JP2017162110A

JP2017162110A - 炎検知器

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Publication number: JP2017162110A
Application number: JP2016044786A
Authority: JP
Inventors: 武士高嶋; Takeshi Takashima; 大岩本; Dai Iwamoto; 亮石川; Ryo Ishikawa; 正憲平澤; Masanori Hirasawa
Original assignee: Fukada Kogyo Co Ltd
Current assignee: Fukada Kogyo Co Ltd
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2016-03-08
Publication date: 2017-09-14
Anticipated expiration: 2036-03-08
Also published as: JP6755105B2

Abstract

【課題】耐圧防爆構造の基準を満たすための制約を受けることなく、簡易な構成で、筐体窓又は検出素子が正常であるか否かを判定することができる。【解決手段】点検光源３４を、筐体窓４０の内側に設置し、かつ、炎検知対象範囲に対応する筐体窓４０の領域に光を照射するように設置する。第１センサ１２、第２センサ１４、及び第３センサ１６によって、外部から入射され、かつ、筐体窓４０を透過する赤外光を検出して電気信号に変換する。第１の演算処理部２８及び第２の演算処理部３０によって、検出された電気信号に基づいて、炎を検知したか否かを判定する。また、第２の演算処理部３０によって、点検光源３４から発光しているときに検出された電気信号に基づいて、筐体窓４０、第１センサ１２、第２センサ１４、又は第３センサ１６が正常であるか否かを判定する。【選択図】図１

Description

本発明は炎検知器に関する。

従来、筐体を構成する窓の汚染度合を自動点検する機能を有する赤外線式炎検知器(火災検知器)においては、汚染度合を検出するための受光素子が筐体窓の内側に、点検光を照射する点検光源が筐体窓の外側にそれぞれ設けられていた（例えば、特許文献１〜３）。そして点検光が筐体窓を介して受光素子に入射した際の減衰率から、筐体窓の汚染の程度を判断していた。この減衰率が予め定められた閾値を上回った場合（透過率が予め定められた閾値を下回った場合）に、その旨の注意報を外部に出力することで、窓の清掃を促し、検知器の防護エリアを安全に保っていた。

また、反射光による窓汚れの検査方法として、車両のヘッドランプの汚れ検知をランプ内部に設けた受光素子で受光する光量の強さで判断する方法が考案されている（特許文献４）。

また、レーザ距離計の窓についても、筐体内部から照射されるレーザパルス光の筐体窓の反射光を窓汚れ検知に利用する考案が知られている（特許文献５、６）。

特開２００１−２８３３４５号公報特開２００２−１０９６５４号公報特開２００５−１２１４９０号公報実開昭５７−１８４０４９号公報特開昭６０−１４９９８４号公報特開平８−３２７７２３号公報

しかしながら、上記特許文献１〜３に記載の技術では、汚染度合点検用の光源を筐体窓の外部に設けるため、筐体が耐圧防爆構造の炎検知器においては、汚染度合点検用の光源として、基準を満たすための制約が多い、という問題がある。

また、上記特許文献４〜６に記載の技術では、汚れ検知用の検出素子を別途設ける必要がある、という問題がある。

本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、耐圧防爆構造の基準を満たすための制約を受けることなく、簡易な構成で、筐体窓又は検出素子の異常状態を判定することができる炎検知器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る炎検知器は、外部から入射され、かつ、筐体窓を透過する赤外光を検出して電気信号に変換する検出素子と、前記検出素子によって検出された電気信号に基づいて、炎を検知したか否かを判定する炎検知判定部と、前記筐体窓の内側に設置され、かつ、炎検知対象範囲に対応する前記筐体窓の領域の一部又は全部に光を照射するように設置された点検光源と、前記点検光源から発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号に基づいて、前記筐体窓が正常であるか否か、前記検出素子が正常であるか否か、及び前記炎検知判定部による判定が正常であるか否かの少なくとも一つを判定する異常判定部と、を含んで構成されている。

