WO2005048208A1

WO2005048208A1 - 散乱光式煙感知器

Info

Publication number: WO2005048208A1
Application number: PCT/JP2004/017093
Authority: WO
Inventors: Tetsuya Nagashima
Original assignee: Hochiki Corporation
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2005-05-26
Also published as: AU2010201566A1; US20080246623A1; AU2004290246A1; AU2010201564B2; EP1688898A1; US20100118303A1; JPWO2005048208A1; EP1688898A4; JP4347296B2; AU2010201564A1; US8773272B2; AU2004290246B2; US7746239B2; AU2010201566B2

Abstract

　この散乱光式煙感知器は、感知器本体と、この感知器本体の外側に位置する開放状の検煙空間に向けて光を発する発光手段と、この発光手段から前記検煙空間に発せられた光に対する散乱光を受光し、この受光した散乱光の受光量に応じた受光信号を出力する受光手段と、この受光手段から出力された受光信号によって特定される前記受光量に基づいて、火災発生の有無を判断する火災判断手段とを備える。

Description

明細書

散乱光式煙感知器

技術分野

[0001] 本発明は、投光した光が煙によって散乱されることで生ずる散乱光を検出することで煙を感知する散乱光式煙感知器に関する。

背景技術

[0002] 従来の散乱光式煙感知器は、基本的に感知器内に外部力の煙を流入する煙チヤンバーを備え、この煙チャンバ一内を検煙空間として、発光素子からの光による煙の散乱光を受光素子で受光して火災を検出するようにして、る。

[0003] このように感知器の煙チャンバ一内に検煙空間を設ける理由は、煙に光を当てることにより発生する微弱な散乱光を外光の影響を受けずに高精度に検出するためであり、また、検煙空間に虫などの異物が存在すると、これら異物によって光が散乱されて誤報を生じる可能性があることから、これら異物が検煙空間に入る込むことを煙チヤンバーによって防止するためである。このように、煙チャンバ一を設けてそこを検煙空間とすることは、従来の散乱光式煙感知器においては必須の技術であった (例えば、特許文献 1及び特許文献 2参照)。

[0004] 特許文献 1 :特開平 6-109631号公報

特許文献 2：特開平 7-12724号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、従来の散乱光式煙感知器にあっては、煙チャンバ一を必須の構造として備えて、ることによる問題が存在して！/、た。

[0006] まず、従来の煙感知器は煙を流入し易くするため、煙チャンバ一の部分が飛び出した形態をもっており、天井面などに飛び出した状態で設置されることとなり、室内デザインを大きく損なう要因の一つとなっている。

[0007] また、煙チャンバ一に対する外部からの煙の流入は、その周囲に位置するカバー、煙流入口、防虫網、及び、外光遮断用のラビリンス (光遮蔽用の壁)を通るため、流入特性が不十分であり、煙の検出に時間遅れを起こす問題がある。

[0008] 更に、煙感知器の設置状態で煙チャンバ一内に埃が付着したり結露が生ずると、内部反射光による SZNの悪ィ匕ゃ誤動作を起す場合があるため、煙チャンバーを定期的に清掃点検する必要であり、その分、運用コストが嵩むなどの問題がある。

[0009] しかし、煙による散乱光に対する外光の影響を排除することが、光の波長特性や偏光特性を利用して可能であれば、感知器内に検煙空間を形成するための煙チャンバーは不要となり、従来の煙チャンバ一に起因した問題を解消できる等の様々なメリットカ Sある。

[0010] このような点に鑑みて、本発明は、感知器内の煙チャンバ一を不要とした、散乱光式煙感知器を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0011] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項 1に記載の本発明は、感知器本体と、前記感知器本体に内蔵され、前記感知器本体の外側に位置する開放状の検煙空間に向けて光を発する発光手段と、前記感知器本体に内蔵され、前記発光手段から前記検煙空間に発せられた光に対する散乱光を受光し、この受光した散乱光の受光量に応じた受光信号を出力する受光手段と、前記受光手段から出力された受光信号によって特定される前記受光量に基づ、て、火災発生の有無を判断する火災判断手段とを備えて構成される。

[0012] また、請求項 2に記載の本発明は、請求項 1に記載の本発明において、前記火災判断手段は、前記受光量とその微分値とに基づいて、火災発生の有無を判断するように構成される。

[0013] また、請求項 3に記載の本発明は、請求項 2に記載の本発明において、前記火災判断手段は、前記受光量が所定の火災閾値を越え、かつ、前記受光量の微分値が所定の誤報閾値以下である場合に、火災が発生したと判断するように構成される。

[0014] また、請求項 4に記載の本発明は、請求項 3に記載の本発明において、前記火災判断手段は、前記受光量が所定の火災閾値を越え、かつ、前記受光量の微分値が所定の誤報閾値を越えて、る場合、さらに前記微分値が所定の誤報閾値を越えた時力一定時間後に前記受光量が所定の障害閾値を越えているか否かを判定し、前記受光量が前記障害閾値を越えていた場合は、火災検出を妨げる障害が発生したと判断するように構成される。

[0015] また、請求項 5に記載の本発明は、請求項 1に記載の本発明において、前記火災判断手段は、前記受光量が所定の第 1の火災閾値を越えている時間が、所定の第 1 の設定時間以上継続し、かつ、前記受光量が前記第 1の火災閾値より大きい所定の第 2の火災閾値を越えている時間が、前記第 1の設定時間より長い所定の第 2の設定時間以上継続してヽる場合に、火災が発生したと判断するように構成される。

[0016] また、請求項 6に記載の本発明は、請求項 1一 5のいずれか一項に記載の本発明において、前記発光手段は、複数の発光手段を備えるように構成される。

[0017] また、請求項 7に記載の本発明は、請求項 6に記載の本発明において、前記発光手段は、第 1波長の光を発する第 1発光手段と、第 1波長より短い第 2波長の光を発する第 2発光手段とを備え、前記第 1発光手段の光軸と前記受光素子の光軸との相互の交差で構成される第 1散乱角に対し、前記第 2発光手段の光軸と前記受光素子の光軸との相互の交差で構成される第 2散乱角を大きくして構成される。

[0018] また、請求項 8に記載の本発明は、請求項 7に記載の本発明において、前記第 1波長の中心波長を 800nm以上とし、前記第 2波長の中心波長を 500nm以下とし、前記第 1散乱角を 20° — 50° の範囲とし、前記第 2散乱角を 100° — 150° の範囲として構成される。

[0019] また、請求項 9に記載の本発明は、請求項 6に記載の本発明において、前記発光手段は、第 1発光手段と第 2発光手段とを備え、前記第 1発光手段から発光される光を、当該第 1発光手段の光軸及び前記受光素子の光軸を通る第 1散乱面に垂直な偏光面をもつ光とし、前記第 2発光手段から発光される光を、当該第 2発光手段の光軸及び前記受光素子の光軸を通る第 2散乱面に水平な偏光面をもつ光とし、前記第 1発光手段の光軸と前記受光素子の光軸との相互の交差で構成される第 1散乱角に対し、前記第 2発光手段の光軸と前記受光素子の光軸との相互の交差で構成される第 2散乱角を大きくして構成される。

[0020] また、請求項 10に記載の本発明は、請求項 9に記載の本発明において、前記第 1 散乱角を 80° 以下とし、前記第 2散乱角を 100° 以上として構成される。 [0021] また、請求項 11に記載の本発明は、請求項 6から 10のいずれか一項に記載の本発明にお 1、て、前記複数の発光手段のそれぞれの光軸と前記受光素子の光軸とを含む平面が、相互に略非同一平面になるよう、前記複数の発光手段を立体角配置して構成される。

[0022] また、請求項 12に記載の本発明は、請求項 6から 11のいずれか一項に記載の本発明において、前記発光手段は、第 1発光手段と第 2発光手段とを備え、前記火災判断手段は、前記第 1発光手段にて発光された光が煙にて散乱されることにより生じる散乱光に対する前記受光手段における受光量と、前記第 2発光手段にて発光された光が煙にて散乱されることにより生じる散乱光に対する前記受光手段における受光量とを相互に比較することにより、前記煙の種類を識別し、この煙の種類に応じた判断基準に基づヽて、火災発生の有無を判断するように構成される。

[0023] また、請求項 13に記載の本発明は、請求項 1から 12のいずれか一項に記載の本発明にお 1、て、前記検煙空間における前記発光手段の光軸と前記受光手段の光軸との相互の交点を、前記感知器本体力ゝら約 5mm以上離して構成される。

[0024] また、請求項 14に記載の本発明は、請求項 1から 13のいずれか一項に記載の本発明において、前記感知器本体の外表面の少なくとも一部を虫忌避材料で構成され、あるいは、前記感知器本体の外表面の少なくとも一部に虫忌避剤を塗布又は含浸させて構成される。

[0025] また、請求項 15に記載の本発明は、請求項 1から 14のいずれか一項に記載の本発明において、前記受光手段の視野角を 5度以内として構成される。

[0026] また、請求項 16に記載の本発明は、請求項 1から 15のいずれか一項に記載の本発明において、前記発光手段は、コリメートされた平行光を発するように構成される。

[0027] また、請求項 17に記載の本発明は、請求項 1から 16のいずれか一項に記載の本発明において、前記受光手段力出力された前記受光信号を増幅するログアンプをさらに備えて構成される。

[0028] また、請求項 18に記載の本発明は、請求項 1から 17のいずれか一項に記載の本発明において、前記発光手段を、変調発光信号を用いて間欠的に発光駆動させる発光制御手段と、前記受光手段から出力された前記受光信号を、前記変調発光信号に同期して増幅する増幅手段と、をさらに備えて構成される。

[0029] また、請求項 19に記載の本発明は、請求項 18に記載の本発明において、前記発光手段を、変調発光信号を用いて間欠的に発光駆動させる発光制御手段をさらに備え、前記発光手段は、可視光波長帯域の光を発光し、前記発光制御手段は、 1ミリ秒以内の発光パルス幅で、前記間欠的な発光駆動を行うように構成される。

[0030] また、請求項 20に記載の本発明は、請求項 19に記載の本発明において、前記発光制御手段は、前記間欠的な発光駆動における合計発光時間を 1ミリ秒以内として構成される。

発明の効果

[0031] 本発明によれば、感知器本体の外側の検煙空間に向けて発光を行い、この検煙空間からの光を受光するので、感知器本体の外側に検煙点を設定して煙感知を行うことができる。このため、煙チャンバ一を省略できるので、従来の煙チャンバ一の部分が突出した形態は必要なくなり、その部分を扁平な薄型形状にできる。この結果、散乱光式煙感知器を天井面に設置した際に、検煙空間側となる感知器本体の外面を天井面にほぼ揃えることができ、天井面力も飛び出すことのないフルフラットの設置を可能とする。また、天井面をフルフラットに設計し、施工できることから、室内デザインの品質を飛躍的に向上できる。また、外面の開放空間を検煙空間として煙の散乱光を検出するため、従来の煙チャンバ一のような煙の流入を妨げる構造的な要因がなく、火災の煙につき時間遅れを起すことなく検出できる。さらには、検煙空間は外部の開放空間となり、開放検煙空間に相対する本体外面は下向きに露出しているため、埃の結露の付着がなぐこれに起因した誤報の問題が解消され、清掃も不要であることから、運用コストが低減できる。

[0032] また、本発明によれば、受光量とその微分値に基づ、た火災判断を行うことで、検煙空間に虫などの異物が存在した場合の誤動作を回避でき、開放空間を検煙空間とすること〖こよる問題ち解消することができる。

[0033] また、本発明によれば、受光量が所定の火災閾値を越え、かつ、受光量の微分値が所定の誤報閾値以下である場合に火災と判断する。これは、火災による煙濃度の増加が、虫などの異物による受光量の変化に比べ時間的に緩やかであることから、受光量が火災レベルに達しても直ぐに火災とは判断せず、その微分値を判定して異常閾値以下であることを条件に火災と判断するものである。このことにより、検煙空間に虫などの異物が存在した場合の誤動作を一層確実に回避できる。

[0034] また、本発明によれば、微分値が所定の誤報閾値を越えた時力も一定時間後に受光量が所定の障害閾値を超えていた場合は、異物による障害と判断する。これは虫などの異物による受光信号の変化には、一時的なものと継続的なものとに分類でき、虫の飛来等の一時的な受光信号の異常変化は、微分値が異常閾値を超えた後、ある一定時間後には解消されていることから、一定時間後に受光信号が障害閾値以下であれば、非障害と判断できる。これに対し、クモの巣やカーテン等が検煙空間内に移動や接触した場合には、一定時間を経過しても、受光信号は障害閾値を越えた異常レベルを継続しており、感知器が正常に煙を感知できないトラブル状態にあることから、この状態を障害と判断して通知することで、感知器の保守点検を可能とする。

[0035] また、本発明によれば、受光量が第 1の火災閾値を越えている時間が第 1の設定時間以上継続し、かつ、受光量が第 2の火災閾値を越えている時間が第 2の設定時間以上継続している場合に、火災発生と判断する。これは、煙チャンバ一を備えた従来の散乱光式煙感知器においては、火災の煙の煙濃度の変化と、火災以外 (例えば、タバコや調理)の煙の煙濃度の変化とが、相互に類似する傾向にあるため、これらを相互に区別することが困難であつたのに対して、煙チャンバ一を不要とした本発明に係る散乱光式煙感知器にぉ、ては、火災の煙と火災以外の煙との異なる傾向をそのまま検出結果に反映させることができるという特徴を活かし、これら両種類の煙を区別して誤報を防止する。

