WO2019003288A1 - 火災検知システム、受信器及び火災検知方法 - Google Patents

火災検知システム、受信器及び火災検知方法 Download PDF

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聡寛 田中
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    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke

Definitions

  • the present invention relates to a fire detection system, a receiver, and a fire detection method, and more particularly to a fire detection system, a receiver, and a fire detection method for propagating an optical signal to determine a fire condition.
  • fire alarms are issued by quickly and accurately detecting the occurrence of a fire without providing many sensors, and an optical signal is transmitted to safely evacuate the user.
  • Fire detection systems are used to determine the situation.
  • Patent Document 1 includes a laser irradiation unit that irradiates laser light near the absorption wavelength of carbon monoxide in the underground station yard, and a laser light receiving unit that receives the irradiated laser light in the underground station yard.
  • the disaster prevention system which calculates the concentration of carbon monoxide in the underground station yard by the absorption method is disclosed. Further, the disaster prevention system disclosed in Patent Document 1 calculates the haze transmittance by taking the ratio between the incident light irradiated and the transmitted light received, and the calculated values of the carbon monoxide concentration and the smoke transmittance calculated When the predetermined value is exceeded, the central control unit issues a fire alarm.
  • Patent Document 2 light of two types of wavelengths is irradiated to the smoke detection space, and the type of smoke is determined based on the ratio of the light intensity of the scattered light of the light of each wavelength when the smoke enters.
  • a fire alarm system is disclosed. Further, the fire alarm device disclosed in Patent Document 2 irradiates light of a plurality of wavelengths to the smoke detection space, and from the scattered light when smoke penetrates, light of two specific wavelengths through an optical filter. The type of smoke is determined based on the ratio of light intensity of light of each wavelength detected. Furthermore, the fire alarm apparatus determines the presence or absence of a fire by further comparing these light intensities with the threshold value set according to the determined type of smoke.
  • a fire alarm is issued when the amount of smoke or carbon monoxide exceeds a threshold, so it is difficult for a manager to grasp whether it is before or after the occurrence of a flame.
  • ethanol bioethanol
  • fuel of vehicles at a certain ratio or more.
  • a fire alarm is issued when the amount of smoke or carbon monoxide exceeds a threshold, so that a fire of a car using a fuel having a large proportion of mixed ethanol can not be accurately detected. There is a fear.
  • the present invention can detect the degree of progress of fire in a fire detection system, a receiver, and a fire detection method for transmitting a light signal to monitor a fire occurrence situation, and cope with a wider fire scenario.
  • One object of the present invention is to provide a fire detection system, a receiver and a fire detection method that can be performed.
  • the fire detection system comprises: a first light signal including a wavelength absorbed by a first gas generated at an early stage of the fire; and a wavelength absorbed by a second gas generated after the fire progresses. And a detection unit for receiving the first and second light signals propagated in the space to be measured, and the first light signal propagated in the space to be measured A first gas concentration calculation unit that calculates the concentration of the first gas from the intensity of the second gas; a second gas concentration calculation unit that calculates the concentration of the second gas from the intensity of the second light signal that has propagated the measurement target space; A smoke concentration calculation unit that calculates smoke concentration from the intensity of the first and second light signals propagated in the measurement target space, and based on the first gas concentration, the second gas concentration, and the smoke concentration And a receiver having a determination unit that determines a fire situation.
  • a receiver includes: a first light signal including a wavelength absorbed by a first gas generated at an early stage of a fire; and a wavelength absorbed by a second gas generated after the fire progresses. And a first gas concentration calculation unit that calculates the concentration of the first gas from the intensity of the received first light signal, and a second light signal of the received second light signal. A second gas concentration calculation unit that calculates the concentration of the second gas from the intensity; a smoke concentration calculation unit that calculates the smoke concentration from the intensities of the first and second light signals received; and the first gas concentration And a determination unit that determines a fire situation based on the second gas concentration and the smoke concentration.
  • a fire detection method comprising: transmitting a first light signal propagated in a measurement target space; and receiving a second light signal propagating in the measurement target space and having a wavelength different from that of the first light signal.
  • the concentration of the first gas is calculated from the intensity of the received first light signal
  • the concentration of the second gas is calculated from the intensity of the received second light signal
  • the received first and second light signals are calculated.
  • the smoke concentration is calculated from the intensity of the light signal of 2
  • the fire condition is determined based on the first gas concentration, the second gas concentration, and the smoke concentration.
  • the fire detection system, receiver, and fire detection method for transmitting a light signal to monitor the fire occurrence status it is possible to capture the degree of progress of the fire, and cope with a wider fire scenario. can do.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the operation of FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing the shape change of the absorption spectrum according to the environmental temperature.
  • FIG. 5 is a flow chart showing the operation of FIG.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph illustrating an operation of changing the wavelength of the light source according to the time of FIG.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flow chart showing the operation of FIG.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a reflective embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of a computer that implements the functions of the units of the embodiments.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment.
  • the fire detection system 1 includes a transmitter 11 and a receiver 12.
  • the transmitter 11 includes two types of optical signals (hereinafter referred to as first optical signals L1 and L1) respectively including wavelengths absorbed by two types of gases (hereinafter referred to as first and second gases) generated by fire. 2) is sent to the space to be measured.
  • the first gas is a gas generated from the early stage of a fire, such as carbon monoxide
  • the second gas is a gas such as carbon dioxide which increases in quantity when the fire progresses.
  • the second gas such as carbon dioxide
  • the second gas such as carbon dioxide
  • the second gas such as carbon dioxide
  • the second gas may be a gas that is frequently generated even in a fire where the amount of the first gas generated is small.
  • the first gas is not limited to carbon monoxide and may be any gas generated from the initial stage of a fire
  • the second gas is not limited to carbon dioxide, and occurs when a fire progresses after the generation of the first gas. Any gas may be used if the amount is large.
  • the transmitter 11 is, for example, a laser light source a first gas outputs an optical signal L1 having a wavelength lambda 1 that absorbs the laser light source in which the second gas outputs an optical signal L2 having a wavelength lambda 2 to absorb
  • the laser light source may be configured to include one laser light source that can be wavelength-controlled by an input signal and that can alternately output the first light signal L1 and the second light signal L2 by alternately switching the input signal. It may be configured.
  • the receiver 12 includes a detection unit 121, a first gas concentration calculation unit 122, a second gas concentration calculation unit 123, a smoke concentration calculation unit 124, a first gas concentration, and a second gas concentration. And a determination unit 125 that determines the progress of the fire based on the gas concentration and the smoke concentration.
  • the detection unit 121 receives the first light signal L1 and the second light signal L2 transmitted from the transmitter 11 and propagated in the measurement target space.
  • Detector 121 may be configured with a sensor having for example sensitivity to the wavelength lambda 2 of the sensor and a second gas having sensitivity to the wavelength lambda 1 of the first gas absorption is absorbed.
  • the first gas concentration calculation unit 122 calculates the concentration of the first gas from the intensity of the received first light signal L1 output from the detection unit 121, and outputs the concentration to the determination unit 125.
  • the transmittance sharply decreases at the wavelength absorbed by the gas present in the measurement space, and the decrease in the transmittance increases as the concentration of the gas increases.
  • the intensity of the first light signal L1 output from the transmitter is set in advance, and the first gas concentration calculation unit 122 detects the measurement target space from the detection unit 121.
  • the first gas concentration calculation unit 122 calculates the concentration of the first gas from the transmittance.
  • the second gas concentration calculation unit 123 calculates the concentration of the second gas from the intensity of the received second light signal L2 in the same manner as the first gas concentration calculation unit 122.
  • the intensity of the second light signal L2 output from the transmitter is set in advance.
  • the second gas concentration calculation unit 123 the intensity of the optical signal L2 which propagates the measurement target space from the detection unit 121 is input, the transmittance at a given wavelength range including a wavelength lambda 2 of the second gas to absorb Ask for
  • the second gas concentration calculation unit 123 calculates the concentration of the second gas from the transmittance.
  • the smoke concentration calculation unit 124 calculates the smoke concentration Cs based on the following equation (1).
  • Io is the intensity of the optical signal output from the transmitter 11
  • Is is the intensity of the optical signal received by the receiver 12.
  • D is the distance between the transmitter 11 and the receiver 12.
  • the transmittance of the optical signal is Is / Io.
  • the intensities Io 1 and Io 2 of the first and second light signals L1 and L2 output from the transmitter are set in advance.
  • the transmittance of the space to be measured is calculated from at least one of the intensities Is 1 and Is 2 of the first and second light signals L 1 and L 2 propagated through the space to be measured.
  • the smoke concentration calculation unit 124 may output the smoke concentration calculated by the equation (1) from either of the intensities Is 1 and Is 2 of the first and second light signals L 1 and L 2 , or the first and second The smoke concentrations Cs 1 and Cs 2 are calculated from both the intensities Is 1 and Is 2 of the second light signals L 1 and L 2 using equation (1), and the smoke concentration Cs is output by averaging them. Good. Then, the smoke concentration calculation unit 124 calculates the smoke concentration of the measurement target space from the calculated transmittance of the measurement target space.
  • the determination unit 125 determines the fire condition based on the concentration of the first gas, the concentration of the second gas, and the smoke concentration. For example, it is determined whether the concentration of the first gas is higher than a preset threshold, and if it is higher than the threshold, it is determined whether the smoke concentration is higher than the preset threshold. If it is higher than the threshold, it is determined that a fire has occurred. If it is determined that a fire has occurred, it is determined whether the concentration of the second gas is higher than a preset threshold value. If it is smaller than the threshold value, it is determined that it is a fire precursor and the supervisor is alerted. If it is larger than the threshold value, it is judged that the fire is in progress, and an alarm is issued to the observer. If the concentration of the first gas is smaller than the threshold, it is judged whether the concentration of the second gas is higher than a preset threshold, and if larger than the threshold, it is judged as fire detection and an alarm is issued to the observer.
