WO2011033552A1 - 煙感知器 - Google Patents

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WO2011033552A1
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土肥学
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    • G08B17/11—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using an ionisation chamber for detecting smoke or gas
    • G08B17/113—Constructional details

Definitions

  • the present invention relates to a smoke detection system, a smoke detector, and a receiver that detect a fire by smoke.
  • Patent Literature 1 discloses a smoke detector using a plurality of light emitting elements having different wavelengths. This smoke detector is directed to an environment where smoke may be present.
  • a light emitting element that emits light having a relatively short wavelength for example, a blue light emitting diode LED
  • a light emitting element that emits light having a relatively long wavelength for example, a light emitting element
  • the smoke detector causes the light emitting elements to emit light alternately at different timings, obtains the amount of light received from the light receiving element that receives the light scattered by the smoke, and determines the type of smoke based on the obtained amount of received light. Determine.
  • each received light amount output from the light receiving element is Since the amount of light received was not exactly the same, it was difficult to accurately determine the type of smoke.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a smoke detection system, a smoke detector, and a receiver that can accurately determine the type of smoke.
  • the smoke detection system according to claim 1 and the smoke detector according to claim 13 include a light projecting unit that projects detection light to a monitoring area.
  • a plurality of light receiving means for receiving the scattered detection light depending on particles present in the monitoring region, wherein the angles formed by the light receiving axis of the light receiving means and the light projecting axis of the light projecting means are different from each other.
  • a plurality of light receiving means arranged in the light source, a smoke type determining means for determining the type of smoke generated in the monitoring area based on output values output from the plurality of light receiving means, and an output from the plurality of light receiving means Fire determining means for determining whether or not a fire has occurred in the monitoring area based on the output value.
  • the smoke detection system according to claim 2 is the smoke detection system according to claim 1, wherein the smoke type determination means is based on a ratio between output values output from the plurality of light receiving means. The type of smoke generated in the monitoring area is determined.
  • the smoke detection system according to claim 3 is the smoke detection system according to claim 1 or 2, wherein the smoke type determination means outputs an output of the light receiving means having the largest output value among the plurality of light receiving means. Whether or not to determine the type of smoke generated in the monitoring area is determined based on the value.
  • the smoke detection system according to claim 4 is the smoke detection system according to any one of claims 1 to 3, wherein the fire determination means has the largest output value among the plurality of light receiving means. Based on the output value of the light receiving means, it is determined whether or not a fire has occurred in the monitoring area.
  • the smoke detection system according to claim 5 is the smoke detection system according to claim 1 or 2, wherein the smoke type determination means includes the light receiving axis of the light receiving means and the projection of the plurality of light receiving means. Whether or not to determine the type of smoke generated in the monitoring area is determined based on the output value of the light receiving means having the smallest angle with the light projecting axis of the light means.
  • the smoke detection system is the smoke detection system according to any one of claims 1, 2, and 5, wherein the fire determination unit is the light reception unit among the plurality of light reception units. Based on the output value of the light receiving means having the smallest angle between the light receiving axis of the means and the light projecting axis of the light projecting means, it is determined whether or not a fire has occurred in the monitoring area.
  • the smoke detection system according to claim 7 is the smoke detection system according to any one of claims 1 to 6, wherein the fire determination means is the type of smoke determined by the smoke type determination means. Based on the above, the criterion for determining whether or not a fire has occurred in the monitoring area is changed.
  • the smoke detection system according to claim 8 is the smoke detection system according to any one of claims 1 to 6, wherein the fire determination unit is configured to determine the type of smoke determined by the smoke type determination unit. Based on the above, the output value output from the light receiving means is corrected.
  • the smoke detection system according to claim 9 is the smoke detection system according to any one of claims 1 to 8, wherein the smoke detection system is arranged in the monitoring area based on output values output from the plurality of light receiving means.
  • An obstacle determination means for determining whether an obstacle exists is provided.
  • the smoke detection system according to claim 10 is the smoke detection system according to claim 9, wherein the obstacle determination unit is configured based on a total value of output values output from the plurality of light receiving units. It is determined whether an obstacle exists in the monitoring area.
  • the smoke detection system according to claim 11 is the smoke detection system according to claim 9, wherein the obstacle determination means sets the output value of the light receiving means having the largest output value among the plurality of light receiving means. Based on this, it is determined whether an obstacle exists in the monitoring area.
  • the smoke detection system according to claim 12 is the smoke detection system according to claim 9, wherein the obstacle determination unit includes the light receiving axis of the light receiving unit and the light projecting unit among the plurality of light receiving units. Based on the output value of the light receiving means having the smallest angle with the light projecting axis, it is determined whether there is an obstacle in the monitoring area.
  • the receiver according to claim 14 is a light projecting unit that projects detection light onto a monitoring region, and a plurality of light receiving units that receive the detection light scattered by particles present in the monitoring region.
  • the smoke type determination unit is located at a different position with respect to one light projecting unit. Since the smoke type is determined based on the output value output from the plurality of arranged light receiving means and output for the detection light scattered in the monitoring region, the same timing is obtained by the plurality of light receiving means. By receiving the detection light of the light projecting means, it is possible to determine the type of smoke based on the output values output from a plurality of light receiving means for exactly the same smoke generated in the monitoring area, and accurately Can be discriminated.
  • the smoke type determination means determines the type of smoke based on the ratio between the output values output from the plurality of light receiving means.
  • the type of smoke can be determined without being limited by the magnitude of the output value output from the means, and the type of smoke can be determined more accurately.
  • the smoke type determination means determines whether or not to determine the smoke type based on the output value of the light receiving means having the largest output value. Whether or not to determine the type of smoke can be determined using a light receiving means capable of detecting smoke with high accuracy according to the smoke detection status, and the type of smoke can be determined accurately and quickly.
  • the fire determination means determines whether or not a fire has occurred based on the output value of the light receiving means having the largest output value. Accordingly, it is possible to determine whether or not a fire has occurred using a light receiving means capable of detecting smoke with high accuracy, and to detect the fire accurately and quickly.
  • the smoke type determination means is based on the output value of the light receiving means having the smallest angle between the light receiving axis of the light receiving means and the light projecting axis of the light projecting means, Since it is determined whether or not to determine the type of smoke, whether or not to determine the type of smoke using light receiving means that can detect smoke accurately even if the detection light is difficult to scatter. It is possible to determine the type of smoke accurately and quickly.
  • the fire determination means performs fire based on the output value of the light receiving means having the smallest angle between the light receiving axis of the light receiving means and the light projecting axis of the light projecting means. Therefore, even if the detection light is difficult to scatter, it is possible to determine whether or not a fire has occurred using a light-receiving means that can detect smoke accurately. And fire can be detected quickly.
  • the fire determination means determines whether or not a fire has occurred in the monitoring area based on the smoke type determined by the smoke type determination means. Therefore, it is possible to determine the occurrence of a fire based on the determination criteria corresponding to the characteristics of each type of smoke, and to detect the fire more accurately.
  • the fire determination unit corrects the output value output from the light receiving unit based on the smoke type determined by the smoke type determination unit.
  • the output value of the light receiving means can be corrected according to the characteristics of each smoke, and fire can be detected more accurately.
  • the obstacle determination unit is an output value output from a plurality of light receiving units arranged at different positions with respect to one light projecting unit, and is monitored. Since it is determined whether there is an obstacle based on the output value output with respect to the detection light scattered in the region, the detection light of the light projecting means is received at the same timing by a plurality of light receiving means. Based on the output values output from the plurality of light receiving means for the same obstacle, it can be determined whether or not the obstacle exists, and the obstacle can be detected accurately.
  • the smoke detection system of the tenth aspect whether the obstacle determination unit is present based on the total value of the output values output from the plurality of light receiving units arranged at different positions. Therefore, it is possible to determine whether or not there is an obstacle by integrating the output values output from the plurality of light receiving means, and to detect the obstacle more accurately.
  • the obstacle determination means determines whether an obstacle exists based on the output value of the light receiving means having the largest output value. Whether or not there is an obstacle can be determined by using a light receiving means capable of detecting the obstacle with high accuracy according to the detection state, and the obstacle can be detected accurately and quickly.
  • the smoke detection system of claim 12 there is an obstacle in the monitoring area based on the output value of the light receiving means having the smallest angle between the light receiving axis of the light receiving means and the light projecting axis of the light projecting means. Since it is determined whether there is an obstacle, even if the detection light is difficult to scatter, it is possible to determine whether there is an obstacle using a light receiving means capable of accurately detecting the obstacle, and accurately and accurately. Obstacles can be detected quickly.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2.
  • It is explanatory drawing which showed typically the relationship between a light projection part and a light-receiving part.
  • smoke detectors are installed in large buildings such as factory facilities and buildings, underground malls, and rooms such as kitchens and bedrooms in ordinary houses, and are generated in the monitoring area.
  • a smoke detector for detecting smoke will be described.
  • FIG. 1 is a perspective view of a smoke detector according to the present embodiment.
  • 2 is a plan view of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
  • the smoke detector 1 is arranged in a monitoring area to be monitored for smoke generation.
  • the smoke sensor 1 projects detection light from the smoke sensor 1 onto the monitoring area, receives detection light scattered by particles present in the monitoring area, and outputs the detection light based on the received detection light. Monitor the output value.
  • the smoke detector 1 has a sensor body 10 as a basic structure, and the lower part of the sensor body 10 is formed in a substantially cylindrical shape that is smoothly curved. ing.
  • the material of the sensor body 10 is arbitrary, and is made of, for example, resin.
  • the sensor body 10 includes a holder 11, a circuit board 12, a light projecting unit 13, and a light receiving unit 14 (specifically, a first light receiving unit 14a, a second light receiving unit 14b, and a third light receiving unit which will be described later). 14c) is provided.
  • the holder 11 holds the light projecting unit 13, the light receiving unit 14, and the circuit board 12.
  • the light projecting unit 13 and the light receiving unit 14 are held on the lower inner side of the holder 11, and the circuit board 12 is held on the outer upper side of the holder 11.
  • the holder 11 is made of an insulating material such as resin, and is disposed on the lower side inside the sensor body 10.
  • the connection method of this holder 11 and the sensor main body 10 is arbitrary, for example, the holder 11 and the sensor main body 10 are connected by a fixing member such as a screw.
  • the bottom of the holder 11 is formed in a flat shape, and openings 11a to 11d for exposing and holding the light projecting unit 13 and the light receiving unit 14 are provided on the bottom of the holder 11. ing.
  • the bottom of the holder 11 has a thin thickness for covering the openings 11a to 11d in order to prevent dust and the like from entering the smoke detector 1 through the openings 11a to 11d.
  • a transparent cover 11e is provided.
  • the circuit board 12 is for mounting various electric elements. As shown in FIG. 7 to be described later, the circuit board 12 includes a light projecting unit driving circuit 20, a first light receiving unit amplification circuit 21, a second light receiving unit amplification circuit 22, a third light receiving unit amplification circuit 23, and an oscillation unit 30. The control unit 40 and the storage unit 50 are mounted.
  • the light projecting unit 13 is a light projecting unit for projecting detection light used for detecting smoke to a monitoring area.
  • the specific configuration of the light projecting unit 13, the wavelength of the light projected from the light projecting unit 13, and the like are arbitrary.
  • the infrared is a long wavelength light emitting element that emits light having a long wavelength of 870 nm.
