0,
If it is determined that the amount of change in the inclination is larger than 0 and smaller than 1, then an offset is calculated from the extracted three data in step SP5. In step SP6, it is determined whether or not the offset is within the range of the offset calculated value ± 30 mV, and if it is determined that the offset is within this range, this offset is added to the total offset in step SP7, In step SP8, the variable sp is increased by 2.

【0039】上記ステップSP4において傾きの変化分
が0以下、または1以上であると判定された場合、また
はステップSP6においてオフセットがオフセット算出
値±30mVの範囲外であると判定された場合には、そ
のままステップSP8の処理を行う。その後、ステップ
SP9において変数spが第1FIFOメモリの最後を
示しているか否かを判定し、最後を示していると判定さ
れた場合には、ステップSP10においてオフセット合
計からオフセットの平均を求めてオフセット推定値と
し、元のフローチャートの処理に戻る。逆に、変数sp
が第1FIFOメモリの最後を示していないと判定され
た場合には、再びステップSP2の処理を行う。
When it is determined in step SP4 that the amount of change in inclination is 0 or less, or 1 or more, or when it is determined in step SP6 that the offset is outside the range of the offset calculated value ± 30 mV, The process of step SP8 is performed as it is. Then, in step SP9, it is determined whether or not the variable sp indicates the end of the first FIFO memory. If it is determined that the variable sp indicates the end, the offset estimation is performed by calculating the average of the offsets from the total offset in step SP10. The value is set and the process returns to the original process. Conversely, the variable sp
If it is determined that does not indicate the end of the first FIFO memory, the process of step SP2 is performed again.

【0040】このフローチャートにおいて、オフセット
の算出は、時間的に等間隔にサンプルされたノイズ除去
信号(電圧)の値が、図8に示すように、d1,d2,
d3である場合に、d3−[(d3−d2)/{(d3
−d2)/(d2−d1)−1}]{(d3−d2)/
(d2−d1)}の演算によって行われる。図11はオ
フセット算出値を算出する処理(図3のフローチャート
のステップSP11の処理)を説明するフローチャート
である。
In this flow chart, the offset is calculated by calculating the noise removal signal (voltage) values sampled at equal intervals in time as shown in FIG.
In the case of d3, d3-[(d3-d2) / {(d3
-D2) / (d2-d1) -1}] {(d3-d2) /
(D2-d1)} is calculated. FIG. 11 is a flowchart for explaining the process of calculating the offset calculation value (the process of step SP11 of the flowchart of FIG. 3).

【0041】ステップSP1においてオフセット算出値
がオフセット推定値よりも大きいか否かを判定し、オフ
セット算出値がオフセット推定値よりも大きいと判定さ
れた場合には、ステップSP2においてオフセット算出
値の2倍とオフセット推定値との和を3で除算した値を
新たなオフセット算出値とする。逆に、オフセット算出
値がオフセット推定値よりも小さいか等しいと判定され
た場合には、ステップSP3においてオフセット算出値
の30倍とオフセット推定値との和を31で除算した値
を新たなオフセット算出値とする。そして、ステップS
P2またはステップSP3の処理が行われた場合には、
そのまま元のフローチャートの処理に戻る。
In step SP1, it is determined whether the offset calculation value is larger than the offset estimation value. If it is determined that the offset calculation value is larger than the offset estimation value, in step SP2 the offset calculation value is doubled. The value obtained by dividing the sum of the offset estimated value and 3 is set as a new offset calculated value. On the contrary, when it is determined that the offset calculation value is smaller than or equal to the offset estimation value, the sum of the offset calculation value 30 times and the offset estimation value is divided by 31 in step SP3 to obtain a new offset calculation. The value. And step S
When the process of P2 or step SP3 is performed,
The process returns to the process of the original flowchart as it is.