  • Each component of the first embodiment shown in FIG. 1 and the like and each embodiment described later indicates a block of a function unit. Part or all of the components of the first embodiment and each embodiment described later may be realized by any combination of a computer 60 and a program as shown in FIG. 11, for example.
  • the computer 60 includes, for example, the following configuration.
  • the program 64 may be supplied to the CPU 61 via the communication network 69, or may be stored in advance in the recording medium 66, and the drive device 67 may read the program and supply it to the CPU 61.
  • each component may be realized by any combination of separate computer and program for each component.
  • the function of each component may be realized by any combination of one computer and a program.
  • part or all of the components of the first embodiment and each embodiment described later may be realized by other general-purpose or dedicated circuitry, a processor, or a combination thereof. These may be configured by a single chip or may be configured by a plurality of chips connected via a bus. In addition, part or all of the components may be realized by a combination of the circuits and the like described above and a program.
  • the plurality of computers, circuits, etc. may be arranged centrally. , May be distributed.
  • a computer, a circuit, etc. may be realized as a form in which each is connected via a communication network.
  • FIG. 2 is a flow chart showing the operation of the receiver of FIG.
  • the detection unit 121 of the receiver 12 receives the transmitter 11 and the receiver It receives the first and second light signals L1 and L2 propagated in the space to be measured between the detectors 12.
  • the detection unit 121 detects the intensity of the received first and second light signals L1 and L2, for example, an electric signal obtained by photoelectrically converting the first and second light signals L1 and L2.
  • the two-gas concentration calculation unit 123 and the smoke concentration calculation unit 124 are output (step S1).
  • the first gas concentration calculation unit 122 calculates the concentration of the first gas from the intensity of the received first light signal L 1 and outputs the calculated concentration to the determination unit 125. (Step S2).
  • the second gas concentration calculation unit 123 also calculates the concentration of the second gas from the intensity of the received second light signal L2 and outputs the calculated concentration to the determination unit 125. (Step S3).
  • the smoke concentration calculation unit 124 calculates the smoke concentration in the measurement target space from the intensity of at least one of the received first and second light signals L1 and L2 output from the detection unit 121, and determines the smoke concentration in the determination unit 125. Output. (Step S4).
  • the determination unit 125 outputs the concentration of the first gas output from the first gas concentration calculation unit 122, the concentration of the second gas output from the second gas concentration calculation unit 123, and the smoke concentration calculation unit 124.
  • the fire situation is determined based on the smoke concentration determined (step S5).
  • the concentration of the second gas in addition to the increase of the concentration of the first gas and the concentration of smoke generated from the early stage of the fire, the concentration of the second gas also increases when the fire progresses. Add as a judgment index and judge the progress of the fire. This makes it possible to take an emergency response considering the progress of the fire. Further, by adding the concentration of the second gas different from the first gas as a judgment index, for example, the generation of the second gas also for a fire that is difficult to detect only with the concentration of the first gas and the smoke concentration. The higher the volume, the more fires can be detected and the wider fire scenario can be accommodated.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment.
  • An optical signal propagates between the transmitter 21 and the receiver 22, and the gas concentration, smoke concentration, and temperature of the measurement object in the space between the transmitter 21 and the receiver 22 are measured.
  • the transmitter 21 transmits a first light signal L1 having a predetermined wavelength range including the absorption spectrum of the first gas to the measurement target space, and a predetermined wavelength including the absorption spectrum of the second gas.
  • a laser light source 212 for transmitting a second light signal L2 having a range to the space to be measured; condensers 213 and 214 for condensing the light signals L1 and L2 transmitted from the laser light sources 211 and 212; It consists of laser drivers 215 and 216 which drive 211 and 212, respectively.
  • the condensers 213 and 214 convert the light output from the laser light sources 211 and 212 into quasi-parallel rays.
  • the laser drivers 215 and 216 control the drive current and temperature of the laser light sources 211 and 212, respectively.
  • the receiver 22 includes a detection unit 221 configured by including two sensors of a sensor 2211 having sensitivity to the absorption spectrum of the first gas and a sensor 2212 having sensitivity to the absorption spectrum of the second gas, and two signals. It comprises processing units 222 and 223 and a determination unit 224.
  • the detection unit 221 further includes light collectors 2213 and 2214 that condense the received light signals L1 and L2 and make the light signals enter the sensors 2211 and 2212, respectively.
  • the sensors 2211 and 2212 photoelectrically convert the received light signals L1 and L2, respectively, and output the light signals to the signal processing units 222 and 223.
  • the signal processing unit 222 calculates the smoke concentration from the intensity of the first light signal L1 and the first gas concentration calculation unit 2221 which calculates the concentration of the first gas from the intensity of the received first light signal L1. And an environmental temperature calculator 2223 for calculating the environmental temperature from the intensity of the received first light signal L1. Further, the signal processing unit 223 calculates a smoke concentration based on the intensity of the second light signal L2 and the second gas concentration calculation unit 2231 that calculates the concentration of the second gas from the intensity of the received second light signal L2. A smoke concentration calculating unit 2232 to be calculated and an environmental temperature calculating unit 2233 to calculate an environmental temperature from the intensity of the received second light signal L 2 are provided.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram showing the shape change of the absorption spectrum according to the environmental temperature.
  • the shape of the absorption spectrum of gas molecules changes depending on the environmental temperature and pressure, and the interaction with other gas molecules. Above all, the change of the spectrum width accompanying the change of the environmental temperature is remarkable.
  • the environmental temperature calculators 2223 and 2233 calculate the spectrum widths of the received first and second light signals L1 and L2 from the intensities (spectrums) of the received first and second light signals L1 and L2, respectively, and measure them. Measure the environmental temperature T of the target space.
  • the environmental temperature T of the space to be measured may be measured by a method other than measuring the environmental temperature from the change in absorption spectrum width, and another method such as laser excitation fluorescence may be used.
  • FIG. 5 is a flow chart showing the operation of FIG.
  • the sensor 2211 of the detection unit 221 of the receiver 22 propagates the measurement target space
  • the first light signal L1 is received
  • the sensor 2212 of the detection unit 221 receives the second light signal L2 propagated through the space to be measured.
  • the sensor 2211 of the detection unit 221 outputs the intensity of the received first light signal L1 to the signal processing unit 222
  • the sensor 2212 of the detection unit 221 processes the intensity of the received second light signal L2 It is output to the part 223 (step S1).
  • the first gas concentration calculation unit 2221 of the signal processing unit 222 calculates the concentration Cg1 of the first gas from the intensity of the received first light signal L1 and outputs the concentration Cg1 to the determination unit 224. (Step S2).
  • the second gas concentration calculation unit 2231 calculates the concentration Cg2 of the second gas from the intensity of the received second light signal L2 and outputs the concentration Cg2 to the determination unit 224. (Step S3).
  • Concentration Cg 2 of the first gas concentration Cg 1 and the second gas may be a respective predetermined time, the average value of the first and second gas concentration was measured.
  • the smoke concentration calculation unit 2222 of the signal processing unit 222 calculates the smoke concentration in the measurement target space from the intensity of the received first light signal L1 and outputs the smoke concentration to the determination unit 224. Further, the smoke concentration calculation unit 2232 of the signal processing unit 223 calculates the smoke concentration in the measurement target space from the intensity of the received second light signal L2 and outputs the smoke concentration to the determination unit 224 (step S4).
  • the environmental temperature calculation unit 2223 calculates the spectrum width of the received first optical signal L1 from the intensity (spectrum) of the received first optical signal L1, and the environmental temperature T of the measurement target space make a measurement of Further, the environmental temperature calculation unit 2233 calculates the spectrum width of the received second optical signal L2 from the intensity (spectrum) of the received second optical signal L2, and measures the environmental temperature T of the space to be measured ( Step S10).
  • the environmental temperature T of the space to be measured may be measured by a method other than measuring the environmental temperature from the change in absorption spectrum width, and another method such as laser excitation fluorescence may be used.
  • determination section 224 makes a comparison between the threshold value Cg 1_Th set in advance with the concentration Cg 1 of the first gas (step S11). If the concentration Cg 1 of the first gas exceeds a threshold value Cg 1_Th, determination unit 224, calculating the smoke density of the smoke density Cs 1 and the signal processing unit 223 from the smoke concentration calculator 2222 of the signal processing unit 222 The smoke concentration Cs is calculated from at least one of the smoke concentration Cs 2 from 2232 and the smoke concentration Cs is compared with a threshold Cs th set in advance (step S12). If the smoke concentration Cs is less than or equal to the threshold Cs th , the determination unit 224 determines that there is no abnormality (step S13). For example, when the first gas is carbon monoxide, this corresponds to the case where the exhaust gas of the automobile increases the concentration of the first gas in the tunnel.
  • the determination unit 224 further compares the concentration Cg 2 of the second gas with the threshold Cg 2_th set in advance (step S14). If the concentration Cg 2 of the second gas exceeds a threshold value Cg 2_Th, determination unit 224 determines that it has detected a fire, alert the monitoring person (step S15).
  • step S14 when the concentration Cg 2 of the second gas is equal to or less than the threshold value Cg 2_Th performs alert to determine monitored person and detects a sign of a fire (step S16).
  • the first gas is carbon monoxide
  • the determination unit 224 step S11 if the concentration Cg 1 of the first gas is less than the threshold value Cg 1_th, is compared with the threshold value Cg 2_Th set in advance and the second gas concentration Cg 2 (step S17 ). If the second gas concentration Cg 2 exceeds the threshold value Cg 2_th, it is compared with the threshold value T th is set in advance with the measured ambient temperature T (step S18).
  • step S15 If the environmental temperature T exceeds the threshold T th , the process proceeds to step S15, where it is determined that a fire has been detected, and an alarm is issued. If the environmental temperature T is equal to or lower than the threshold T th , the process proceeds to step S13, where it is determined that there is no abnormality.
  • the second gas is carbon dioxide
  • step S17 concentration Cg 2 of the second gas is equal to or less than the threshold value Cg 2_th, the process proceeds to step S13, it is determined that no abnormality.
  • the concentration of the second gas increases with the progress of the fire.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained by adding a judgment index as well and judging the progress of the fire.