  • An LED Light Emitting Diode is used.
  • the light receiving unit 14 is a light receiving unit that receives detection light scattered by particles present in the monitoring region. Specifically, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, a total of three light receiving parts 14 including a first light receiving part 14a, a second light receiving part 14b, and a third light receiving part 14c are provided as the light receiving part 14. It is installed in the holder 11. Specific configurations of the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c are arbitrary. For example, when the light projecting unit 13 is a long wavelength light emitting element such as an infrared LED. In this case, a long wavelength light receiving element having a photodiode for receiving detection light of the long wavelength light emitting element scattered by particles in the monitoring region is used.
  • the detection light is projected toward the outside of the smoke detector 1 by the light projecting unit 13 through the opening 11a and the transparent cover 11e.
  • the detection light is received by the light receiving unit 14 through the transparent cover 11e and the openings 11b to 11d. That is, a detection space 15 for detecting smoke exists outside the smoke detector 1.
  • the smoke detector 1 does not require the detection space 15 to be provided inside the smoke detector 1 as in the prior art. Therefore, the overall height of the smoke detector 1 can be reduced, and the smoke detector 1 is thin. Can be achieved.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the relationship between the light projecting unit 13 and the light receiving unit 14.
  • the angle formed by the light projecting axis of the light projecting unit 13 and the light receiving axis of the first light receiving unit 14a (hereinafter referred to as the first scattering angle ⁇ 1), the light projecting axis of the light projecting unit 13 and the first light receiving axis.
  • the angle formed between the light receiving axis of the second light receiving portion 14b hereinafter referred to as the second scattering angle ⁇ 2
  • the third light receiving angle hereinafter referred to as the third light receiving angle.
  • the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c are arranged so that the scattering angle ⁇ 3 is different.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an analysis result of the output value of the light receiving unit 14 corresponding to the scattering angle, where the vertical axis represents the output value of the light receiving unit 14 and the horizontal axis represents the scattering angle.
  • the output values corresponding to various types of smoke in FIG. 5, wood burning, wood burning, and dust (here fly ash)
  • wood burning, wood burning, and dust here fly ash
  • the scattering angle is in the range of 0 ° to 30 °, the light receiving unit 14 is likely to receive direct light from the light projecting unit 13, so that it is difficult to configure the smoke detector 1, and the scattering angle is 60 ° to 140 °.
  • the optimum scattering angle range for determining the type of smoke is considered to be a scattering angle range of 30 ° to 60 ° and a scattering angle range of 140 ° to 160 °.
  • the number of light receiving units 14 is increased within a scattering angle range of 30 ° to 60 ° where the output values of various smokes vary greatly. By arranging, it is considered that the type of smoke can be easily identified.
  • FIG. 6 is a diagram showing the ratio between the output values of the light receiving unit 14 obtained from the confirmation experiment.
  • FIG. 6 shows the ratio between the output value at a scattering angle of 50 ° and the output value at a scattering angle of 40 ° corresponding to various types of smoke (hereinafter referred to as an output ratio of 50 ° / 40 °), the output value at a scattering angle of 150 ° and the scattering angle.
  • Ratio with 50 ° output value (hereinafter, output ratio 150 ° / 50 °) and ratio between output value with scattering angle 150 ° and output value with scattering angle 40 ° (hereinafter, output ratio 150 ° / 40 °) It is shown.
  • the output ratio 150 ° / 50 ° 0.80
  • the output ratio 150 ° / 40 ° 0.60.
  • FIG. 7 is a block diagram conceptually showing the electrical configuration of the smoke detector 1.
  • the smoke detector 1 includes a light projecting unit driving circuit 20, a first light receiving unit amplification circuit 21, a second light receiving unit amplification circuit 22, a third light receiving unit amplification circuit 23, an oscillation unit 30, a control unit 40, and a storage unit 50. Configured.
  • the light projecting unit drive circuit 20 is a light projecting unit driving means for supplying power to the light projecting unit 13 in order to project the light projecting unit 13.
  • the first light receiving unit amplification circuit 21 amplifies the output value output from the first light receiving unit 14a when the detection light of the light projecting unit 13 scattered in the monitoring region is received by the first light receiving unit 14a.
  • the first light receiving unit amplifying means for outputting to the control unit 40.
  • the second light receiving unit amplification circuit 22 amplifies the output value output from the second light receiving unit 14b when the detection light of the light projecting unit 13 scattered in the monitoring region is received by the second light receiving unit 14b.
  • the second light receiving unit amplifying means for outputting to the control unit 40.
  • the third light receiving unit amplifier circuit 23 amplifies the output value output from the third light receiving unit 14c when the detection light of the light projecting unit 13 scattered in the monitoring region is received by the third light receiving unit 14c.
  • the third light receiving unit amplifying means for outputting to the control unit 40.
  • the oscillating unit 30 is an oscillating unit that outputs a reference signal for causing the light projecting unit 13 to project detection light at a predetermined timing.
  • the control unit 40 is a control unit that performs various controls in the smoke detector 1.
  • the specific configuration of the control unit 40 is arbitrary.
  • the control unit 40 can be configured as a CPU (Central Processing Unit) that calls and analyzes a program stored in the storage unit 50.
  • the control unit 40 includes a light projection timing switching unit 41, a light projection current variable unit 42, a correction unit 43, a calculation unit 44, a threshold setting unit 45, a gain adjustment unit 46, a smoke type determination unit 47, A fire determination unit 48 and an obstacle determination unit 49 are provided.
  • the light projection timing switching unit 41 is a light projection timing switching unit for stepwise switching the light projection timing of the light projection unit 13 based on the reference signal output from the oscillation unit 30.
  • the light projecting current varying unit 42 is a light projecting current varying unit for adjusting the luminance of the light projecting unit 13.
  • the correcting unit 43 is correcting means for correcting the output values output by the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c.
  • the calculation unit 44 is a calculation unit that performs a predetermined calculation using the output values output by the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c.
  • the threshold setting unit 45 is a threshold setting unit for setting a threshold for determining whether or not a fire has occurred by the fire determination unit 48.
  • the gain adjusting unit 46 is configured to improve the output sensitivity of the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c, the first light receiving unit amplification circuit 21, the second light receiving unit amplification circuit 22, And a gain adjusting means for adjusting the gain of the third light receiving unit amplifying circuit 23.
  • the smoke type determining unit 47 determines the type of smoke generated in the monitoring area based on the output values output from the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c. It is.
  • the fire determination unit 48 determines whether or not a fire has occurred in the monitoring area based on the output values output from the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c. It is.
  • the obstacle determination unit 49 determines whether there is an obstacle in the monitoring area based on output values output from the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c. It is an object determination means.
  • the storage unit 50 is a storage unit that stores a program necessary for control by the control unit 40 and various data (for example, a threshold value used for determining whether or not a fire has occurred).
  • the specific configuration of the storage unit 50 is arbitrary.
  • a nonvolatile storage medium such as a flash memory or an EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) can be used.
  • processing Processing executed by the smoke detector 1 configured as described above will be described below. This processing is roughly divided into fire detection processing and obstacle processing. In each of the following processes, the power source of the smoke detector 1 is always turned on, and it is possible to always execute each process according to the program stored in the storage unit 50. Except for this, the control unit 40 performs processing.
  • the fire detection process is a process for detecting a fire that has occurred in the monitoring area. This process is roughly divided into a smoke type process and a fire occurrence process.
  • the smoke type process is a process for determining the type of smoke generated in the monitoring area
  • the fire generation process is a process for determining whether or not a fire has occurred in the monitoring area.
  • FIG. 8 is a flowchart of the fire detection process. In the following description, “step” is abbreviated as “S”.
  • the smoke type determination unit 47 includes a first light receiving unit 14a, a second light receiving unit 14b, and a third light receiving unit 14c.
  • the output value (hereinafter, output value A40 of the first light receiving unit 14a) output from the first light receiving unit 14a having the smallest scattering angle is monitored (SA1).
  • SA1 the output value
  • the first light receiving unit 14 a is projected onto the monitoring region by the light projecting unit 13 that is supplied with power from the light projecting unit driving circuit 20.
  • Detection light scattered by particles in the monitoring region is received, and an output value A40 is output via the first light receiving unit amplifier circuit 21.
  • the output value A40 of the first light receiving unit 14a is output from the first light receiving unit 14a via the first light receiving unit amplification circuit 21, and similarly, the output value output from the second light receiving unit 14b.
  • the output value A50 of the second light receiving unit 14b is output from the second light receiving unit 14b via the second light receiving unit amplifier circuit 22, and is output from the third light receiving unit 14c (hereinafter referred to as the third light receiving unit).
  • the output value A150 of the unit 14c is output from the third light receiving unit 14c via the third light receiving unit amplifier circuit 23. Note that the timing of projecting the detection light projected by the light projecting unit 13 can be arbitrarily changed by the projecting timing switching unit 41 being switched based on the reference signal output from the oscillation unit 30.
  • the reason why the smoke is monitored based on the first light receiving portion 14a having the smallest scattering angle in the processing of SA1 is as follows. As shown in FIG. This is because the output value output from the light receiving unit 14 increases. In other words, it can be said that the light detection unit 14 having a smaller scattering angle has higher smoke detection accuracy.
  • the SA1 processing is performed based on the first light receiving unit 14a having the first scattering angle [theta] 1.
  • the light receiving unit 14 used in the SA1 process is not limited to the first light receiving unit 14a having the smallest scattering angle.
  • the smoke type determination unit 47 compares the output values of the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c as necessary, and identifies the light receiving unit 14 having the largest output value.
  • smoke that is suspected of causing a fire in the monitoring area It may be determined whether or not the occurrence has occurred.
  • the smoke detector 1 can discriminate
  • the first light receiving unit 14a is also used in the processes of SA5, SA9, SB5, and SB9 described later.
  • the smoke type determination unit 47 determines that smoke generated in the monitoring area is based on the output values output from the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c. The process of determining whether or not smoke is generated during a wood fire). In the present embodiment, two-stage determination is performed. In the first determination, the output ratio between the output value A150 of the third light receiving unit 14c and the output value A40 of the first light receiving unit 14a (hereinafter, output ratio A150 / A40).
  • the output ratio between the output value A50 of the second light receiving unit 14b and the output value A40 of the first light receiving unit 14a (hereinafter, output ratio A50 / A40) and the third light receiving unit 14c.
  • the output value A150 and the output value 50 of the second light receiving unit 14b are based on the difference in output ratio (hereinafter, output ratio A150 / A50).
  • the smoke type determination unit 47 determines that the output ratio A150 / A40 calculated by the calculation unit 44 is 0.40 ⁇ A150. It is determined whether or not /A40 ⁇ 0.55 is satisfied (SA2).
  • SA2 the process proceeds to the next determination.
  • the calculation unit 44 calculates the output ratio A50 / A40 and the output ratio A150 / A50, and further calculates the absolute value of the difference between the output ratio A50 / A40 and the output ratio A150 / A50. Thereafter, the smoke type determination unit 47 determines whether or not the absolute value of the difference between the output ratio A50 / A40 and the output ratio A150 / A50 satisfies
  • the fire determination unit 48 outputs the output value of the first light receiving unit 14a. A14 is monitored.
  • the fire determination unit 48 uses the first light receiving unit amplified by the correction unit 43. It is determined whether the output value A40 of 14a exceeds the threshold set by the threshold setting unit 45 (SA5).