[0036] また、本発明によれば、複数の発光手段を備えることで、複数の受光量に基づく複合的な判断を行うことができ、火災判定を一層正確に行うことができる。

[0037] また、本発明によれば、 2つの発光手段につき、受光素子に対する散乱角を異ならせることで、煙の種類による散乱特性の相違を作り出し、同時に、 2つの発光部から発する光の波長を異ならせることで、波長に起因した散乱特性の相違を作り出し、この散乱角の相違と波長の相違の相乗効果によって煙の種類による散乱光の光強度に顕著な差をもたせることで、煙の識別確度を高め、検煙空間が外部にあっても、外光の影響を受けずに火災による煙を確実に検出でき、更に、調理の湯気やタバコの煙による非火災報を防止し、更に火災による煙についても黒煙火災と白煙火災といつた燃焼物の種類を確実に識別することができる。

[0038] また、本発明によれば、 2つの発光部から発する光の各散乱面に対する偏光面を異ならせることで、光の偏光方向に起因した散乱特性の相違を作り出し、同時に 2つの発光部につき、受光素子に対する散乱角を異ならせることで、煙の種類による散乱特性の相違を作り出し、この偏光方向の相違と散乱角の相違の相乗効果によって煙の種類による散乱光の光強度に顕著な差をもたせることで、煙の識別確度を高め、検煙空間が外部にあっても、外光の影響を受けずに火災による煙を確実に検出でき、更に、調理の湯気やタバコの煙などによる非火災報を確実に防止し、また火災時の煙についても黒煙火災と白煙火災を識別して燃焼物の種類を確実に識別することができる。

[0039] また、本発明によれば、複数の発光手段を立体角配置したので、発光手段の光軸と受光手段の光軸の相互の交点となる検煙点を、感知器本体外面の外側の空間に設定して煙による散乱光を検出することができる。

[0040] また、本発明によれば、第 1発光手段の光に対する散乱光の受光量と、第 2発光手段の光に対する散乱光の受光量とを比較することにより、例えば両者の比を取って閾値と比較することで煙の種類を識別し、煙の種類に応じた判断基準により火災判断を行う等、複数の受光量に基づいた複合的判断を行うことで、一層正確な火災検出を行うことができる。

[0041] また、本発明によれば、発光手段の光軸と受光手段の光軸との相互の交点を、感知器本体力から 5mm以上離したので、感知器本体の外面に埃が付着したり、虫が這いまわっても、その影響を回避することができる。

[0042] また、本発明によれば、感知器本体の外表面の少なくとも一部を虫忌避材料等にて構成することで、外表面に虫を近寄りに《し、誤報を未然に防ぐことができる。

[0043] また、本発明によれば、受光手段の視野角を 5度以内とすることで、検煙空間における散乱光検出のためのエリアの大きさを必要最小限とし、外光による影響を防ぐことがでさる。 [0044] また、本発明によれば、発光手段は、コリメートされた平行光を発することで、検煙空間における散乱光検出のためのエリアの大きさを必要最小限とし、外光による影響を防ぐことができる。

[0045] また、本発明によれば、受光信号をログアンプで増幅する。これにより、外光が直接受光素子に入射するような場合において、通常のリニアアンプでは出力が飽和して増幅機能が失われる場合であっても、受光増幅出力が飽和しないようにすることができ、安定的に火災検知を行うことができる。

[0046] また、本発明によれば、発光手段を変調発光信号を用いて間欠的に発光駆動し、受光信号を変調発光信号に同期して増幅するので、この変調発光と同期受光によつて、誤報の要因となる照明光などを検出対象力除外し、外光による誤報を確実に防止することができる。

[0047] また、本発明によれば、発光ノルス幅を 1ミリ秒以内とすることで、人間の視覚感度として不感帯となる発光時間に抑え、感知器における発光部の点滅を人間が認識できな、ようにすることができる。

[0048] また、本発明によれば、間欠的な発光駆動における合計発光時間を 1ミリ秒以内とすることで、人間の視覚感度として不感帯となる発光時間に抑え、感知器における発光部の点滅を人間が認識できな、ようにすることができる。

図面の簡単な説明

[0049] [図 1]図 1は、実施の形態 1における散乱光煙感知器の断面図である。

[図 2A]図 2Aは、実施の形態 1における散乱光式煙感知器を天井面に設置した状態を示す図である。

[図 2B]図 2Bは、実施の形態 1における散乱光式煙感知器を天井面に埋込装着した状態を示す図である。

[図 3]図 3は、チャンバ一ベースの斜視図である。

[図 4]図 4は、図 3のチャンバ一ベースを用いた検煙部全体の断面図である。

[図 5]図 5は、実施の形態 1における散乱光式煙感知器の回路ブロックである。

[図 6]図 6は、図 5の発光制御部による発光駆動のタイムチャートである。

[図 7]図 7は、図 5の信号処理部に設けている火災判断部の処理機能をノ、一ドウアにより実現した回路ブロック図である。

[図 8]図 8は、火災による煙を受けた際の図 7の火災判断部の動作を示したタイムチヤートである。

圆 9]図 9は、一時的に散乱光が増力!]した場合のタイムチャートである。

[図 10]図 10は、検煙点 Pの近傍の本体外面に異物が止まって動かないような場合のタイミングチャートである。

[図 11]図 11は、図 5の信号処理部に設けた火災判断部の機能をプログラム制御により実行するためのフローチャートを示している。

[図 12]図 12は、実施の形態 2における散乱光式煙感知器のチャンバ一ベースの斜視図である。

[図 13A]図 13Aは、図 12のチャンバ一ベースに設けて、る発光部と受光部の設置位置に対応した光学的な位置関係を 3次元座標空間で模式的に表した図である。

[図 13B]図 13Bは、発光光軸と受光光軸を xy平面となる水平面力も見た図である。

[図 14]図 14は、散乱角と各種煙の散乱光量との関係を示す図である。

圆 15]図 15は、散乱角と、濾紙燻焼煙に対するケロシン燃焼煙及び綿灯芯燻焼煙の散乱光量比率との関係を示す図である。

[図 16]図 16は、実施の形態 3における散乱光煙感知器の断面図である。

[図 17]図 17は、チャンバ一ベースの斜視図である。

[図 18]図 18は、図 17のチャンバ一ベースを用いた検煙部全体の断面図である。

[図 19]図 19は、実施の形態 3における散乱光式煙感知器の回路ブロックである。

[図 20A]図 20Aは、第 1発光素子、第 2発光素子、及び、受光素子について、その光軸による立体角配置を示す図である。

[図 20B]図 20Bは、第 1発光素子の A点と受光素子の C点の間の立体角配置を取り出した図である。

[図 20C]図 20Cは、第 2発光素子の B点と受光素子の C点との立体角配置を取り出した図である。

[図 21]図 21は、第 1発光素子、第 2発光素子、及び、受光素子の光軸が同一平面に存在すると仮定した場合の配置関係を示す図である。圆 22]図 22は、視野角と視野面積との関係を示す図である。

圆 23]図 23は、綿灯芯を燃焼させた場合に生ずる燻焼煙を対象とした散乱効率 Iを散乱角 Θについて示したグラフ図である。

[図 24]図 24は、ケロシンを燃焼させた場合に生ずる燃焼煙を対象とした散乱効率 Iを散乱角 Θについて示したグラフ図である。

[図 25]図 25は、綿灯芯による燻焼煙とケロシンによる燃焼煙とに対する受光信号量とその比率を示す図である。

[図 26]図 26は、図 19の回路ブロックをもつ火災感知処理のフローチャートである。

[図 27]図 27は、図 26の障害判定処理のフローチャートである。

[図 28]図 28は、一時的に散乱光が増加した場合のタイムチャートである。

[図 29]図 29は、検煙点 Pの近傍の本体外面に異物が止まって動かないような場合のタイミングチャートである。

[図 30]図 30は、実施の形態 4の検煙部構造を模式的に示した説明図である。

[図 31]図 31は、実施の形態 4の検煙部構造の立体配置を示す図である。

圆 32A]図 32Aは、第 1発光素子、第 2発光素子、及び、受光素子について、その光軸による立体角配置を示す図である。

[図 32B]図 32Bは、第 1発光素子の A点と受光素子の C点の間の立体角配置を取り出した状態を示す図である。

[図 32C]図 32Cは、第 2発光素子の B点と受光素子の C点との立体角配置を取り出した状態を示す図である。

[図 33]図 33は、図 30の検煙部構造において散乱角と偏光角を変えた場合の煙の種類に対する受光信号量の実験的に得られた結果を示す図である。

[図 34]図 34は、偏光方向と散乱角を設定した場合の燃焼物の種類に対する受光信号量とその比率を示す図である。

[図 35]図 35は、実施の形態 5における火災判定処理のフローチャートである。

[図 36]図 36は、煙チャンバ一を備えた従来の散乱光式煙感知器における、タバコの煙に対する受光レベルと時間との関係を示す図である。

[図 37]図 37は、煙チャンバ一を備えた従来の散乱光式煙感知器における、火災の煙に対する受光レベルと時間との関係を示す図である。

[図 38]図 38は、実施の形態 5の散乱光式煙感知器における、タバコの煙に対する受光レベルと時間との関係を示す図である。

[図 39]図 39は、実施の形態 5の散乱光式煙感知器における、火災の煙に対する受光レベルと時間との関係を示す図である。

符号の説明

1、 40、 100 散乱光式煙感知器

2、 112 感知器本体

3、 113 端子盤

4、 41、 114 チャンバ一ベース

4a、 108 検煙部

5、 109、 110、 125、 129 発光素子 (第 1発光素子、第 2発光素子）

5b、 42、 109b 発光開口

6、 111、 133 受光素子

6b、 43、 111b 受光開口

7 本体外面

9、 116 透明カバー

11、 136 感知器ベース

15、 102 発報回路

16、 103 信号処理部

17、 104 記憶部

18、 105、 106 発光制御部 (第 1発光制御部、第 2発光制御部）

19、 107 増幅回路

20、 25、 30 コンノルータ

21、 24、 31 基準電圧源

23 微分回路

26 単安定マルチバイブレータ

27、 28、 29 ANDゲー卜 126、 130 偏光フィルター

発明を実施するための最良の形態

[0051] まず、実施の形態 1の散乱光式煙感知器について説明する。図 1は実施の形態 1 における散乱光煙感知器の断面図である。図 1において、散乱光式煙感知器 1は、概略的に、感知器本体 2、端子盤 3、チャンバ一ベース 4、発光素子 5、受光素子 6、及び、透明カバー 9を備えて構成されている。

[0052] このうち、感知器本体 2内には端子盤 3が収納され、この端子盤 3の内側には回路基板 8が収納されている。この回路基板 8の下方には、チャンバ一ベース 4が装着されており、このチャンバ一ベース 4には、発光手段としての発光素子 5と、受光手段としての受光素子 6とが収納されて、る。

[0053] チャンバ一ベース 4の下面である本体外面 7は、略平坦に形成されており、この本体外面 7には、透明カバー 9が装着されている。また、本体外面 7には、発光素子 5から発せられた光を散乱光式煙感知器 1の外部に射出するための発光開口 5bと、このように射出されて煙によって散乱された光を受光素子 6に導入するための受光開口 6 bとが形成されている。この本体外面 7からさらに下方に離れた外部の開放空間には、発光素子 5の光軸と受光素子 6の光軸とが相互に交差する光軸交点 Pが設定されており、この光軸交点 Pが検煙点を構成する。このように、第 1の実施の形態における散乱光煙感知器 11の特徴の一つは、検煙点が散乱光式煙感知器 1の外部に設定されていることであり、散乱光式煙感知器 1の内部に検煙空間を形成する必要がないことから、煙チャンバ一が省略されている。

[0054] 図 2Aは、散乱光式煙感知器 1を取付ける基礎になる感知器ベース 11を天井面 10 に設置し、この感知器ベース 11に図 1の散乱光式煙感知器 1を装着した状態を示している。この図 2Aに示すように、散乱光式煙感知器 1においては、従来の散乱光式煙感知器に設けられて、る煙チャンバ一が省略されて、るので、この煙チャンバ一による飛び出しがない分、散乱光式煙感知器 1の全体の厚みを薄くでき、散乱光式煙感知器 1を、天井面 11から下方にあまり突出させることなく（散乱光式煙感知器 1を天井面 11に対しほとんど目立たせることなく）設置できる。

[0055] 図 2Bは、感知器ベース 11を天井面 10内に設置し、この感知器ベース 11に図 1の散乱光式煙感知器 1を埋込装着した状態を示している。この図 2Bに示すように、散乱光式煙感知器 1の下面（図 1の本体外面 7や透明カバー 9)を天井面 11に対して略面一状に設置でき、この場合には、煙チャンバ一による飛び出しが全くがなぐフルフラットな天井構造を実現できる。特に、煙チャンバ一を不要として散乱光式煙感知器 1の全体の厚みを薄くしているので、天井内に埋め込まれる部分が従来よりも小さくなり、狭い天井空間内にも散乱光式煙感知器 1を配置できる。

[0056] 図 3は、図 1の発光素子 5及び受光素子 6を配置するチャンバ一ベース 4の斜視図である。この図 3において、チャンバ一ベース 4の検煙側の本体外面 7には、発光開口 5b及び受光開口 6bが形成され、発光開口 5bの内部には発光素子 5、受光開口 6 bの内部には受光素子 6が組み込まれている（これら発光素子 5と受光素子 6は図 3で図示せず)。