  • the environmental temperature T as a judgment index, for example, when the concentration of the first gas is low and the concentration of the second gas is high, if the environmental temperature is low, the fire may occur. It can be judged that there is no false alarm. In addition, false alarms can be avoided by the process of calculating the spectrum width without installing temperature sensors at various places.
  • FIGS. 1 and 2 a third embodiment of the present invention will be described using FIGS.
  • two types of gas concentration measurement are performed by switching the output wavelength by time division using one laser light source.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of this embodiment.
  • the transmitter 31 includes one laser light source 311, one light collector 312, one laser driver 313, and a light source control unit 314.
  • the receiver 32 includes a detection unit 321, one signal processing unit 322, a determination unit 323, and a signal processing control unit 324.
  • the light source control unit 314 and the signal processing control unit 324 are connected by a cable 33.
  • FIG. 7 shows the time change of the operating wavelength of the laser light source 311.
  • the time information is synchronized between the light source control unit 314 and the signal processing control unit 324.
  • the laser light source 311 In the period T1, as shown in FIG. 7, by a laser driver 313 controls the driving current and the temperature of the laser light source 311, the laser light source 311 outputs the optical signal of the wavelength lambda 1.
  • the condenser 312 converts the light signal of wavelength ⁇ 1 into quasi-parallel rays.
  • the receiver 32 receives an optical signal propagated in the atmosphere.
  • the condenser 3211 of the detection unit 321 condenses the light signal propagated in the atmosphere, and the sensor 3212 photoelectrically converts the light signal.
  • the first gas concentration calculation unit of the signal processing unit 322 calculates the concentration Cg 1 of the first gas between the transmitter 31 and the receiver 32 from the obtained electric signal.
  • the concentration Cg 1 of the first gas is a predetermined time, it may be an average value of the concentration of the first gas was measured.
  • the signal processing unit 322 calculates the smoke concentration Cs between the transmitter 31 and the receiver 32 from the intensity information of the received light signal using Expression (1). Further, the signal processing unit 322 calculates the environmental temperature T between the transmitter 31 and the receiver 32 from the spread of the width of the absorption spectrum.
  • the environmental temperature T of the space to be measured may be measured by a method other than measuring the environmental temperature from the spread of the absorption spectrum width, and another method such as laser excitation fluorescence may be used.
  • the laser light source 311 outputs the optical signal of the wavelength lambda 2 by the laser driver 313 controls the driving current and temperature
  • the collector 312 is converted to a quasi-parallel rays.
  • the receiver 32 receives an optical signal propagated in the atmosphere.
  • the condenser 3211 condenses the light signal
  • the sensor 3212 performs photoelectric conversion.
  • the signal processing unit 322 calculates the concentration Cg 2 of the second gas between the transmitter 31 and the receiver 32 from the obtained electric signal. Note the concentration Cg 2 of the second gas the predetermined time may be an average value obtained by measuring the concentration of the second gas.
  • the signal processing unit 322 calculates the smoke concentration Cs between the transmitter 31 and the receiver 32 from the intensity information of the received light signal using Expression (1). Further, the signal processing unit 322 calculates the environmental temperature T between the transmitter 31 and the receiver 32 from the spread of the width of the absorption spectrum.
  • the environmental temperature T of the space to be measured may be measured by a method other than measuring the environmental temperature from the spread of the absorption spectrum width, and another method such as laser excitation fluorescence may be used.
  • the amount of generation increases as the fire progresses.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained by adding the concentration of gas as a judgment index and judging the progress of the fire.
  • the environmental temperature T as a judgment index, for example, when the concentration of the first gas is low and the concentration of the second gas is high, the environmental temperature is If the temperature is low, it can be determined that a fire has not occurred, and false alarms can be avoided. In addition, false alarms can be avoided by the process of calculating the spectrum width without installing temperature sensors at various places.
  • the concentration of a plurality of gases can be measured by a pair of laser light source and light receiver.
  • the cable 33 is used to synchronize the light source control unit 314 and the signal processing control unit 324.
  • communication for synchronization may be performed wirelessly.
  • the light source control unit 314 and the signal processing control unit 324 may each hold a precision clock such as an atomic clock.
  • the present embodiment further includes a third gas concentration calculation unit that measures the concentration of the third gas, which is a gas consumed by a fire.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of this embodiment.
  • the fire detection system 4 according to the present embodiment will be described, for example, in which carbon monoxide as the first gas, carbon dioxide as the second gas, and oxygen as the third gas are calculated.
  • the transmitter 41 of the fire detection system is a laser that outputs an optical signal of the wavelength ⁇ 1 absorbed by the first gas, for example, carbon monoxide, as in the first embodiment.
  • the receiver 42 includes a detection unit 421, a signal processing unit 222, a signal processing unit 422, a determination unit 423, and a signal processing control unit 424.
  • the light source control unit 414 and the signal processing control unit 424 are connected by a cable 43.
  • the operating wavelength of the laser light source 411 exhibits time variation similar to FIG. The time information is synchronized between the light source control unit 414 and the signal processing control unit 424.
  • the laser driver 413 controls the driving current and the temperature of the laser light source 411, the laser light source 411 outputs the optical signal of the wavelength lambda 2.
  • the laser driver 413 controls the driving current and the temperature of the laser light source 411, the laser light source 411 outputs the optical signal of the wavelength lambda 3.
  • the detection unit 421 includes a sensor 2211 and a light collector 2213 similar to those of the second embodiment, and the wavelengths ⁇ 2 and ⁇ 3 at which the second gas such as carbon dioxide and the third gas such as oxygen absorb.
  • a sensor 4211 that can receive optical signals L2, L3 comprising, a condenser 4212 to condense the light signal L2, L3 including the wavelength lambda 2 and lambda 3.
  • the signal processing unit 222 is the same as that of the first embodiment.
  • the signal processing unit 422 calculates a second gas concentration calculation unit 4221 that calculates the concentration Cg2 of the second gas in the measurement target space from the intensity of the light signal L2 output from the sensor 4211 of the detection unit 421;
  • the third gas concentration calculation unit 4222 that calculates the concentration Cg3 of the third gas in the measurement target space from the intensity of the light signal L3 output from the sensor 4211, and the intensity information of the received light signal, Measurement target space based on the absorption spectrum width of at least one of three light signals L2 and L3 output from the smoke concentration calculation unit 4223 that calculates the smoke concentration Cs of the measurement target space using the sensor 4211 of the detection unit 421
  • An environmental temperature calculation unit 4224 that calculates the environmental temperature T of The environmental temperature T of the space to be measured may be measured by a method other than measuring the environmental temperature from the absorption spectrum width, and another method such as laser excitation fluorescence may be used.
  • FIG. 9 is a flow chart showing the operation of FIG.
  • the processes of steps S1 to S18 are first performed as follows. First, when the laser light sources 211 and 411 of the transmitter 41 respectively transmit the first light signal L1 and the second light signal L2 or the third light signal L3 to the measurement target space, the detection unit 421 of the receiver 42 The sensor 2211 receives the first light signal L1 propagated in the measurement target space, and the sensor 4211 of the detection unit 421 receives the second light signal L2 or the third light signal L3 propagated in the measurement target space. Do.
  • the sensor 2211 of the detection unit 421 outputs the intensity of the received first light signal L1 to the signal processing unit 222, and the sensor 4211 of the detection unit 421 receives the received second light signal L2 or the third light signal.
  • the intensity of L3 is output to the signal processing unit 422 (step S1).
  • the first gas concentration calculation unit 2221 of the signal processing unit 222 calculates the concentration Cg1 of the first gas from the intensity of the received first light signal L1, and outputs the concentration Cg1 to the determination unit 423.
  • the second gas concentration calculation unit 4221 determines the concentration Cg 2 of the second gas from the intensity of the received second light signal L 2 during the period T 3 during which the intensity of the second light signal L 2 is output from the sensor 4211. Are calculated and output to the determination unit 423.
  • the second gas concentration calculation unit 4221 controls the concentration Cg 3 of the third gas based on the intensity of the received third light signal L 3 during a period T 4 during which the intensity of the third light signal L 3 is output from the sensor 4211. Are calculated and output to the determination unit 423.
  • Concentration Cg 1 of the first gas, the concentration Cg 3 of the second gas concentration Cg second and third gases respectively predetermined time, as a first average value and the second and third gas concentration is measured It is also good.
  • the smoke concentration calculation unit 2222 of the signal processing unit 222 calculates the smoke concentration in the measurement target space from the intensity of the received first light signal L1 and outputs the smoke concentration to the determination unit 224.
  • the smoke density calculation unit 4223 of the signal processing unit 422, from the intensity of the third optical signal L3 period T 4 is of light received from the sensor 4211 third is the intensity output of the optical signal L3, smoke density in the measurement target space Are calculated and output to the determination unit 224 (step S4).
  • the environmental temperature calculator 2223 calculates the spectrum width of the received first optical signal L1 from the intensity (spectrum) of the received first optical signal L1, and measures the environmental temperature T of the space to be measured. .
  • the spectrum width of L2 is calculated, and the environmental temperature T of the space to be measured is measured.
  • the environmental temperature calculation unit 4224 the period T 4 from the sensor 4211 intensity of the third light signal L3 is outputted intensity of the third optical signal L3 which received (spectrum), the third optical signal received
  • the spectrum width of L3 is calculated, and the environmental temperature T of the space to be measured is measured (step S10).
  • the environmental temperature T of the space to be measured may be measured by a method other than measuring the environmental temperature from the absorption spectrum width, and another method such as laser excitation fluorescence may be used.
  • determination section 423 makes a comparison between the threshold value Cg 1_Th set to first pre-and gas concentration Cg 1 (step S11).
  • determination unit 423 calculates the smoke density of the smoke density Cs 1 and the signal processing unit 422 from the smoke concentration calculator 2222 of the signal processing section 222 4223
  • the smoke concentration Cs is calculated from at least one of the smoke concentrations Cs 2 and Cs 3 from Sb, and the smoke concentration Cs is compared with the threshold Cs th set in advance (step S12). If the smoke concentration Cs is equal to or less than the threshold Cs th , the determination unit 423 determines that there is no abnormality (step S13). For example, when the first gas is carbon monoxide, this corresponds to the case where the exhaust gas of the automobile increases the concentration of the first gas in the tunnel.