  • the reason why the output value A40 of the first light receiving unit 14a is corrected is that the amount of smoke generated at the time of the fire is smaller than the amount of smoke generated at the time of the fire. Since the output value A40 of the light receiving unit 14a is small, the first threshold value at the time of the occurrence of the flame fire is determined when the threshold value for determining the SA5 flame fire is the same as the threshold value for determining the SA9 smoke fire described later. This is because the output value A40 of the light receiving unit 14a may not exceed the threshold value.
  • the fire determination unit 48 outputs an alarm signal toward a receiver (not shown) arranged in the monitoring area or other area (SA10).
  • the control unit 40 when outputting a warning signal toward a receiver or the like (not shown), the control unit 40 may output a signal specifying the type of smoke together with the warning signal. .
  • the control unit 40 may perform control so as to change the type of the alarm sound according to the type of smoke.
  • the smoke type determination unit 47 performs a process of determining whether or not the smoke generated in the monitoring area is smoke generated during a smoke fire (for example, during a wood fire). In the present embodiment, two-stage determination is performed. In the first determination, smoke generated at the time of smoke fire is determined based on the output ratio A150 / A40, and in the next determination, the output ratio A150 / A50 is determined. Based on this, the smoke generated at the time of smoke fire is judged.
  • the smoke type determination unit 47 determines whether or not the output ratio A150 / A40 satisfies A150 / A40 ⁇ 0.40 (SA7).
  • SA7 determination value
  • SA7 Yes
  • the process proceeds to the next determination.
  • the smoke type determination unit 47 determines whether or not the output ratio A150 / A50 satisfies A150 / A50 ⁇ 0.80 (SA8).
  • the smoke type determination unit 47 returns immediately before SA1.
  • the fire determination unit 48 monitors the output value A40 of the first light receiving unit 14a. In the present embodiment, the fire determination unit 48 determines whether or not the output value A40 of the first light receiving unit 14a exceeds the threshold set by the threshold setting unit 45 (SA9).
  • the fire determination unit 48 returns to just before SA1.
  • the output value A40 of the first light receiving unit 14a exceeds the threshold set by the threshold setting unit 45 (SA9, Yes)
  • the fire determination unit 48 outputs an alarm signal toward a receiver or the like (not shown) arranged in the monitoring area or other area (SA10). This completes the fire detection process.
  • the reason why the output value A40 of the first light receiving unit 14a amplified by the correction unit 43 is not used as in the process of SA5 is that the smoke amount of smoke generated at the time of smoke fire is Since the output value A40 of the first light receiving unit 14a is large because the amount of smoke generated is large, the threshold value for determining the SA9 smoke fire is the same as the threshold value for determining the SA5 flame fire. This is because even if the threshold value is not corrected, the output value A40 of the first light receiving unit 14a at the time of occurrence of smoke fire exceeds the threshold value.
  • FIG. 9 is a flowchart of obstacle processing.
  • the obstacle determination unit 49 outputs the output value A40 of the first light receiving unit 14a, the output value A50 of the second light receiving unit 14b, and the third value.
  • the output value A150 of the light receiving unit 14c is monitored.
  • the output value output from the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, or the third light receiving unit 14c is enhanced by noise or the like, so that it may be mistaken for the presence of an obstacle. Therefore, in order to prevent an obstacle detection error, the process of determining whether or not an obstacle exists is repeated.
  • the obstacle determination unit 49 Determines whether the total value calculated by the calculation unit 44 satisfies A40 + A50 + A150> 600 (SB2).
  • SB2 the reason why the determination value of SB2 is 600 is that the total value of the output value A40 of the first light receiving unit 14a, the output value A50 of the second light receiving unit 14b, and the output value A150 of the third light receiving unit 14c is the maximum output.
  • the total value of the maximum outputs of the three light receiving units 14 is 765 bits. This is to determine whether or not an obstacle exists with a value close to (here, 600 bits).
  • the obstacle determination unit 49 updates the repeat count m by incrementing the repeat count m by one (SB3).
  • the obstacle determination unit 49 monitors the number of repetitions m updated in SB3 (SB4), and repeats the processes of SB2 and SB3 until the number of repetitions m exceeds 10.
  • the output value of the first light receiving unit 14a when the total value of the output value A40 of the first light receiving unit 14a, the output value A50 of the second light receiving unit 14b, and the output value A150 of the third light receiving unit 14c does not satisfy A40 + A50 + A150> 600 (SB2, No Furthermore, the output value of the first light receiving unit 14a having the smallest angle between the light receiving axis of the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, or the third light receiving unit 14b and the light projecting axis of the light projecting unit 13 is obtained. Based on this, the obstacle determination unit 49 monitors the output value A40 of the first light receiving unit 14a in order to determine whether there is an obstacle in the monitoring region.
  • the obstacle determination unit 49 determines that the output value A40 of the first light receiving unit 14a is within a predetermined time (here, within 5 seconds) after the first detection unit 14a receives the detection light.
  • A40> 133 is determined (SB5).
  • the reason why the process SB5 is performed using the output value A40 of the first light receiving unit 14a within a predetermined time is that the obstacle is more likely to scatter the detection light than the smoke. This is because the output value for the obstacle and the output value for the smoke are distinguished from each other by utilizing the fact that the increase rate per hour of the value is higher than the increase rate per hour of the output value for the smoke.
  • the object determination unit 49 lowers the brightness of the light projecting unit 13 from the normal state, and performs the process of determining whether there is an obstacle in the monitoring area.
  • the light projecting current variable unit 42 halves the brightness of the light projecting unit 13 in the normal state
  • the gain adjusting unit 46 doubles the gains of the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c in the normal state (SB7).
  • the target of the gain shown here is only the change when the predetermined state of the obstacle is used as a reference. Thereafter, the obstacle determination unit 49 returns to immediately before SB1.
  • the reason why the luminance of the light projecting unit 13 is 1 ⁇ 2 times the normal state is that, when the luminance of the light projecting unit 13 is in the normal state, the first light receiving unit 14a for the obstacle from SB2 and SB5.
  • Output value A40, the output value A50 of the second light receiving unit 14b, and the output value A150 of the third light receiving unit 14c may be saturated, so that these output values A40, A50, A150 are reduced to a level that is not saturated. It is.
  • the light projecting current varying unit 42 performs the light projecting unit 13 in the first processing of SB6. Is changed (SB6, Yes), the correction unit 43 outputs the output value A40 of the first light receiving unit 14a, the output value A50 of the second light receiving unit 14b, and the output value A150 of the third light receiving unit 14c.
  • the bit value is multiplied by 1/4 (SB8).
  • the correction unit 43 sets the bit value of the output value A40 of the first light receiving unit 14a, the output value A50 of the second light receiving unit 14b, and the output value A150 of the third light receiving unit 14c to 1/4 times, This is to reduce noise in the output value A40 of the first light receiving unit 14a, the output value A50 of the second light receiving unit 14b, and the output value A150 of the third light receiving unit 14c due to an obstacle.
  • the fire determination unit 48 determines the uncorrected output value A40 of the first light receiving unit 14a based on the threshold set by the threshold setting unit 45 (SB9). ), Return to immediately before SB1.
  • the smoke type determination unit 47 has the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit arranged at different positions with respect to the single light projecting unit 13. Since the type of smoke is determined based on the output value output from 14c and the output value output with respect to the detection light scattered in the monitoring region, the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and When the detection light of the light projecting unit 13 is received at the same timing by the third light receiving unit 14c, the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit with respect to exactly the same smoke generated in the monitoring region.
  • the type of smoke can be determined based on the output value output from the unit 14c, and the type of smoke can be accurately determined.
  • the smoke type determination unit 47 determines the type of smoke based on the ratio between the output values output from the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c. Without being limited by the magnitude of the output value output from the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c, it is possible to determine the smoke at the time of the fire or the smoke at the time of the fire, It is possible to more accurately determine the type of smoke.
  • the smoke type determination unit 47 has the smallest angle formed by the light receiving axis of the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, or the third light receiving unit 14b and the light projecting axis of the light projecting unit 13. Since it is determined whether or not to determine the type of smoke based on the output value A40 of 14a, even if the detection light is difficult to scatter, the first light receiving unit 14a capable of accurately detecting smoke is used. Thus, it is possible to determine whether or not to determine the type of smoke, and to determine the type of smoke accurately and quickly.
  • the fire determination unit 48 has the smallest angle formed between the light receiving axis of the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, or the third light receiving unit 14b and the light projecting axis of the light projecting unit 13. Since it is determined whether or not a fire has occurred based on the output value A40, even if the detection light is difficult to scatter, a fire occurs using the first light receiving portion 14a that can detect smoke with high accuracy. It is possible to determine whether or not a fire has occurred and to detect a fire accurately and quickly.
  • the fire determination unit 48 determines that the smoke at the time of the flame fire is determined by the smoke type determination unit 47, the output value A40 of the first light receiving unit 14a is corrected. Accordingly, the output value A40 of the first light receiving unit 14a can be corrected, and a fire can be detected more accurately.
  • the obstacle determination unit 49 is an output value output from the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c arranged at different positions with respect to one light projecting unit 13. Therefore, it is determined whether there is an obstacle based on the output value output for the detection light scattered in the monitoring region, so the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit By receiving the detection light of the light projecting unit 13 at the same timing by 14c, output values output from the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c with respect to the completely same obstacle Based on the above, it can be determined whether or not an obstacle exists, and the obstacle can be accurately detected.
  • the obstacle determination unit 49 determines whether there is an obstacle in the monitoring area based on the total value of the output values output from the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c. Therefore, by integrating the output values output from the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, and the third light receiving unit 14c, it can be determined whether there is an obstacle, Obstacles can be detected more accurately.
  • the obstacle determination unit 49 has the smallest angle formed by the light receiving axis of the first light receiving unit 14a, the second light receiving unit 14b, or the third light receiving unit 14b and the light projecting axis of the light projecting unit 13. Since it is determined based on the output value A40 of 14a whether or not there is an obstacle, the first light receiving unit 14a capable of accurately detecting the obstacle is used even if the detection light is difficult to scatter. Thus, it can be determined whether or not an obstacle exists, and the obstacle can be detected accurately and quickly.
  • each of the electrical components described above is functionally conceptual and does not necessarily need to be physically configured as illustrated.
  • the specific form of distribution / integration of each part is not limited to the one shown in the figure, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed / integrated in arbitrary units according to various loads and usage conditions.
  • an analog output value may be output from the smoke detector 1 to the receiver, and the smoke type determination or fire occurrence determination may be performed on the receiver side.
  • all or part of the control unit 40 and the storage unit 50 of the smoke detector 1 described in the present embodiment may be provided in the receiver.
  • the light projection timing switching unit 41 can arbitrarily switch the light projection timing of the detection light projected by the light projecting unit 13, but for example, the light projection timing switching unit 41 is a process.
  • the timing of light projection may be switched according to the contents of For example, in the fire detection process, until the output value A40 of the first light receiving unit 14a falls below a predetermined value (SA1, No), the light projecting unit 13 projects detection light once every 5 seconds, and the first light receiving unit 14a After the output value A40 exceeds the predetermined value (SA1, Yes), the light projection timing switching unit 41 switches the light projection timing so that the light projecting unit 13 projects the detection light once every 2 seconds. Also good.