本発明に係る炎検知器によれば、検出素子によって、外部から入射され、かつ、筐体窓を透過する赤外光を検出して電気信号に変換する。炎検知判定部によって、前記検出素子によって検出された電気信号に基づいて、炎を検知したか否かを判定する。

また、異常判定部によって、前記筐体窓の内側に設置され、かつ、炎検知対象範囲に対応する前記筐体窓の領域に光を照射するように設置された光源から発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号に基づいて、前記筐体窓が正常であるか否か、前記検出素子が正常であるか否か、及び前記炎検知判定部による判定が正常であるか否かの少なくとも一つを判定する。

このように、光源を、筐体窓の内側に設置し、かつ、炎検知対象範囲に対応する筐体窓の領域に光を照射するように設置し、光源から発光しているときに検出素子によって検出された電気信号に基づいて、前記筐体窓が正常であるか否か、前記検出素子が正常であるか否か、及び前記炎検知判定部による判定が正常であるか否かの少なくとも一つを判定することにより、耐圧防爆構造の基準を満たすための制約を受けることなく、簡易な構成で、筐体窓又は検出素子が正常であるか否かを判定することができる。

本発明に係る炎検知器は、前記光源と前記検出素子との間に、断熱部材又は吸熱部材で形成された固定用部材を更に設けるようにすることができる。これによって、光源からの放射熱で、検出素子が誤って検出することを防ぐことができる。

本発明に係る異常判定部は、予め求められた、正常時に前記光源から発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号と、前記光源から発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号とを比較することにより、前記筐体窓が正常であるか否か、前記検出素子が正常であるか否か、及び前記炎検知判定部による判定が正常であるか否かの少なくとも一つを判定するようにすることができる。

また、本発明に係る異常判定部は、予め求められた、正常時に前記光源から発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号と、前記光源から発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号とを比較した比較結果を示す値と、前記筐体窓が正常であるか否かに対して予め定められた閾値とに基づいて、前記筐体窓が正常であるか否か、前記検出素子が正常であるか否か、及び前記炎検知判定部による判定が正常であるか否かの少なくとも一つを判定し、前記比較結果を示す値と、前記検出素子が正常であるか否かに対して予め定められた閾値とに基づいて、前記検出素子が正常であるか否かを判定するようにすることができる。

本発明に係る異常判定部は、前記光源から複数回発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号に基づいて、前記筐体窓が正常であるか否か、前記検出素子が正常であるか否か、及び前記炎検知判定部による判定が正常であるか否かの少なくとも一つを判定するようにすることができる。

本発明の炎検知器によれば、光源を、筐体窓の内側に設置し、かつ、炎検知対象範囲に対応する筐体窓の領域の一部又は全部に光を照射するように設置し、光源から発光しているときに検出素子によって検出された電気信号に基づいて、前記筐体窓が正常であるか否か、前記検出素子が正常であるか否か、及び前記炎検知判定部による判定が正常であるか否かの少なくとも一つを判定することにより、耐圧防爆構造の基準を満たすための制約を受けることなく、簡易な構成で、筐体窓又は検出素子が正常であるか否かを判定することができる、という効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態に係る炎検知器の構成を示すブロック図である。センサと点検光源との配置を示す図である。センサと点検光源と固定用部材との配置を示す図である。固定用部材を用いない場合の熱雑音を示すグラフである。樹脂製の固定用部材を用いた場合の熱雑音を示すグラフである。アルミ製の固定用部材を用いた場合の熱雑音を示すグラフである。固定用部材の形状の例を示す上面図である。固定用部材の形状の例を示す上面図である。固定用部材の形状の例を示す上面図である。センサと点検光源との配置を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る炎検知器の第１の演算処理部及び第２の演算処理部の構成を示すブロック図である。（Ａ）出荷検査時の点検の様子を示す図、（Ｂ）素子不良時又はランプ不良時の点検の様子を示す図、及び（Ｃ）窓汚れがある時の点検の様子を示す図である。（Ａ）出荷検査時のセンサ出力を示す図、（Ｂ）素子不良時又はランプ不良時のセンサ出力を示す図、及び（Ｃ）窓汚れがある時のセンサ出力を示す図である。感度割合と透過率の関係を示すグラフである。本発明の第１の実施の形態に係る炎検知器の第１の演算処理部及び第２の演算処理部における異常状態判定処理ルーチンを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

