JP3783991B2

JP3783991B2 - 煙感知装置

Info

Publication number: JP3783991B2
Application number: JP14890598A
Authority: JP
Inventors: 一郎遠藤; 学土肥
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: JPH11339153A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、監視区域から吸引した空気中に浮遊する煙粒子をレーザ光を用いて光学的に検出して火災を判断する煙感知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンピュータルームや半導体製造設備のクリーンルームに代表される清浄空間で起きる火災を極く初期に検出するため、超高感度の煙感知装置が使用されている。
この超高感度の煙感知装置は、清浄空間に設置した配管より空気を吸引し、吸引した空気に含まれる煙粒子をレーザダイオードを照射した検煙領域に通し、受光素子で検出された煙粒子の散乱光による受光パルス信号の内、所定の閾値を越えた受光パルス信号の単位時間当りの数をカウントし、この単位時間当りのカウント数に基づいて０．０５〜０．２０％／ｍといった範囲の微弱な煙濃度を検出している。
【０００３】
このように受光パルス信号のパルスカウントにより煙濃度を検出する超高感度の煙感知装置にあっては、吸引する空気の流量の変化により単位時間当りの散乱光のカウント数が変化してしまい、正確な煙濃度の検出ができない問題がある。この問題を解消するため従来装置にあっては、流量計により吸引した空気の流量を測定し、設定流量と検出流量から補正係数を求め、単位時間当りのカウント数を補正するようにしている。
【０００４】
即ち、設定流量Ｑｒに対し実際の検出流量Ｑが増加した場合には、単位時間当りのカウント数が増加して煙濃度が高めになることから、補正係数Ｋ＝Ｑｒ／Ｑを求め、これを単位時間当りのカウント値に掛けて設定流量Ｑｒに換算したカウント値に補正して正しい煙濃度を検出できるようにしている。
しかし、吸引空気の流量変化による単位時間当りのカウント数を補正するためには、流量計が必要となり、装置コストがかなり高くなる。また流量計に不具合が生じたときには煙濃度が正確に検出できなくなる問題もある。
【０００５】
そこで本願発明者にあっては、吸入空気の流量計測を必要とすることなく、吸入空気の流量が変化しても正確に散乱光のに基づく煙濃度の検出ができる超高感度の煙感知装置として、ある閾値を超えた受光部からの受光パルス信号を積分部で積分して単位時間当りの積分量、即ち波形面積を求め、この積分量に基づいて煙濃度検出部で煙濃度を検出するものを提案している（特願平９−１７３９６８号）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単位時間当りの散乱光の受光パルス信号の積分値を基準に煙濃度に変換する煙感知装置にあっては、煙濃度は同じであっても、燃焼物の種類により煙の粒子径の分布に差があるため、単位時間当りの積分量に違いがでる。例えば小さい粒子径の煙粒子を多く含む煙の場合には、粒子径が小さい煙粒子の散乱光量が弱く、受光パルス信号の積分量が小さめになる。これに対し大きい粒子径の煙粒子を多く含む煙の場合には、粒子径が大きい煙粒子の散乱光量が強く、受光パルス信号の積分量が大きめになる。
【０００７】