  • the determination unit 224 further compares the second gas concentration Cg 2 with the threshold Cg 2_th set in advance (step S14). If the second gas concentration Cg 2 exceeds the threshold value Cg 2_Th, determination unit 224 determines that it has detected a fire, alert the monitoring person (step S15).
  • step S14 when the second gas concentration Cg 2 is equal to or less than the threshold value Cg 2_Th determines that detects a sign of fire performing alert the observer (step S16).
  • the first gas is carbon monoxide
  • Determination unit 424 in step S11 when the first gas concentration Cg 1 is equal to or less than the threshold value Cg 1_Th, is compared with the threshold value Cg 2_Th set in advance and the second gas concentration Cg 2 (step S17) . If the second gas concentration Cg 2 exceeds the threshold value Cg 2_th, it is compared with the threshold value T th is set in advance with the measured ambient temperature T (step S18).
  • step S15 If the environmental temperature T exceeds the threshold T th , the process proceeds to step S15, where it is determined that a fire has been detected, and an alarm is issued. If the environmental temperature T is equal to or lower than the threshold T th , the process proceeds to step S13, where it is determined that there is no abnormality.
  • the second gas is carbon dioxide
  • step S17 the second gas concentration Cg 2 is equal to or less than the threshold value Cg 2_th, the process proceeds to step S13, it is determined that no abnormality.
  • step S15 after having issued a fire alarm, the third gas, compared for example with oxygen concentration Cg 3 and the threshold Cg 3_Th set in advance, the third gas concentration Cg 3 is determined or lower than the threshold value Cg 3_Th set in advance (step S21), and if the concentration Cg 3 of the third gas is lower than the threshold value Cg 3_th, shown in surveillant that fire in fire suppression tendency (Step S22).
  • step S21 when the concentration Cg 3 of the third gas is not less than the threshold value Cg 3_th, shown in surveillant that fire is in continuous tendency
  • the amount of generation increases as the fire progresses.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained by adding the concentration of the second gas as a judgment index and judging the progress of the fire.
  • the environmental temperature T as a judgment index, for example, when the concentration of the first gas is low and the concentration of the second gas is high, the environmental temperature is If the temperature is low, it can be determined that a fire has not occurred, and false alarms can be avoided. In addition, false alarms can be avoided by the process of calculating the spectrum width without installing temperature sensors at various places.
  • the fire continues after the fire is detected, for example, by calculating the concentration of carbon monoxide as the first gas, carbon dioxide as the second gas, and oxygen as the third gas.
  • the observer can figure out if it is a direction or a direction to extinguish.
  • a laser light source is used as a light source in the above description
  • a broadband light source such as a light emitting diode (LED) or a super luminescent diode (SLD) may be used.
  • LED light emitting diode
  • SLD super luminescent diode
  • an optical amplifier may be inserted in the output stage of the laser light source or in the input stage of the detector. By doing this, the signal-to-noise ratio of the received optical signal can be improved, and the accuracy of the measurement result can be improved.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a reflective embodiment.
  • the reflection-type fire detection system 5 includes the transmitter 511 of each of the above-described embodiments, the transceiver 51 including the receiver 512 in one case, and the optical signal from the transmitter 511. Are reflected to the receiver 512 to cause the light signal to travel back and forth to the transmitter / receiver 511.
  • the influence of the optical axis deviation can be reduced, and one end can be unpowered. Further, by doing this, it is possible to detect a lower concentration target gas.
  • the concentration of the first gas for example, carbon monoxide
  • the concentration of the first gas with respect to the concentration of the second gas for example carbon dioxide
  • the ratio of may be used as a judgment index.
  • the present invention is applicable to fire detection in a wide space.
  • it is applicable to fire detection in the situation where various ignition sources, such as a road tunnel, exist and various gases, such as exhaust gas, exist.

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Abstract

［課題］　光信号を伝搬させて火災発生状況を監視する火災検知システム、受信器及び火災検知方法において、火災の進行度を捉えることができ、より広範囲の火災シナリオに対応することができる火災検知システム、受信器及び火災検知方法を提供する。 ［解決手段］　火災検知システム１は、火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長λ１を含む第１の光信号Ｌ１及び火災の進行後に発生する第２のガスが吸収する波長λ２を含む第２の光信号Ｌ２を出力する送信器１１と、測定対象空間を伝播した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２を受光する検出部１２１、第１の光信号Ｌ１の強度から第１のガスの濃度Ｃｇ１を算出する第１ガス濃度算出部１２２、第２の光信号Ｌ２の強度から第２のガスのＣｇ２を算出する第２ガス濃度算出部１２３、第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度から煙濃度Ｃｓを算出する煙濃度算出部１２４、及び、第１のガスの濃度Ｃｇ１と第２のガスの濃度Ｃｇ２と煙濃度Ｃｓに基づいて火災の進行を判断する判別部１２５を有する受信器１２を有している。

Description

火災検知システム、受信器及び火災検知方法
　本発明は、火災検知システム、受信器及び火災検知方法に関し、特に、光信号を伝搬させて火災状況の判断を行う火災検知システム、受信器及び火災検知方法に関する。
　道路のトンネルや鉄道の地下駅構内などでは、センサを多数設けることなく火災の発生を迅速かつ正確に検知して警報発令を行い、利用者を安全に退避させるために光信号を伝搬させて火災状況の判断を行う火災検知システムが利用されている。