[0057] 図 4は、図 3のチャンバ一ベース 4を用いた検煙部全体の断面図である（なお、透明カバー 9を想像線にて示す)。この図 4において、チャンバ一ベース 4の上部はフラットな本体外面 7となっており、この本体外面 7には、発光開口 5b及び受光開口 6bが開口されると共に、保護用に透明カバー 9が装着されている。なお実施の形態 1にお V、ては、外部の開放検煙空間の検煙点 P側の本体外面 7としてフラットな外面とした場合を例にとっている力この本体外面 7としては必要に応じて多少湾曲させたりあるいは適宜の凹凸を設けたりしてもよい。

[0058] チャンバ一ベース 4の内部には、発光素子 5と受光素子 6が組み込まれ、発光素子 5の発光光軸 5aと受光素子 6の受光光軸 6aとは、本体外面 7の外側の開放検煙空間の検煙点 Pで交差している。ここで、本体外面 7から外部空間の光軸交点となる検煙点 Pまでの高さ hは、任意に設定することができるが、好ましくは、散乱光式煙感知器 1の外部において煙検知に障害になり得る外乱要素、例えば、本体外面 7に埃や虫が付着しても、これら付着物が煙検知に影響を与えることのない高さに設定する。例えば、この高さ hは、散乱光式煙感知器 1の設置環境下において比較的多く発生している虫の最大の高さに設定することができ、一例として、 h= 5mm以上の高さを確保することが好ましい。

[0059] またチャンバ一ベース 4としては、虫が付着しにくい虫忌避材料で構成する力、本体外面 7に虫忌避剤を含浸または塗布するようにしてもよい。また透明カバー 9も虫忌避材料で構成するか、虫忌避剤を含浸または塗布するようにしてもよい。このことにより、虫が透明カバー 9の外面を這い回ることを防止し、虫による誤報の発生を防止できる。なお、虫忌避剤の具体的成分は任意である力例えば、ジェチルトルアミドゃピレスロイドを用いることができる。

[0060] 図 5は、実施の形態 1における散乱光式煙感知器 1の回路ブロックである。この図 5 において、散乱光式煙感知器 1は、上述した発光素子 5及び受光素子 6を有する検煙部 4a、発報回路 15、 CPUを用いた信号処理部 16、記憶部 17、発光制御部 18、及び、増幅回路 19を備えて構成されている。

[0061] このような構成において、概略的には、発光制御部 18にて駆動された発光素子 4a 力発光が行われる。このように発光された光が、散乱光式煙感知器 1の外部の検煙点 Pやその周辺において煙に反射して散乱されると、この散乱光が受光素子 6にて受光される。この受光素子 6の出力は、増幅回路（ログアンプ) 19にて増幅され、信号処理部 16に入力される。この信号処理部 16においては、増幅回路 19から出力された受光素子 6の出力のレベルと、記憶部 17に予め記憶された火災閾値 TH1、誤報閾値 TH2、又は、障害閾値 TH3とを後述するように比較することで、火災発生の有無、誤報、又は、障害発生の有無を判断する。そして、所定条件が満たされた場合、信号処理部 16は、発報回路 15を動作して所定の受信機に向けて火災信号を送出させる。

[0062] ここで、信号処理部 16には、火災判断部 16aの機能がプログラム制御の機能として設けられる。この火災判断部 16aは、受光素子 6による受光信号とその微分値に基づいて火災を判断する。即ち火災判断部 16aは、受光素子 6による受光信号 Aが所定の火災閾値 TH1を越え、且つ受光信号 Aの微分値 Bが所定の誤報閾値 TH2以下である場合に火災と判断する。

[0063] 一方、火災判断部 16aは、受光素子 6による受光信号 Aが所定の火災閾値 TH1を越え、かつ、受光信号 Bの微分値が所定の誤報閾値 TH2を越えている場合、微分値 Bが所定の誤報閾値 TH2を越えた時力一定時間 T後に受光信号 Aが所定の障害閾値 TH3を越えてヽる力否力判定し、障害閾値 TH3以下であれば一過性の障害と判断して監視を続行し、障害閾値 TH3を越えていた場合は異物による障害と判断する。

[0064] 図 6は、図 5の発光制御部 18による発光駆動のタイムチャートである。この図 6において、発光パルス (A)は、図 1の発光素子 5から発光される光、受光信号 (B)は、図 1 の受光素子 6にて受光される光、同期受光信号 (C)は、図 5の増幅回路 19にて取得される受光信号を示す。すなわち、発光制御部 18は、発光パルス (A)のように、繰り返し周期 T1毎にパルス幅 T2をパルス出力するように発光素子 5を発光駆動し、発光素子 5に変調発光を行わせる。これに対応して増幅回路 19は、発光制御部 18の変調と同期を取り、受光信号 (B)を発光変調に同期した同期受光信号 (C)として取得する。

[0065] ここで発光周期 T1は例えば Tl = lsecであり、変調発光のパルス幅 T2は例えば T 2 = 50 secとしている。このように変調発光とこれに対応した同期受光により、外部の検煙空間力の煙の散乱光以外の光の入射による受光信号を除去し、煙による散乱光のみの受光を確実にできるようにして、る。

[0066] また発光素子 5の発光波長帯域が可視光帯域にあることから、間欠発光による光を人間が見ても発光を認識できないようにするため、発光時間を lmsec以内に制限している。即ち、人間が目で発光素子力もの光を視認できるためには、 lmsecを越える継続発光時間を必要とすることから、発光素子力の光を見えなくするため、発光時間を lmsec以内に制限している。

[0067] 図 6の発光パルス (A)の場合、 3回の発光パルスの合計発光時間（パルス幅 T2 X 3 回）が lmsec以内であれば良い。例えば、上述のように T2 = 50 secとした場合、 3 回の発光パルスの合計発光時間は 150 secとなり、 lmsec以内であるため、発光が見えることはない。

[0068] 図 7は、図 5の信号処理部 16に設けている火災判断部 16aの処理機能をノ、一ドウエアにより実現した回路ブロック図である。図 7において、ハードウェアで構成された火災判断部 16aは、コンパレータ 20、基準電圧源 21、微分回路 23、コンパレータ 25 、基準電圧源 24、コンパレータ 30、基準電圧源 31、単安定マルチバイブレータ 26、 ANDゲート 27, 28, 29等を図示のように接続して構成されている。 [0069] コンパレータ 20は、受光素子 6の受光出力を増幅回路 19で増幅して得た受光信号 Aを入力され、基準電圧源 21により設定した所定の火災閾値 TH1と比較し、受光信号 Aのレベルが火災閾値 TH1を上回ったときに Hレベル出力（High出力）を生ずる。コンパレータ 20の Hレベル出力は ANDゲート 27の一方に入力される。

[0070] コンパレータ 30は、受光素子 6の受光出力を増幅回路 19で増幅して得た受光信号 Aを入力され、基準電圧源 31により設定した障害閾値 TH3と比較し、受光信号 A のレベルが障害閾値 TH3を上回ったときに Hレベル出力を生ずる。コンパレータ 30 の Hレベル出力は ANDゲート 28の一方に入力される。

[0071] また、受光信号 Aは微分回路 23で微分された後、微分値 Bとしてダイオード D1を介してコンパレータ 25に入力される。コンパレータ 25は基準電圧源 24による所定の異常閾値 TH2と微分値 Bを比較し、微分値 Bが異常閾値 TH2を越えたときに Hレべル出力を生ずる。なおダイオード D1は、微分回路 23からプラス極性とマイナス極性を持った微分信号が得られることから、このうちのプラス極性の微分値のみを取り出すようにしている。

[0072] コンパレータ 25の Hレベル出力は単安定マルチバイブレータ 26に入力される。この単安定マルチバイブレータ 26は、 Hレベル出力を受けることで駆動され、一定時間 Tに亘り、 Q出力より Hレベル出力を生ずる。単安定マルチバイブレータ 26の Q出力は ANDゲート 27の他方に反転入力される。

[0073] したがって、コンパレータ 25で微分値 Bが異常閾値 TH2を越えて単安定マルチバイブレータ 26が T1時間に亘り Hレベル出力を生じている間、 ANDゲート 27はコンパレータ 20による Hレベルとなる火災検出信号を禁止することになる。また、コンパレータ 25において微分値 Bが異常閾値 TH2以下であれば、単安定マルチノイブレータ 26の Q出力は Lレベル（Lowレベル）にあるため、 ANDゲート 27は許容状態にあり、このときコンパレータ 20による火災検出による Hレベル出力はそのまま出力される。

[0074] ANDゲート 27の出力は ANDゲート 29の一方に入力される。 ANDゲート 29の他方には ANDゲート 28の出力が反転入力される。 ANDゲート 28には、コンパレータ 3 0の出力と単安定マルチバイブレータ 26の反転出力が入力されている。このため AN Dゲート 28は、コンパレータ 30において障害が検出されて Hレベル出力を継続的に出力している状態で、コンパレータ 25による Hレベル出力で T時間に亘り動作した単安定マルチバイブレータ 26がオフとなったときの反転出力で許容状態となり、このときコンパレータ 30の出力が ANDゲート 28から出力されることで、これが障害信号となる。

[0075] また ANDゲート 28が Hレベル出力となる障害信号を出す際には、 ANDゲート 29 がその反転入力により禁止状態にあり、コンパレータ 30からの Hレベル出力は AND ゲート 29で禁止され、障害信号が出力される際には火災信号の出力が禁止される。

[0076] 図 8は、火災による煙を受けた際の図 7の火災判断部 16aの動作を示したタイムチヤートである。

[0077] 火災による煙を受けた際には、受光素子 6による受光信号 Aは図 8の (A)のように時間の経過と共に徐々に増加し、火災閾値 TH1を時刻 tlで越えるとコンパレータ 20 の出力が Hレベルとなり、このとき ANDゲート 27, 29は許容状態にあることから、図 8 の（C)のように火災信号力 ¾レベルとなり、図 5の発報回路 15を動作して受信機側に火災信号を送出する。

[0078] このとき微分回路 23の受光信号 Aの微分値 Bは、煙濃度の上昇が比較的緩やかであることから比較的小さな微分値であり、異常閾値 TH2を越えることはない。

[0079] 図 9は、図 1の散乱光式煙感知器 1において、本体外面 7の下側の外部の開放空間の検煙点 Pの部分を飛んでいる虫などが横切ることで一時的に散乱光が増加した場合のタイムチャートである。このように一時的に散乱光が生ずると、図 9の (A)のように受光信号 Aは急激に増加した後に通常レベルに戻り、火災閾値 TH1を越えている間、図 9の（C)のようにコンパレータ 20の出力は Hレベルとなる。

[0080] 一方、このときの受光信号 Aに対する微分回路 23の微分値 Bは、図 9の（B)のように、受光信号 Aの立ち上がりでプラス方向に大きく変化した後、受光信号 Bの立ち下力 Sりでマイナス方向に大きく変化した信号となる。そして、プラス方向に大きく変化した際に異常閾値 TH2を上回り、この間、図 9の（D)のようにコンパレータ 25が Hレべル出力を生ずる。その結果、図 9の（E)のように単安定マルチバイブレータ 26の Q出力が Hレベルとなる。

[0081] このため、コンパレータ 20の出力が Hレベルとなっても、単安定マルチバイブレータ 26の Q出力が Hレベルとなることで ANDゲート 27によって火災信号の出力が禁止される。この結果、外部開放空間の検煙点 Pを一時的に虫などが横切ったとしても、火災信号が出力される誤動作を起すことはない。

[0082] なお、単安定マルチバイブレータ 26による設定時間 Tとしては、検煙点を異物が横切る時間を十分カバーできるように設定すればよい。この外部の検煙点を異物が横切るケースとしては、虫以外に例えば人の指先や物が横切る場合などが考えられる。

[0083] 図 10は、図 1の外部空間に設定した検煙点 Pの近傍の本体外面 7にカーテン等の異物が止まって動かな、ような場合のタイミングチャートである。このような異物が固定的に付着したケースにあっては、受光信号 Aは図 10の（A)のように、火災閾値 TH 1を越えて大きく立ち上り、障害閾値 TH3を越えた後、その状態を継続することになる。

[0084] 微分回路 23から出力される微分値 Bは、図 10の（B)のように、プラス方向に大きく変化し、異常閾値 TH2を一時的に越える。このため異常検出用のコンパレータ 25も微分値の一時的な増加に応じて Hレベル出力を生じ、単安定マルチノイブレータ 26 を動作し、図 10の（E)のように単安定マルチバイブレータ 26がー定時間 Tに亘り Hレベル出力を生ずる。

[0085] このため単安定マルチバイブレータ 26の Q出力により ANDゲート 27が禁止状態となり、単安定マルチバイブレータ 26の動作中は ANDゲート 27からの Hレベル出力はない。単安定マルチバイブレータ 26がー定時間後にオフして Q出力が Lレベルとなると、 ANDゲート 27の禁止が解除され、 Hレベル出力を生ずる力同時に ANDゲート 28が単安定マルチバイブレータ 26の反転出力の Hレベルへの立ち上がりで許容状態となり、受光信号 Aが障害閾値 TH3を越えていることによるコンパレータ 30からの Hレベル出力を受けて ANDゲート 28出力が Hレベルとなり、これが障害信号（トラブル信号)として出力される。

[0086] 同時に、 ANDゲート 28の Hレベル出力で ANDゲート 29が禁止状態となり、 AND ゲート 27から Hレベル出力が得られても、これが禁止され、火災信号としての出力は阻止される。