このため煙の粒子系の分布の差により単位時間当りの積分量に違いがでるようになり、煙濃度の検出精度が低下する恐れがあった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、煙の種類により粒子径の分布に差があっても、その影響を受けることなく積分量に基づいて煙濃度を正確に検出できるようにした煙感知装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は次のように構成する。まず本発明は、レーザダイオードから出射されたレーザ光を吸入空気が通過する検煙領域に照射する投光部と、検煙領域を煙粒子が通過する毎に生ずる散乱光パルスを受光素子で受光して受光パルス信号を出力する受光部と、受光部からの受光パルス信号を積分して単位時間当りの積分量を求める積分部と、積分部の単位時間当りの積分量に基づいて煙濃度を検出する煙濃度検出部とを備え、監視区域から吸引した空気中に浮遊する煙粒子を光学的に検出して火災を判断する煙感知装置を対象とする。
【０００９】
このような煙感知装置につき本発明は、受光部で受光した受光パルス信号に対し複数の閾値を設定し、受光パルス信号の波高値に対応した閾値を判定する閾値判定部と、閾値判定部の判定閾値が所定値以下の場合、この判定閾値に対応する受光パルス信号の波高値を、より大きな波高値に補正して積分部で積分させる波高値補正部とを設けたことを特徴とする。
【００１０】
本願発明者の考察によれば、粒子系の大きな煙粒子を多く含む煙と、粒子径の小さな煙粒子を多く含む煙について、煙粒子の散乱光の受光パルス信号から得られた波高値の分布を計測したところ、両者とも波高値の小さい領域の分布が集中している。そこで、本発明は、波高値の小さい領域に集中する煙粒子の散乱パルス信号の波高値について補正を行うことで、煙の粒子径の分布の相違による積分量の誤差を抑制し、煙の種類によらずより正確に煙濃度を検出できるようにする。
【００１１】
実際の装置構成は受光パルス信号をデジタルデータに変換して処理する。このため、閾値判定部は、受光パルス信号をサンプルリングして１ビット当り所定の波高値分解能ΔＶをもつｎビットの受光データに変換するＡ／Ｄコンバータからの変換データを入力し、Ａ／Ｄコンバータの変換データが所定の下位ｍビットのいずれかにビット１をもつ受光データか否か判定する。
【００１２】
この場合、波高値補正部は、閾値判定部で下位ｍビットのいずれかにビット１をもつ受光データを判定した場合に、下位ｍビットより大きな所定のｋビットの受光データに補正する。
例えば閾値判定部は、Ａ／Ｄコンバータで変換した変換データが下位２ビットのいずれかにビット１をもつ受光データか否か判定し、波高値補正部は、閾値判定部で下位２ビットのいずれかにビット１をもつ受光データを判定した場合に、５ビットをオール１ビットとする受光データに補正する。
【００１３】
即ち、波高値補正部は、閾値判定部で２ビットの受光データ「０１」又は「１０」を判定した場合に、各受光データを５ビットの受光データ「１１１１１」に補正する。
また別の例として、閾値判定部は、Ａ／Ｄコンバータで変換した変換データが下位２ビットのいずれかにビット１をもつ受光データか否か判定し、波高値補正部は、閾値判定部で下位２ビットのいずれかにビット１をもつ受光データを判定した場合に、４ビットをオール１ビットとする受光データに補正する。即ち、波高値補正部は、閾値判定部で２ビットの受光データ「０１」又は「１０」を判定した場合に、各受光データを４ビットの受光データ「１１１１」に補正する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の煙感知装置の全体的な構成図である。図１において、煙感知装置１はコンピュータルームや半導体製造設備等を設置したクリーンルーム等火災による煙をごく初期の段階で検出するために設置されており、煙感知装置１に監視区域に設置された検知配管２を接続している。検知配管２は例えばＴ字型の配管であり、複数の吸込穴３を備えている。
【００１５】
煙感知装置１に設けた検煙部４のインレットに対しては検知配管２が接続され、アウトレット側は吸引装置７を備えたチャンバに開口されている。監視状態において吸引装置７はモータ駆動により予め定めた所定の設定流量の空気を吸引しており、このため警戒区域に設置した検知配管２の吸込穴３より吸い込まれた空気は検煙部４を通って吸引装置７から排出されている。