＜本発明の実施の形態の概要＞
赤外線炎検知器のセンサ不良や、窓汚れが発生した場合、炎検知機能に支障を来すため、本発明の実施の形態では、一定の感度を下回る場合に、その旨の注意報や警報を外部に出力することで、感知器の点検や窓の清掃を促す。これによって、検知器の防護エリアが安全に保たれる。

炎検知器の自動点検機能にあっては、素子の不良や窓汚れによる感度低下など炎検知機能に支障を来す事象が発生したことを外部に出力する自動点検機能を備えたものがある。

筐体が耐圧防爆構造の炎検知器においては、外部に点検用の光源を配置する場合に、耐圧防爆構造の基準を満たすための制約が多く、光源自体の窓汚れによる点検光の光量低下などの問題があった。一方、点検光源が内部に配置されれば、そのような制約を受けること無く窓汚れの検出が可能で有り、よって、筐体設計や型設計の簡略化、価格低減に繋げることが出来る。

本実施の形態では、点検光源を窓の内側に配置するため、窓の汚れが無い状態における反射光（初期反射光）を取得するために、反射光量が最もよく取れる位置を実験で探し、受光素子近傍へ配置する。

さらに、点検光源の位置が変化することがないように、光源位置の固定及び光の広範囲展開を目的とした固定用部材（座繰り付穴あきアルミアタッチメント）を設ける。この固定用部材は、点検光源が赤外センサ近傍に配置され、かつ、熱雑音の影響を小さくするために、種々の材質を検討した。その結果、断熱効果の高い発泡系の断熱材よりも吸熱部材としての金属部材の方が適していることが実験から分かった。

また、点検光源は５秒間に５回明滅を行い、その信号値のトップ値（平均値）、及びボトム値（平均値）の差を信号値として採用することで、検査中に背景全体の信号量が変化しても精度良く信号を取得できるようにした。

＜第１の実施の形態＞
＜システム構成＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る炎検知器について説明する。

図１に示すように、第１の実施の形態に係る炎検知器１０は、炎が発する炭酸ガス共鳴放射帯の4.5μm近傍のバンドの赤外光を筐体窓４０を介して検出する第１センサ１２と、炭酸ガス共鳴放射帯より短い帯域の4.0μm近傍のバンドの赤外光を筐体窓４０を介して検出する第２センサ１４と、炭酸ガス共鳴放射帯より長い帯域の5.0μm近傍のバンドの赤外光を筐体窓４０を介して検出する第３センサ１６と、第１センサ１２からの信号を増幅する第１増幅部１８と、第２センサ１４からの信号を増幅する第２増幅部２０と、第３センサ１６からの信号を増幅する第３増幅部２２と、第１増幅部１８、第２増幅部２０、及び第３増幅部２２からの信号を増幅する増幅部２４と、増幅部２４からの信号をディジタル値に変換するＡＤ変換部２６と、炎検知のための前処理や警報部３２を制御する第１の演算処理部２８と、炎を検知する処理を行う第２の演算処理部３０と、警報部３２と、点検光源３４とを備えている。

第１センサ１２は、炎が発する炭酸ガス共鳴放射帯の4.5μm近傍のバンドの赤外光を透過するフィルター１２Ａと、フィルター１２Ａを透過した赤外光を検出して直流成分の電気信号に変換する検出素子１２Ｂとを備えている。