[0087] ANDゲート 28の Hレベル出力による障害信号は図 5の発報回路 15に出力され、例えば火災発報時と異なる信号形式によって受信機に送出することで、受信側で感知器のトラブルを示す障害表示を行、、係員が感知器の検煙側の本体外面 7をチェックして、付着している異物などを除去することで、トラブルを解消できる。発報回路 1 5による受信機に対する障害信号の送出は、例えば一定時間だけパルス的に発報電流を流すような信号形式とすればょ、。

[0088] ここで、このような火災信号や障害信号の出力制御は、図 7のようなワイヤードロジック以外にも、ソフトウェアロジックにて達成することができる。図 11は、図 5の信号処理部 16に設けた火災判断部 16aの処理を、プログラム制御により実行するためのフロ一チャートを示している。なお、図 11の火災判断処理とは別のプログラムにより、増幅回路 19から出力される受光信号 Aのサンプリングと、サンプリングされた受光信号値の微分処理による微分値の演算が繰り返し行われて、る。

[0089] 図 11の火災判定処理にあっては、まずステップ SA1で受光値 Aが所定の火災閾値 TH 1以上か否かチェックし、火災閾値 TH 1を越えた場合にはステップ S A2に進み、微分値 Bが所定の異常閾値 TH2以上か否かチェックする。微分値 Bが異常閾値 TH2以下であれば、ステップ SA3に進み、火災と判断し、火災の判定出力を生ずる

[0090] ステップ SA2で微分値 Bが異常閾値 TH2を越えていた場合には、ステップ SA4に進み、設定時間 Tを持ったタイマーをスタートする。タイマースタート後、ステップ SA5 で設定時間 Tの経過をチェックしており、設定時間が経過すると、ステップ SA6に進み、ここで受光値 Aが障害閾値 TH3を越えて、る力否かチェックする。

[0091] 受光値 Aが障害閾値 TH3以下であった場合には、図 9に示した場合と同様、一時的に散乱光が増加した場合であることから、この場合には特に火災判断の出力は行わない。これに対し受光値 Aが障害閾値 TH3を越えていた場合には、これは図 10に示したように継続的に異常な受光信号が得られて、る状態であることから、ステップ S A7で障害を判定して、その判定出力を生ずる。

[0092] また、本実施の形態 1においては、図 5に示すように、受光素子 6からの受光出力をログアンプである増幅回路 19にて増幅しているので、火災判断を一層正確に行うことができる。すなわち、受光出力を通常のリニア型アンプで増幅した場合、外乱光の強い環境下ではアンプ出力が飽和する場合があり、火災失報に繋がる危険性があった

。本実施の形態 1では、受光出力をログアンプを用いて増幅しているので、比較的強い外乱光が受光部に入射した場合においても、アンプ出力が飽和して煙による散乱光を検出できないという事態を防ぐことができる。また、ログアンプにより外乱光環境下で煙散乱光を検出する場合には、煙によるアンプ出力の変化幅は小さくなるが、本実施の形態 1においては、微分値を取ることで SZN比を改善し、火災判断を行うことができる。

このように本実施の形態 1によれば、煙チャンバ一を省略して、散乱光式煙感知器を突出部の少ない平坦状に構成でき、天井面力も飛び出すことのないフルフラットの設置を可能とする。

また、受光量とその微分値に基づいた火災判断を行うことで、検煙空間に虫などの異物が存在した場合の誤動作を回避でき、開放空間を検煙空間とすることによる問題ち解消することができる。

また、受光量が火災レベルに達しても直ぐに火災とは判断せず、その微分値を判定して異常閾値以下であることを条件に火災と判断することで、検煙空間に虫などの異物が存在した場合の誤動作を一層確実に回避できる。

また、微分値が異常閾値を超えた状態が一定時間経っても解消されない場合には、障害と判断して通知することで、感知器の保守点検を可能とする。

また、検煙点を感知器本体力から 5mm以上離したので、感知器本体の外面に埃が付着したり、虫が這いまわっても、その影響を回避することができる。

また、感知器本体の本体外面の少なくとも一部を虫忌避材料等にて構成することで、外表面に虫を近寄りに《し、誤報を未然に防ぐことができる。

また、受光手段の視野角を 5度以内とすることで、検煙空間における散乱光検出のためのエリアの大きさを必要最小限とし、外光による影響を防ぐことができる。

また、受光信号をログアンプで増幅することで、受光増幅出力が飽和しないようにすることができ、安定的に火災検知を行うことができる。

また、発光素子を変調発光信号を用いて間欠的に発光駆動し、受光信号を変調発光信号に同期して増幅するので、誤報の要因となる照明光などを検出対象力除外し、外光による誤報を確実に防止することができる。

また、発光パルス幅を 1ミリ秒以内とすることで、人間の視覚感度として不感帯となる発光時間に抑え、感知器における発光部の点滅を人間が認識できないようにすることがでさる。

また、間欠的な発光駆動における合計発光時間を 1ミリ秒以内とすることで、人間の視覚感度として不感帯となる発光時間に抑え、感知器における発光部の点滅を人間が認識できな、ようにすることができる。

[0094] 次に、実施の形態 2の散乱光式煙感知器について説明する。この実施の形態 2は、基本的に実施の形態 1と同様であるが、発光素子の光軸と受光素子の光軸とを本体外面上に所定角度で交差するように配置した点において、発光素子の光軸と受光素子の光軸とを本体外面上で略直線的に配置した実施の形態 1と異なる。なお、実施の形態 2の構成及び方法は、特に説明なき点においては、実施の形態 1と同様であり、同一の機能を有する構成要素には実施の形態 1と同一の名称及び又は同一の符号を付する。

[0095] 図 12は、実施の形態 2における散乱光式煙感知器 40 (全体は図示せず)のチャンバーベース ₄₁の斜視図であり、このチャンバ一ベース 41には、発光開口 42と受光開口 43とが、本体外面上で所定の角度で交差するように配置されており、発光開口 42の内部には図示しない発光素子 5が収められ、受光開口 43の内部には図示しな Vヽ受光素子 6が収められて、る。

[0096] 次に、発光角度と受光角度との関係について詳細に説明する。なお、本願は、本件出願人によって 2002年 1月 11日に先に提出された日本国特許出願番号 2002— 4221の全内容を組み込むものであり、以下の内容の一部は、この出願に開示されているものである。

[0097] 図 13Aは、図 12のチャンバ一ベース 41に設けている発光部と受光部の設置位置に対応した光学的な位置関係を 3次元座標空間で模式的に表した図である。

[0098] 図 13Aにおいて、発光素子 5による発光点 Oからの発光光軸 13をベクトルで示し、外部の開放空間に位置する光軸交点 Pからの散乱光が入射する受光光軸 14を受光素子 6の受光点 Qに対するベクトルで示している。また、これら発光光軸 13と受光光軸 14との交差角のうち、発光光軸 13に沿った光が煙等で散乱して受光光軸 14に沿つた光になる際の角度を散乱角 Θ、この散乱角 Θに対する補角となる交差角を構成角 δとする（0 = 180度 δ )。

[0099] 図 13Aにおいて、発光点 0、光軸交点 Ρ及び受光点 Qを結ぶ三角形が実施の形態 2における散乱光式煙検知のための仮想的な光学面であり、三角形 OPQを形成する面は xy平面 (水平面)及び ζχ平面 (鉛直面）のそれぞれに対し、ある角度を持って配置されている。

[0100] ここでは、説明を簡単にするため、発光点 Oの X軸上への投影を投影点 Aとなるように配置しており、従って発光光軸 13の鉛直方向の傾斜角 φは、この場合 X軸に対する角度となる。

[0101] ここで発光光軸 13と受光光軸 14を xy平面となる水平面から見ると図 13Bのように、投影点 Aが発光点 Oに対応し、投影点 Bが受光点 Qに対応する。すなわち発光光軸 13と受光光軸 14は、水平方向において、所定の角度 α (水平面でのみかけ上の構成角 a )をもって交差して！/、る。

[0102] そこで、図 13A、 13Bにおいて、発光点 Oの座標を (a、 b、 c )、受光点 Qの座標を

1 1 1

(a、 b、 c )とすると、構成角 δ、水平面上のみかけ上の構成角 a、及び、垂直方向

2 2 2

の傾斜角 φは、次式（1)一（3)で表される。

[0103] [数 1]

…式（1 )

[0104] [数 2]

…式（2 )

[0105] [数 3]

• · ·式（3 ) [0106] 例えば、垂直方向の傾斜角 φ = 30° に設定し、水平面でのみかけ上の構成角 α = 120° とすると、構成角 δ = 97° となる。また水平面でのみかけ上の構成角 αを α = 120° 、傾斜角 φを φ = 9. 8° に設定していると、構成角 δは δ = 117° となる。

[0107] これをまとめると、みかけ上の構成角 α = 120° を一定に保った場合の傾斜角 φ

= 9. 8° , 30° に対し、実際の構成角 δ = 117° , 97° となり、発光点 Οと受光点 Qの水平方向での位置を変化させない場合、垂直方向の傾斜角 Φを大きくすれば、逆に実際の構成角 δを小さくする関係が得られる。もちろん垂直方向の傾斜角 φを小さくすれば光軸交点 Οの高さが低くなることから、より薄型化することになる。

[0108] 図 13A、 13Bのような発光カも受光までの光軸の 3次元関係に基づき、実施の形態 2では、発光光軸 13と受光光軸 14の構成角 δを略 110° としている。この構成角 δ = 110° に対応する散乱角 0は、 0 = 180° —δ = 70。である。このように構成角 δ = 110° ( 0 = 70° )とするのは、以下の理由による。すなわち、散乱光式感知器の検煙部には、（1)煙による散乱光量を大きくすることと、（2)煙の種類による影響を小さくすることとの、相反する 2つの要求がある。発明者は、散乱角と各種の煙に対する散乱光量との関係を、実験とシュミレーシヨンとにより求めた（OPTIMIZATION OF SENSITIVITY CHARACTERISTICS OF PHOTOELECTRIC SMOKE DETECTOR TO VARIOUS SMOKES, Nagashima et al, Asia Oceania Fire Symposium, 1998)。

[0109] 図 14は、散乱角： θ ( = 180- δ )による散乱光量の変化を示すもので、各種の煙に対する散乱角と散乱光量との関係を、従来の散乱光式煙感知器での散乱角 =40 ° での濾紙の燻焼煙による散乱光量を 1とした時の相対比として示している。図示のように、散乱角が大きくなるに従い散乱光量は小さくなるが、煙感知器の動作を安定ィ匕させるためには、従来の散乱光量の少なくとも 1Z5の散乱光量を確保する必要があり、 0く 90° が必要となる。一方、煙の種類による影響を小さくするためには、図 1 5に示した濾紙燻焼煙に対するケロシン燃焼煙の出力をできるだけ大きくすることが求められる。ケロシン燃焼煙に対する感度は、少なくとも濾紙の感度の 1Z7以上であることが必要となり、この場合 Θ > 50° となる。これは ΕΝ規格および UL規格に規定された各種の火災試験に合格するための理想条件となっている。両者を満足する散乱角は、 50° < Θ < 90° となり、理想的には、 Θ = 70° が求められる。

[0110] このように実施の形態 2によれば、実施の形態 1と同様の効果に加えて、発光素子 5 の発光光軸 13と受光素子 6の受光光軸 14を構成角 δ = 110° に設定した状態で水平面におけるみかけ上の構成角 α及び垂直面における傾斜角 φをもつようにチヤンバーベース 41内に埋め込み配置することで、煙粒子の大きさに対する感度の影響の少ない最適な角度配置を行っても、煙に対する光軸交点 Ρの飛び出し量を低く抑えることができる。

[0111] 次に、実施の形態 3の散乱光式煙感知器について説明する。この実施の形態 3の散乱光式煙感知器は、概略的に、発光素子を 2つ備えている点において、発光素子を一つのみ設けている実施の形態 1及び実施の形態 2の散乱光式煙感知器と相違する。なお、実施の形態 3の構成及び方法は、特に説明なき点においては、実施の形態 2と同様であり、同一の機能を有する構成要素には実施の形態 2と同一の名称及び又は同一の符号を付する。

[0112] まず、発光素子を 2つ設ける背景について説明する。従来の散乱光式煙感知器にあっては、火災による煙に限らず、調理の煙やバスルームの湯気等により非火災報を発してしまうことがある。

[0113] このような火災以外の原因による非火災報を防止するため、 2種類の波長の光を検煙空問に照射し、煙による散乱光について異なる波長の光強度の比を求めて煙の種類を判定する方法や、散乱面に対し垂直な偏光面をもつ光と水平な偏光面を持つ光を照射し、煙による散乱光の各偏光成分の光強度の比を求めて煙の種類を判定する方法が知られて、る。

[0114] し力しながら、このような従来の異なる波長の光や偏光面の異なる光を用いて煙の種類を判別する方法にあっては、火災による煙と火災以外の原因による調理の煙やバスルームの湯気等を識別する確度が必ずしも十分とは、えず、さらに高度な煙識別が望まれている。

[0115] そこで、本実施の形態 3においては、感知器内の煙チャンバ一を廃止して小型薄型化を図ることに加えて、煙識別の確度を高めて非火災報防止を確実なものとすることを目的の一つとしている。 [0116] 次に、実施の形態 3における散乱光煙感知器について説明する。図 16は、実施の形態 3における散乱光煙感知器の断面図である。この散乱光式煙感知器 100は、概略的に、感知器本体 112、端子盤 113、チャンバ一ベース 114、第 1発光素子 109、第 2発光素子 110 (図 16には図示せず)、受光素子 111、及び、透明カバー 116を備えて構成されている。なお、特記する点を除き、これら感知器本体 112、端子盤 11 3、チャンバ一ベース 114、第 1発光素子 109、受光素子 111、透明カバー 116は、それぞれ、実施の形態 1における感知器本体 2、端子盤 3、チャンバ一ベース 4、発光素子 5、受光素子 6、透明カバー 9と同様に構成でき、第 2発光素子 110は発光素子 5と同様に構成できる。