【００１６】
吸引装置７による吸引空気の吸入流量は設計上は所定値に決められているが、モータの回転変動等により設定流量に対し実際の流量は変動しており、この吸引流量の変動に伴い、検煙部４を通過する空気中に含まれる煙粒子の通過速度も変動している。
検煙部４にはレーザダイオード（ＬＤ）５と受光素子としてのフォトダイオード（ＰＤ）６が設けられ、フォトダイオード６としては例えばＰＩＮフォトダイオードが使用される。
【００１７】
検煙部４を通過する吸引した空気中に存在する煙粒子を含む空中浮遊粒子（エアロゾル）の検出は、レーザダイオード５からのレーザ光の照射による散乱光をフォトダイオード６で検出し、散乱光に応じた受光パルス信号を信号処理部８に出力して煙濃度検出のための信号処理を行う。本発明の信号処理部８にあっては、受光パルス信号に基づいた煙濃度の検出のための信号処理として単位時間当りに得られる受光パルス信号の積分値に基づいて煙濃度を検出している。
【００１８】
図２は図１の検煙部４に設けた散乱光式の煙粒子検出構造の説明図である。図２において、レーザダイオード５は出射するレーザ光の電解方向が所定方向に定まったいわゆる単偏向発振を行っており、内部にレーザダイオードチップ５ａを備えている。レーザダイオード５から出射されたレーザ光は投光光軸１１に向かうにつれて拡散波として広がる。
【００１９】
レーザダイオード５に続いては結像レンズ９が設置され、吸入した空気の気流１３が通過する結像位置１０にレーザダイオード５の光源像、即ちレーザダイオードチップ５ａの出射面の光源像（ニアフィールドパターン）を結像し、１μｍ前後の微小なスポット領域を形成している。
結像レンズ９によるレーザダイオード５の光源像の結像位置１０に対しては、その投光光軸１１上に対し例えばθ＝９０°と直交する方向に受光光軸１２を設定し、フォトダイオード６を設置している。フォトダイオード６の配置方向は、例えば結像位置１０を過ぎて拡散するレーザ光の光軸断面方向の光強度分布を示す楕円パターン（ファーフィールドパターン）１４に矢印で示す電界Ｅの方向と平行な方向に配置している。
【００２０】
このように電界Ｅの方向と平行な方向にフォトダイオード６を配置することで、結像位置１０の微小スポットを通過する煙粒子による散乱光を最も高い効率で受光することができる。
図３は図１の信号処理部のブロック図である。信号処理部８には制御部１５が設けられ、制御部１５に対し投光回路部１６を介してレーザダイオード５を接続し、またフォトダイオード６の出力が受光回路部１７を介して入力接続されている。更にモータを備えた吸引装置７が接続される。制御部１５には煙濃度検出部１８が設けられる。
【００２１】
図４は図３の制御部１５に設けられた煙濃度検出部１８の回路ブロックであり、受光回路部１７と共に示している。この煙濃度検出部１８は単位時間Ｔ当りに得られる散乱光の受光パルス信号の積分値に基づいて煙濃度を検出しており、且つ検煙部に流入する煙の種類に依存した煙粒子の分布の影響を低減するように発光調整を行っている。
【００２２】
受光回路部１７には受光回路２０と増幅回路２１が設けられる。受光回路部１７に設けた増幅回路２１からの受光パルス信号ａは煙濃度検出部１８側に設けているＡ／Ｄコンバータ２２に入力され、所定周波数のサンプリングクロックｂによりサンプリングされ、例えば８ビットのデジタル受光データｃに変換している。Ａ／Ｄコンバータ２２に続いてはＭＰＵ２３が設けられ、ＭＰＵ２３のプログラム制御によって閾値判定部２４、波高値補正部２５、積分部２６、煙濃度変換部２７及びタイマ部２８の機能が実現されている。
【００２３】