第２センサ１４は、炭酸ガス共鳴放射帯より短い帯域の4.0μm近傍のバンドの赤外光を透過させるフィルター１４Ａと、フィルター１４Ａを透過した赤外光を検出して直流成分の電気信号に変換する検出素子１４Ｂとを備えている。

第３センサ１６は、炭酸ガス共鳴放射帯より長い帯域の5.0μm近傍のバンドの赤外光を透過させるフィルター１６Ａと、フィルター１６Ａを透過した赤外光を検出して直流成分の電気信号に変換する検出素子１６Ｂとを備えている。

なお、炭酸ガス共鳴放射帯の4.5μm 近傍のバンドの赤外光を検出する弱い電気信号を確実に捉えるために、第１センサ１２と同じセンサを更に設けてもよい。

検出素子１２Ｂ、１４Ｂ、１６Ｂは、サーモパイルで構成されている。

第１増幅部１８、２０、２２は、第１センサ１２、第２センサ１４、及び第３センサ１６の各々の電気信号をそれぞれ独立して増幅する。

増幅部２４は、第１増幅部１８、２０、２２によって個別に増幅された電気信号を、一定の時間で順次切り替えて一つの電気信号に集約するスイッチ部（図示省略）を含み、当該スイッチ部により一つに集約された電気信号を、当該電気信号の強さに応じて選択的（信号が小さいときは高利得、信号が大きいときは低利得）に増幅する。

点検光源３４は、第１センサ１２、第２センサ１４、及び第３センサ１６と共に、筐体窓４０の内側に設けられている。

点検光源３４は、赤外領域を含む光で、かつ、汚れていない筐体窓４０（反射光が極めて小さい状態）でも反射光の信号が得られる程度に強い光を放射するものである。また、図２に示すように、点検光源３４は、なるべく広範囲の反射・散乱が得られるように、広角指向に光を放射する。

また、図３に示すように、点検光源３４、筐体窓４０、第１センサ１２、第２センサ１４、及び第３センサ１６の位置関係は、筐体窓４０の表面（筐体外側）の各センサの視野範囲（炎検知対象範囲）の領域が、点検光源３４の光放射範囲に内包し、又は点検光源３４の光放射範囲と重複する位置関係であって、かつ、点検光源３４の光が各センサの検出素子１２Ｂ、１４Ｂ、１６Ｂに直接入光しない位置関係としている。

しかし、各センサが高感度であるため、センサの検出素子以外に点検光が照射された場合でも、熱雑音として捉えられることから、点検光源３４と、第１センサ１２、第２センサ１４、及び第３センサ１６との間には、吸熱部材（例えば、アルミ製）で形成された固定用部材４２が設けられ、固定用部材４２により、点検光源３４、第１センサ１２、第２センサ１４、及び第３センサ１６の各々が固定されている。固定用部材４２は、放射熱遮蔽機能だけでなく、点検光の反射板としての機能も有している。

なお、固定用部材４２は、熱伝達が良好なもの（よく吸熱するもの）であれば、アルミ以外の部材とすることもできる。一方、断熱効果が優れた部材（発泡樹脂、ゴム、紙など）でもよい。図４〜図６に示すように、実験ではアルミ部材（吸熱効果）の方がＳ／Ｎ比が良かったため、本実施の形態では、アルミ製の固定用部材４２を用いる。

また、固定用部材４２の形状としては、例えば、図７に示すような、いくつかの形状が考えられる。また、図８に示すように、必要に応じて点検光源３４を複数配置するようにしてもよい。また、センサが２つの場合には、図９Ａに示すような固定用部材４２の形状であってもよい。この場合、図９Ｂに示すように、点検光源３４は、筐体窓４０の表面（筐体外側）の各センサの視野範囲（炎検知対象範囲）の領域の一部又は全部が、点検光源３４の光放射範囲となるように配置される。