[0117] ここで、チャンバ一ベース 114には、複数の発光手段としての第 1発光素子 109及び第 2発光素子 110と、受光手段としての受光素子 111とが収納されている。また、本体外面 118には、第 1発光素子 109及び第 2発光素子 110から発せられた光を散乱光式煙感知器 100の外部に射出するための 2つの発光開口 109b、 110b (図 16 には一つの発光開口 109bのみを図示する）と、このように射出されて煙によって散乱された光を受光素子 111に導入するための受光開口 11 lbとが形成されて、る。この本体外面 118からさらに下方に離れた外部の開放空間には、第 1発光素子 109及び第 2発光素子 110の光軸と受光素子 111の光軸とが相互に交差する光軸交点 Pが設定されており、この光軸交点 Pが検煙点を構成する。

[0118] 散乱光式煙感知器 100を取付ける基礎になる感知器ベース（図示せず)を天井面（図示せず）に設置し、この感知器ベースに図 16の散乱光式煙感知器 100を装着した場合においては、実施の形態 1の図 2Aと同様、煙チャンバ一による飛び出しがない分、散乱光式煙感知器 100を天井面に対しほとんど目立たせることなく設置できる。

[0119] また、感知器ベースを天井面内に設置し、この感知器ベースに図 16の散乱光式煙感知器 100を埋込装着した場合においても、実施の形態 1の図 2Bと同様、散乱光式煙感知器 100の下面（図 1の本体外面 118や透明カバー 116)が天井面と同じレべルとなって飛び出し全くがなぐフルフラットな天井構造を実現できる。特に、煙天井内に埋め込まれる部分が従来よりも小さくなり、狭い天井空間内にも散乱光式煙感知器 100を配置できる。 [0120] 図 17は、第 1発光素子 109、第 2発光素子 110、及び、受光素子 111を立体角配置するためのチャンバ一ベース 114の斜視図である。図 17において、チャンバ一べース 114の本体外面 118には、第 1発光開口 109b、第 2発光開口 110b、及び、受光開口 111bが形成され、それぞれの開口の内部に、図 1の第 1発光素子 109、第 2 発光素子 110、受光素子 111が組み込まれて!/、る（これら各素子は図 17で図示せず

) o

[0121] 図 18は、図 17のチャンバ一ベース 114を用いた立体角配置をとる検煙部全体の断面図である（第 1発光開口 109bと受光開口 111bとを通る断面における断面図。なお、透明カバー 116を想像線にて示す）。この図 18において、チャンバ一ベース 114 の上部はフラットな本体外面 118となっており、第 1発光開口 109b、第 2発光開口 11 0b、及び、受光開口 111bが形成されており、保護用に透明カバー 116が装着されている。

[0122] チャンバ一ベース 114の内部には、第 1発光素子 109、第 2発光素子 110 (図 18では図示せず）、受光素子 111が組み込まれており、第 1発光素子 109の光軸 109a、第 2発光素子 110光軸 110a (図 18では図示せず）、及び、受光素子 111の光軸 11 laは、本体外面 18の外側となる開放検煙空間の検煙点 Pで立体交差してヽる。

[0123] ここで、本体外面 118から外部空間の光軸交点となる検煙点 Pまでの高さ hとしては、実施の形態 1と同様、本体外面 7の付着物が煙検知に影響を与えることのない高さ、例えば、 h= 5mm以上に設定することが好ましい。

[0124] 図 19は、実施の形態 3の散乱光式煙感知器の回路ブロックである。この図 19において、散乱光式煙感知器 100は、発報回路 102、 MPUを用いた信号処理部 103、記憶部 104、第 1発光制御部 105、第 2発光制御部 106、増幅回路 107、及び、検煙部 108を備えて構成されている。なお、特記する点を除き、これら発報回路 102、信号処理部 103、記憶部 104、第 1発光制御部 105、増幅回路 107、検煙部 108は、実施の形態 1における発報回路 15、信号処理部 16、記憶部 17、発光制御部 18、増幅回路 19、検煙部 4aと同様に構成でき、第 2発光制御部 106は発光制御部 18と同様に構成できる。

[0125] 検煙部 108は、第 1発光素子 109、第 2発光素子 110、及び、受光素子 111を備えて構成されている。これら第 1発光素子 109、第 2発光素子 110、及び、受光素子 11 1は、それぞれの光軸が感知器外部の開放空間に設定された検煙点 Pで交差するように、配置されている。

[0126] 図 20Aは、第 1発光素子 109及び第 2発光素子 110の発光光軸 109a、 110aと、受光素子 111の受光光軸 11 laとによる立体角配置を示して、る。

[0127] これら発光光軸 109a、 110a及び受光光軸 11 laが交差する検煙点 Pが、図 17のチャンバ一ベース 114における本体外面 118の外側となる開放検煙空間に存在しており、これに対し第 1発光素子 109、第 2発光素子 110、及び、受光素子 111は、チヤンバーベース 114の中に配置されて!、る。

[0128] 図 20Bは、第 1発光素子 109の A点と受光素子 111の C点の間の立体角配置を取り出している。この場合、第 1発光素子 109の A点からの発光光軸 109aと、受光素子 111の C点からの受光光軸 11 laとを含む面は三角形 PCAで与えられ、この三角形 PCAを含む面の発光光軸 109aと受光光軸 11 laとのなす角が第 1発光素子 109の第 1散乱角 Θ 1となる。

[0129] 図 20Cは、第 2発光素子 110の B点と受光素子 111の C点との立体角配置を取り出している。この場合、発光光軸 110aと受光 11 laとは三角形 PCBを含む面に存在しており、発光光軸 110aと受光光軸 11 laとのなす散乱角は、三角形 PCBを含む面上の発光光軸 110aと受光光軸 11 laのなす場合に散乱角 Θ 2として与えられている。

[0130] ここで図 20A— 20Cの立体角配置をとる検煙部 108の構造を、説明を容易にするため、図 21のように、第 1発光素子 109、第 2発光素子 110、及び、受光素子 111の光軸が同一平面に存在すると仮定して説明すると次のようになる。

[0131] 図 21において、第 1発光素子 109は、その発光光軸 109aと受光素子 111の受光光軸 11 laの交点 Pに対する第 1散乱角 θ 1を、この実施形態にあっては Θ = 30° に設定している。また第 1発光素子 109としては近赤外線 LEDを使用しており、第 1 発光素子 109から発せられる光は、中心波長 λ 1として、この実施形態にあってはえ l = 900nm ( = 0. 9 m)を設定して!/ヽる。

[0132] このような第 1発光素子 109に対し、実施の形態 3にあっては更に第 2発光素子 11 0を設けている。第 2発光素子 110は、その発光光軸 110aと受光素子 111との交点 Pに対する第 2散乱角 Θ 2を、第 1発光素子 109と受光素子 111の第 1散乱角 θ 1より大きく構成している（ θ 2 > θ D oこの実施形態にあっては第 2散乱角 Θ 2は Θ 2 = 1 20° として!/、る。

[0133] また第 2発光素子 110は可視光 LEDを使用しており、第 2発光素子 110から発生される光の中心波長を第 2波長 λ 2とすると、この波長 λ 2は第 1発光素子 109の波長 λ 1より短く設定されており、この実施形態にあってはえ 2 = 500nm ( = 0. 5 /z m)としている。

[0134] 更に、第 1発光素子 109及び第 2発光素子 110としては、コリメートされた平行光を発するレーザダイオードなどを使用することが望ましい。また、受光素子 111としては、検煙点 Pに対する視野角が 5度以下といった狭いものを使用することが好ましい。このような視野角にした場合、検煙点 Pを中心とした限定された検煙空間のみ力ゝらの光を受光し、煙の散乱光以外の外乱光が受光部に入射する光量を小さくして、外光による影響を最小限に抑えることができる。この構成により、散乱光煙感知器は、照明光や太陽の反射光等の外乱光による誤作動の危険性を小さくすることができる。また、外乱光受光量を抑えることができるため、図 19の増幅回路 107が飽和レベルに達する危険性を小さくすることができる。

[0135] 図 22は、視野角と視野面積との関係を示す図であり、横軸は、約 3mの高さの天井面に散乱光煙感知器を設置して監視を行った場合の当該散乱光煙感知器の視野角、縦軸は、当該散乱光煙感知器の視野に含まれる床面の面積 (視野面積)をそれぞれ示す。この図 22に示すように、視野角が 5度の場合、視野面積は約 2200cm²であるが、視野角が 20度の場合、視野面積は約 38000cm²になってしまう。これによる外乱光の受光量は、室内の照明光等が均一であると仮定した場合、当該面積比で大きくなることになり、視野角が増大するに伴って、図 19の増幅回路 107が飽和レべルに達する危険性が 2次関数的に急激に増すことになる。

[0136] また、受光部の視野角は、外乱光の影響を小さくする意味では小さい方が良いが、受光素子 11 1としてレンズ付きフォトダイオードやフォトトランジスタを用いる場合、視野角は 5度以内であることが必要十分条件となる。また、必要以上に狭小な視野角の場合、煙散乱光の受光量自体が小さくなり、 SZN比が悪くなる。これらのことから、受光部の視野角は 5度以内であることが好ま、。

[0137] 図 23は、図 16乃至図 21の検煙部構造において、綿灯芯を燻燃させた場合に生ずる燻燃煙（白色煙)を対象とした、第 1発光素子 109及び第 2発光素子 110からの光による散乱効率 Iを散乱角 Θについて示したグラフ図である。横軸は、散乱角 Θ ( Θ =0° 一 180° )、縦軸は、対数座標による散乱効率 Iをそれぞれ示す。

[0138] 第 1発光素子 109からの発光を第 1波長 λ l = 900nmとした場合、受光素子 111 側における散乱効率は特性曲線 20のようになる。一方、第 2発光素子 110からの発光を第 2波長え 2 = 500nmとした場合、受光素子 111側における散乱効率は特性曲線 21のようになる。

[0139] この特性曲線 20、 21について、まず発光素子力も発する光の波長について見ると、第 1発光素子 109の短い波長 λ l = 900nmの特性曲線 13の方が散乱効率が低く、第 2波長 λ 2 = 500nmと波長の短、第 2発光素子 110からの光による特性曲線 14 の散乱効率の方が高、事がわかる。

[0140] 一方、第 1発光素子 109及び第 2発光素子 110の各散乱効率の特性曲線 20、 21 における散乱角 Θの変化に対しては、両方とも散乱角 Θが小さいほど散乱効率が高ぐ散乱角の増加に従って散乱効率が低下し、 120° 地点で最低値を示すが、その後散乱角の増加に伴って散乱効率が上昇する特性となっている。

[0141] この実施の形態 3にあっては、第 1発光素子 109の散乱角 0 1を 0 1 = 30° に設定しており、従って特性曲線 20における P1点の散乱効率 A1が得られている。一方、第 2発光素子 110については第 2散乱角 Θ 2を 0 2= 120° に設定しており、このため特性曲線 21における P2点の散乱効率 A2が得られている。

[0142] このような第 1発光素子 109及び第 2発光素子 110からの散乱角及び波長の異なる光による散乱効率より得られる受光素子 111の受光量は、（受光量） = (発光量） X ( 受光効率)、で与えられるため、図 23の散乱効率 Iに比例した受光信号量を得ることができる。

[0143] この実施の形態 3にあっては、第 1発光素子 109と第 2発光素子 110からの各光による同じ煙にっ、ての散乱光による受光素子 111で得られる受光量の比率 Rを求める。この受光量の比率 Rは、散乱効率に比例することから、散乱効率 Al、 A2にっき、 R=A1ZA2として求まる。そして、この比率 Rを予め定めて閾値と比較することで、煙の種類を判断する。

[0144] 図 24は、図 16乃至図 21の検煙部構造について、ケロシンを燃焼させた時に生ずる燃焼煙 (黒色煙)を対象とした、第 1発光素子 109と第 2発光素子 110からの光による散乱効率 Iを散乱角 Θについて示したグラフ図である。

[0145] 図 24にお、て、第 1発光素子 109からの発光を第 1波長 λ 1 = 900nmとした場合、この光による散乱効率 Iは特性曲線 22のようになる。一方、第 2発光素子 110からの発光を第 2波長え 2 = 500nmとした場合、この光による散乱効率 Iは特性曲線 23のようになる。

[0146] この図 24のグラフについて、まず波長に着目すると、図 23の綿灯芯の煙と同様、第 1波長 λ 1 = 900nmの第 1発光素子 109から発した光による散乱効率の特性曲線 2 2が低く、これに対し第 2波長 λ 2 = 500nmと波長の短、第 2発光素子 110から発した光による散乱効率の特性曲線 23の方が大き、値を示して、る。

[0147] また散乱角 Θに対する散乱効率の変化は、図 23の場合と同様、特性曲線 22、 23 共に散乱角 Θが小さいほど散乱効率が高ぐ散乱角 Θ力 120° 付近で最低値を示した後、散乱角 Θの増加に対し、散乱効率が上昇する特性となっている。

[0148] このようなケロシンの燃焼煙について、第 1発光素子 109の第 1散乱角 0 1 = 30° を特性曲線 22について見ると、 P3点により散乱効率 A1 'が与えられる。また第 2発光素子 10については第 2散乱角 Θ 2= 120° であることから特性曲線 23の P4点より散乱効率 A2'が与えられる。