閾値判定部２４は、Ａ／Ｄコンバータ２２からの受光データｃに対し複数の閾値を設定し、受光データの波高値に対応した閾値を判定する。波高値補正部２５は閾値判定部２４の判定閾値が所定値以下の場合、この判定閾値に対応する受光データの波高値をより大きな波高値に補正して積分部２６に供給する。積分部２６はタイマ部２８からのリセット信号ｅで決まる一定時間Ｔに亘り波高値補正部２５で補正された受光データの積分処理、具体的には受光データの累積加算を行って、積分データを煙濃度変換部２７に出力する。
【００２４】
煙濃度変換部２７は、単位時間Ｔ毎に積分部２６より得られた積分データを煙濃度に変換する。この積分データを煙濃度に変換するための変換テーブルは、煙粒子の粒径、検煙部の通過速度、煙粒子に対する受光パルス信号の波高値等のパラメータを決めることで理論値として準備することができる。
次に図４のＭＰＵ２３に設けた閾値判定部２４、波高値補正部２５による本発明における受光データの補正の原理を説明する。
【００２５】
図５は、線香Ａと綿灯芯Ｂをそれぞれ燃焼して得られた煙を、図１の煙感知装置１の検煙部４に吸引して通過させ、このとき図４の受光回路部１７に設けている増幅回路２１から得られる受光パルス信号ａを波高分析装置に入力し、煙粒子１０００個中に含まれる波高値の分布を示す含有率の計測結果である。
図５において、波高値は波高値番号ｉとしてｉ＝１〜６４の６４段階に分けて含有率を計測している。即ち、ｉ＝１となる最低波高値は６４ｍＶであり、１段階毎に３２ｍＶずつ増加し、ｉ＝６４となる最大波高値は２０４８ｍＶとなっている。この波高値は実際には図４に設けたＡ／Ｄコンバータ２２によるアナログ信号からデジタル信号への変換特性で決まる。
【００２６】
即ち、Ａ／Ｄコンバータ２２の１ビット当りの波高値分解能ΔＶをΔＶ＝３２ｍＶとすると、アナログ信号の波高値は波高値番号ｉで示されるデジタルデータに変換される。この場合、波高値番号ｉはｉ＝１〜６４であることから、Ａ／Ｄ変換されたビットデータはｉ＝１〜６４を２進表現した８ビットデータ「０００００００１」〜「０１１１１１１１」となる。
【００２７】
また波高値番号ｉ＝１となる波高値６４ｍＶ未満の波高値はデジタルデータ「００００００００」となり、これによって受光パルス信号のノイズ成分がカットされ、６４ｍＶ以上の受光パルス信号を有効波高値として扱っている。
ここで線香Ａの煙は燃焼温度が比較的低いことから、粒子径の大きい煙粒子が多く含まれる。例えば波高値が最大となる２０４８ｍＶの含有率は６．９％となっている。一方、綿灯芯Ｂは燃焼温度が比較的高いことから、粒子径の小さな煙粒子を多く含んでいる。例えば波高値が最大となる２０４８ｍＶの含有率は１．７％であり、線香Ａに比べると大きな粒子径の煙粒子の含有率は５分の１程度となっている。
【００２８】
一方、線香Ａ及び綿灯芯Ｂについて波高値が最小の６４ｍＶにあっては、粒子径の大きい煙粒子を多く含む線香Ａは３６．５％であり、粒子径の小さい煙粒子を多く含む綿灯芯Ｂは４７．０％となっている。またｉ＝２の波高値９６ｍＶにあっては、線香Ａは１１．５％、綿灯芯Ｂは１３．９％、ｉ＝３の１２８ｍＶでは線香Ａは７．２％、綿灯芯Ｂも７．２％とほぼ同じに近付いている。
【００２９】
図６は図５の線香Ａと綿灯芯Ｂにおける波高値の分布をｉ＝１〜１６となる６４ｍＶ〜５４４ｍＶについて表している。この関係を更に分かりやすく示したものが図７である。
図７（Ａ）は粒子径の大きい煙粒子を多く含む燃焼物Ａの波高値分布であり、一方、図７（Ｂ）は粒子径の小さい煙粒子を多く含む燃焼物Ｂの煙についての波高値分布である。この図７（Ａ）（Ｂ）は図５の実際の計測結果に対しそれぞれの特有の傾向を強調して表している。このため図７（Ａ）の粒子径の大きな煙粒子を多く含む煙にあっては、波高値の増加に対する含有率の減少の傾きが小さく、広い波高値の範囲に亘って含有率が分布している。
【００３０】
これに対し図７（Ｂ）の粒子径の小さい煙粒子を多く含む煙にあっては、波高値の分布は低い方に集中した狭い範囲となっている。この図（Ａ）（Ｂ）のような波高値の分布をもつ異なった種類の煙を同一濃度として受光パルス信号の単位時間当りの積分値を検出してみると、粒子径の大きい煙粒子の分布が多い図７（Ａ）の煙の積分値が大きく、粒子径の小さい図７（Ｂ）の煙の積分値は小さくなる。そこで本発明にあっては、図７（Ｂ）の粒子径の小さい煙の波高値による積分値を、図７（Ａ）の粒子径の大きな煙による積分値に近付けるように補正を行う。