  • the processing from SA2 to SA5 is processing for discriminating a flame and determining the occurrence of the fire. Details of these processing are omitted, but in the processing of SA4, the correction unit 43 Has explained that the output value A40 of the first light receiving unit 14a is tripled, but based on the smoke type determined by the smoke type determining unit 47, a determination criterion for determining whether or not a fire has occurred in the monitoring area May be changed.
  • FIG. 10 is a flowchart of the fire detection process according to the modification.
  • the processing from SC2 to SC5 shown in FIG. 10 is the same as the processing from SA2 to SA5 in FIG.
  • the threshold setting unit 45 may set the threshold for determining the output value A40 of the first light receiving unit 14a to 1/3 times.
  • the threshold setting unit 45 may set the threshold used in the SC5 process and the threshold used in the SC7 process separately from each other, and may omit the SC4 process.
  • each process in the process shown in FIGS. 8 to 10 can be arbitrarily changed unless otherwise specified.
  • the fire occurrence is determined in SA9.
  • the fire is generated in the process of SC7 as in the process of FIG. After performing the determination, the smoke fire may be determined by the processing of SC8 and SC9.
  • SYMBOLS 1 Smoke detector 10 Sensor main body 11 Holder 11a, 11b, 11c, 11d Opening part 11e Transparent cover 12 Circuit board 13 Light projection part 14 Light reception part 14a 1st light reception part 14b 2nd light reception part 14c 3rd light reception part 15 Detection space DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Light projection part drive circuit 21 1st light-receiving part amplification circuit 22 2nd light-receiving part amplification circuit 23 3rd light-receiving part amplification circuit 30 Oscillation part 40 Control part 41 Light projection timing switching part 42 Light projection current variable part 43 Correction

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Abstract

【課題】煙の種類を正確に判別することができる、煙感知システム、煙感知器、及び受信機を提供すること。 【解決手段】監視領域に対して検出光を投光する投光部１３と、監視領域に存在する粒子によって、散乱された検出光を受光する第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃであって、当該第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、又は第３受光部１４ｃの受光軸と投光部１３の投光軸とのなす角度が各々異なるように配置された第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃと、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力された出力値に基づいて、監視領域で発生した煙の種別を判定する煙種別判定部４７と、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力された出力値に基づいて、監視領域で火災が発生したか否かを判定する火災判定部４８とを備える。

Description

煙感知器
　本発明は、煙によって火災発生を感知する煙感知システム、煙感知器、及び受信機に関する。
　従来から、火災による煙に限らず、調理の煙やバスルームの湯気等の煙の種類を判別することができる様々な煙感知器が提案されている。例えば、特許文献１には、波長の異なる発光素子を複数使用した煙感知器が開示されている。この煙感知器は、煙が存在しうる環境に向け、比較的短波長の光を発光する発光素子（例えば、青色発光ダイオードＬＥＤ）と、比較的長波長の光を発光する発光素子（例えば、近赤外発光ダイオードＬＥＤ）と、これら発光素子から発せられる光を直接受光しない位置に設けられた１つの受光素子とを備えて構成されている。そして、この煙感知器は、これら発光素子を交互に異なるタイミングで発光させ、煙によって散乱された光を受光した受光素子から受光量を取得し、当該取得した受光量に基づいて煙の種類を判別する。
特開平１１－０２３４５８号公報
　しかしながら、上述の如き従来の煙感知器は、２つの発光素子によって異なるタイミングで光が発光され、当該光が受光素子によって異なるタイミングで受光されることから、受光素子から出力された各受光量が全く同じ煙に対する受光量ではなかったために、正確に煙の種類を判別することが困難であった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、正確に煙の種類を判別することができる、煙感知システム、煙感知器、及び受信機を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１に記載の煙感知システム及び請求項１３に記載の煙感知器は、監視領域に対して検出光を投光する投光手段と、前記監視領域に存在する粒子によって、散乱された前記検出光を受光する複数の受光手段であって、当該受光手段の受光軸と前記投光手段の投光軸とのなす角度が各々異なるように配置された複数の受光手段と、前記複数の受光手段から出力された出力値に基づいて、前記監視領域で発生した煙の種別を判定する煙種別判定手段と、前記複数の受光手段から出力された出力値に基づいて、前記監視領域で火災が発生したか否かを判定する火災判定手段とを備える。
　また、請求項２に記載の煙感知システムは、請求項１に記載の煙感知システムにおいて、前記煙種別判定手段は、前記複数の受光手段から出力された出力値の相互間の比に基づいて、前記監視領域で発生した煙の種別を判定する。
　また、請求項３に記載の煙感知システムは、請求項１又は２に記載の煙感知システムにおいて、前記煙種別判定手段は、前記複数の受光手段のうち、出力値が最も大きい受光手段の出力値に基づいて、前記監視領域で発生した煙の種別の判定を行うか否かを判定する。
　また、請求項４に記載の煙感知システムは、請求項１から３のいずれか一項に記載の煙感知システムにおいて、前記火災判定手段は、前記複数の受光手段のうち、出力値が最も大きい受光手段の出力値に基づいて、前記監視領域で火災が発生したか否かを判定する。
　また、請求項５に記載の煙感知システムは、請求項１又は２に記載の煙感知システムにおいて、前記煙種別判定手段は、前記複数の受光手段のうち、当該受光手段の受光軸と前記投光手段の投光軸とのなす角度が最も小さい受光手段の出力値に基づいて、前記監視領域で発生した煙の種別の判定を行うか否かを判定する。
　また、請求項６に記載の煙感知システムは、請求項１、２、及び５のいずれか一項に記載の煙感知システムにおいて、前記火災判定手段は、前記複数の受光手段のうち、当該受光手段の受光軸と前記投光手段の投光軸とのなす角度が最も小さい受光手段の出力値に基づいて、前記監視領域で火災が発生したか否かを判定する。
　また、請求項７に記載の煙感知システムは、請求項１から６のいずれか一項に記載の煙感知システムにおいて、前記火災判定手段は、前記煙種別判定手段によって判定された前記煙の種別に基づいて、前記監視領域で火災が発生したか否かを判定する判定基準を変更する。
　また、請求項８に記載の煙感知システムは、請求項１から６のいずれか一項に記載の煙感知システムにおいて、前記火災判定手段は、前記煙種別判定手段によって判定された前記煙の種別に基づいて、前記受光手段から出力された出力値を補正する。
　また、請求項９に記載の煙感知システムは、請求項１から８のいずれか一項に記載の煙感知システムにおいて、前記複数の受光手段から出力された出力値に基づいて、前記監視領域に障害物が存在するか否かを判定する障害物判定手段を備える。
　また、請求項１０に記載の煙感知システムは、請求項９に記載の煙感知システムにおいて、前記障害物判定手段は、前記複数の受光手段から出力された出力値の合計値に基づいて、前記監視領域に障害物が存在するか否かを判定する。
　また、請求項１１に記載の煙感知システムは、請求項９に記載の煙感知システムにおいて、前記障害物判定手段は、前記複数の受光手段のうち、出力値が最も大きい受光手段の出力値に基づいて、前記監視領域に障害物が存在するか否かを判定する。
　また、請求項１２に記載の煙感知システムは、請求項９に記載の煙感知システムにおいて、前記障害物判定手段は、前記複数の受光手段のうち、当該受光手段の受光軸と前記投光手段の投光軸とのなす角度が最も小さい受光手段の出力値に基づいて、前記監視領域に障害物が存在するか否かを判定する。
　また、請求項１４に記載の受信機は、監視領域に対して検出光を投光する投光手段と、前記監視領域に存在する粒子によって、散乱された前記検出光を受光する複数の受光手段とを備えた煙感知器から出力された出力値を受信する受信機であって、前記煙感知器から受信した出力値に基づいて、前記監視領域で発生した煙の種別を判定する煙種別判定手段と、前記煙感知器から受信した出力値に基づいて、前記監視領域で火災が発生したか否かを判定する火災判定手段とを備える。
　請求項１に記載の煙感知システム、請求項１３に記載の煙感知器、又は請求項１４に記載の受信機によれば、煙種別判定手段が、一つの投光手段に対して異なる位置に配置された複数の受光手段から出力された出力値であって、監視領域で散乱した検出光に対して出力された出力値に基づいて煙の種別を判定するので、複数の受光手段によって同じタイミングで投光手段の検出光を受光されることにより、監視領域で発生した全く同じ煙に対して複数の受光手段から出力された出力値に基づいて煙の種別を判定することでき、正確に煙の種類を判別することができる。
　また、請求項２に記載の煙感知システムによれば、煙種別判定手段が、複数の受光手段から出力された出力値の相互間の比に基づいて煙の種別を判定するので、複数の受光手段から出力される出力値の大きさにとらわれずに、煙の種別を判定することができ、一層正確に煙の種類を判別することができる。
　また、請求項３に記載の煙感知システムによれば、煙種別判定手段が、出力値が最も大きい受光手段の出力値に基づいて、煙の種別の判定を行うか否かを判定するので、煙の検出状況に応じて煙を精度良く検出可能な受光手段を用いて、煙の種別の判定を行うか否かを判定でき、正確かつ迅速に煙の種類を判別することができる。