[0149] この散乱効率 Al '、 A2'は、図 23の場合と同様、発光量に受光効率を掛かけた受光量に比例することから、この場合につ、ても第 1発光素子 109と第 2発光素子 110 力も発せられた光による受光素子 111の受光量の比 Rを、散乱効率 Al '、 A2'を用 V、て、 R= A1， /A2'として求める。

[0150] 図 25は、図 23及び図 24について綿灯芯による燻焼煙とケロシンによる燃焼煙とを例にとって第 1発光素子 109による受光信号量 A1、第 2発光素子 110による受光信号量 A2、更に各信号量の比率 Rを一覧表に示している。尚、受光信号量は散乱効率に比例することから図 23、図 24の散乱効率 Iの値をそのまま使用している。 [0151] この図 25の一覧表から明らかなように、綿灯芯を燃焼させた場合の白っぽい煙となる燻焼煙については、第 1発光素子 109からの光と第 2発光素子 110からの光の受光信号量の比率 Rは R= 8. 0となっている。

[0152] これに対しケロシンを燃焼させた時の黒っぽい煙となる燃焼煙については、第 1発光素子 109と第 2発光素子 110からの光による受光信号量の比率が R= 2. 3となつている。

[0153] 従って、白っぽい煙となる燻焼煙と、黒っぽい煙となる燃焼煙について、第 1発光素子 109からの光と第 2発光素子 110からの光による受光信号量の比率の間には十分な差が生じており、例えば比率 Rについて煙の種類を判断するための閾値として例えば閾値 =6を設定することで、火災発生時の煙力燻焼煙力燃焼煙かを識別することがでさる。

[0154] 一方、水蒸気や湯気などにあっては、煙粒子に比べ粒子径が十分に大きいことから、図 23及び図 24の散乱角 Θが小さい場合の散乱効率が火災時の煙に比べ十分に高ぐ第 1散乱角 θ 1となる第 1発光素子 109からの光による受光信号量が十分大きぐ第 2散乱角 Θ 2= 120° となる第 2発光素子 110からの光による受光信号量との比率 Rは 10以上の大きな値を持つことになる。

[0155] このため第 1発光素子 109からの光による受光信号量と第 2発光素子 110からの光による受光信号量の比率 Rについて閾値 = 10を設定し、これを上回るような場合には水蒸気や湯気などの非火災と判断することができる。

[0156] この点はタバコの煙についても同様であり、比率 Rに対する閾値を閾値 = 10とすれば、タバコの煙については比率 Rが 10以上の大きな値が得られることから同様に非火災と判断することができる。

[0157] 図 26は、図 16乃至図 21の検煙部を備えた図 19の回路ブロックをもつ火災感知処理のフローチャートであり、信号処理部 103を実現する CPUのプログラム制御により実現される。

[0158] この火災感知処理にあっては、通常時は第 1発光素子 109のみを発光駆動しており、第 1発光素子 109からの光による受光レベルがプリアラーム的な所定閾値を越えた時に、第 2発光素子 110を発光駆動して両方の光による受光信号量の比率から火災を判断するようにしている。

[0159] 図 26において、まずステップ SB1でカウンタ nを n= lにセットする。次にステップ S B2で第 1発光素子 109をパルス的に発光駆動し、ステップ SB3で第 1発光素子 9の発光駆動に応じて受光素子 111の受光信号をサンプルホールドとして受光データ A 1を記憶部 104に記憶する。同時に受光データ A1に基づき微分値 Bを求めて記憶部 104に記憶する。

[0160] ここで図 19の第 1発光制御部 105は、実施の形態 1において図 6に示したのと同様に、第 1発光素子 109を発光駆動として、発光パルスのように、繰り返し周期 T1毎にパルス幅 T2をパルス出力して発光駆動する変調発光を行っており、これに対応して増幅回路 107は、受光信号についても、発光変調に同期した同期受光信号として取得している。

[0161] 発光周期 T1は例えば Tl = lsecであり、変調発光のパルス幅 T2は例えば T2 = 50 0 secとしている。このように変調発光とこれに対応した同期受光により、外部の検煙空間からの煙の散乱光以外の光の入射による受光信号を除去し、煙による散乱光のみの受光を確実にできるようにして、る。

[0162] また第 1発光素子 109の発光波長帯域が可視光帯域にあることから、間欠発光による光を人間が見ても発光を認識できないようにするため、発光時間を lmsec以内に制限している。即ち、人間が目で発光素子からの光を視認できるためには、 lmse cを越える継続発光時間を必要とすることから、発光素子力の光を見えなくするため、発光時間を lmsec以内に制限している。

[0163] 発光変調パルスの場合、 3回の発光パルスの合計発光時間が lmsec以内であればよぐこの場合は合計 150 secとなるので、発光が見えることはない。このような変調発光と同期受光は、図 19の第 2発光制御部 106による第 2発光素子 110の発光制御についても同じになる。

[0164] 再び図 26を参照するに、ステップ SB4で受光データ A1が火災のプリアラームを判断する所定の閾値 TH 1を越えたか否かチェックしており、この閾値が越えた場合には、後の説明で明らかにするステップ SB5の障害判定処理を実行した後、非火災でなければステップ SB6で第 2発光素子 110をパルス的に発光駆動し、これによつてステツプ SB7で受光素子 110から得られる受光信号をサンプルホールド行って受光データ A2として記憶部 104に記憶する。

[0165] 次にステップ SB8で記憶部 104に記憶している第 1発光素子 109からの光による受光データ A1と第 2発光素子 110からの光による受光データ A2との比率 Rを算出する。続いてステップ SB9で比率 Rを予め定めて非火災を判断するための閾値 = 10と比較する。比率 Rが閾値 = 10より小さければ火災による煙と判断し、ステップ SB10で燃焼物の種類を判別する閾値 =6と比較する。

[0166] この時、比率 Rが閾値 =6以上であれば、ステップ SB11で白煙火災 (燻焼火災）と判断し、ステップ SB12でカウンタ nをひとつ増加し、ステップ SB13でカウンタ nが n= 3に達して!/、るか否かチェックする。

[0167] この場合、カウンタ n= 2であることからステップ SB2に戻り、ステップ SB2— SB12と同じ処理を繰り返し、これによつてステップ SB13でカウンタ nが n= 3に達した事が判別されるとステップ SB15で火災断定とし、火災信号を送出し、その際に必要であれば白煙火災を示す情報を同時に送信する。

[0168] 一方、ステップ SB10で比率 Rが閾値 =6未満であった場合にはステップ SB14に進み、黒煙火災 (燃焼火災)と判断し、ステップ SB15で火災断定を行って受信機側に火災信号を送出し、必要があれば黒煙火災を示す情報を同時に送信する。またステツプ SB9で比率 Rが閾値 10以上であれば、ステップ SB16で非火災を断定し、ステップ SB1に戻り、カウンタ nを n= lにリセットする。

[0169] このように実施の形態 3にあっては、図 16乃至図 21の検煙部に設けた波長及び散乱角が異なる第 1発光素子 9と第 2発光素子 10からの光による散乱光を受光素子 11 で受光して両者の比率を求め、これを所定の閾値と比較して判断することで火災と非火災の判断、さらに火災と判断した場合の白煙火災か黒煙火災力の燃焼物の種類を確実に判断することができる。

[0170] ここで図 16乃至図 21の検煙部構造にあっては、第 1発光素子 109として、第 1波長 l = 900nm、第 1散乱角 0 1 = 30° 、第 2発光素子 110として第 2波長え 2 = 500 nm、第 2散乱角 Θ 2= 120° とした場合を例にとっている力実施の形態 3にあってはこの値を最適値として次の数値的な範囲で同様の効果を実現することができる。 [0171] まず第 1発光素子 109の第 1波長 λ 1としては 800nm以上の中心波長であれば良い。第 1発光素子 109の第 1散乱角 θ 1としては 0 1 = 20° — 50° の範囲に定めれば良い。一方、第 2発光素子 110については第 2波長え 2としては中心波長を 500η m以下とすれば良ぐ第 2散乱角 Θ 2は Θ 2= 100° 一 150° の範囲に定めれば良い。

[0172] より具体的には第 1発光素子 109の第 1波長 λ 1及び散乱角 θ 1と、第 2発光素子 1 10の第 2波長え 2と散乱角 Θ 2は、図 23の綿灯芯の煙、即ち燻焼煙（白色煙）について、それぞれの光による受光量の比率 Rが燃焼物の種類を識別する閾値 =6より大きぐ一方、図 25のケロシンの燃焼による燃焼煙 (黒色煙）については、第 1発光素子 109と第 2発光素子 110から発した煙による散乱による受光信号量の比率 Rが閾値 =6より小さくなるように設定すれば良い。

[0173] 更に図 19の信号処理部 3にあっては、図 16のように、検煙点 Ρを本体外面 118の外側となる開放検煙空間としたことに伴う固有の誤報を識別して障害信号を出力するようにしている。

[0174] この外部の検煙点 Ρを持つことによる固有の誤報としては、例えば検煙点 Ρを人の手や虫といった異物が直接横切った場合が想定される。そこで図 26の処理にあってはステップ SB5に障害判定処理を設けており、その処理内容は図 27のフローチヤ一トのようになる。

[0175] 図 27の障害判定処理は、まずステップ SC1で受光データ A1の微分値 Βが所定の障害閾値 ΤΗ2を越えたか否かチェックし、越えていなければ図 26のステップ SB6に進んで火災判断処理を実行する。

[0176] 越えて、た場合は、ステップ SC2で所定時間 Τを設定したタイマーをスタートし、ステツプ SC3で設定時問 Τの経過を監視する。設定時間 Τを経過するとステップ SC4 に進み、そのときの受光データ A1が障害閾値 ΤΗ3を越えている力否かチェックし、越えていた場合はステップ SC5で本体外面 118の検煙部分にクモの巣などの異物が付着していると判断してトラブルを判定して出力することで、受信機に障害表示を行わせ、本体外面の確認清掃などの点検対応を促することになる。

[0177] 実施の形態 1の図 8と同様に、火災による煙濃度の増加は比較的緩やかであり、そのため微分値 Bは誤報閾値 TH2に対し十分に小さぐ火災時あっては、誤報閾値 T H2を越えることがない。このため、時刻 tlで受光データ A1がプリアラーム閾値 TH1 を越えたとき、微分値 Bは誤報閾値 TH2以下にあり、これが図 27のステップ SC1で判別され、ステップ SC2— SC5の障害判定処理はスキップされ、図 26のステップ SB 6移行の火災判断処理に進む。なお、障害閾値 TH3は火災判断のプリアラーム閾値 TH1に対し十分に高!、レベルに設定されて!、る。

[0178] 図 28は、本体外面 118の外側の外部開放空間の検煙点 Pの部分を虫などの異物が一時的に通過した場合であり、受光データ A1は一時的に障害閾値 TH3を越える変化を生じ、これに伴い受光データ A1の立ち上がりで微分値 Bはプラス側に誤報閾値 TH2を越えて大きく変化し、且つ受光データ A1の立ち下がりで微分値 Bはマイナス側に大きく変化する。

[0179] そこで、受光データ A1が障害閾値 TH3を越えた時点で既に記憶している直前の所定値 Bを誤報閾値 TH2と比較し、越えて、た場合には障害の可能性があると判断し、その後の変化をチェックするため、微分値 Bが障害閾値 TH2をこえた時点からタイマ一を起動して設定時間 Tの経過を待つ。

[0180] そして T時間後に再び受光データ A1をチックし、このとき障害閾値 TH3以下であることから、一時的な障害と判断し、障害は解消されていることから、障害判定出力はない。即ち、この場合には、火災判断処理の実行が抑止されることとなる。

[0181] 図 29は、外部開放空間の検煙点 P付近の本体外面 118に比較的大きな虫などの異物が付いて固定的に存在した場合であり、受光データ A1は障害閾値 TH3を越える変化を生じた後、そのレベルを維持するようになる。これに伴い受光データ A1の立ち上がりで微分値 Bはプラス側に障害閾値 TH2を越えて大きく変化する。

[0182] そこで、受光データ Aが障害閾値 TH3を越えた時点で既に記憶している直前の微分値 Bを誤報閾値 TH2と比較し、越えていた場合には障害の可能性がありと判断し、その後の変化をチェックするため、微分値 Bが障害閾値 TH2を越えた時点力もタイマーを起動して設定時間 Tの経過を待つ。そして T時間後に再び受光データ A1をチエックし、このとき障害閾値 TH3を越えているため、継続的な障害と判断し、障害判定出力を行う。 [0183] このように実施の形態 3によれば、実施の形態 2と同様の効果に加えて、複数の受光量に基づく複合的な判断を行うことができ、火災判定を一層正確に行うことができる。

また、波長に起因した散乱特性の相違を作り出し、この散乱角の相違と波長の相違の相乗効果によって煙の種類による散乱光の光強度に顕著な差をもたせることで、煙の識別確度を高めることができる。

また、複数の発光素子を立体角配置したので、発光素子の光軸と受光素子の光軸の相互の交点となる検煙点を、感知器本体外面の外側の空間に設定して煙による散乱光を検出することができる。

また、第 1発光手段の光に対する散乱光の受光量と、第 2発光手段の光に対する散乱光の受光量とを比較することにより、例えば両者の比を取って閾値と比較することで煙の種類を識別し、一層正確な火災検出を行うことができる。