第１の演算処理部２８及び第２の演算処理部３０は、それぞれＣＰＵで構成されており、第１の演算処理部２８及び第２の演算処理部３０を、機能実現手段毎に分割した機能ブロックで説明すると、図１０に示すように、第１の演算処理部２８は、信号取得部４４、補正係数設定部４６、補正部４８、光源制御部５０、及び警報制御部５２を備えている。また、第２の演算処理部３０は、火災判定部５４、回数判定部５６、及び異常判定部６０を備えている。

信号取得部４４は、ＡＤ変換部２６から出力された信号から、第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、第３センサ１６からの電気信号の値を取得する。

補正係数設定部４６は、第１センサ１２、第２センサ１４、及び第３センサ１６に対して、黒体炉などの基準光源から赤外光の基準光を照射したときに、信号取得部４４によって取得された電気信号の各々の値に基づいて、ばらつきを補正するための補正係数を事前に設定する。

補正部４８は、信号取得部４４によって取得された、第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、及び第３センサ１６からの電気信号の値に対して、補正係数設定部４６によって設定された補正係数を用いて補正を行い、第２の演算処理部３０へ出力する。

光源制御部５０は、窓汚れを判定する際に、点検光源３４を複数回明滅させるように制御する。

ここで、窓汚れを判定する原理について説明する。

本実施の形態の自動点検機能は、光学部に極めて高感度の赤外センサを用いていることから、センサ自体や点検光源の個体差（性能のばらつき）も点検機能に影響を及ぼす。そこで、初期状態（例えば工場出荷時）の窓汚れの無い状態において、点検光源３４の点検光を照射したときに各センサで検出される初期値（光源初期値）を測定しておき、その値を炎検知器１０内の記憶領域に保存し、点検時に当該光源初期値と現在値とを比較することで、窓の汚れ、各センサ、炎検知判定部、及び/又は炎検知判定部による判定が正常か否かを判定する（図１１参照）。

窓汚れの度合いに応じて、窓汚警報や異常警報を出力するように閾値を決めておく必要があるが、当該閾値は、点検光の反射率と基準光の透過率をいくつかの汚れた窓で予め測定しておき、相関の式を導出して決める。すなわち、当該閾値は任意の透過率を下回った場合に警報を出すように決定される（図１２参照）。

なお、窓汚れについては、汚れの色、汚れの形態(液体/個体)、汚れ粒子の形状(球形/非球形)、汚れの粒子径または液滴径(粒子径分布)、汚れ面の単位面積当たり個数濃度、ならびに汚れ粒子の反射率などの条件により分類し、各条件での透過率から相関の式を導出して閾値を決定する（図１３参照）。ただし閾値決定の際は、上記汚れ条件を全て反映させる必要は無く、監視環境に応じて上記汚れ条件から一個ないし複数個を選択して閾値を決定してもよい。

また、一回の点検で、点検光源３４を複数回点灯させ、そのアベレージで窓汚れを判定することで、点検の精度を上げる。

以上説明した原理にしたがって、本実施の形態では、異常判定部６０は、第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、及び第３センサ１６からの電気信号の値の各々について、点検光源３４が５秒間に５回明滅を行ったときの補正された値のトップ値（平均値）、及びボトム値（平均値）の差を光源チェック値として算出し、予め求められた初期状態の光源初期値とを比較することにより、筐体窓４０、第１センサ１２、第２センサ１４、第３センサ１６、第１増幅部１８、第２増幅部２０、第３増幅部２２、増幅部２４、AD変換部２６、点検光源３４、第１の演算処理部２８、及び／又は第２の演算処理部３０が正常か否かを判定する。

具体的には、以下の式に示す感度割合を算出し、窓汚警報閾値、異常警報閾値、及びセンサ不良・光源不良閾値と比較した結果が、予め定められた条件を満たした場合に、筐体窓４０、第１センサ１２、第２センサ１４、第３センサ１６、第１増幅部１８、第２増幅部２０、第３増幅部２２、増幅部２４、AD変換部２６、点検光源３４、第１の演算処理部２８、及び／又は第２の演算処理部３０が異常状態であると判定する。