　また、請求項４に記載の煙感知システムによれば、火災判定手段が、出力値が最も大きい受光手段の出力値に基づいて、火災が発生したか否かを判定するので、煙の検出状況に応じて煙を精度良く検出可能な受光手段を用いて、火災が発生したか否かを判定することができ、正確かつ迅速に火災を検出することができる。
　また、請求項５に記載の煙感知システムによれば、煙種別判定手段が、受光手段の受光軸と投光手段の投光軸とのなす角度が最も小さい受光手段の出力値に基づいて、煙の種別の判定を行うか否かを判定するので、検出光が散乱しづらい煙であっても、煙を精度良く検出可能な受光手段を用いて煙の種別の判定を行うか否かを判定でき、正確かつ迅速に煙の種類を判別することができる。
　また、請求項６に記載の煙感知システムによれば、火災判定手段が、受光手段の受光軸と投光手段の投光軸とのなす角度が最も小さい受光手段の出力値に基づいて、火災が発生したか否かを判定するので、検出光が散乱しづらい煙であっても、煙を精度良く検出可能な受光手段を用いて火災が発生したか否かを判定することができ、正確かつ迅速に火災を検出することができる。
　また、請求項７に記載の煙感知システムによれば、火災判定手段が、煙種別判定手段によって判定された煙の種別に基づいて、監視領域で火災が発生したか否かを判定する判定基準を変更するので、各種別ごとの煙の特性に対応する判定基準に基づいて火災の発生を判定することができ、さらに正確に火災を検出することができる。
　また、請求項８に記載の煙感知システムによれば、火災判定手段が、煙種別判定手段によって判定された煙の種別に基づいて、受光手段から出力された出力値を補正するので、各種別ごとの煙の特性に応じて、受光手段の出力値を補正することができ、さらに正確に火災を検出することができる。
　また、請求項９に記載の煙感知システムによれば、障害物判定手段が、一つの投光手段に対して異なる位置に配置された複数の受光手段から出力された出力値であって、監視領域で散乱した検出光に対して出力された出力値に基づいて障害物が存在するか否かを判定するので、複数の受光手段によって同じタイミングで投光手段の検出光を受光されることにより、全く同じ障害物に対して複数の受光手段から出力された出力値に基づいて、障害物が存在するか否かを判定することができ、正確に障害物を検出することができる。
　また、請求項１０に記載の煙感知システムによれば、障害物判定手段が、異なる位置に配置された複数の受光手段から出力された出力値の合計値に基づいて、障害物が存在するか否かを判定するので、複数の受光手段から出力された出力値を統合して、障害物が存在するか否かを判定することができ、一層正確に障害物を検出することができる。
　また、請求項１１に記載の煙感知システムによれば、障害物判定手段が、出力値が最も大きい受光手段の出力値に基づいて、障害物が存在するか否かを判定するので、障害物の検出状況に応じて障害物を精度良く検出可能な受光手段を用いて障害物が存在するか否かを判定でき、正確かつ迅速に障害物を検出することができる。
　また、請求項１２に記載の煙感知システムによれば、受光手段の受光軸と投光手段の投光軸とのなす角度が最も小さい受光手段の出力値に基づいて、監視領域に障害物が存在するか否かを判定するので、検出光が散乱しづらい障害物であっても、障害物を精度良く検出可能な受光手段を用いて障害物が存在するか否かを判定でき、正確かつ迅速に障害物を検出することができる。
本実施の形態に係る煙感知器の斜視図である。 図１の平面図である。 図２のＡ－Ａ矢視断面図である。 投光部と受光部との関係を模式的に示した説明図である。 散乱角に対応する受光部の出力値の解析結果を示す図である。 確認実験より得られた受光部の出力値の相互間の比を示す図である。 煙感知器の電気的構成を概念的に示すブロック図である。 火災検知処理のフローチャートである。 障害物処理のフローチャートである。 変形例に係る火災検知処理のフローチャートである。
　以下に添付図面を参照して、この発明に係る煙感知システム、煙感知器、及び受信機の実施の形態を詳細に説明する。まず、本実施の形態の構成について説明した後、本実施の形態の処理について説明し、最後に、本実施の形態に対する変形例について説明する。ただし、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。なお、本実施の形態では、工場施設やビル等の大規模な建物内や地下街、あるいは、一般住宅の台所や寝室等の部屋にも設置された煙感知器であって、監視領域で発生した煙を感知する煙感知器を挙げて説明する。
（煙感知器の構成）
　まず、煙感知器の構成を説明する。図１は、本実施の形態に係る煙感知器の斜視図である。図２は、図１の平面図、図３は、図２のＡ－Ａ矢視断面図である。
　図１に示すように、煙感知器１は、煙の発生を監視する対象となる監視領域に配置されている。煙感知器１は、当該煙感知器１から監視領域に検出光を投光し、当該監視領域に存在する粒子によって散乱された検出光を受光し、当該受光した検出光に基づいて出力される出力値を監視する。また、図２及び図３に示すように、煙感知器１は基本構造体となる感知器本体１０を有しており、当該感知器本体１０の下部が滑らかに湾曲した略円筒状に形成されている。この感知器本体１０の材質は任意であり、例えば樹脂から形成される。また、この感知器本体１０には、ホルダ１１、回路基板１２、投光部１３、及び受光部１４（具体的には、後述する第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、第３受光部１４ｃ）が設けられている。
　ホルダ１１は、投光部１３、受光部１４、及び回路基板１２を保持するものである。例えば、ホルダ１１の内部下側には、投光部１３及び受光部１４が保持されており、ホルダ１１の外部上側には、回路基板１２が保持されている。このホルダ１１は、樹脂等の絶縁材料で形成されており、感知器本体１０の内部下側に配置されている。このホルダ１１と感知器本体１０との接続方法は任意であるが、例えば、ホルダ１１と感知器本体１０がネジ等の固定部材によって接続されている。また、このホルダ１１の底部は、フラットに形成されており、当該ホルダ１１の底部には、投光部１３及び受光部１４を外部に露出させて保持するための開口部１１ａ～１１ｄが設けられている。なお、このホルダ１１の底部には、これら開口部１１ａ～１１ｄを介して煙感知器１の内部に粉塵等が侵入することを防止するために、これら開口部１１ａ～１１ｄを覆うための薄厚状の透明カバー１１ｅが設けられている。
　回路基板１２は、各種電気素子を実装するためのものである。この回路基板１２には、後述する図７に示すように、投光部駆動回路２０、第１受光部増幅回路２１、第２受光部増幅回路２２、第３受光部増幅回路２３、発振部３０、制御部４０、及び記憶部５０が実装されている。
　投光部１３は、煙の検出に用いられる検出光を監視領域に対して投光するため投光手段である。この投光部１３の具体的な構成や、投光部１３から投光される光の波長等は任意であるが、例えば、８７０ｎｍの長波長の光を発光する長波長発光素子である赤外ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。
　受光部１４は、監視領域に存在する粒子によって、散乱された検出光を受光する受光手段である。具体的には、図２に示すように、本実施の形態では、この受光部１４として、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃの合計３つの受光部１４がホルダ１１に設置されている。これら第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃの具体的な構成は任意であるが、例えば、投光部１３が赤外ＬＥＤ等の長波長発光素子である場合には、監視領域の粒子によって、散乱された長波長発光素子の検出光を受光するフォトダイオードを有する長波長受光素子が用いられる。
　このように、図１から図３の煙感知器１の構造にあっては、投光部１３によって検出光が開口部１１ａ及び透明カバー１１ｅを介して煙感知器１の外部に向けて投光され、この検出光が透明カバー１１ｅ及び開口部１１ｂ～１１ｄを介して受光部１４によって受光される。すなわち、煙を検知するための検知空間１５が煙感知器１の外部に存在する。これにより、この煙感知器１は、従来のような煙感知器１の内部に検知空間１５を設ける必要がないため、煙感知器１の全高を小さくすることができ、煙感知器１の薄型化を達成することができる。
　図４は、投光部１３と受光部１４との関係を模式的に示した説明図である。図４に示すように、投光部１３の投光軸と第１受光部１４ａの受光軸とのなす角度（以下、第１散乱角θ１とする）、投光部１３の投光軸と第２受光部１４ｂの受光軸とのなす角度（以下、第２散乱角θ２とする）、及び投光部１３の投光軸と第３受光部１４ｃの受光軸とのなす角度（以下、第３散乱角θ３とする）がそれぞれ異なるように、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃが配置されている。
　ここで、第１散乱角θ１、第２散乱角θ２、及び第３散乱角θ３の設定について説明する。図５は、散乱角に対応する受光部１４の出力値の解析結果を示す図であり、縦軸には、受光部１４の出力値、横軸には散乱角を示す。図５に示すように、各種煙（図５では、木材燃焼、木材燻焼、及び粉塵（ここでは、フライアッシュ））に対応する出力値は、散乱角が大きくなるにしたがって低下する傾向となった。また、散乱角３０°～６０°の範囲では、各種煙の出力値の変動が大きく、散乱角１４０°～１６０°の範囲では、木材燃焼と木材燻焼との出力値の差が安定する傾向となった。一方、散乱角０°～３０°の範囲では、受光部１４が投光部１３からの直接光を受けやすくなるため、煙感知器１として構成することが難しく、散乱角６０°～１４０°の範囲では、各種煙の出力値の変動が小さく、散乱角１６０°～１８０°の範囲では、受光部１４が投光部１３に近すぎるため、煙感知器１として構成することが難しい。以上のことから、煙の種別を判別するための最適な散乱角の範囲としては、散乱角３０°～６０°の範囲、及び散乱角１４０°～１６０°の範囲であると考えられる。また、本実施の形態のように、複数の受光部１４を用いて煙を検出する場合には、各種煙の出力値の変動が大きい散乱角３０°～６０°の範囲に受光部１４を多く配置することで、煙の種類が判別しやすくなると考えられる。
　上述の内容を考慮すると、第１散乱角θ１、第２散乱角θ２、及び第３散乱角θ３に関しては、第１散乱角θ１、及び第２散乱角θ２を、θ１、θ２＝３０°～６０°の範囲内とし、第３散乱角θ３を、θ３＝１４０°～１６０°の範囲内に設定することが好ましいため、本実施の形態では、第１散乱角θ１をθ１＝４０°、第２散乱角θ２をθ２＝５０°、及び第３散乱角θ３をθ３＝１５０°と設定している。
　次に、本実施の形態で設定した第１散乱角θ１（θ１＝４０°）、第２散乱角θ２（θ２＝５０°）、及び第３散乱角θ３（θ３＝１５０°）に基づいて、実際に煙の種類を判別することができるかを検証した結果について説明する。図６は、確認実験より得られた受光部１４の出力値の相互間の比を示す図である。図６には、各種煙に対応する散乱角５０°の出力値と散乱角４０°の出力値との比（以下、出力比５０°／４０°）、散乱角１５０°の出力値と散乱角５０°の出力値との比（以下、出力比１５０°／５０°）、及び散乱角１５０°の出力値と散乱角４０°の出力値との比（以下、出力比１５０°／４０°）が示されている。図６に示すように、木材燃焼の場合には、出力比５０°／４０°＝０．７０、出力比１５０°／５０°＝０．６５、出力比１５０°／４０°＝０．４５となり、木材燻焼の場合には、出力比５０°／４０°＝０．６０、出力比１５０°／５０°＝０．４５、出力比１５０°／４０°＝０．３０となり、粉塵の場合には、出力比５０°／４０°＝０．８０、出力比１５０°／５０°＝０．８０、出力比１５０°／４０°＝０．６０となった。
　このように、煙の種類によって出力比に差異があることがわかる。この原因は、煙の粒子径、粒子形状、屈折率によって散乱パターンが異なるためであると考えられる。例えば、木材燃焼の場合には、粒子径が小さいため、Ｍｉｅ理論により前方散乱だけでなく、後方散乱も比較的多く発生したものと考えられる。また、木材燻焼の場合には、前方散乱が多く発生したが、後方散乱が少なかったものと考えられる。また、粉塵の場合には、大小複数の粒子径が存在するため、一概には言えないが、多重散乱により後方散乱も多く発生したものと考えられる。さらに、木材燻焼の出力比と木材燃焼の出力比の差が、出力比５０°／４０°＝０．７０－０．６０＝０．１０、出力比１５０°／５０°＝０．６５－０．４５＝０．２０、出力比１５０°／４０°＝０．４５－０．３０＝０．１５であることから、木材燻焼の出力比は、木材燃焼の出力比に比べて小さいと言える。このように、煙の種類に応じて、複数の散乱角の出力比が相互に異なるので、本実施の形態で設定した第１散乱角θ１（θ１＝４０°）、第２散乱角θ２（θ２＝５０°）、及び第３散乱角θ３（θ３＝１５０°）に基づいて、煙の種類を判別できることが確認された。
（煙感知器の電気的構成）