【００３１】
図８は図５の粒子径の大きな煙である線香Ａの煙濃度変換部出力を１００とし、粒子径の小さい煙となる綿灯芯Ｂの波高値を波高値をより高い値にする補正を行った時のの補正結果である。まず補正例１は綿灯芯Ｂの波高値を補正しなかった場合であり、線香Ａの１００に対し綿灯芯Ｂは５８．５であり、同じ煙濃度でありながら大幅な誤差を生じている。
【００３２】
そこで補正例２のように、綿灯芯Ｂのｉ＝２の波高値９６ｍＶ以下について、ｉ＝２５６の波高値２５６ｍＶに補正する。この補正は８ビット受光データでみると、ｉ＝２の９６ｍＶの受光データは「００００００１０」であり、これ以下の値としてはｉ＝１の「０００００００１」が存在することから、これらをｉ＝７の受光データ「０００００１１１」に補正したことを意味する。このような補正例２の補正を行うと、煙濃度変換部出力は線香Ａの１００に対し綿灯芯Ｂを７４．５に増加させることができ、両者の差が縮まっている。
【００３３】
更に補正例３は、９６ｍＶ以下の波高値をｉ＝１５となる５１２ｍＶに補正している。この補正は６４ｍＶの受光データ「０００００００１」または９６ｍＶの受光データ「００００００１０」を、ｉ＝１５となる５１２ｍＶの受光データ「００００１１１１」に補正したことになる。この補正例３にあっては、線香Ａの１００に対し綿灯芯Ｂを８６．８に補正でき、更に差を縮めることができる。
【００３４】
補正例４は綿灯芯Ｂについて９６ｍＶ以下の波高値を、ｉ＝３１となる波高値１０２４ｍＶにの受光データ「０００１１１１１」に補正して場合である。この補正例４にあっては、線香Ａの１００に対し綿灯芯Ｂを９９．４と補正でき、ほぼ一致させることができる。
この図８の補正例から明らかなように、補正例４における９６ｍＶ以下を１０２４ｍＶに補正する補正が最も最適な補正となる。このため図４のＭＰＵ２３にあっては、例えば図８の補正例４の補正条件を採用する。具体的には、Ａ／Ｄコンバータ２２が１ビット当り図５の波高値間隔３２ｍＶに対応した分解能をもつように設定し、これによってＡ／Ｄコンバータ２２は増幅回路２１からの受光パルス信号ａの波高値（ｍＶ）を図５の波高値番号ｉを２進表現した受光データｃに変換する。
【００３５】
閾値判定部２４は図５の波高値９６ｍＶ以下か否か、具体的にはＡ／Ｄコンバータ２２からの８ビット受光データｃの下位２ビットが「０１」「１０」のいずれかであるか判定している。閾値判定部２４で８ビット受光データｃの下位２ビットが「０１」「１０」のいずれかであることが判別されると、波高値補正部２５が図５の波高値１０２４ｍＶに対応した波高値番号ｉを２進表現した受光データ「０００１１１１１」に補正する。それ以外の受光データｃについては、補正を行うことなく、そのまま積分部２６に出力する。
【００３６】
図９は図４のＭＰＵ２３による波高値補正処理のタイミングチャートである。図９（Ａ）は増幅回路２１から出力される受光パルス信号ａであり、この受光パルス信号ａに対しては図５の波高値番号ｉ＝１，２，３，４，５，・・・に対応した波高値をもつ閾値ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３，ＴＨ４，ＴＨ５，・・・が見掛上、設定されている。図９（Ｂ）はＡ／Ｄコンバータ２２に対するサンプリングクロックであり、このサンプリングクロックｂのタイミングでＡ／Ｄコンバータ２２が図９（Ａ）の受光パルス信号ａをサンプリングして、図９（Ｃ）のＡ／Ｄコンバータ出力ｃに変換する。
【００３７】
図９（Ｃ）のＡ／Ｄコンバータ出力ｃは、サンプリングクロックｂで抽出した受光パルス信号ａの波高値をそのまま示しているが、実際には閾値ＴＨ１〜ＴＨ５の幅が１ビットの分解能に対応することから、各閾値のレベルに実際には正規化される。