本実施の形態では、感度割合が、窓汚警報閾値以上となった場合、又は異常警報閾値以上となった場合、筐体窓４０が窓汚れによる異常状態であると判定する。また、感度割合が、センサ不良・光源不良閾値以下となった場合、第１センサ１２、第２センサ１４、第３センサ１６、第１増幅部１８、第２増幅部２０、第３増幅部２２、増幅部２４、AD変換部２６、又は点検光源３４が異常状態であると判定する。特に、第１センサ１２、第２センサ１４、及び第３センサ１６からの電気信号がない場合には、点検光源３４が「ランプ切れ」の状態であると判定する。

火災判定部５４は、補正部４８によって補正された第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、及び第３センサ１６からの電気信号の値が閾値Ｅ以上であり、かつ、第２センサ１４からの電気信号の値、及び第３センサ１６からの電気信号の値の近似直線から得られる第１センサ１２からの電気信号の計算値について、閾値Ａと比較した結果が、予め定められた条件を満たした場合に炎を検知したと判定する。

火災判定部５４による判定は、一定周期で繰り返し実行される。

回数判定部５６は、火災判定部５４により連続で炎を検知したと判定された回数が予め定められた連続回数以上の場合、又は火災判定部５４により一定の時間内に炎を検知したと判定された回数が予め定められた累積回数以上の場合に、火災信号を出力する。

警報制御部５２は、異常判定部６０によって異常状態であると判定された場合、異常状態を報知するように警報部３２を制御する。また、警報制御部５２は、回数判定部５６から火災信号が出力された場合、火災を報知するように警報部３２を制御する。例えば、警報部３２を構成する警報ランプを点灯させる。

＜炎検知器の作用＞
次に、第１の実施の形態に係る炎検知器１０の作用について説明する。

まず、設置前の炎検知器１０に対して、事前に光源初期値を設定する。具体的には、筐体窓４０に窓汚れが無い状態で、第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、及び第３センサ１６からの電気信号の値の各々について、点検光源３４が５秒間に５回明滅を行ったときの補正された値のトップ値（平均値）、及びボトム値（平均値）の差を光源初期値として算出し、第１センサ１２、第２センサ１４、及び第３センサ１６に対して、光源初期値を設定する。

光源初期値が設定された炎検知器１０が、火災判定を行うべき場所に設置され、炎検知器１０の第１センサ１２、第２センサ１４、及び第３センサ１６の各々から電気信号が出力され、第１増幅部１８、第２増幅部２０、第３増幅部２２、増幅部２４、ＡＤ変換部２６を介して各信号の値が、第１の演算処理部２８に入力されているときに、炎検知器１０の第１の演算処理部２８及び第２の演算処理部３０によって、火災判定処理が、繰り返し実行され、炎を検知したか否かが判定される。

また、炎検知器１０の第１の演算処理部２８及び第２の演算処理部３０によって、図１４に示す異常状態判定処理ルーチンが一定期間毎に実行される。

ステップ１００では、光源制御部５０が、点検光源３４からの光の照射を開始させ、例えば、５秒間に５回明滅するように、点検光源３４を制御する。

そして、ステップ１０２では、点検光源３４から光を照射している間、信号取得部４４が、ＡＤ変換部２６から出力された信号から、第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、第３センサ１６からの電気信号の値を取得する。

ステップ１０４では、光源制御部５０が、点検光源３４による５回の明滅が終了すると、点検光源３４からの光の照射を終了させる。

次のステップ１０６では、補正部４８が、上記ステップ１０２で取得した第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、第３センサ１６からの電気信号の値に対して、事前に設定された補正係数を用いて補正を行う。

そして、ステップ１０８では、異常判定部６０が、第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、第３センサ１６からの電気信号の値の各々に対して、上記ステップ１０６で補正された値のトップ値（平均値）、及びボトム値（平均値）の差を光源チェック値として算出する。