また、受光素子の視野角を 5度以内とすることで、検煙空間における散乱光検出のためのエリアの大きさを必要最小限とし、外光による影響を防ぐことができる。

また、発光素子は、コリメートされた平行光を発することで、検煙空間における散乱光検出のためのエリアの大きさを必要最小限とし、外光による影響を防ぐことができる

[0184] 次に、実施の形態 4について説明する。この実施の形態 4は、基本的には実施の形態 3と同様に構成されているが、 2つの発光素子の散乱角と偏光方向とが実施の形態 3とは異なるものである。なお、実施の形態 4の構成及び方法は、特に説明なき点においては、実施の形態 3と同様であり、同一の機能を有する構成要素には実施の形態 3と同一の名称及び又は同一の符号を付する。

[0185] 図 30は、実施の形態 4の検煙部構造を模式的に示した説明図である。この図 30において、第 1発光素子 125、第 2発光素子 129、受光素子 133が光軸交点となる検煙点 Pに向くように配置され、この検煙点 Pは感知器に対し外部空問に位置する。

[0186] 第 1発光素子 125は、その光軸 125Aと受光素子 133の光軸 133aを通る平面を第 1散乱面 127とすると、第 1散乱面 127に対し垂直な偏光面を持つ垂直偏光面をもつ光 128を発する。 [0187] この例では第 1発光素子 125として LEDを使用しており、したがって第 1発光素子 1 25の前面に偏光フィルター 126を配置し、第 1散乱面 127に垂直な偏光面を持つ光 128を発するようにしている。この第 1発光素子 125の第 1散乱面 127における光軸 1 25aと受光素子 133の光軸 133Aの成す第 1散乱角 θ 1は、例えば Θ 1 = 70° に設定している。

[0188] 一方、第 2発光素子 129の光軸 129aと受光素子 133の光軸 133Aを通る平面を第 2散乱面 131とすると、第 2発光素子 129は第 2散乱面 131に平行な偏光面を持つ光 132を発する。また第 2発光素子 129の光軸 129aと受光素子 133の光軸 133aの第 2散乱面 131において成す角となる第 2散乱角 Θ 2としては、第 1散乱角 θ 1より大きい例えば 0 2= 120° に設定している。

[0189] 第 2発光素子 129も LEDを使用していることから、第 2発光素子 129の前に偏光フィルター 130を配置して水平偏光面をもつ光 132を発するようにしている。

[0190] このように第 1発光素子 125からの第 1散乱面 127に対し垂直偏光面を持つ光 128 と第 2発光素子 129からの第 2散乱面 131に対し水平偏光面をもつ光 132により、 P 点における煙の散乱による受光素子 133に向力う散乱光は、いずれの光についても第 2散乱面 131に平行な水平偏光面をもつ光 134として煙粒子に照射されることになる。

[0191] この実施の形態 4の検煙部構造の立体配置は、図 31に示すように、実施の形態 3と同様のチャンバ一ベース 114 (図示せず）に第 1発光素子 125、第 2発光素子 129、及び、受光素子 133を立体角配置するように組み込んでおり、光軸交点となる検煙点 Pが本体外面 118から h= 5mm程度の高さの外部空間に設定される。

[0192] 具体的には、図 31のように第 1発光素子 125、第 2発光素子 129及び受光素子 13 3の位置を A、 B、 Cとすると、光軸交点となる検煙点 Pとを結んだ三角錐を仮定し、三角形 ABCを底辺とし、検煙点 Pが頂点としてチャンバ一ベース 114の本体外面から外部空間に位置するように立体角配置する。

[0193] 図 32Aは、第 1発光素子 125、第 2発光素子 129、及び、受光素子 133について、その光軸 25a、 29a、 33aによる立体角配置を示している。

[0194] この第 1発光素子 125、第 2発光素子 129、及び、受光素子 133の光軸 125a、 12 9a、 133aの交点となる検煙点 Pが図 16乃至図 18のチャンバ一ベース 114における本体外面 118の外側の検煙空間に存在しており、これに対し第 1発光素子 125、第 2 発光素子 129及び受光素子 133はチャンバ一ベース 114の中に配置されて!、る。

[0195] 図 32Bは、第 1発光素子 125の A点と受光素子 133の C点の間の立体角配置を取り出している。この場合、第 1発光素子 125の A点と受光素子 133の C点からの光軸 1 25a、 133aを含む面は三角形 PCAで与えられ、この三角形 PCAを含む面の光軸 1 25aと光軸 133aのなす角が第 1発光素子 125の第 1散乱角 θ 1となる。

[0196] 図 32Cは、第 2発光素子 129の B点と受光素子 133の C点との立体角配置を取り出している。この場合、光軸 129aと 133aは三角形 PCBを含む面に存在しており、第 2 発光素子 129と受光素子 133の光軸 129a、 133aのなす散乱角は三角形 PCBを含む面上の光軸 129aと光軸 133aのなす場合に散乱角 Θ 2として与えられている。

[0197] 図 33は、図 30の検煙部構造において散乱角と偏光角を変えた場合の煙の種類に対する受光信号量の実験的に得られた結果の一覧表である。図 33において、散乱角 Θとしては 70° 、 90° 、 120° をとつており、それぞれの散乱角 Θについて偏光角 φを 0° (水平偏光)及び 90° (垂直偏光）とした場合を示している。

[0198] ここで、本実施の形態 4においては、実施の形態 3と同様の回路ブロック（図 19)を用いて同様の処理（図 26、 27)を行うことで、火災や障害の判断を行っている。また、非火災を判断する閾値や、白煙火災か黒煙火災かを判断するための閾値も、実施の形態 3と同じものを使用することができる。

[0199] 図 33の濾紙、ケロシン、タバコのそれぞれの燃焼煙に対し第 1発光素子 125から光を発した場合の受光信号量と第 2発光素子 129から光を発した場合の受光信号量を、散乱角 Θと偏光角 φについて見ると次のことがわかる。

[0200] まず散乱角 Θの変化に対しては、第 1発光素子 125による垂直偏光及び第 2発光素子 129による水平偏光の、ずれにっ、ても、散乱角が小さ、ほど受光信号量が大きぐ散乱角が大きくなると受光信号量が低下する関係にある。

[0201] 一方、同じ散乱角 Θ例えば 70° について見ると、第 1発光素子 125による垂直偏光の光による受光信号量の方が、第 2発光素子 129による水平偏光の光による受光信号量より大きくなつていることが分力る。 [0202] 火災判断にあっては、第 1発光素子 125からの光による受光信号量 Alと第 2発光素子 129からの光による受光信号量 A2の比率 Rを、 R=A1ZA2として算出して、火災か非火災か、火災であった場合の白煙火災か黒煙火災かを判別する。

[0203] ここで比率 Rを大きくするためには、図 33における散乱角 Θとして、第 1発光素子 1 25については受光信号量が大きくなる小さい方の散乱角 Θ 1 = 70° を選択し、第 2 発光素子 129については受光信号量が小さくなる散乱角 Θ 2= 120° を選択する。

[0204] 一方、同じ散乱角における水平偏光と垂直偏光の光では、垂直偏光による光の方が受光信号量が大きぐ水平偏光による光の方が受光信号量が小さくなることから、比率 Rを大きくとるためには、第 1発光素子 125について受光信号量を大きくするために偏光角 φ 1 = 90° となる垂直偏光を選択し、第 2発光素子 129については受光信号量が小さくなる偏光角 Θ 2 = 0° となる水平偏光を選択する。

[0205] この図 33のような散乱角 Θ及び偏光角 φに対する測定結果に基づき、図 31の実施形態にあっては、（1)第 1発光素子 125は垂直偏光で第 1散乱角 Θ 1 = 70° 、 (2 )第 2発光素子 129は水平偏光で第 2散乱角 Θ 2= 120° 、を設定している。

[0206] 図 34は、（1) (2)のように偏光方向と散乱角を設定した場合の燃焼物の種類に対する第 1発光素子 125からの光による受光信号量 A1と第 2発光素子 129による受光信号量 A2を図 29から取り出して一覧表で示し、更に 2つの信号量による比率 Rを算出して示している。

[0207] この図 34の一覧表から明らかなように、濾紙ゃケロシンなどの火災時の燃焼物については比率 Rは 4. 44、 5. 60と小さく、これに対し非火災となるタバコについては比率は 16. 47と十分に大きく、したがって図 26のフローチャートのように、ステップ SB9 で閾値 = 10により比率 Rを判断することで、火災か非火災かを確実に識別することができる。

[0208] また図 34のケロシンの燃焼による煙は黒煙火災に属することから、図 26のステップ SB10で閾値 =6を使用することで、ステップ SB 14に進んで黒煙火災 (燃焼火災)であることを識別できる。

[0209] 図 23に示した燻焼火災による煙である綿灯芯については、図 34には示されていないが、その比率 Rとしてケロシンより大きな値が必然的に得られる。したがって図 26のステップ SB10で閾値 =6以上の比率 Rとなって、ステップ SB10で白煙火災と判断され、カウンタ nによる 3カウントで火災が断定される。

[0210] ここで図 30の実施形態にあっては、第 1発光素子 125の第 1散乱角 Θ 1 = 70° 場合を例にとっている力実用的には Θ 1 = 80° 以下の値とすればよい。また第 2発光素子 129の第 2構成角 Θ 2として Θ 2= 120° を例にとっているが、実用的な値としては 0 2= 100° 以上とすればよい。

[0211] このように実施の形態 4によれば、実施の形態 3と同様の効果に加えて、光の偏光方向に起因した散乱特性の相違を作り出し、同時に 2つの発光部につき、受光素子に対する散乱角を異ならせることで、煙の種類による散乱特性の相違を作り出し、煙の識別確度を高めることができる。

[0212] 次に、実施の形態 5について説明する。検煙点を散乱光式煙感知器の外部に設定した場合、従来の感知器のように煙チャンバ一内に煙の滞留を招くことがないため、煙の濃淡をより正確に火災検出に反映できるという特性がある。この実施の形態 5は、このような特定を活かし、火災検知をより正確に行うための処理に特徴を有する。なお、実施の形態 5の構成及び方法は、特に説明なき点においては、実施の形態 1と同様であり、同一の機能を有する構成要素には実施の形態 1と同一の名称及び又は同一の符号を付する。

[0213] 本実施の形態 5において、散乱光式煙感知器は図 1に示すように構成されており、その基本的な電気的構成は、図 5のように構成することができる。ここで、本実施の形態 5においては、火災検出の閾値として第 1の火災閾値 TH1と第 2の火災閾値 TH2 との 2つが設定され、これら第 1の火災閾値 TH1と第 2の火災閾値 TH2とは、任意の方法で記憶部 17に予め記憶されている。このうち、第 1の火災閾値 TH1は、監視領域の煙濃度が、通常時 (空気清浄時)よりも高ぐ火災が発生した可能性があるが、火災が発生したと断定するまでには至らないレベルに至ったことを示す。また、第 2の火災閾値 TH2は、第 1の火災閾値 TH1よりも高いレベルに設定され (第 2の火災閾値 TH2>第 1の火災閾値 TH1)、監視領域の煙濃度が、通常時 (空気清浄時)よりも高ぐ火災が発生したと断定できるレベルを示す。

[0214] また、本実施の形態 5においては、火災検出レベルが第 1の火災閾値 TH1を越えた場合の経過時間に対する判断基準として、第 1の設定時間 TA1を設定しており、また、火災検出レベルが第 2の火災閾値 TH2を越えた場合の経過時間に対する判断基準として、第 2の設定時間 TA2を設定している。これら第 1の設定時間 TA1と第 2の設定時間 TA2とは、任意の方法で記憶部 17に予め記憶されている。

[0215] 次に、本実施の形態 5における火災判定処理について説明する。図 35は、火災判定処理のフローチャートである。まず、ステップ SD1で受光値 Aが第 1の火災閾値 T HI以上か否かチェックし、第 1の火災閾値 TH1を越えた場合にはステップ SD2に進み、第 1の設定時間 TA1の計時をスタートする。計時スタート後、ステップ SD3で第 1 の設定時間 TA1の経過をチェックしており、さらにこの間に、ステップ SD4において、受光値 Aが第 1の火災閾値 TH1以上である状態が維持されているか否かを継続的に監視する。そして、第 1の設定時間 TA1の経過前に、受光値 Aが第 1の火災閾値 TH1以上でなくなった場合、火災以外の原因により一時的に煙濃度が上がったものと判断し、この場合には特に火災判断の出力は行わない。

[0216] 一方、受光値 Aが第 1の火災閾値 TH1以上である状態を維持しつつ、第 1の設定時間 TA1が経過した場合、ステップ SD5に進み、第 2の設定時間 TA2の経過を監視する。さらにこの間に、ステップ SD6において、受光値 Aが第 2の火災閾値 TH2以上になったカゝ否かを継続的に監視する。第 2の設定時間 TA2の経過前に、受光値 A が第 2の火災閾値 TH2以上でなくなった場合、火災以外の原因により一時的に煙濃度が上がったものと判断し、この場合には特に火災判断の出力は行わない。一方、第 2の設定時間 TA2の経過後において、依然として受光値 Aが第 2の火災閾値 TH 2以上である場合、火災が発生したものと判断し、ステップ SD7において火災判断の出力を行う。

[0217] 次に、このような処理を行う背景とその効果等について説明する。従来の散乱光式煙感知器においては、煙チャンバ一の内部に煙を導入して火災検出を行っていたので、煙チャンバ一に煙が流入するまでに時間を要し、このことが火災検出を遅らせる原因になり得る。また、逆に、煙チャンバ一内にー且煙が入ると、この煙が煙チャンバ一から流出するまでに時間を要する。このことは、煙チャンバ一の外部の煙濃度が低くなつて!/、るにも関わらず、煙チャンバ一の内部の煙濃度を依然として高、レベルに保つことになり、誤報を招く要因になり得る。