図９（Ｃ）のＡ／Ｄコンバータ出力ｃ即ち受光データは図４の閾値判定部２４に入力され、閾値判定部２４は９６ｍＶに対応した閾値ＴＨ２以下の波高値を判別し、波高値補正部２５で所定の波高値、例えば図９（Ｄ）にあっては図８の補正例２の２５６ｍＶに対応した閾値ＴＨ７に補正している。もちろん補正例４にあっては、閾値ＴＨ３１に対応した１０２４ｍＶに補正することになるが、図９（Ｄ）にあっては表現できないことから補正例２を対象としている。
【００３８】
このように波高値補正が行われた図９（Ｄ）の波高値補正出力ｄは、リセット信号ｅで決まる所定時間Ｔに亘り積分部２６で積分即ち各補正出力の波高値が累積加算され、積分値が濃度変換部２７に出力されて、対応する濃度に変換される。
図１０は図４のＭＰＵ２３による波高値補正を行った場合の煙濃度に対する補正前と補正後の積分値Ｓの傾向を表している。
【００３９】
図１０において、特性Ａ１は補正前の粒子径が大きな煙粒子を含む燃焼物、Ｂ１は粒子径の小さい煙粒子を含む燃焼物であり、補正がない場合には両者は大きな差をもっている。
このような場合に、粒子径の小さい煙粒子を含む燃焼物Ｂ１を粒子径の大きな煙粒子を含む燃焼物Ａ１の特性に近付けるように、例えば図８の補正例２〜４のような波高値補正を行うと、粒子径の小さい煙粒子を含む燃焼物の特性Ｂ１はＢ２のように、粒子径の大きな煙粒子を含む燃焼物の特性Ａ１に近付く。この場合、粒子径の大きな煙粒子を含む特性Ａ１にあっても波高値の小さい部分について波高値補正が行われるため、補正によって燃焼物の特性Ａ１もＡ２のように変化する。
【００４０】
しかしながら、煙粒子径の大きな煙粒子を含む燃焼物にあっては、波高値補正を行っている粒子径の小さい部分での波高値の分布が少ないため、特性Ａ１から波高値補正による特性Ａ２変化の度合いが少なく、結果として補正後の特性Ｂ２，Ａ２を全体として近付けることができる。
尚、上記の実施形態は、図５の線香と綿灯芯の煙を対象とした波高値の含有率の分布に基づく補正例を例にとるものであったが、これ以外の粒子径の分布に大きな違いのある燃焼物との間について同様な関係を求め、粒子径の小さい煙の波高値の小さい部分についてより高い波高値に補正する波高値補正を行うことで、同様な補正結果を得ることができる。
【００４１】
また上記の実施形態は、Ａ／Ｄコンバータで受光パルス信号を受光データに変換して波高値補正、積分処理を行う場合を例にとっているが、アナログ的な信号処理によっても同様に実現することができる。
また上記の実施形態は、図２のように結像レンズによってレーザダイオード５からのレーザ光を結像位置１０に絞って微小なビームスポットの光学像を作り、この結像位置のビームスポットに対し外部から吸入した煙粒子の気流を通過させているが、結像レンズ９の代わりにコリメートレンズを使用してレーザダイオード５からのレーザ光を平行光に変換し、この平行光に対し所定の構成角θをもって受光素子としてのフォトダイオード６を配置した平行光学系を備えた煙感知装置についてもそのまま適用できる。
【００４２】
更に本発明は、その目的と利点を損なわない範囲の適宜の変形を含み、更に上記の実施形態の数値による限定は受けない。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、煙の種類により粒子径の分布に差があっても、粒子径の小さい煙の受光パルス信号の波高値の小さい領域について、より高い波高値に変換する補正を行うことで、煙の粒子径の分布の相違による積分量の誤差を抑制し、これによって煙の種類によらず、より正確に煙濃度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による煙感知装置の全体構成の説明図
【図２】本発明による散乱光式の煙粒子検出構造の説明図
【図３】図１の信号処理装置のブロック図