　次に、煙感知器１の電気的構成について説明する。図７は、煙感知器１の電気的構成を概念的に示すブロック図である。煙感知器１は、投光部駆動回路２０、第１受光部増幅回路２１、第２受光部増幅回路２２、第３受光部増幅回路２３、発振部３０、制御部４０、記憶部５０を備えて構成されている。
　投光部駆動回路２０は、投光部１３を投光駆動するために、当該投光部１３に電源を供給するための投光部駆動手段である。
　第１受光部増幅回路２１は、監視領域で散乱した投光部１３の検出光が第１受光部１４ａによって受光されることで、当該第１受光部１４ａから出力された出力値を増幅して、制御部４０へ出力するための第１受光部増幅手段である。
　第２受光部増幅回路２２は、監視領域で散乱した投光部１３の検出光が第２受光部１４ｂによって受光されることで、当該第２受光部１４ｂから出力された出力値を増幅して、制御部４０へ出力するための第２受光部増幅手段である。
　第３受光部増幅回路２３は、監視領域で散乱した投光部１３の検出光が第３受光部１４ｃによって受光されることで、当該第３受光部１４ｃから出力された出力値を増幅して、制御部４０へ出力するための第３受光部増幅手段である。
　発振部３０は、所定のタイミングで投光部１３によって検出光を投光させるための基準信号を出力する発振手段である。
　制御部４０は、煙感知器１における各種の制御を行う制御手段である。この制御部４０の具体的構成は任意であるが、例えば、記憶部５０に記憶されたプログラムを呼出して解析実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）として構成することができる。本実施の形態において、この制御部４０は、投光タイミング切替部４１、投光電流可変部４２、補正部４３、演算部４４、閾値設定部４５、ゲイン調整部４６、煙種別判定部４７、火災判定部４８、及び、障害物判定部４９を備えて構成されている。投光タイミング切替部４１は、発振部３０から出力される基準信号に基づいて、投光部１３の投光のタイミングを段階的に切り替えるための投光タイミング切替手段である。投光電流可変部４２は、投光部１３の輝度を調整するための投光電流可変手段である。補正部４３は、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃによって出力される出力値を補正するための補正手段である。演算部４４は、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃによって出力された出力値を用いて所定の演算を行う演算手段である。閾値設定部４５は、火災判定部４８によって火災が発生したか否かを判定する閾値を設定するための閾値設定手段である。ゲイン調整部４６は、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃの出力の感度を向上させるために、第１受光部増幅回路２１、第２受光部増幅回路２２、及び第３受光部増幅回路２３のゲインを調整するためのゲイン調整手段である。煙種別判定部４７は、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力された出力値に基づいて、監視領域で発生した煙の種別を判定する煙種別判定手段である。火災判定部４８は、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力された出力値に基づいて、監視領域で火災が発生したか否かを判定する火災判定手段である。障害物判定部４９は、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力される出力値に基づいて、監視領域に障害物が存在するか否かを判定する障害物判定手段である。
　記憶部５０は、制御部４０による制御に必要なプログラム及び各種のデータ（例えば、火災発生の有無の判定に用いられる閾値等）を記憶する記憶手段である。この記憶部５０の具体的な構成は任意であり、例えば、フラッシュメモリやＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）の如き不揮発性の記憶媒体を用いることができる。
（処理）
　このように構成される煙感知器１によって実行される処理について以下説明する。この処理は、火災検知処理及び障害物処理に大別される。以下の各処理では、煙感知器１の電源は常時ＯＮされており、記憶部５０にて記憶されたプログラムに従って、各処理を常に実行することが可能となっているものとし、特記する主体を除いて制御部４０にて処理が行われる。
（処理－火災検知処理）
　最初に、火災検知処理について説明する。火災検知処理は、監視領域で発生した火災を検知する処理である。この処理は、煙種別処理及び火災発生処理に大別される。煙種別処理は、監視領域で発生した煙の種別を判定する処理であり、火災発生処理は、監視領域で火災が発生したか否かを判定する処理である。この火災検知処理では、煙種別処理が行われた後に（主に煙種別判定部４７によって処理される）、火災発生処理が行われる（主に火災判定部４８によって処理される）。図８は火災検知処理のフローチャートである。なお、以下の説明では、「ステップ」を「Ｓ」と略記する。
　まず、監視領域で火災発生の疑いのある煙が発生しているか否かを判別するために、煙種別判定部４７は、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃのうち、散乱角が最も小さい第１受光部１４ａから出力された出力値（以下、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０）を監視する（ＳＡ１）。このとき、第１受光部１４ａは、発振部３０から出力された基準信号に同期して、投光部駆動回路２０から電源の供給を受けた投光部１３によって監視領域に対して投光された検出光であって、当該監視領域の粒子によって散乱した検出光を受光し、第１受光部増幅回路２１を介して出力値Ａ４０を出力する。ここで、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０は第１受光部１４ａから第１受光部増幅回路２１を介して出力されるが、これと同様に、第２受光部１４ｂから出力される出力値（以下、第２受光部１４ｂの出力値Ａ５０）は第２受光部１４ｂから第２受光部増幅回路２２を介して出力され、第３受光部１４ｃから出力される出力値（以下、第３受光部１４ｃの出力値Ａ１５０）は第３受光部１４ｃから第３受光部増幅回路２３を介して出力される。なお、投光部１３によって投光される検出光の投光のタイミングは、投光タイミング切替部４１によって、発振部３０から出力される基準信号に基づいて切り替えられることで、任意に変更できる。
　ここで、ＳＡ１の処理にて、散乱角が最も小さい第１受光部１４ａに基づいて煙の監視を行う理由は、図５に示すように、火災時に発生する煙に関しては、散乱角が小さいほど、受光部１４から出力される出力値が大きくなるからである。すなわち、散乱角が小さい受光部１４ほど煙の検出精度は高いと言える。これより、本実施の形態では、第１散乱角θ１から第３散乱角θ３の出力値の大きさの関係が、第１散乱角θ１（θ１＝４０°）＞第２散乱角θ２（θ２＝５０°）＞第３散乱角θ３（θ３＝１５０°）となるので、第１散乱角θ１である第１受光部１４ａに基づいて、ＳＡ１の処理を行う。
　ただし、ＳＡ１の処理にて用いられる受光部１４は、散乱角が最も小さい第１受光部１４ａに限られない。例えば、煙種別判定部４７は、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃの各出力値を必要に応じて比較し、出力値が最も大きい受光部１４を特定し、当該受光部１４から出力された出力値を取得し、当該取得された出力値と記憶部５０に記憶された所定値とを相互に比較することにより、監視領域で火災発生の疑いのある煙が発生したか否かを判定してもよい。これにより、煙感知器１は、煙の検出状況に応じて煙の検出精度が高い受光部１４を用いて、煙の種類を判別することができる。なお、後述するＳＡ５、ＳＡ９、ＳＢ５、及びＳＢ９の処理にて用いられる受光部１４は、上述した特定方法を用いて特定してもよい。本実施の形態では、後述するＳＡ５、ＳＡ９、ＳＢ５、及びＳＢ９の処理においても、第１受光部１４ａが用いられる。
　第１受光部の出力値Ａ４０が所定値を上回った場合には（ＳＡ１、Ｙｅｓ）、監視領域で火災発生の疑いのある煙が発生していると考えられるので、次いで、煙種別判定部４７は、発生した煙の種類を判別する処理を行う。例えば、煙種別判定部４７は、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力された出力値に基づいて、監視領域で発生した煙が発炎火災時（例えば、木材の燃焼火災時）に発生する煙であるか否かを判別する処理を行う。本実施の形態では、二段階の判定を行っており、最初の判定では、第３受光部１４ｃの出力値Ａ１５０と第１受光部１４ａの出力値Ａ４０の出力比（以下、出力比Ａ１５０／Ａ４０）に基づいて行い、次の判定では、第２受光部１４ｂの出力値Ａ５０と第１受光部１４ａの出力値Ａ４０との出力比（以下、出力比Ａ５０／Ａ４０）と、第３受光部１４ｃの出力値Ａ１５０と第２受光部１４ｂの出力値５０との出力比（以下、出力比Ａ１５０／Ａ５０）の差に基づいて行う。
　具体的には、最初の判定では、演算部４４が出力比Ａ１５０／Ａ４０を演算した後に、煙種別判定部４７は、演算部４４によって演算された出力比Ａ１５０／Ａ４０が、０．４０≦Ａ１５０／Ａ４０≦０．５５を満たすか否かを判定する（ＳＡ２）。ここで、ＳＡ２の判定値を０．４０と０．５５とした理由は、図６に示す各種煙の出力比１５０°／４０°より、木材燃焼の出力比（＝０．４５）は要件を満たすが、木材燻焼の出力比（＝０．３０）及び粉塵の出力比（＝０．６０）は要件を満たさないようにして、木材燃焼以外の煙を排除するためである。そして、出力比Ａ１５０／Ａ４０が、０．４０≦Ａ１５０／Ａ４０≦０．５５を満たす場合には（ＳＡ２、Ｙｅｓ）、次の判定に進む。
　続いて、次の判定では、演算部４４が、出力比Ａ５０／Ａ４０と出力比Ａ１５０／Ａ５０を演算し、さらに、出力比Ａ５０／Ａ４０と出力比Ａ１５０／Ａ５０との差の絶対値を演算した後、煙種別判定部４７は、出力比Ａ５０／Ａ４０と出力比Ａ１５０／Ａ５０との差の絶対値が、｜Ａ５０／Ａ４０－Ａ１５０／Ａ５０｜≦０．１０を満たすか否かを判定する（ＳＡ３）。ここで、ＳＡ３の判定値を０．１０とした理由は、図６に示す出力比５０°／４０°と出力比１５０°／５０°との差の絶対値より、木材燃焼の差の絶対値（＝０．０５）は要件を満たすが、木材燻焼の差の絶対値（＝０．１５）は要件を満たさないようにして、木材燃焼以外の煙を排除するためである。
　ここで、出力比Ａ５０／Ａ４０と出力比Ａ１５０／Ａ５０との差の絶対値が、｜Ａ５０／Ａ４０－Ａ１５０／Ａ５０｜≦０．１０を満たす場合には（ＳＡ３、Ｙｅｓ）、監視領域で発生した煙が発炎火災による煙であると判別されるが、さらに監視領域で火災が実際に発生しているか否かを確認するために、火災判定部４８は、第１受光部１４ａの出力値Ａ１４を監視する。本実施の形態では、補正部４３が、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０のｂｉｔ値を３倍にした後に（ＳＡ４）、火災判定部４８は、補正部４３によって増幅された第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が閾値設定部４５にて設定された閾値を上回るか否かを判定する（ＳＡ５）。このＳＡ４の処理において、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０を補正する理由は、発炎火災時に発生する煙の煙量が発煙火災時に発生する煙の煙量に比べて少ないために、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が小さいので、ＳＡ５の発炎火災を判定するための閾値が後述するＳＡ９の発煙火災を判定するための閾値と同じである場合に、発炎火災発生時の第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が閾値を上回らない場合があるからである。
　ここで、補正部４３によって増幅された第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が閾値設定部４５にて設定された閾値を下回った場合には（ＳＡ５、Ｎｏ）、監視領域で発炎火災が発生していないので、補正部４３が、ＳＡ４にて増幅させた第１受光部１４ａの出力値Ａ４０のｂｉｔ値を元の値に戻した後に（ＳＡ６）、火災判定部４８は、ＳＡ１の直前に戻る。一方、補正部４３によって増幅された第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が閾値設定部４５にて設定された閾値を上回った場合には（ＳＡ５、Ｙｅｓ）、監視領域に発炎火災が発生していると考えられるので、火災判定部４８は、監視領域又はそれ以外の領域に配置された図示しない受信機等に向けて発報信号を出力する（ＳＡ１０）。これにて火災検知処理が終了する。なお、ＳＡ１０の処理にて、図示しない受信機等に向けて発報信号を出力する際には、制御部４０は、煙の種類を特定する信号を発報信号と合わせて出力してもよい。また、煙感知器１が火災発生時に警報音を鳴らす場合には、制御部４０は、煙の種類に応じて警報音の種類を変更するように、制御してもよい。