[0218] 例えば、煙チャンバ一を備えた従来の散乱光式煙感知器においては、火災の煙の煙濃度の変化と、火災以外 (例えば、タバコや調理)の煙の煙濃度の変化とが、相互に類似する傾向にある。すなわち、本来、火災の煙の煙濃度は、上昇を続ける傾向にあるのに対して、タバコや調理等の煙の煙濃度は、上下動し、特に、低濃度の煙は火災の煙に比べて極めて低い濃度になる傾向にある。しかし、このような傾向の相違力煙チャンバ一を備えた従来の散乱光式煙感知器においては小さくなる。

[0219] 図 36には、煙チャンバ一を備えた従来の散乱光式煙感知器における、タバコの煙に対する受光レベルと時間との関係、図 37には、煙チャンバ一を備えた従来の散乱光式煙感知器における、火災の煙に対する受光レベルと時間との関係を示す。また、図 38には、本実施の形態 5の散乱光式煙感知器における、タバコの煙に対する受光レベルと時間との関係、図 39には、本実施の形態 5の散乱光式煙感知器における、火災の煙に対する受光レベルと時間との関係を示す。これら図 36— 39において、横軸には時間、縦軸には受光レベルを示す。

[0220] まず、図 36のタバコの煙に対する受光レベルと、図 37の火災の煙に対する受光レベルとを相互に比較すると、タバコの煙の受光レベルの方が若干大きく上下して!/、る力全体としては類似した傾向にある。これは、煙が煙チャンバ一に流入する時間や、煙が煙チャンバ一力流出するために時間を要するため、煙チャンバ一内に煙が滞留し、受光レベルが平準化される傾向にあるためである。従って、このような受光レベルに基づいて、タバコの煙と火災の煙とを相互に区別することは困難である。

[0221] 一方、図 38のタバコの煙に対する受光レベルと、図 39の火災の煙に対する受光レベルとを相互に比較すると、タバコの煙の受光レベルの方が大きく上下し、火災の煙の受光レベルと顕著な差異が出る。このような点に着目して、本実施の形態 5においては、図 35に示した如き処理を行うことで、火災と非火災とを区別している。

[0222] すなわち、図 35に示した処理によれば、タバコの煙が発生した場合において、受光レベルが第 1の閾値 TH1を越えた場合であっても（図 38の時間 T1)、第 1の設定時間 TA1が経過する前に、受光レベルが第 1の閾値 TH1を下回った場合（図 38の時間 T2)、火災発生と判断することがない。また、受光レベルが第 1の閾値 TH1を越え (図 38の時間 T3)、さらに受光レベルが第 2の閾値 ΤΗ2を越えた場合であっても（図 38の時間 Τ4)、第 2の設定時間 ΤΑ2が経過する前に、受光レベルが第 2の閾値 ΤΗ 2を下回った場合 (図 38の時間 Τ5)、火災発生と判断することがない。すなわち、受光レベルが高くなつた場合でも、その状態が一定時間以上継続しなカゝつた場合には、火災以外の原因による煙であると判断し、火災報知を行わないので、誤報を防止できる。

[0223] 一方、火災による煙が発生した場合において、受光レベルが第 1の閾値 TH1を越え（図 39の時間 T1)、第 1の設定時間 TA1が経過した時点においても依然として受光レベルが第 1の閾値 TH1を越えている場合において（図 39の時間 Τ2)、さらに受光レベルが第 2の閾値 ΤΗ2を越え（図 39の時間 Τ3)、この状態が第 2の設定時間 Τ Α2が経過しても継続している場合には（図 39の時間 Τ4)、火災報知を行う。

[0224] なお、これら第 1の閾値 ΤΗ1、第 2の閾値 ΤΗ2、第 1の設定時間 ΤΑ1、及び、第 2 の設定時間 ΤΑ2の具体的な設定値は任意であり、実験等の結果に基づいて決定することができる。例えば、第 1の設定時間 TA1としては 30sec、第 2の設定時間 TA2としては 60secを設定する。

[0225] このように実施の形態 5によれば、実施の形態 1と同様の効果に加えて、火災の煙と火災以外の煙との異なる傾向をそのまま検出結果に反映させることができるという特徴を活かし、これら両種類の煙を区別して誤報を防止することができる。

[0226] これまで実施の形態 1一 5について説明したが、この他の利点や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。従って、広義における本発明は、ここに示した詳細な点や代表的な実施の形態に限定されるものではない。すなわち、請求の範囲やその均等物によって定義される本発明概念の思想やその範囲内において、種々の変形を行うことが可能である。

[0227] 例えば、各実施の形態 1一 5の特徴は、相互に適用することができる。例えば、実施の形態 5のように第 1の火災閾値 TH1と第 2の火災閾値 TH2を用いた処理を、実施の形態 3のように複数の発光手段を備えた散乱光式煙感知器に適用しても良い。

[0228] また、実施の形態 1の本体外面 7の表面に、虫や異物の付着などを防ぐための凹凸遮蔽物などを、全体力見て突出量として目立たない程度に形成するようにしてもよい。実施の形態 1においては、本体外面 7の全体を覆うように透明カバー 9を装着しているが、発光開口 5b及び受光開口 6bに対してのみ保護カバー 9を配置するものであってもよい。また、本体外面 7は天井設置状態で下向きであるため、発光開口 5b 及び受光開口 6bに透明カバー 9を設けない開放型であっても良い。

[0229] また図 30の実施の形態 4にあっては、第 1発光素子 125及び第 2発光素子 129として LEDを使用し、偏光フィルター 126、 130を組合せることで垂直偏光面をもつ光 1 28と水平偏光面をもつ光 132を発するようにしている力これに代えて偏光された光を出力するレーザダイオードを第 1発光素子 125及び第 2発光素子 129に使用すれば、偏光フィルター 126、 130は不要となる。

[0230] また、実施形態 4にあっては、第 1発光素子 125及び第 2発光素子 129の波長を等しくとつたが、これを異ならせることで、より煙の識別精度を高めることもできる。

[0231] あるいは、図 16乃至図 21の 2つの発光素子の波長と散乱角を異ならせた検煙部構造の他の実施形態として、第 1発光素子 109及び第 2発光素子 110における波長と散乱角の関係が維持できる構成であれば、これら 2つの発光素子 109、 110に対し、 2つの受光素子を設けるようにしてもよい。

[0232] また発光素子として白熱球や白色 LEDなどの発光スペクトルの広い発光素子を用いることにより発光素子を 1つとし、この発光素子に波長切替用のフィルタを設け、図 16の第 1発光素子 109及び第 2発光素子 110の配置位置から光を出すように光路設定を行うことで実施することができる。

[0233] 更に図 30の 2つの発光素子 125、 129の散乱角と偏光方向を異ならせた検煙部構造についても、異なる偏光面をもつ 2つの発光素子 125、 129に対し各々別の受光素子を 2力所に設けるようにしてもょ、。

[0234] また 2つの発光素子 125、 129から発する光の偏光面については、図 30における偏光フィルター 126、 130を機械的に回転させたり、公知の液晶フィルターを駆動するなどにより偏光面 128、 132を変化させることで、偏光面 134の偏光方向を適宜に調整して最適な検出状態を得ることができる。

産業上の利用可能性

[0235] 以上のように、本発明に係る散乱光式煙感知器は、煙を感知して火災発生を報知することに有用であり、特に、天井面等の設置面力の散乱光式煙感知器の突出量を少なくして外観的にも優れた煙感知システムを構築することや、各種の煙を相互に区別して火災を正確に報知することに適して、る。

Claims

請求の範囲

[1] 感知器本体と、

前記感知器本体に内蔵され、前記感知器本体の外側に位置する開放状の検煙空間に向けて光を発する発光手段と、

前記感知器本体に内蔵され、前記発光手段から前記検煙空間に発せられた光に対する散乱光を受光し、この受光した散乱光の受光量に応じた受光信号を出力する受光手段と、

前記受光手段から出力された受光信号によって特定される前記受光量に基づいて、火災発生の有無を判断する火災判断手段と、

を備えた散乱光式煙感知器。

[2] 前記火災判断手段は、前記受光量とその微分値とに基づいて、火災発生の有無を判断する、

請求項 1に記載の散乱光式煙感知器。

[3] 前記火災判断手段は、前記受光量が所定の火災閾値を越え、かつ、前記受光量の微分値が所定の誤報閾値以下である場合に、火災が発生したと判断する、請求項 2に記載の散乱光式煙感知器。

[4] 前記火災判断手段は、前記受光量が所定の火災閾値を越え、かつ、前記受光量の微分値が所定の誤報閾値を越えて、る場合、さらに前記微分値が所定の誤報閾値を越えた時力一定時間後に前記受光量が所定の障害閾値を越えているか否かを判定し、前記受光量が前記障害閾値を越えていた場合は、火災検出を妨げる障害が発生したと判断する、

請求項 3に記載の散乱光式煙感知器。

[5] 前記火災判断手段は、前記受光量が所定の第 1の火災閾値を越えている時間が、所定の第 1の設定時間以上継続し、かつ、前記受光量が前記第 1の火災閾値より大きい所定の第 2の火災閾値を越えている時間が、前記第 1の設定時間より長い所定の第 2の設定時間以上継続している場合に、火災が発生したと判断する、

請求項 1に記載の散乱光式煙感知器。

[6] 前記発光手段は、複数の発光手段を備える、請求項 1一 5のいずれか一項に記載の散乱光式煙感知器。

[7] 前記発光手段は、第 1波長の光を発する第 1発光手段と、第 1波長より短い第 2波長の光を発する第 2発光手段とを備え、

前記第 1発光手段の光軸と前記受光素子の光軸との相互の交差で構成される第 1 散乱角に対し、前記第 2発光手段の光軸と前記受光素子の光軸との相互の交差で構成される第 2散乱角を大きくした、

請求項 6に記載の散乱光式煙感知器。

[8] 前記第 1波長の中心波長を 800nm以上とし、

前記第 2波長の中心波長を 500nm以下とし、

前記第 1散乱角を 20° — 50° の範囲とし、

前記第 2散乱角を 100° — 150° の範囲とした、

請求項 7に記載の散乱光式煙感知器。

[9] 前記発光手段は、第 1発光手段と第 2発光手段とを備え、

前記第 1発光手段から発光される光を、当該第 1発光手段の光軸及び前記受光素子の光軸を通る第 1散乱面に垂直な偏光面をもつ光とし、

前記第 2発光手段から発光される光を、当該第 2発光手段の光軸及び前記受光素子の光軸を通る第 2散乱面に水平な偏光面をもつ光とし、

請求項 6に記載の散乱光式煙感知器。

[10] 前記第 1散乱角を 80° 以下とし、

前記第 2散乱角を 100° 以上とした、

請求項 9に記載の散乱光式煙感知器。

[11] 前記複数の発光手段のそれぞれの光軸と前記受光素子の光軸とを含む平面が、相互に略非同一平面になるよう、前記複数の発光手段を立体角配置した、

請求項 6から 10のいずれか一項に記載の散乱光式煙感知器。

[12] 前記発光手段は、第 1発光手段と第 2発光手段とを備え、前記火災判断手段は、前記第 1発光手段にて発光された光が煙にて散乱されることにより生じる散乱光に対する前記受光手段における受光量と、前記第 2発光手段にて発光された光が煙にて散乱されることにより生じる散乱光に対する前記受光手段における受光量とを相互に比較することにより、前記煙の種類を識別し、この煙の種類に応じた判断基準に基づいて、火災発生の有無を判断する、

請求項 6から 11の、ずれか一項に記載の散乱光式煙感知器。

[13] 前記検煙空間における前記発光手段の光軸と前記受光手段の光軸との相互の交点を、前記感知器本体力ゝら約 5mm以上離した、

請求項 1から 12のいずれか一項に記載の散乱光式煙感知器。

[14] 前記感知器本体の外表面の少なくとも一部を虫忌避材料で構成し、ある！ヽは、前記感知器本体の外表面の少なくとも一部に虫忌避剤を塗布又は含浸させた、請求項 1から 13のいずれか一項に記載の散乱光式煙感知器。

[15] 前記受光手段の視野角を 5度以内とした、

請求項 1から 14のいずれか一項に記載の散乱光式煙感知器。

[16] 前記発光手段は、コリメートされた平行光を発する、

請求項 1から 15のいずれか一項に記載の散乱光式煙感知器。

[17] 前記受光手段から出力された前記受光信号を増幅するログアンプをさらに備えた、請求項 1から 16のいずれか一項に記載の散乱光式煙感知器。

[18] 前記発光手段を、変調発光信号を用いて間欠的に発光駆動させる発光制御手段と、

前記受光手段から出力された前記受光信号を、前記変調発光信号に同期して増幅する増幅手段と、をさらに備えた、

請求項 1から 17のいずれか一項に記載の散乱光式煙感知器。

[19] 前記発光手段を、変調発光信号を用いて間欠的に発光駆動させる発光制御手段をさらに備え、

前記発光手段は、可視光波長帯域の光を発光し、

前記発光制御手段は、 1ミリ秒以内の発光パルス幅で、前記間欠的な発光駆動を行う、請求項 18に記載の散乱光式煙感知器。

前記発光制御手段は、前記間欠的な発光駆動における合計発光時間を 1ミリ秒以内とする、

請求項 19に記載の散乱光式煙感知器。