【0042】なお、以上の各フローチャートにおいて示
されている定数は、単に一例を示しているだけであり、
他の値を採用できることはもちろんである。上記のオフ
セット推定方法を採用した場合には、フィルタリングに
よりノイズが除去されたノイズ除去信号のうち、局部的
な凹凸が発生していない領域から3個以上のデータを抽
出してオフセットを高精度に推定することができる。そ
して、煙センサの出力oと煙濃度xとの間にはo=ax
+b(ただし、aは係数、bはオフセット)の関係があ
るので、推定されたオフセットを煙センサの出力から減
算することによりo−b=axの関係を得ることがで
き、この関係に基づいて煙濃度Dを算出することができ
る。
The constants shown in each of the above flow charts are merely examples.
Of course, other values can be adopted. When the above offset estimation method is adopted, three or more pieces of data are extracted from a region in which no local unevenness has occurred in the noise-removed signal from which noise has been removed by filtering, and the offset is highly accurately adjusted. Can be estimated. Then, between the smoke sensor output o and the smoke density x, o = ax
Since there is a relationship of + b (where a is a coefficient and b is an offset), it is possible to obtain the relationship of ob = ax by subtracting the estimated offset from the output of the smoke sensor, and based on this relationship The smoke density D can be calculated.

【0043】なお、以上には、煙センサとして光電式煙
センサを用いた態様を説明しているが、光電式以外の煙
センサを採用してもよいことはもちろんである。図12
はこの発明のオフセット推定装置の一実施態様を示すブ
ロック図である。このオフセット推定装置は、煙センサ
からのデータ入力、およびフィルタリングを行うデータ
入力、フィルタリング部11と、データ入力、フィルタ
リング部11からのデータを入力として発散防止処理を
行う発散防止処理部12と、データ入力、フィルタリン
グ部11からのデータを入力としてオフセット推定期間
の始点の検出処理を行う始点検出部13と、オフセット
推定期間の終点の検出処理を行う終点検出部14と、オ
フセット推定期間中の3個以上のデータを抽出するデー
タ抽出部15と、抽出されたデータに基づいてオフセッ
ト推定値を算出するオフセット推定値算出部16と、オ
フセット算出値を算出するオフセット算出値算出部17
とを有している。
Although the photoelectric smoke sensor is used as the smoke sensor in the above description, it goes without saying that a smoke sensor other than the photoelectric smoke sensor may be used. FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an offset estimation device of the present invention. This offset estimation device includes data input from a smoke sensor and data input for filtering, a filtering unit 11, a divergence prevention processing unit 12 for performing divergence prevention processing by inputting data from the data input / filtering unit 11, and data. Input, data from the filtering unit 11 as input, a start point detection unit 13 that detects the start point of the offset estimation period, an end point detection unit 14 that detects the end point of the offset estimation period, and three during the offset estimation period. A data extraction unit 15 that extracts the above data, an offset estimated value calculation unit 16 that calculates an offset estimated value based on the extracted data, and an offset calculated value calculation unit 17 that calculates an offset calculated value.
And

【0044】なお、構成各部の作用は上記のフローチャ
ートの該当ステップの処理と同様であるから、詳細な説
明を省略する。したがって、フィルタリングによりノイ
ズが除去されたノイズ除去信号のうち、局部的な凹凸が
発生していない領域から3個以上のデータを抽出してオ
フセットを高精度に推定することができる。そして、煙
センサの出力oと煙濃度xとの間にはo=ax+b(た
だし、aは係数、bはオフセット)の関係があるので、
推定されたオフセットを煙センサの出力から減算するこ
とによりo−b=axの関係を得ることができ、この関
係に基づいて煙濃度Dを算出することができる。
The operation of each component is the same as the process of the corresponding step in the above-mentioned flowchart, and therefore detailed description will be omitted. Therefore, it is possible to highly accurately estimate the offset by extracting three or more data from a region in which no local unevenness is generated in the noise-removed signal from which noise has been removed by filtering. Since there is a relation of o = ax + b (where a is a coefficient and b is an offset) between the smoke sensor output o and the smoke concentration x,
By subtracting the estimated offset from the output of the smoke sensor, the relationship of ob = ax can be obtained, and the smoke density D can be calculated based on this relationship.