　一方、出力比Ａ１５０／Ａ４０が、０．４０≦Ａ１５０／Ａ４０≦０．５５を満たさない場合（ＳＡ２、Ｎｏ）、あるいは、出力比Ａ５０／Ａ４０と出力比Ａ１５０／Ａ５０との差の絶対値が、｜Ａ５０／Ａ４０－Ａ１５０／Ａ５０｜≦０．１０を満たさない場合には（ＳＡ３、Ｎｏ）、監視領域で発炎火災時に発生する煙以外の煙が発生していると考えられるので、さらに、煙種別判定部４７は、監視領域で発生した煙が発煙火災時（例えば、木材の燻焼火災時）に発生する煙であるか否かを判別する処理を行う。本実施の形態では、二段階の判定を行っており、最初の判定では、出力比Ａ１５０／Ａ４０に基づいて発煙火災時に発生する煙の判定を行い、次の判定では、出力比Ａ１５０／Ａ５０に基づいて発煙火災時に発生する煙の判定を行う。
　具体的には、最初の判定では、煙種別判定部４７は、出力比Ａ１５０／Ａ４０が、Ａ１５０／Ａ４０＜０．４０を満たすか否かを判定する（ＳＡ７）。ここで、ＳＡ７の判定値を０．４０とした理由は、図６に示す出力比１５０°／４０°より、木材燻焼の出力比（＝０．３０）は要件を満たし、木材燃焼の出力比（＝０．４５）や粉塵の出力比（＝０．６０）は要件を満たさないようにすることで、木材燻焼以外の煙を排除するためである。そして、出力比Ａ１５０／Ａ４０が、Ａ１５０／Ａ４０＜０．４０を満たす場合には（ＳＡ７、Ｙｅｓ）、次の判定に進む。
　続いて、次の判定では、煙種別判定部４７は、出力比Ａ１５０／Ａ５０が、Ａ１５０／Ａ５０＜０．８０を満たすか否かを判定する（ＳＡ８）。ここで、ＳＡ８の判定値を０．８０とした理由は、図６に示す出力比１５０°／５０°より、木材燻焼の出力比（＝０．４５）は要件を満たし、粉塵の出力比（＝０．８０）は要件を満たさないようにすることで、木材燻焼以外の煙を排除するためである。
　ここで、出力比Ａ１５０／Ａ４０が、Ａ１５０／Ａ４０＜０．４０を満たさない場合（ＳＡ７、Ｎｏ）、又は、出力比Ａ１５０／Ａ５０が、Ａ１５０／Ａ５０＜０．８０を満たさない場合には（ＳＡ８、Ｎｏ）、監視領域で火災発生に関係しない煙（例えば、調理の煙やバスルームの湯気等）が発生していると考えられるので、煙種別判定部４７は、ＳＡ１の直前に戻る。
　一方、出力比Ａ１５０／Ａ５０が、Ａ１５０／Ａ５０＜０．８０を満たす場合には（ＳＡ８、Ｙｅｓ）、監視領域で発生した煙が発煙火災時に発生する煙であると判別されるが、さらに監視領域で火災が実際に発生しているか否かを確認するために、火災判定部４８は、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０を監視する。本実施の形態では、火災判定部４８は、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が閾値設定部４５にて設定された閾値を上回るか否かを判定する（ＳＡ９）。ここで、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が閾値設定部４５にて設定された閾値を下回った場合には（ＳＡ９、Ｎｏ）、監視領域で発煙火災が発生していないので、火災判定部４８は、ＳＡ１の直前に戻る。一方、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が閾値設定部４５にて設定された閾値を上回った場合には（ＳＡ９、Ｙｅｓ），監視領域に発煙火災が発生していると考えられることから、火災判定部４８が、監視領域又はそれ以外の領域に配置された図示しない受信機等に向けて発報信号を出力する（ＳＡ１０）。これにて火災検知処理が終了する。なお、ＳＡ９の処理において、ＳＡ５の処理のように、補正部４３によって増幅された第１受光部１４ａの出力値Ａ４０を用いない理由は、発煙火災時に発生する煙の煙量が発炎火災時に発生する煙の煙量に比べて多いために、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が大きいので、ＳＡ９の発煙火災を判定するための閾値がＳＡ５の発炎火災を判定するための閾値と同じである場合に、閾値を補正しなくても、発煙火災発生時の第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が閾値を上回るからである。
（処理－障害物処理）
　次に、障害物処理について説明する。この処理は、監視領域に障害物が存在するか否かを判定するための処理である。図９は障害物処理のフローチャートである。
　最初に、監視領域に障害物が存在するか否かを判別するために、障害物判定部４９は、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０、第２受光部１４ｂの出力値Ａ５０、及び第３受光部１４ｃの出力値Ａ１５０を監視する。本実施の形態では、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、又は第３受光部１４ｃから出力される出力値がノイズ等によって増強されることにより、障害物が存在すると誤認される場合があることから、障害物の検出ミスを防止するために、障害物が存在するか否かを判別する処理を繰り返す。まず、以降の処理に使用する変数の初期化を行うために、処理の繰返し回数ｍ＝０と初期化する（ＳＢ１）。次いで、演算部４４が、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０、第２受光部１４ｂの出力値Ａ５０、及び第３受光部１４ｃの出力値Ａ１５０の合計値を演算した後に、障害物判定部４９は、演算部４４によって演算された合計値が、Ａ４０＋Ａ５０＋Ａ１５０＞６００を満たすか否かを判定する（ＳＢ２）。ここで、ＳＢ２の判定値を６００とした理由は、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０、第２受光部１４ｂの出力値Ａ５０、及び第３受光部１４ｃの出力値Ａ１５０の合計値が最大出力に近似したときに障害物が存在すると判定する場合に、１つの受光部１４の最大出力が２５５ビットとすると、３つの受光部１４の最大出力の合計値が７６５ビットとなるため、この合計値に近い値（ここでは、６００ビット）で障害物が存在するか否かを判定するためである。
　ここで、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０、第２受光部１４ｂの出力値Ａ５０、及び第３受光部１４ｃの出力値Ａ１５０の合計値が、Ａ４０＋Ａ５０＋Ａ１５０＞６００を満たす場合には（ＳＢ２、Ｙｅｓ）、監視領域に障害物が存在する疑いがあるとして、障害物判定部４９は、繰返し回数ｍを１つ増分することにより、当該繰返し回数ｍを更新する（ＳＢ３）。本実施の形態では、障害物判定部４９は、繰返し回数ｍ＝０＋１＝１とする（ＳＢ３）。そして、障害物判定部４９は、ＳＢ３にて更新した繰返し回数ｍを監視し（ＳＢ４）、繰返し回数ｍが１０回を超えるまで、ＳＢ２及びＳＢ３の処理を繰り返す。
　一方、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０、第２受光部１４ｂの出力値Ａ５０、及び第３受光部１４ｃの出力値Ａ１５０の合計値が、Ａ４０＋Ａ５０＋Ａ１５０＞６００を満たさない場合には（ＳＢ２、Ｎｏ）、さらに、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、又は第３受光部１４ｂの受光軸と投光部１３の投光軸とのなす角度が最も小さい第１受光部１４ａの出力値に基づいて、監視領域に障害物が存在するか否かを判定するために、障害物判定部４９は、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０を監視する。本実施の形態では、障害物判定部４９は、第１検出部１４ａが検出光を受光してから所定時間以内に（ここでは、５ｓｅｃ以内とする）、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が、Ａ４０＞１３３を満たすか否かを判定する（ＳＢ５）。ここで、所定時間以内の第１受光部１４ａの出力値Ａ４０を用いて、ＳＢ５の処理を行う理由は、障害物の方が煙に比べて検出光を散乱しやすいために、障害物に対する出力値の時間当たりの上昇率が、煙に対する出力値の時間当たりの上昇率に比べて高くなることを利用して、障害物に対する出力値と、煙に対する出力値とを区別するためである。また、ＳＢ５の判定値を１３３とした理由は、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０がノイズ等によって増加している場合であっても、当該煙感知器１が飽和せずに最大煙感度まで煙を検出することが可能になることを判定するように決定されている。すなわち、煙感知器１が飽和する時の出力値Ａ４０のビット値＝２５５ビットであり、一般的な煙感知器１の最大煙感度が１７％／ｍであり、かつ、ここでは煙濃度が１％／ｍ増加する毎に出力値Ａ４０が７．２ビット増加することから、ＳＢ５の判定値＝煙感知器１が飽和する時のビット値－煙濃度１７％／ｍ検出時のビット上昇分＝２５５ビット－１２２（≒１７×７．２）ビット＝１３３ビットとなる。
　ここで、ＳＢ３にて更新した繰返し回数ｍが１０回を超える場合（ＳＢ４、Ｙｅｓ）、又は、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が、第１検出部１４ａが検出光を受光してから５ｓｅｃ以内に、Ａ４０＞１３３を満たす場合には（ＳＢ５、Ｙｅｓ）、監視領域に障害物が存在する疑いがあると考えられるので、さらに当該障害物が確実に存在することを確認するために、障害物判定部４９は、投光部１３の輝度を通常の状態よりも下げて、監視領域に障害物が存在するか否かを判別する処理を再度行う。本実施の形態では、投光部１３の輝度が通常の状態であるため（ＳＢ６、Ｎｏ）、投光電流可変部４２は、投光部１３の輝度を通常の状態の１／２倍にし、ゲイン調整部４６は、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃのゲインを通常の状態の２倍にする（ＳＢ７）。ただし、ここで示すゲインの対象は、障害物の所定状態を基準とした場合の変化分のみである。その後、障害物判定部４９は、ＳＢ１の直前に戻る。ここで、投光部１３の輝度を通常の状態の１／２倍にする理由は、投光部１３の輝度が通常の状態の場合に、ＳＢ２及びＳＢ５より、障害物に対する第１受光部１４ａの出力値Ａ４０、第２受光部１４ｂの出力値Ａ５０、及び第３受光部１４ｃの出力値Ａ１５０が飽和する可能性があるので、これら出力値Ａ４０、Ａ５０、Ａ１５０を飽和しないレベルに低下させるためである。
　そして再度ＳＢ３にて更新した繰返し回数ｍが１０回を超える場合（ＳＢ４、Ｙｅｓ）、又は、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が、第１検出部１４ａが検出光を受光してから５ｓｅｃ以内に、Ａ４０＞１３３を満たす場合には（ＳＢ５、Ｙｅｓ）、監視領域に障害物が確実に存在すると考えられることから、１回目のＳＢ６の処理にて投光電流可変部４２が投光部１３の輝度が変えられているので（ＳＢ６、Ｙｅｓ）、補正部４３は、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０、第２受光部１４ｂの出力値Ａ５０、及び第３受光部１４ｃの出力値Ａ１５０のｂｉｔ値を１／４倍にする（ＳＢ８）。ここで、補正部４３が第１受光部１４ａの出力値Ａ４０、第２受光部１４ｂの出力値Ａ５０、及び第３受光部１４ｃの出力値Ａ１５０のｂｉｔ値を１／４倍にする理由は、障害物による第１受光部１４ａの出力値Ａ４０、第２受光部１４ｂの出力値Ａ５０、及び第３受光部１４ｃの出力値Ａ１５０のノイズを低減するためである。
　一方、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が、第１検出部１４ａが検出光を受光してから５ｓｅｃ以内に、Ａ４０＞１３３を満たさない場合には（ＳＢ５、Ｎｏ）、監視領域に障害物が存在しないと考えられるので、火災判定部４８は、補正されていない第１受光部１４ａの出力値Ａ４０の出力値を、閾値設定部４５にて設定された閾値にて判定することとし（ＳＢ９）、ＳＢ１の直前に戻る。
（効果）
　このように本実施の形態によれば、煙種別判定部４７が、一つの投光部１３に対して異なる位置に配置された第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力された出力値であって、監視領域で散乱した検出光に対して出力された出力値に基づいて煙の種別を判定するので、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃによって同じタイミングで投光部１３の検出光が受光されることにより、監視領域で発生した全く同じ煙に対して第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力された出力値に基づいて煙の種別を判定することでき、正確に煙の種類を判別することができる。