次のステップ１１０では、異常判定部６０が、第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、第３センサ１６からの電気信号の値の各々に対して、上記ステップ１０８で算出した光源チェック値と、予め求められた光源初期値とに基づいて、感度割合を算出する。

そして、ステップ１１２では、異常判定部６０が、第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、第３センサ１６からの電気信号の値の各々に対して、上記ステップ１１０で算出した感度割合と、窓汚警報閾値、異常警報閾値、及びセンサ不良・光源不良閾値とを比較して、筐体窓４０、第１センサ１２、第２センサ１４、第３センサ１６、第１増幅部１８、第２増幅部２０、第３増幅部２２、増幅部２４、AD変換部２６、及び点検光源３４が正常か否かを判定する。

例えば、第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、及び第３センサ１６からの電気信号の値の少なくとも１つに対して算出した感度割合が、窓汚警報閾値又は異常警報閾値以上である場合には、筐体窓４０が窓汚れによる異常状態であると判定する。

また、第１センサ１２からの電気信号の値、第２センサ１４からの電気信号の値、及び第３センサ１６からの電気信号の値の少なくとも１つに対して算出した感度割合が、センサ不良・光源不良閾値以下である場合には、第１センサ１２、第２センサ１４、第３センサ１６、第１増幅部１８、第２増幅部２０、第３増幅部２２、増幅部２４、AD変換部２６、又は点検光源３４が異常状態であると判定する。

ステップ１１４では、上記ステップ１１２で、異常状態であると判定されたか否かを判定し、異常状態であると判定された場合には、ステップ１１６において、警報制御部５２は、異常信号を警報部３２に対して出力し、異常状態判定処理ルーチンを終了する。一方、異常状態であると判定されなかった場合には、そのまま、異常状態判定処理ルーチンを終了し、火災判定が正常におこなわれていると判定する。

以上説明したように、第１の実施の形態に係る炎検知器によれば、点検光源を、筐体窓の内側に設置し、かつ、炎検知対象範囲に対応する筐体窓の領域に光を照射するように設置し、点検光源から発光しているときに各センサによって検出された電気信号に基づいて、筐体窓又はセンサが正常であるか否かを判定することにより、耐圧防爆構造の基準を満たすための制約を受けることなく、簡易な構成で、筐体窓、各センサ、炎検知判定部、及び/又は炎検知判定部による判定が正常か否かを判定することができる。

また、点検光源を筐体窓の内部に配置することで、点検光源自体の汚れがなく、また、耐圧防爆構造の基準を満たすための制約を受けること無く、筐体窓、各センサ、炎検知判定部、及び/又は炎検知判定部による判定が正常か否かを判定することができる。

また、炎検知器に使用されている赤外センサは、高感度であるため、赤外センサそのものを点検機能に利用することで、点検光源の反射光を捉えるための高感度センサを別途設けることが不要となる。

また、赤外センサは高感度であることから、点検光源の消費電力を0.3Ｗ程度に抑えることができ、車両のヘッドランプやレーザ光などの高輝度高エネルギー光源を持たない炎検知器の自動点検を可能とした。

また、一回の点検で、点検光源を複数回点灯させ、検出された値の平均値で窓汚れを判定することで、点検の精度を向上させることができる。

また、炎検知器の健全性を保つことができ、炎検知器の防護区画の安全性をより高めることができる。また、点検のタイミングを装置側から発信するため、同一の設置環境においては点検周期などを予測出来るようになり、効率のよい点検が達成される。

また、点検光源を省電力化したことにより、検知器の消費電力を抑えることができる。よって、例えば、外部トリガにより、同時に複数・多数の炎検知器を一斉点検する場合など、電源供給側の負担を軽減することが出来る。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態に係る炎検知器について説明する。なお、第２の実施の形態に係る炎検知器の構成は、第１の実施の形態と同様の構成であるため、同一符号を付して説明を省略する。