【0045】[0045]

【発明の効果】請求項1の発明は、オフセットの推定を
高精度に行うことができ、ひいては、オフセットの推定
が高精度に行われることに起因して測定対象気体に含ま
れる煙粒子の濃度を正確に検出することができるという
特有の効果を奏する。請求項2の発明は、オフセットの
推定精度を高めることができるという特有の効果を奏す
る。
According to the first aspect of the present invention, the offset can be estimated with high accuracy, and further, the concentration of smoke particles contained in the gas to be measured due to the high accuracy of the offset estimation. Has a peculiar effect that can be accurately detected. The invention of claim 2 has a unique effect that the accuracy of offset estimation can be improved.

【0046】請求項3の発明は、オフセットの推定精度
を一層高めることができるという特有の効果を奏する。
請求項4の発明は、オフセットの推定を高精度に行うこ
とができ、オフセットの推定が高精度に行われることに
起因して測定対象気体に含まれる煙粒子の濃度を正確に
検出することができる構成を簡素化することができると
いう特有の効果を奏する。
The invention of claim 3 has a unique effect that the accuracy of offset estimation can be further improved.
According to the invention of claim 4, the offset can be estimated with high accuracy, and the concentration of smoke particles contained in the measurement target gas can be accurately detected due to the high accuracy of the offset estimation. There is a unique effect that the possible configuration can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は光電式煙センサの一例の内部機構を示す
平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing an internal mechanism of an example of a photoelectric smoke sensor.

【図2】同上概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view of the same.

【図3】この発明のオフセット推定方法の一実施態様を
説明するフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an embodiment of an offset estimation method of the present invention.

【図4】図3のフローチャートのステップSP1、ステ
ップSP6の処理を詳細に説明するフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart illustrating in detail the processing of steps SP1 and SP6 of the flowchart of FIG.

【図5】図4のフローチャートのステップSP3の処理
を詳細に説明するフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating in detail the processing of step SP3 of the flowchart of FIG.

【図6】図3のフローチャートのステップSP2、ステ
ップSP7の処理を詳細に説明するフローチャートであ
る。
FIG. 6 is a flowchart illustrating in detail the processing of steps SP2 and SP7 of the flowchart of FIG.

【図7】図3のフローチャートのステップSP3の処理
を詳細に説明するフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart illustrating in detail the process of step SP3 of the flowchart of FIG.

【図8】ノイズ除去信号の傾きの変化分の算出処理を説
明する概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a calculation process of a change in slope of a noise removal signal.

【図9】ノイズ除去信号の減衰曲線を、オフセット推定
期間の始点および終点と共に示す概略図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing an attenuation curve of a noise removal signal together with a start point and an end point of an offset estimation period.

【図10】図3のフローチャートのステップSP10の
処理を詳細に説明するフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart illustrating in detail the processing of step SP10 of the flowchart of FIG.

【図11】図3のフローチャートのステップSP11の
処理を詳細に説明するフローチャートである。
11 is a flowchart illustrating in detail the processing of step SP11 of the flowchart of FIG.

【図12】この発明のオフセット推定装置の一実施態様
を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing an embodiment of an offset estimation device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 データ入力、フィルタリング部 15 データ
抽出部 16 オフセット推定値算出部 17 オフセット算
出値算出部
11 data input / filtering unit 15 data extraction unit 16 offset estimated value calculation unit 17 offset calculated value calculation unit