　また、煙種別判定部４７が、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力された出力値の相互間の比に基づいて煙の種別を判定するので、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力される出力値の大きさにとらわれずに、発炎火災時の煙又は発煙火災時の煙を判定することができ、一層正確に煙の種類を判別することができる。
　また、煙種別判定部４７が、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、又は第３受光部１４ｂの受光軸と投光部１３の投光軸とのなす角度が最も小さい第１受光部１４ａの出力値Ａ４０に基づいて、煙の種別の判定を行うか否かを判定するので、検出光が散乱しづらい煙であっても、煙を精度良く検出可能な第１受光部１４ａを用いて煙の種別の判定を行うか否かを判定でき、正確かつ迅速に煙の種類を判別することができる。
　また、火災判定部４８が、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、又は第３受光部１４ｂの受光軸と投光部１３の投光軸とのなす角度が最も小さい第１受光部１４ａの出力値Ａ４０に基づいて、火災が発生したか否かを判定するので、検出光が散乱しづらい煙であっても、煙を精度良く検出可能な第１受光部１４ａを用いて火災が発生したか否かを判定することができ、正確かつ迅速に火災を検出することができる。
　また、火災判定部４８が、煙種別判定部４７によって発炎火災時の煙であると判定された場合に、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０を補正するので、各種別ごとの煙の特性に応じて、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０を補正することができ、さらに正確に火災を検出することができる。
　また、障害物判定部４９が、一つの投光部１３に対して異なる位置に配置された第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力された出力値であって、監視領域で散乱した検出光に対して出力された出力値に基づいて障害物が存在するか否かを判定するので、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃによって同じタイミングで投光部１３の検出光を受光されることにより、全く同じ障害物に対して第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力された出力値に基づいて、障害物が存在するか否かを判定することができ、正確に障害物を検出することができる。
　また、障害物判定部４９が、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力された出力値の合計値に基づいて、監視領域に障害物が存在するか否かを判定するので、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、及び第３受光部１４ｃから出力された出力値を統合して、障害物が存在するか否かを判定することができ、一層正確に障害物を検出することができる。
　また、障害物判定部４９が、第１受光部１４ａ、第２受光部１４ｂ、又は第３受光部１４ｂの受光軸と投光部１３の投光軸とのなす角度が最も小さい第１受光部１４ａの出力値Ａ４０に基づいて、障害物が存在するか否かを判定するので、検出光が散乱しづらい障害物であっても、障害物を精度良く検出可能な第１受光部１４ａを用いて障害物が存在するか否かを判定でき、正確かつ迅速に障害物を検出することができる。
〔本実施の形態に対する変形例〕
　以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明の具体的な構成及び手段は、特許請求の範囲に記載した各発明の技術的思想の範囲内において、任意に改変及び改良することができる。以下、このような変形例について説明する。
（解決しようとする課題や発明の効果について）
　まず、発明が解決しようとする課題や発明の効果は、前記した内容に限定されるものではなく、本発明によって、前記に記載されていない課題を解決したり、前記に記載されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。
（分散や統合について）
　また、上述した各電気的構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成できる。例えば、煙感知器１から受信機にアナログ出力値を出力し、受信機側で煙の種別判定や火災発生の判定を行ってもよい。この場合には、本実施の形態で説明した煙感知器１の制御部４０や記憶部５０の全部又は一部を、受信機に備えて構成してもよい。
（投光タイミング切替部について）
　本実施の形態では、投光タイミング切替部４１は、投光部１３によって投光される検出光の投光のタイミングを任意に切り替えることができるが、例えば、投光タイミング切替部４１は、処理の内容に応じて投光のタイミングを切り替えてもよい。例えば、火災検知処理において、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が所定値を下回るまでは（ＳＡ１、Ｎｏ）、投光部１３が５ｓｅｃにつき１回検出光を投光し、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０が所定値を上回った後は（ＳＡ１、Ｙｅｓ）、投光部１３が２ｓｅｃにつき１回検出光を投光するように、投光タイミング切替部４１は投光のタイミングを切り替えてもよい。
（火災検知処理について）
　本実施の形態では、ＳＡ２からＳＡ５の処理は、発炎火災の判別とその火災発生の判定を行う処理であり、これら処理の詳細は省略するが、このうちのＳＡ４の処理において、補正部４３が第１受光部１４ａの出力値Ａ４０を３倍にすると説明したが、煙種別判定部４７よって判定された煙の種別に基づいて、監視領域で火災が発生したか否かを判定する判定基準を変更してもよい。
　例えば、図１０は変形例に係る火災検知処理のフローチャートである。この処理において、図１０に示すＳＣ２からＳＣ５の処理は、図８のＳＡ２からＳＡ５の処理と同じであるためにその説明は省略する。このＳＣ４の処理において、閾値設定部４５は、第１受光部１４ａの出力値Ａ４０を判定する閾値を１／３倍に設定してもよい。あるいは、閾値設定部４５は、ＳＣ５の処理にて用いられる閾値と、ＳＣ７の処理にて用いられる閾値とを、相互に別個に設定するようにして、ＳＣ４の処理を省略してもよい。
　なお、図８から図１０に示した処理における各工程は、特記した場合を除き、任意に変更可能である。例えば、図８の処理では、ＳＡ７及びＳＡ８にて発煙火災の判別を行った後に、ＳＡ９にて火災発生の判定を行っているが、図１０の処理のように、ＳＣ７の処理にて火災発生の判定を行った後に、ＳＣ８及びＳＣ９の処理にて発煙火災の判別を行ってもよい。
　１　煙感知器
　１０　感知器本体
　１１　ホルダ
　１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ　開口部
　１１ｅ　透明カバー
　１２　回路基板
　１３　投光部
　１４　受光部
　１４ａ　第１受光部
　１４ｂ　第２受光部
　１４ｃ　第３受光部
　１５　検知空間
　２０　投光部駆動回路
　２１　第１受光部増幅回路
　２２　第２受光部増幅回路
　２３　第３受光部増幅回路
　３０　発振部
　４０　制御部
　４１　投光タイミング切替部
　４２　投光電流可変部
　４３　補正部
　４４　演算部
　４５　閾値設定部
　４６　ゲイン調整部
　４７　煙種別判定部
　４８　火災判定部
　４９　障害物判定部
　５０　記憶部

Claims (14)

  1. 　監視領域に対して検出光を投光する投光手段と、
    　前記監視領域に存在する粒子によって、散乱された前記検出光を受光する複数の受光手段であって、当該受光手段の受光軸と前記投光手段の投光軸とのなす角度が各々異なるように配置された複数の受光手段と、
    　前記複数の受光手段から出力された出力値に基づいて、前記監視領域で発生した煙の種別を判定する煙種別判定手段と、
    　前記複数の受光手段から出力された出力値に基づいて、前記監視領域で火災が発生したか否かを判定する火災判定手段と、
    　を備えた煙感知システム。
  2. 　前記煙種別判定手段は、前記複数の受光手段から出力された出力値の相互間の比に基づいて、前記監視領域で発生した煙の種別を判定する、
    　請求項１に記載の煙感知システム。
  3. 　前記煙種別判定手段は、前記複数の受光手段のうち、出力値が最も大きい受光手段の出力値に基づいて、前記監視領域で発生した煙の種別の判定を行うか否かを判定する、
    　請求項１又は２に記載の煙感知システム。
  4. 　前記火災判定手段は、前記複数の受光手段のうち、出力値が最も大きい受光手段の出力値に基づいて、前記監視領域で火災が発生したか否かを判定する、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の煙感知システム。
  5. 　前記煙種別判定手段は、前記複数の受光手段のうち、当該受光手段の受光軸と前記投光手段の投光軸とのなす角度が最も小さい受光手段の出力値に基づいて、前記監視領域で発生した煙の種別の判定を行うか否かを判定する、
    　請求項１又は２に記載の煙感知システム。
  6. 　前記火災判定手段は、前記複数の受光手段のうち、当該受光手段の受光軸と前記投光手段の投光軸とのなす角度が最も小さい受光手段の出力値に基づいて、前記監視領域で火災が発生したか否かを判定する、
    　請求項１、２、及び５のいずれか一項に記載の煙感知システム。
  7. 　前記火災判定手段は、前記煙種別判定手段によって判定された前記煙の種別に基づいて、前記監視領域で火災が発生したか否かを判定する判定基準を変更する、
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の煙感知システム。
  8. 　前記火災判定手段は、前記煙種別判定手段によって判定された前記煙の種別に基づいて、前記受光手段から出力された出力値を補正する、
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の煙感知システム。
  9. 　前記複数の受光手段から出力された出力値に基づいて、前記監視領域に障害物が存在するか否かを判定する障害物判定手段、
    　を備えた請求項１から８のいずれか一項に記載の煙感知システム。
  10. 　前記障害物判定手段は、前記複数の受光手段から出力された出力値の合計値に基づいて、前記監視領域に障害物が存在するか否かを判定する、
    　請求項９に記載の煙感知システム。
  11. 　前記障害物判定手段は、前記複数の受光手段のうち、出力値が最も大きい受光手段の出力値に基づいて、前記監視領域に障害物が存在するか否かを判定する、
    　請求項９に記載の煙感知システム。
  12. 　前記障害物判定手段は、前記複数の受光手段のうち、当該受光手段の受光軸と前記投光手段の投光軸とのなす角度が最も小さい受光手段の出力値に基づいて、前記監視領域に障害物が存在するか否かを判定する、
    　請求項９に記載の煙感知システム。
  13. 　監視領域に対して検出光を投光する投光手段と、
    　前記監視領域に存在する粒子によって、散乱された前記検出光を受光する複数の受光手段であって、当該受光手段の受光軸と前記投光手段の投光軸とのなす角度が各々異なるように配置された複数の受光手段と、
    　前記複数の受光手段から出力された出力値に基づいて、前記監視領域で発生した煙の種別を判定する煙種別判定手段と、
    　前記複数の受光手段から出力された出力値に基づいて、前記監視領域で火災が発生したか否かを判定する火災判定手段と、
    　を備えた煙感知器。
  14. 　監視領域に対して検出光を投光する投光手段と、前記監視領域に存在する粒子によって、散乱された前記検出光を受光する複数の受光手段とを備えた煙感知器から出力された出力値を受信する受信機であって、
    　前記煙感知器から受信した出力値に基づいて、前記監視領域で発生した煙の種別を判定する煙種別判定手段と、
    　前記煙感知器から受信した出力値に基づいて、前記監視領域で火災が発生したか否かを判定する火災判定手段と、
    　を備えた受信機。
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