第２の実施の形態では、炭酸ガス共鳴放射帯の4.5μｍ近傍のバンドの赤外光を検出する第１センサ１２を複数備えている点が、第１の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、第２の実施の形態に係る炎検知器が、２つの第１センサ１２と、第２センサ１４と、第３センサ１６とを備えている場合を例に説明する。

第２の実施の形態では、異常判定部６０が、２つの第１センサ１２の各々の各々に対して算出された感度割合のバランスが崩れた場合に、第１センサ１２の故障による異常状態であると判定する。例えば、２つの第１センサ１２の各々の各々に対して算出された感度割合を比較して、偏りがある場合に、第１センサ１２の故障による異常状態であると判定する。

なお、第２の実施の形態に係る炎検知器の他の構成及び作用については、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。

このように、２つの第１センサ１２の各々の各々に対して算出された感度割合のバランスに基づいて、第１センサ１２の故障による異常状態を判定することができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、炎を検知するために赤外光を検出する３つのセンサを用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、炎を検知するために赤外光を検出する１つ以上のセンサを用いてもよい。この場合には、当該１つ以上のセンサを用いて、筐体窓、各センサ、炎検知判定部、及び/又は炎検知判定部による判定が正常か否かを判定するようにすればよい。

また、固定用部材としてアルミなどの吸熱部材で形成されたものを用いる場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、発泡系などの断熱部材で形成された固定用部材を用いてもよい。

１０炎検知器
１２第１センサ
１２Ａ、１４Ａ、１６Ａフィルター
１２Ｂ、１４Ｂ、１６Ｂ検出素子
１４第２センサ
１６第３センサ
２８第１の演算処理部
３０第２の演算処理部
３２警報部
３４点検光源
４０筐体窓
４２固定用部材
４４信号取得部
５０光源制御部
５２警報制御部
５４火災判定部
６０異常判定部

Claims

外部から入射され、かつ、筐体窓を透過する赤外光を検出して電気信号に変換する検出素子と、
前記検出素子によって検出された電気信号に基づいて、炎を検知したか否かを判定する炎検知判定部と、
前記筐体窓の内側に設置され、かつ、炎検知対象範囲に対応する前記筐体窓の領域の一部又は全部に光を照射するように設置された光源と、
前記光源から発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号に基づいて、前記筐体窓が正常であるか否か、前記検出素子が正常であるか否か、及び前記炎検知判定部による判定が正常であるか否かの少なくとも一つを判定する異常判定部と、
を含む炎検知器。
前記光源と前記検出素子との間に、断熱部材又は吸熱部材で形成された固定用部材を更に設けた請求項１記載の炎検知器。
前記異常判定部は、予め求められた、正常時に前記光源から発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号と、前記光源から発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号とを比較することにより、前記筐体窓が正常であるか否か、前記検出素子が正常であるか否か、及び前記炎検知判定部による判定が正常であるか否かの少なくとも一つを判定する請求項１又は２記載の炎検知器。
前記異常判定部は、予め求められた、正常時に前記光源から発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号と、前記光源から発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号とを比較した比較結果を示す値と、前記筐体窓が正常であるか否かに対して予め定められた閾値とに基づいて、前記筐体窓が正常であるか否か、前記検出素子が正常であるか否か、及び前記炎検知判定部による判定が正常であるか否かの少なくとも一つを判定し、
前記比較結果を示す値と、前記検出素子が正常であるか否かに対して予め定められた閾値とに基づいて、前記検出素子が正常であるか否かを判定する請求項３記載の炎検知器。
前記異常判定部は、前記光源から複数回発光しているときに前記検出素子によって検出された電気信号に基づいて、前記筐体窓が正常であるか否か、前記検出素子が正常であるか否か、及び前記炎検知判定部による判定が正常であるか否かの少なくとも一つを判定する請求項１〜請求項４の何れか１項記載の炎検知器。