　例えば特許文献１には、一酸化炭素による吸収波長近傍のレーザ光を地下駅構内で照射するレーザ照射手段と、照射されたレーザ光を地下駅構内で受光するレーザ受光手段とを有し、レーザ吸収法により地下駅構内における一酸化炭素の濃度を算出する防災システムが開示されている。また特許文献１に開示されている防災システムは、照射した入射光と受光した透過光との比をとって、煙霧透過率を算出し、算出した一酸化炭素濃度および煙霧透過率の測定値が所定値を超えた場合に、中央制御部が火災警報を発令する。
　また特許文献２には、二種類の波長の光を検煙空間に照射して、煙が侵入したときの夫々の波長の光の散乱光の光強度の比に基づいて煙の種類を判定する火災報知装置が開示されている。また特許文献２に開示されている火災報知装置は、複数の波長の光を検煙空間に照射し、煙が侵入したときの散乱光から特定の二種類の波長の光を光学フィルタを介して検出し、夫々の波長の光の光強度の比に基づいて煙の種類を判定する。更に、火災報知装置は、この判定した煙の種類に応じて設定されているしきい値とこれらの光強度を更に比較することによって火災の有無を判断する。
特開２００５－８３８７６号公報 特開平０６－１０９６３１号公報
　火災の進行度を把握できれば緊急性を判断でき、より広範囲の火災シナリオに対応することができる。特許文献１の火災検知方法では、煙や一酸化炭素の量が閾値を超過した時に火災警報を発令するため、発炎前なのか後なのかを管理者が把握するのは困難である。
　また諸外国では自動車の燃料にエタノール（バイオエタノール）を一定以上の割合で混ぜることが法規定されている。この混入エタノールの割合が大きくなるほど、燃焼時に発生する煙や一酸化炭素は少なくなる。特許文献１の火災検知方法では、煙や一酸化炭素の量が閾値を超過した時に火災警報を発令するため、混入エタノールの割合が大きい燃料を使用する自動車の火災では正確な火災検知が行えないおそれがある。
　また特許文献２に開示されている構成では、煙濃度を判断材料とすることから発炎前なのか後なのかといった火災の進行度を明確に把握するのは困難である。さらに特許文献２に開示されている火災検知装置は、煙濃度を判断材料とすることから煙の発生量が少ない火災には反応しない。
　本発明は以上の問題を鑑み、光信号を伝搬させて火災発生状況を監視する火災検知システム、受信器及び火災検知方法において、火災の進行度を捉えることができ、より広範囲の火災シナリオに対応することができる火災検知システム、受信器及び火災検知方法を提供することを目的の１つとする。
　本発明の１側面による火災検知システムは、火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進行した後に発生する第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を送出する光源を有する送信器と、測定対象空間を伝播した前記第１及び第２の光信号を受光する検知部と、測定対象空間を伝播した前記第１の光信号の強度から第１のガスの濃度を算出する第１ガス濃度算出部、測定対象空間を伝播した前記第２の光信号の強度から第２のガスの濃度を算出する第２ガス濃度算出部、測定対象空間を伝播した前記第１及び第２の光信号の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出部、及び、前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度に基づいて火災状況を判断する判別部を有する受信器と、を有している。
　本発明の他の側面による受信器は、火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進行した後に発生する第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を受光する検出部と、受光した前記第１の光信号の強度から第１のガスの濃度を算出する第１ガス濃度算出部と、受光した前記第２の光信号の強度から第２のガスの濃度を算出する第２ガス濃度算出部と、受光した前記第１及び第２の光信号の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出部と、前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度とに基づいて火災状況を判断する判別部と、を有している。
　本発明のさらに他の側面による火災検知方法は、測定対象空間を伝播した第１の光信号及び前記測定対象空間を伝播し前記第１の光信号と波長が異なる第２の光信号を受光し、受光した前記第１の光信号の強度から第１のガスの濃度を算出し、受光した前記第２の光信号の強度から第２のガスの濃度を算出し、受光した前記第１及び第２の光信号の強度から煙濃度を算出し、前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度とに基づいて火災状況を判断する。
　本発明の上記側面によれば、光信号を伝搬させて火災発生状況を監視する火災検知システム、受信器及び火災検知方法において、火災の進行度を捉えることができ、より広範囲の火災シナリオに対応することができる。
図１は、第１の実施形態の構成を示すブロック図である。 図２は、図１の動作を示すフローチャートである。 図３は、本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。 図４は、環境温度による吸収スペクトルの形状変化を示す概念図である。 図５は、図３の動作を示すフローチャートである。 図６は、本発明の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。 図７は、図６の時間によって光源の波長を変化させる動作を説明するグラフである。 図８は、本発明の第４の実施形態の構成を示すブロック図である。 図９は、図８の動作を示すフローチャートである。 図１０は、反射型の実施形態の構成を示すブロック図である。 図１１は、各実施形態の各部の機能を実現するコンピュータの構成を示すブロック図である。
　次に図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
　（第１の実施形態の構成）
図１は、第１の実施形態の構成を表すブロック図である。図１に示すように、火災検知システム１は、送信器１１と、受信器１２から構成されている。送信器１１は、火災で発生する２種類のガス（以下、第１のガス及び第２のガスという）が吸収する波長をそれぞれ含む２種類の光信号（以下、第１の光信号Ｌ１及び第２の光信号Ｌ２という）を測定対象空間に送出する。第１のガスは、火災の初期から発生するガス、例えば一酸化炭素であり、第２のガスは、火災が進むと発生量が多くなるガス、例えば二酸化炭素である。また例えば二酸化炭素のように第２のガスは、第１のガスの発生量が少ない火災でも多く発生するガスとしてもよい。第１のガスは、一酸化炭素に限らず火災の初期から発生するガスであればよく、第２のガスは、二酸化炭素に限らず、第１のガスの発生より後に、火災が進むと発生量が多くなるガスであればよい。また送信器１１は、例えば第１のガスが吸収する波長λ１を含む光信号Ｌ１を出力するレーザ光源と、第２のガスが吸収する波長λ２を含む光信号Ｌ２を出力するレーザ光源を備えて構成されてもよいし、入力信号によって波長制御可能であり入力信号を交互に切り替えることにより第１の光信号Ｌ１と第２の光信号Ｌ２を交互に出力可能な１つのレーザ光源を備えて構成されてもよい。
　受信器１２は、図１に示すように、検出部１２１と、第１ガス濃度算出部１２２と、第２ガス濃度算出部１２３と、煙濃度算出部１２４と、第１のガス濃度と第２のガス濃度と煙濃度とに基づいて火災の進行状況を判断する判別部１２５とを備えている。
　検出部１２１は、送信器１１から送出されて測定対象空間を伝播した第１の光信号Ｌ１及び第２の光信号Ｌ２を受光する。検出部１２１は、例えば第１のガスが吸収する波長λ１に感度をもつセンサと第２のガスが吸収する波長λ２に感度をもつセンサを備えて構成されてもよい。
　第１ガス濃度算出部１２２は、検出部１２１から出力された、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から、第１のガスの濃度を算出して判別部１２５に出力する。測定対象空間を伝播した光信号のスペクトルは、測定空間に存在するガスが吸収する波長で急峻に透過率が低下しそのガスの濃度が濃いほど透過率の低下が大きくなる。例えば、第１ガス濃度算出部１２２には、送信器から出力される第１の光信号Ｌ１の強度が予め設定されており、第１ガス濃度算出部１２２は、検出部１２１から測定対象空間を伝播した光信号Ｌ１の強度が入力されると、第１のガスが吸収する波長λ１を含む所定の波長範囲での透過率を求める。第１ガス濃度算出部１２２は、その透過率から第１のガスの濃度を算出する。
　第２ガス濃度算出部１２３は、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から、第１ガス濃度算出部１２２と同様に、第２のガスの濃度を算出する。例えば、第２ガス濃度算出部１２３には、送信器から出力される第２の光信号Ｌ２の強度が予め設定されている。第２ガス濃度算出部１２３は、検出部１２１から測定対象空間を伝播した光信号Ｌ２の強度が入力されると、第２のガスが吸収する波長λ２を含む所定の波長範囲での透過率を求める。第２ガス濃度算出部１２３は、その透過率から第２のガスの濃度を算出する。
　煙濃度算出部１２４は、煙濃度Ｃｓを以下の式（１）に基づいて算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
ここでＩｏは送信器１１が出力した光信号の強度であり、Ｉｓは受信器１２で受信された光信号の強度である。また、Ｄは送信器１１と受信器１２の間の距離である。なお光信号の透過率はＩｓ／Ｉｏである。煙濃度算出部１２４には、送信器から出力される第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度Ｉｏ１，Ｉｏ２が予め設定されており、煙濃度算出部１２４は、検出部１２１から測定対象空間を伝播した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度Ｉｓ１，Ｉｓ２の少なくとも一方から、測定対象空間の透過率を算出する。煙濃度算出部１２４は、第１又は第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度Ｉｓ１，Ｉｓ２のどちらかから、（１）式で算出した煙濃度を出力してもよいし、第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度Ｉｓ１，Ｉｓ２の両方から（１）式で算出して煙濃度Ｃｓ１、Ｃｓ２を算出し、それらを平均して煙濃度Ｃｓを出力してもよい。そして煙濃度算出部１２４は、算出した測定対象空間の透過率から測定対象空間の煙濃度を算出する。
　判別部１２５は、第１のガスの濃度と第２のガスの濃度と煙濃度とに基づいて火災状況を判断する。例えば第１のガスの濃度が予め設定された閾値より高いか判断し、閾値より大きければ煙濃度があらかじめ設定された閾値より高いか判断し、閾値より大きければ火災が発生したと判断する。火災発生と判断した場合、第２のガスの濃度が予め設定した閾値より高いか判断し、閾値より小さければ火災予兆と判断し監視者に注意喚起を促す。閾値より大きければ火災が進行していると判断し監視者に警報を発する。また第１のガスの濃度が閾値より小さかった場合には、第２のガスの濃度が予め設定された閾値より高いか判断し、閾値より大きければ火災検知と判断し監視者に警報を発する。
　なお図１等に示している第１の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素は、機能単位のブロックを示している。第１の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素の一部又は全部は、例えば図１１に示すようなコンピュータ６０とプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。コンピュータ６０は、一例として、以下のような構成を含む。
　　・ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）６１
　　・ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）６２
　　・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）６３
　　・ＲＡＭ６３にロードされるプログラム６４
　　・プログラム６４を格納する記憶装置６５
　　・記録媒体６６の読み書きを行うドライブ装置６７
　　・通信ネットワーク６９と接続する通信インターフェース６８
　　・データの入出力を行う入出力インターフェース７０
　　・各構成要素を接続するバス７１