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定対象気体に含まれる煙粒子の濃度に
対応する信号を出力する煙センサと、煙センサからの出
力信号を入力として所定の処理を行って測定対象気体中
の煙の濃度を算出する濃度算出部とを有する煙検出装置
において、出力信号から3つ以上のオフセット推定点を
抽出して、抽出されたオフセット推定点に対応するノイ
ズ除去信号値に基づいてオフセット推定値を算出するこ
とを特徴とする煙検出装置におけるオフセット推定方
法。
1. A smoke sensor that outputs a signal corresponding to the concentration of smoke particles contained in a gas to be measured, and an output signal from the smoke sensor as an input to perform predetermined processing to determine the concentration of smoke in the gas to be measured. In a smoke detection apparatus having a density calculating unit for calculating, three or more offset estimation points are extracted from an output signal, and an offset estimation value is calculated based on a noise removal signal value corresponding to the extracted offset estimation points. A method for estimating an offset in a smoke detection device, comprising:
【請求項2】 出力信号から3つ以上のオフセット推定
点を抽出するに当って、出力信号からノイズ成分を除去
してノイズ除去信号を出力し、ノイズ除去信号から3つ
以上のオフセット推定点を抽出する請求項1に記載の煙
検出装置におけるオフセット推定方法。
2. When extracting three or more offset estimation points from the output signal, a noise component is removed from the output signal to output a noise elimination signal, and three or more offset estimation points are extracted from the noise elimination signal. The offset estimation method in the smoke detection apparatus according to claim 1, wherein the smoke estimation apparatus extracts the offset.
【請求項3】 ノイズ除去信号のうち、滑らかな減衰が
一定時間以上持続した場合における持続期間の開始点
と、移動平均が極小になる点との間の区間からオフセッ
ト推定点を抽出する請求項1または請求項2に記載の煙
検出装置におけるオフセット推定方法。
3. The offset estimation point is extracted from a section between the start point of the duration of the noise-removed signal when the smooth attenuation lasts for a certain time or more and the point where the moving average becomes minimum. The offset estimation method in the smoke detection apparatus according to claim 1 or 2.
【請求項4】 4つ以上のオフセット推定点を抽出し、
抽出されたオフセット推定点に基づいて3つ以上のオフ
セット推定点の組を得、各組に属するオフセット推定点
に対応するノイズ除去信号値に基づいてオフセット仮推
定値を算出し、複数個のオフセット仮推定値の平均値を
算出し、この平均値をオフセット推定値として採用する
請求項1から請求項3の何れかに記載の煙検出装置にお
けるオフセット推定方法。
4. Extracting four or more offset estimation points,
A set of three or more offset estimation points is obtained based on the extracted offset estimation points, an offset provisional estimation value is calculated based on the noise removal signal value corresponding to the offset estimation points belonging to each set, and a plurality of offsets are calculated. The offset estimation method in a smoke detection apparatus according to claim 1, wherein an average value of the provisional estimated values is calculated, and the average value is adopted as the offset estimated value.
【請求項5】 測定対象気体に含まれる煙粒子の濃度に
対応する信号を出力する煙センサと、煙センサからの出
力信号を入力として所定の処理を行って測定対象気体中
の煙の濃度を算出する濃度算出部とを有する煙検出装置
において、濃度算出部が、出力信号からノイズ成分を除
去してノイズ除去信号を出力するフィルタ手段(11)
と、3つ以上のオフセット推定点を抽出する抽出手段
(15)と、抽出されたオフセット推定点に対応するノ
イズ除去信号値に基づいてオフセット推定値を算出する
算出手段(16)(17)とを含むオフセット推定部を
有していることを特徴とする煙検出装置におけるオフセ
ット推定装置。
5. A smoke sensor for outputting a signal corresponding to the concentration of smoke particles contained in a gas to be measured, and a smoke sensor in the gas to be measured for predetermined processing by using an output signal from the smoke sensor as an input. In a smoke detecting device having a density calculating unit for calculating, the density calculating unit removes a noise component from an output signal and outputs a noise removal signal (11)
Extraction means (15) for extracting three or more offset estimation points, and calculation means (16) (17) for calculating an offset estimation value based on the noise removal signal value corresponding to the extracted offset estimation points. An offset estimation apparatus in a smoke detection apparatus, comprising: an offset estimation unit including:
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