【図４】図３の煙濃度検出処理部の回路ブロック図
【図５】線香と綿灯芯の燃焼により得られた煙の波高値分布の計測結果の説明図
【図６】図５をプロットしたグラフ図
【図７】粒子径が大きい場合と小さい場合の波高値の分布の傾向を概略的に示したグラフ図
【図８】図５の綿灯芯における９６ｍＶ以下の波高値を各々２５６ｍＶ、５１２ｍＶ、１０２１４ｍＶに補正した場合の線香を１００とした場合の煙濃度変換部出力の説明図
【図９】図４における波高値補正処理のタイミングチャート
【図１０】本発明による波高値補正前と補正後の煙濃度に対する積分値の関係を示した特性図
【符号の説明】
１：煙感知装置
２：検知配管
３：吸込穴
４：検煙部
５：レーザダイオード
５ａ：レーザダイオードチップ
６：フォトダイオード（受光素子）
７：吸引装置
８：信号処理部
９：結像レンズ
１０：結像位置（検煙領域）
１１：発光光軸
１２，１９：受光光軸
１５：制御部
１６：投光回路部
１７：受光回路部
１８：煙濃度検出部
２０：受光回路
２１：増幅回路
２２：Ａ／Ｄコンバータ
２３：ＭＰＵ
２４：閾値判定部
２５：波高値補正部
２６：積分部
２７：煙濃度変換回路
２８：タイマ回路

Claims

レーザダイオードから出射されたレーザ光を吸入空気が通過する検煙領域に照射する投光部と、前記検煙領域を煙粒子が通過する毎に生ずる散乱光パルスを受光素子で受光して受光パルス信号を出力する受光部と、前記受光部からの受光パルス信号を積分して単位時間当りの積分量を求める積分部と、前記積分部の単位時間当りの積分量に基づいて煙濃度を検出する煙濃度検出部とを備え、監視区域から吸引した空気中に浮遊する煙粒子を光学的に検出して火災を判断する煙感知装置に於いて、
前記受光部で受光した受光パルス信号に対し複数の閾値を設定し、前記受光パルス信号の波高値に対応した閾値を判定する閾値判定部と、
前記閾値判定部の判定閾値が所定値以下の場合、該判定閾値に対応する受光パルス信号の波高値を、より大きな波高値に補正して前記積分部で積分させる波高値補正部と、
を設けたことを特徴とする煙感知装置。
請求項１記載の煙感知装置に於いて、
前記閾値判定部は、前記受光パルス信号をサンプリングして１ビット当り所定の波高値分解能ΔＶをもつｎビットの受光データに変換するＡ／Ｄコンバータからの変換データを入力し、該Ａ／Ｄコンバータのｎビット変換データが所定の下位ｍビットのいずれかにビット１をもつ受光データか否か判定し、
前記波高値補正部は、前記閾値判定部で下位ｍビットのいずれかにビット１をもつ受光データを判定した場合に、前記下位ｍビットより大きな所定のｋビットの受光データに補正することを特徴とする煙感知装置。
請求項２記載の煙感知装置に於いて、
前記閾値判定部は、前記Ａ／Ｄコンバータで変換したｎビット変換データの下位２ビットのいずれかにビット１をもつ受光データか否か判定し、
前記波高値補正部は、前記閾値判定部で下位２ビットのいずれかにビット１をもつ受光データを判定した場合に、オール１ビットとする５ビット受光データに補正することを特徴とする煙感知装置。
請求項３記載の煙感知装置に於いて、前記波高値補正部は、前記閾値判定部で２ビットの受光データ「０１」又は「１０」を判定した場合に、各受光データを５ビットの受光データ「１１１１１」に補正することを特徴とする煙感知装置。
請求項２記載の煙感知装置に於いて、
前記閾値判定部は、前記Ａ／Ｄコンバータで変換したｎビット変換データが下位２ビットのいずれかにビット１をもつ受光データか否か判定し、
前記波高値補正部は、前記閾値判定部で下位２ビットのいずれかにビット１をもつ受光データを判定した場合に、オール１ビットとする４ビットの受光データに補正することを特徴とする煙感知装置。
請求項５記載の煙感知装置に於いて、前記波高値補正部は、前記閾値判定部で２ビットの受光データ「０１」又は「１０」を判定した場合に、各受光データを４ビットの受光データ「１１１１」に補正することを特徴とする煙感知装置。