　第１の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素の機能は、これらの機能を実現するプログラム６４をＣＰＵ６１が取得して実行することで実現される。各構成要素の機能を実現するプログラム６４は、例えば、予め記憶装置６５やＲＯＭ６２やＲＡＭ６３に格納されており、必要に応じてＣＰＵ６１が読み出す。
　なお、プログラム６４は、通信ネットワーク６９を介してＣＰＵ６１に供給されてもよいし、予め記録媒体６６に格納されており、ドライブ装置６７が当該プログラムを読み出してＣＰＵ６１に供給してもよい。
　第１の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素の機能の実現方法には、様々な変形例がある。例えば、各構成要素の機能は、構成要素毎にそれぞれ別個のコンピュータとプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。また、各構成要素の機能が、一つのコンピュータとプログラムとの任意の組み合わせにより実現されてもよい。
　また、第１の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素の一部又は全部は、その他の汎用または専用の回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）、プロセッサ等やこれらの組み合わせによって実現されてもよい。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。また各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組み合わせによって実現されてもよい。
　第１の実施形態及び後述の各実施形態の各構成要素の一部又は全部が複数のコンピュータや回路等により実現される場合には、複数のコンピュータや回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、コンピュータや回路等は、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。
　（第１の実施形態の動作）
図２は、図１の受信器の動作を示すフローチャートである。送信器１１が、第１の光信号Ｌ１及び第２の光信号Ｌ２を送信器１１と受信器１２の間の測定対象空間に送出すると、受信器１２の検出部１２１は、送信器１１と受信器１２の間の測定対象空間を伝播した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２を受光する。検出部１２１は、受光した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度、例えば第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２を光電変換した電気信号を、第１ガス濃度算出部１２２、第２ガス濃度算出部１２３、及び、煙濃度算出部１２４に出力する（ステップＳ１）。
　第１ガス濃度算出部１２２は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から、第１のガスの濃度を算出して判別部１２５に出力する。（ステップＳ２）。また第２ガス濃度算出部１２３は、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から、第２のガスの濃度を算出して判別部１２５に出力する。（ステップＳ３）。
　また煙濃度算出部１２４は、検出部１２１から出力された、受光した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の少なくとも一方の強度から、測定対象空間における煙濃度を算出して判別部１２５に出力する。（ステップＳ４）。
　判別部１２５は、第１ガス濃度算出部１２２から出力された第１のガスの濃度と、第２ガス濃度算出部１２３から出力された第２のガスの濃度と、煙濃度算出部１２４から出力された煙濃度と、に基づいて火災状況を判断する（ステップＳ５）。
　以上説明したように第１の実施形態によれば、火災の初期から発生する第１のガスの濃度と煙濃度の増加に加え、火災が進むと発生量が多くなる第２のガスの濃度も判断指標として追加し火災の進行状況を判断する。このことにより、火災の進行状況も考慮し緊急な対応が可能になる。また、第１のガスと異なる第２のガスの濃度も判断指標として追加することにより、例えば第１のガスの濃度と煙濃度のみでは検知困難な火災に対しても、第２のガスの発生量が多ければ火災を検知することが可能となり、より広範囲の火災シナリオに対応することが可能になる。
　（第２の実施形態の構成）
　次に図面を参照して本発明の第２の実施形態について詳細に説明する。
図３は、第２の実施形態の構成を表すブロック図である。送信器２１と受信器２２の間を光信号が伝搬し、送信器２１と受信器２２の間の空間の測定対象のガス濃度と煙濃度と温度を測定する。
　送信器２１は、第１のガスの吸収スペクトルを含む所定の波長範囲をもつ第１の光信号Ｌ１を測定対象空間に送出するレーザ光源２１１と、第２のガスの吸収スペクトルを含む所定の波長範囲をもつ第２の光信号Ｌ２を測定対象空間に送出するレーザ光源２１２と、レーザ光源２１１、２１２から送出された光信号Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ集光する集光器２１３、２１４と、レーザ光源２１１、２１２をそれぞれ駆動するレーザドライバ２１５、２１６からなる。集光器２１３、２１４は、それぞれレーザ光源２１１、２１２から出力された光を準平行光線に変換する。レーザドライバ２１５、２１６は、それぞれレーザ光源２１１、２１２の駆動電流および温度を制御する。
　受信器２２は、第１のガスの吸収スペクトルに感度をもつセンサ２２１１と第２のガスの吸収スペクトルに感度をもつセンサ２２１２の２つのセンサを備えて構成される検出部２２１と、２つの信号処理部２２２、２２３と、判別部２２４からなる。また検出部２２１は、受光した光信号Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ集光してセンサ２２１１、２２１２に入射する集光器２２１３、２２１４を備える。センサ２２１１、２２１２は、それぞれ受光した光信号Ｌ１、Ｌ２を光電変換して信号処理部２２２、２２３に出力する。
　信号処理部２２２は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から第１のガスの濃度を算出する第１ガス濃度算出部２２２１と、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出部２２２２と、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から環境温度を算出する環境温度算出部２２２３とを備えている。また信号処理部２２３は、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から第２のガスの濃度を算出する第２ガス濃度算出部２２３１と、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出部２２３２と、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から環境温度を算出する環境温度算出部２２３３とを備えている。
　環境温度算出部２２２３、２２３３は、受光した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度から環境温度を算出する。図４は、環境温度による吸収スペクトルの形状変化を示す概念図である。ガス分子の吸収スペクトルの形状は、環境温度や気圧、他のガス分子との相互作用によって変化する。中でも環境温度の変化に伴うスペクトル幅の変化は顕著である。環境温度Ｔが、高いほど気体分子の速度分布が大きくなり、ドップラー広がりによって、吸収スペクトルの幅は、図４に示す様に、Ｔ＝Ｔ０のときより、Ｔ＝Ｔ１（ただしＴ１＞Ｔ０）の方が広くなる。環境温度算出部２２２３、２２３３は、受光した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２の強度（スペクトル）から、受光した第１及び第２の光信号Ｌ１、Ｌ２のスペクトル幅を算出し、測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行う。なお吸収スペクトル幅の変化から環境温度を測定する以外の方法で測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行ってもよく、例えばレーザ励起蛍光法など、別の方法を用いてもよい。
　（第２の実施形態の動作）
図５は、図３の動作を示すフローチャートである。送信器２１のレーザ光源２１１、２１２がそれぞれ、第１の光信号Ｌ１及び第２の光信号Ｌ２を測定対象空間に送出すると、受信器２２の検出部２２１のセンサ２２１１は、測定対象空間を伝播した第１の光信号Ｌ１を受光し、検出部２２１のセンサ２２１２は、測定対象空間を伝播した第２の光信号Ｌ２を受光する。検出部２２１のセンサ２２１１は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度を、信号処理部２２２に出力し、検出部２２１のセンサ２２１２は、受光した第２の光信号Ｌ２の強度を、信号処理部２２３に出力する（ステップＳ１）。
　信号処理部２２２の第１ガス濃度算出部２２２１は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から、第１のガスの濃度Ｃｇ１を算出して判別部２２４に出力する。（ステップＳ２）。また第２ガス濃度算出部２２３１は、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から、第２のガスの濃度Ｃｇ２を算出して判別部２２４に出力する。（ステップＳ３）。第１のガスの濃度Ｃｇ１及び第２のガスの濃度Ｃｇ２は、それぞれ所定の時間、第１及び第２のガス濃度を計測した平均値としてもよい。
　また信号処理部２２２の煙濃度算出部２２２２は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から、測定対象空間における煙濃度を算出して判別部２２４に出力する。また信号処理部２２３の煙濃度算出部２２３２は、受光した第２の光信号Ｌ２の強度から、測定対象空間における煙濃度を算出して判別部２２４に出力する（ステップＳ４）。
　そして本実施形態では、環境温度算出部２２２３が、受光した第１の光信号Ｌ１の強度（スペクトル）から、受光した第１の光信号Ｌ１のスペクトル幅を算出し、測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行う。また環境温度算出部２２３３が、受光した第２の光信号Ｌ２の強度（スペクトル）から、受光した第２の光信号Ｌ２のスペクトル幅を算出し、測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行う（ステップＳ１０）。なお吸収スペクトル幅の変化から環境温度を測定する以外の方法で測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行ってもよく、例えばレーザ励起蛍光法など、別の方法を用いてもよい。
　次に判別部２２４は、第１のガスの濃度Ｃｇ１と事前に設定した閾値Ｃｇ１＿ｔｈとの比較を行う（ステップＳ１１）。第１のガスの濃度Ｃｇ１が閾値Ｃｇ１＿ｔｈを超過している場合、判別部２２４は、信号処理部２２２の煙濃度算出部２２２２からの煙濃度Ｃｓ１と信号処理部２２３の煙濃度算出部２２３２からの煙濃度Ｃｓ２の少なくとも一方から煙濃度Ｃｓを算出し、煙濃度Ｃｓと事前に設定した閾値Ｃｓｔｈとの比較を行う（ステップＳ１２）。判別部２２４は、煙濃度Ｃｓが閾値Ｃｓｔｈ以下である場合には異常なし（ステップＳ１３）と判断する。例えば第１のガスが一酸化炭素の場合、これは、自動車の排気ガスによりトンネル内の第１のガスの濃度が上昇している場合などに相当する。
　ステップＳ１２において煙濃度Ｃｓが閾値Ｃｓｔｈを超過する場合にはさらに判別部２２４は、第２のガスの濃度Ｃｇ２と事前に設定した閾値Ｃｇ２＿ｔｈとの比較を行う（ステップＳ１４）。第２のガスの濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈを超過している場合、判別部２２４は、火災を検知したと判断し、監視者に警報を発する（ステップＳ１５）。
　ステップＳ１４において第２のガスの濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈ以下である場合には、火災の予兆を検知したと判断し監視者に注意喚起を行う（ステップＳ１６）。例えば第１のガスが一酸化炭素の場合、これは発炎前に一酸化炭素が主として発生する場合などに相当する。
　次にステップＳ１１において判別部２２４は、第１のガスの濃度Ｃｇ１が閾値Ｃｇ１＿ｔｈ以下である場合、第２のガス濃度Ｃｇ２と事前に設定した閾値Ｃｇ２＿ｔｈとの比較を行う（ステップＳ１７）。第２のガス濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈを超過している場合、測定した環境温度Ｔと事前に設定した閾値Ｔｔｈとの比較を行う（ステップＳ１８）。
　環境温度Ｔが閾値Ｔｔｈを超過している場合、ステップＳ１５に進み、火災を検知したと判断し、警報を発する。環境温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以下である場合、ステップＳ１３に進み、異常なしと判断する。例えば第２のガスが二酸化炭素の場合、これは自動車の排気ガスや積荷としてドライアイスを積んだ車両がトンネル内に存在する場合などに相当する。
　なおステップＳ１７において第２のガスの濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈ以下である場合、ステップＳ１３に進み、異常なしと判断する。
　（第２の実施形態の効果）
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様、火災の初期から発生する第１のガスの濃度と煙濃度の増加に加え、火災が進むと発生量が多くなる第２のガスの濃度も判断指標として追加し火災の進行状況を判断することにより第１の実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態によれば、環境温度Ｔも判断指標として追加することで、例えば第１のガスの濃度が低く第２のガスの濃度が高い場合、環境温度が低温であれば、火災発生ではないと判断でき、誤報を回避することができる。また、温度センサを各所に設置することなく、スペクトル幅を算出する処理により、誤報を回避することができる。
　（第３の実施形態）
　次に図６、７を用いて本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、１つのレーザ光源を用いて時分割によって出力波長を切り替えることによって２種類のガス濃度測定を行う。
　（第３の実施形態の構成）
図６は本実施形態の構成を表すブロック図である。本実施形態の火災検知システム３は、図６に示すように送信器３１は１つのレーザ光源３１１と、１つの集光器３１２と、１つのレーザドライバ３１３と、光源制御部３１４からなる。受信器３２は、検出部３２１と、１つの信号処理部３２２と、判別部３２３と、信号処理制御部３２４を備えている。光源制御部３１４と信号処理制御部３２４はケーブル３３で接続されている。
　（第３の実施形態の動作）
図７にレーザ光源３１１の動作波長の時間変化を示す。この時刻情報は光源制御部３１４、信号処理制御部３２４の間で同期している。
　図７に示すように期間Ｔ１では、レーザドライバ３１３がレーザ光源３１１の駆動電流および温度を制御することによって、レーザ光源３１１は波長λ１の光信号を出力する。集光器３１２は波長λ１の光信号を準平行光線に変換する。受信器３２は大気中を伝搬した光信号を受光する。受信器３２において、検出部３２１の集光器３２１１が大気中を伝搬した光信号を集光し、センサ３２１２が光信号を光電変換する。信号処理部３２２の第１ガス濃度算出部は、得られた電気信号から送信器３１と受信器３２間の第１のガスの濃度Ｃｇ１を算出する。なお第１のガスの濃度Ｃｇ１は所定の時間、第１のガスの濃度を計測した平均値としてもよい。また、信号処理部３２２は、受信した光信号の強度情報から、式（１）を用いて送信器３１と受信器３２間の煙濃度Ｃｓを算出する。さらに、信号処理部３２２は、吸収スペクトルの幅の広がりから送信器３１と受信器３２間の環境温度Ｔを算出する。なお吸収スペクトル幅の広がりから環境温度を測定する以外の方法で測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行ってもよく、例えばレーザ励起蛍光法など、別の方法を用いてもよい。
　期間Ｔ２では、レーザドライバ３１３が駆動電流および温度を制御することによりレーザ光源３１１は波長λ２の光信号を出力し、集光器３１２が準平行光線に変換する。大気中を伝搬した光信号を受信器３２が受光する。受信器３２において、集光器３２１１が光信号を集光し、センサ３２１２が光電変換する。信号処理部３２２は、得られた電気信号から送信器３１と受信器３２間の第２のガスの濃度Ｃｇ２を算出する。なお第２のガスの濃度Ｃｇ２は所定の時間、第２のガスの濃度を計測した平均値としてもよい。また、信号処理部３２２は、受信した光信号の強度情報から、式（１）を用いて送信器３１と受信器３２間の煙濃度Ｃｓを算出する。さらに、信号処理部３２２では、吸収スペクトルの幅の広がりから送信器３１と受信器３２間の環境温度Ｔを算出する。なお吸収スペクトル幅の広がりから環境温度を測定する以外の方法で測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行ってもよく、例えばレーザ励起蛍光法など、別の方法を用いてもよい。
　判別部３２３において各測定データから火災状況の判断をするフローは図５と同様に行う。
　（第３の実施形態の効果）
本実施形態によれば、第１及び第２の実施形態と同様、火災の初期から発生する第１のガスの濃度と煙濃度の増加に加え、火災が進むと発生量が多くなる第２のガスの濃度も判断指標として追加し火災の進行状況を判断することにより第１の実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態によれば、第２の実施形態と同様、環境温度Ｔも判断指標として追加することで、例えば第１のガスの濃度が低く第２のガスの濃度が高い場合、環境温度が低温であれば、火災発生ではないと判断でき、誤報を回避することができる。また、温度センサを各所に設置することなく、スペクトル幅を算出する処理により、誤報を回避することができる。
　さらに本実施形態によれば、１対のレーザ光源と光受信器で、複数のガスの濃度を測定可能である。
　なお上記の説明では光源制御部３１４と信号処理制御部３２４の同期を取るためにケーブル３３を用いたが、無線で同期用通信を行っても良い。また光源制御部３１４と信号処理制御部３２４は、それぞれ原子時計などの精密クロックを保有しても良い。
　（第４の実施形態）
次に図８、図９を用いて本発明の第４の実施形態について説明する。本実施形態では、さらに火災によって消費されるガスである第３のガスの濃度を測定する第３ガス濃度算出部を備えている。
　（第４の実施形態の構成）
図８は本実施形態の構成を表すブロック図である。本実施形態の火災検知システム４は、例えば第１のガスとして一酸化炭素、第２のガスとして二酸化炭素、第３のガスとして酸素の濃度を算出する実施形態について説明する。
　図８に示すように、本実施形態の火災検知システムの送信器４１は、第１の実施形態と同様、第１のガス、例えば一酸化炭素が吸収する波長λ１の光信号を出力するレーザ光源２１１と、波長λ１の光信号を準平行光線に変換する集光器２１３と、レーザ光源２１１の駆動電流および温度を制御するレーザドライバ２１５を備えるとともに、第２のガス、例えば二酸化炭素と、第３のガス、例えば酸素が吸収する波長λ２及びλ３を含む光信号Ｌ２、Ｌ３を出力可能なレーザ光源４１１と、波長λ２及びλ３を含む光信号Ｌ２、Ｌ３を準平行光線に変換する集光器４１２と、レーザ光源４１１の駆動電流および温度を制御するレーザドライバ４１３、光源制御部４１４を備えている。
　受信器４２は、検出部４２１と、信号処理部２２２と、信号処理部４２２と、判別部４２３と、信号処理制御部４２４を備えている。光源制御部４１４と信号処理制御部４２４はケーブル４３で接続されている。レーザ光源４１１の動作波長は、図７と似た時間変化を示す。この時刻情報は光源制御部４１４、信号処理制御部４２４の間で同期している。
　例えば期間Ｔ３では、レーザドライバ４１３がレーザ光源４１１の駆動電流および温度を制御することによって、レーザ光源４１１は波長λ２の光信号を出力する。期間Ｔ４では、レーザドライバ４１３がレーザ光源４１１の駆動電流および温度を制御することによって、レーザ光源４１１は波長λ３の光信号を出力する。
　検出部４２１は、第２の実施形態と同様なセンサ２２１１と集光器２２１３を備えるとともに、第２のガス、例えば二酸化炭素と、第３のガス、例えば酸素が吸収する波長λ２及びλ３を含む光信号Ｌ２、Ｌ３を受光可能なセンサ４２１１と、波長λ２及びλ３を含む光信号Ｌ２、Ｌ３を集光する集光器４２１２を備えている。また信号処理部２２２は、第１の実施形態と同様である。信号処理部４２２は、検出部４２１のセンサ４２１１から出力された光信号Ｌ２の強度から測定対象空間の第２のガスの濃度Ｃｇ２を算出する第２ガス濃度算出部４２２１と、検出部４２１のセンサ４２１１から出力された光信号Ｌ３の強度から測定対象空間の第３のガスの濃度Ｃｇ３を算出する第３ガス濃度算出部４２２２と、受信した光信号の強度情報から、式（１）を用いて測定対象空間の煙濃度Ｃｓを算出する煙濃度算出部４２２３と、検出部４２１のセンサ４２１１から出力された光信号Ｌ２、Ｌ３の３つの光信号の少なくとも一つの吸収スペクトル幅から測定対象空間の環境温度Ｔを算出する環境温度算出部４２２４を備えている。なお吸収スペクトル幅から環境温度を測定する以外の方法で測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行ってもよく、例えばレーザ励起蛍光法など、別の方法を用いてもよい。
　（第４の実施形態の動作）
図９は、図８の動作を示すフローチャートである。本実施形態では、まず、第２の実施形態と同様に、以下のように、ステップＳ１からＳ１８の処理をおこなう。まず送信器４１のレーザ光源２１１、４１１がそれぞれ、第１の光信号Ｌ１と、第２の光信号Ｌ２又は第３の光信号Ｌ３、を測定対象空間に送出すると、受信器４２の検出部４２１のセンサ２２１１は、測定対象空間を伝播した第１の光信号Ｌ１を受光し、検出部４２１のセンサ４２１１は、測定対象空間を伝播した第２の光信号Ｌ２又は第３の光信号Ｌ３を受光する。検出部４２１のセンサ２２１１は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度を、信号処理部２２２に出力し、検出部４２１のセンサ４２１１は、受光した第２の光信号Ｌ２又は第３の光信号Ｌ３の強度を、信号処理部４２２に出力する（ステップＳ１）。
　信号処理部２２２の第１ガス濃度算出部２２２１は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から、第１のガスの濃度Ｃｇ１を算出して判別部４２３に出力する。（ステップＳ２）。また第２ガス濃度算出部４２２１は、センサ４２１１から第２の光信号Ｌ２の強度が出力されている期間Ｔ３は受光した第２の光信号Ｌ２の強度から、第２のガスの濃度Ｃｇ２を算出して判別部４２３に出力する。また第２ガス濃度算出部４２２１は、センサ４２１１から第３の光信号Ｌ３の強度が出力されている期間Ｔ４は受光した第３の光信号Ｌ３の強度から、第３のガスの濃度Ｃｇ３を算出して判別部４２３に出力する。（ステップＳ３）。第１のガスの濃度Ｃｇ１、第２のガスの濃度Ｃｇ２及び第３のガスの濃度Ｃｇ３は、それぞれ所定の時間、第１、第２及び第３のガス濃度を計測した平均値としてもよい。
　また信号処理部２２２の煙濃度算出部２２２２は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度から、測定対象空間における煙濃度を算出して判別部２２４に出力する。また信号処理部４２２の煙濃度算出部４２２３は、センサ４２１１から第２の光信号Ｌ２の強度が出力されている期間Ｔ３は受光した第２の光信号Ｌ２の強度から、測定対象空間における煙濃度を算出して判別部２２４に出力する。また信号処理部４２２の煙濃度算出部４２２３は、センサ４２１１から第３の光信号Ｌ３の強度が出力されて期間Ｔ４は受光した第３の光信号Ｌ３の強度から、測定対象空間における煙濃度を算出して判別部２２４に出力する（ステップＳ４）。
　そして、環境温度算出部２２２３は、受光した第１の光信号Ｌ１の強度（スペクトル）から、受光した第１の光信号Ｌ１のスペクトル幅を算出し、測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行う。また環境温度算出部４２２４は、センサ４２１１から第２の光信号Ｌ２の強度が出力されている期間Ｔ３は受光した第２の光信号Ｌ２の強度（スペクトル）から、受光した第２の光信号Ｌ２のスペクトル幅を算出し、測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行う。また環境温度算出部４２２４は、センサ４２１１から第３の光信号Ｌ３の強度が出力されている期間Ｔ４は受光した第３の光信号Ｌ３の強度（スペクトル）から、受光した第３の光信号Ｌ３のスペクトル幅を算出し、測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行う（ステップＳ１０）。なお吸収スペクトル幅から環境温度を測定する以外の方法で測定対象空間の環境温度Ｔの測定を行ってもよく、例えばレーザ励起蛍光法など、別の方法を用いてもよい。
　次に判別部４２３は、第１のガス濃度Ｃｇ１と事前に設定した閾値Ｃｇ１＿ｔｈとの比較を行う（ステップＳ１１）。第１のガス濃度Ｃｇ１が閾値Ｃｇ１＿ｔｈを超過している場合、判別部４２３は、信号処理部２２２の煙濃度算出部２２２２からの煙濃度Ｃｓ１と信号処理部４２２の煙濃度算出部４２２３からの煙濃度Ｃｓ２、及びＣｓ３の少なくとも１つから煙濃度Ｃｓを算出し、煙濃度Ｃｓと事前に設定した閾値Ｃｓｔｈとの比較を行う（ステップＳ１２）。判別部４２３は、煙濃度Ｃｓが閾値Ｃｓｔｈ以下である場合には異常なし（ステップＳ１３）と判断する。例えば第１のガスが一酸化炭素の場合、これは、自動車の排気ガスによりトンネル内の第１のガスの濃度が上昇している場合などに相当する。
　ステップＳ１２において煙濃度Ｃｓが閾値Ｃｓｔｈを超過する場合にはさらに判別部２２４は、第２のガス濃度Ｃｇ２と事前に設定した閾値Ｃｇ２＿ｔｈとの比較を行う（ステップＳ１４）。第２のガス濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈを超過している場合、判別部２２４は、火災を検知したと判断し、監視者に警報を発する（ステップＳ１５）。
　ステップＳ１４において第２のガス濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈ以下である場合には、火災の予兆を検知したと判断し監視者に注意喚起を行う（ステップＳ１６）。例えば第１のガスが一酸化炭素の場合、これは発炎前に一酸化炭素が主として発生する場合などに相当する。
　次にステップＳ１１において判別部４２４は、第１のガス濃度Ｃｇ１が閾値Ｃｇ１＿ｔｈ以下である場合、第２のガス濃度Ｃｇ２と事前に設定した閾値Ｃｇ２＿ｔｈとの比較を行う（ステップＳ１７）。第２のガス濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈを超過している場合、測定した環境温度Ｔと事前に設定した閾値Ｔｔｈとの比較を行う（ステップＳ１８）。
　環境温度Ｔが閾値Ｔｔｈを超過している場合、ステップＳ１５に進み、火災を検知したと判断し、警報を発する。環境温度Ｔが閾値Ｔｔｈ以下である場合、ステップＳ１３に進み、異常なしと判断する。例えば第２のガスが二酸化炭素の場合、これは自動車の排気ガスや積荷としてドライアイスを積んだ車両がトンネル内に存在する場合などに相当する。
　なおステップＳ１７において第２のガス濃度Ｃｇ２が閾値Ｃｇ２＿ｔｈ以下である場合、ステップＳ１３に進み、異常なしと判断する。
　本実施形態では、図９に示すように、ステップＳ１５において、火災警報を発した後に、第３のガス、例えば酸素の濃度Ｃｇ３と事前に設定した閾値Ｃｇ３＿ｔｈと比較し、第３のガスの濃度Ｃｇ３が事前に設定した閾値Ｃｇ３＿ｔｈより低いか判断し（ステップＳ２１）、第３のガスの濃度Ｃｇ３が閾値Ｃｇ３＿ｔｈより低い場合、火災が鎮火傾向にあることを監視者に示す（ステップＳ２２）。ステップＳ２１において第３のガスの濃度Ｃｇ３が閾値Ｃｇ３＿ｔｈ以上の場合、火災が継続傾向にあることを監視者に示す（ステップＳ２３）
　（第４の実施形態の効果）
本実施形態によれば、第１、第２、第３の実施形態と同様、火災の初期から発生する第１のガスの濃度と煙濃度の増加に加え、火災が進むと発生量が多くなる第２のガスの濃度も判断指標として追加し火災の進行状況を判断することにより第１の実施形態と同様の効果が得られる。また本実施形態によれば、第２の実施形態と同様、環境温度Ｔも判断指標として追加することで、例えば第１のガスの濃度が低く第２のガスの濃度が高い場合、環境温度が低温であれば、火災発生ではないと判断でき、誤報を回避することができる。また、温度センサを各所に設置することなく、スペクトル幅を算出する処理により、誤報を回避することができる。
　さらに本実施形態によれば、例えば第１のガスとして一酸化炭素、第２のガスとして二酸化炭素、第３のガスとして酸素の濃度を算出することにより、火災が検知された後に火災が継続する方向であるか、鎮火する方向であるか監視者が把握することができる。
　以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　本発明は上記の実施形態に限定されない。例えば、上記の説明では光源にレーザ光源を利用したが、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）やＳＬＤ（Ｓｕｐｅｒ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ　Ｄｉｏｄｅ）などの広帯域光源を用いても良い。
　またレーザ光源の出力段や検出器の入力段に光増幅器を挿入してもよい。この様にすることで受信光信号の信号対雑音比を向上させ、測定結果の精度を向上させることができる。
　また反射型構成によって本発明のシステム構成を簡易化しても構わない。図１０は、反射型の実施形態の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、反射型の火災検知システム５は、上記の各実施形態の送信器５１１と、受信器５１２を１つの筐体に収納した送受信器５１と、送信器５１１からの光信号を受信器５１２に反射して送受信器５１１との間で光信号を往復させる反射器５２と、から構成される。
　この構成により、光軸ずれの影響を低減するとともに、片端を非給電とすることができる。またこの様にすることで、より低濃度の対象ガスを検出することができる。
　さらに、上記の説明では火災状態の判断指標として第１のガス（例えば一酸化炭素）の濃度を用いる例について説明したが、第２のガス（例えば二酸化炭素）の濃度に対する第１のガスの濃度の比率を判断指標として用いても良い。この様にすることで、排気ガス等の他の環境変動の影響を低減することが出来る。
　本発明は、広い空間における火災検知に適用可能である。特に、道路トンネルなど多様な発火源が存在し排気ガスなどの多様なガスが存在する場面での火災検知に適用可能である。
　１、２、３、４、５　　火災検知システム
　１１、２１、３１、４１、５１１　　送信器
　１２、２２、３２、４２、５１２　　受信器
　２１１、２１２、３１１、４１１　　レーザ光源
　２１３、２１４、２２１３、２２１４、３１２、３２１１、４１２、４２１２　　集光器
　２１５、２１６、３１３、４１３　　レーザドライバ
　２２１１、２２１２、３２１２、４２１１　　センサ
　２２２、２２３、３２２、４２２　　信号処理部
　１２５、２２４、３２３、４２３　　判別部
　３１４、４１４　　光源制御部
　３２４、４２４　　信号処理制御部
　３３、４３　　ケーブル
　５１　　送受信器
　５２　　反射器

Claims (10)

  1. 　火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進むと発生量が多くなる第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を出力する送信手段と、
    　測定対象空間を伝播した前記第１の光信号及び前記第２の光信号を受光する検出手段、前記第１の光信号の強度から前記第１のガスの濃度を算出する第１ガス濃度算出手段、前記第２の光信号の強度から前記第２のガスの濃度を算出する第２ガス濃度算出手段、前記第１の光信号及び前記第２の光信号の少なくとも一方の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出手段、及び、前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度と前記環境温度に基づいて前記火災の進行を判断する判別手段を有する受信手段と、
    　を有する火災検知システム。
  2. 　前記判別手段は、
    　前記第１の光信号及び前記第２の光信号のスペクトルにおける吸収スペクトル幅から環境温度を算出する環境温度算出手段をさらに有する、請求項１に記載の火災検知システム。
  3. 　前記送信手段は、
    　前記第１の光信号及び前記第２の光信号を出力する光源と、
    　第１の時間帯に前記第１の光信号を出力し、第２の時間帯に前記第２の光信号を出力するよう前記光源を制御する光源制御手段と、を有し、
    　前記受信手段は、
    　前記第１の時間帯に受光した前記第１の光信号の強度から前記第１のガスの濃度を算出するよう前記第１ガス濃度算出手段を制御し、前記第２の時間帯に受光した前記第２の光信号の強度から前記第２のガスの濃度を算出するよう第２ガス濃度算出手段を制御する信号処理制御手段と、を有する、請求項１又は２に記載の火災検知システム。
  4. 　前記送信手段は、火災によって消費されるガスである第３のガスが吸収する波長を含む第３の光信号を出力し、
    　前記受信手段は、前記第３の光信号の強度から前記第３のガスの濃度を算出する第３ガス濃度算出手段を有する、
    　請求項１から３のいずれかに記載の火災検知システム。
  5. 　前記送信手段と前記受信手段を収納する送受信手段と、
    　前記送信手段からの光信号を前記受信手段に反射して前記１つの筐体との間で前記光信号を往復させる反射手段と、
    　を有する請求項１から４のいずれかに記載の火災検知システム。
  6. 　前記第１のガスが一酸化炭素であり、
    　前記第２のガスが二酸化炭素であり、
    　前記判別手段は、
    　前記第１のガスの濃度と前記煙濃度が事前に設定したより大きく前記第２のガスの濃度が事前に設定した閾値以下である場合に火災予兆と判断し、
    　前記第１のガスの濃度と前記煙濃度と前記第２のガスの濃度が事前に設定したより高い場合に火災と判断する、
    　請求項１から５のいずれかに記載の火災検知システム。
  7. 　前記判別手段は、
    　前記第１のガスの濃度が事前に設定した閾値以下でありのガスの濃度が事前に設定した閾値より高い場合、
    　前記環境温度が事前に設定した閾値より高い場合、火災と判断し、前記環境温度が事前に設定した閾値以下である場合、異常なしと判断する、
    　請求項６に記載の火災検知システム。
  8. 　前記第３のガスが酸素であり、
    　前記判別手段は、
    　火災と判断された場合に前記第３のガスの濃度が事前に設定した閾値より低い場合、鎮火傾向と判断し、
    　前記第３のガスの濃度が事前に設定した閾値以上なら継続傾向と判断する、
    　請求項６又は７に記載の火災検知システム。
  9. 　火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進むと発生量が多くなる第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を受光する検出手段と、
    　受光した前記第１の光信号の強度から第１のガスの濃度を算出する第１ガス濃度算出手段と、
    　受光した前記第２の光信号の強度から第２のガスの濃度を算出する第２ガス濃度算出手段と、
    　受光した前記第１の光信号及び前記第２の光信号の少なくとも一方の強度から煙濃度を算出する煙濃度算出手段と、
    　前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度とに基づいて火災状況を判断する判別手段と、
    　を有する受信器。
  10. 　火災の初期に発生する第１のガスが吸収する波長を含む第１の光信号及び前記火災が進むと発生量が多くなる第２のガスが吸収する波長を含む第２の光信号を受光し、
    　受光した前記第１の光信号の強度から第１のガスの濃度を算出し、
    　受光した前記第２の光信号の強度から第２のガスの濃度を算出し、
    　受光した前記第１の光信号及び前記第２の光信号の少なくとも一方の強度から煙濃度を算出し、
    　前記第１のガス濃度と前記第２のガス濃度と前記煙濃度とに基づいて火災状況を判断する、
    　火災検知方法。
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