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WO2013161101A1 - 火災感知器 - Google Patents

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WO2013161101A1
WO2013161101A1 PCT/JP2012/076931 JP2012076931W WO2013161101A1 WO 2013161101 A1 WO2013161101 A1 WO 2013161101A1 JP 2012076931 W JP2012076931 W JP 2012076931W WO 2013161101 A1 WO2013161101 A1 WO 2013161101A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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noise
light
smoke
light reception
zero
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/076931
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
秀孝 入間野
Original Assignee
ホーチキ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ホーチキ株式会社 filed Critical ホーチキ株式会社
Priority to US14/396,241 priority Critical patent/US9336671B2/en
Priority to AU2012378452A priority patent/AU2012378452B2/en
Priority to EP12875391.0A priority patent/EP2843635B1/en
Publication of WO2013161101A1 publication Critical patent/WO2013161101A1/ja

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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/103—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
    • G08B17/107—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device for detecting light-scattering due to smoke
    • G—PHYSICS
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/02—Monitoring continuously signalling or alarm systems
    • G08B29/04—Monitoring of the detection circuits
    • G08B29/043—Monitoring of the detection circuits of fire detection circuits
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
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    • G08B29/18—Prevention or correction of operating errors
    • G08B29/185—Signal analysis techniques for reducing or preventing false alarms or for enhancing the reliability of the system
    • G—PHYSICS
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    • G08B29/00—Checking or monitoring of signalling or alarm systems; Prevention or correction of operating errors, e.g. preventing unauthorised operation
    • G08B29/18—Prevention or correction of operating errors
    • G08B29/20—Calibration, including self-calibrating arrangements
    • G08B29/24—Self-calibration, e.g. compensating for environmental drift or ageing of components
    • G08B29/26—Self-calibration, e.g. compensating for environmental drift or ageing of components by updating and storing reference thresholds

Definitions

  • the present invention relates to a fire detector that detects a fire by receiving light from a light emitting portion that changes according to fire smoke by a light receiving portion.
  • photoelectric fire detectors that detect smoke due to fire receive a sampling command from a host device such as a receiver or a repeater at regular intervals and set a predetermined smoke detection operation time. Further, during this smoke detection operation time, the light emitting unit is driven to emit light once, the light from the light emitting unit is scattered by fire smoke, etc., and the light receiving unit outputs a smoke light receiving signal. Based on the above, a smoke detection signal corresponding to the smoke density is detected and transmitted to the host device. In addition, when the detector itself detects that the smoke detection signal exceeds the predetermined fire threshold, a fire interrupt signal is sent to the host device, and the fire detector that detected the fire is identified by a search command from the host device. A fire alarm is output.
  • the zero point light reception signal output from the light receiving unit at the light emission stop timing of the light emitting unit during the smoke detection time set at regular intervals is used as the noise detection signal.
  • a fire detector is disclosed that detects and determines noise when a noise detection signal is greater than or equal to a predetermined threshold and performs a predetermined noise removal process.
  • This noise removal processing does not use the smoke detection signal detected when determining the noise for the fire determination, but determines the smoke detection signal detected and held in the period before the noise determination for the fire determination. By using it in the fire, make sure that fire is not mistaken due to the influence of noise.
  • a zero point light reception signal output from the light receiving unit at the light emission stop timing of the light emitting unit is detected as a noise detection signal to determine noise. Therefore, if noise is not mixed in the noise detection signal (zero light reception signal) and noise is mixed in the smoke light reception signal output by the light receiving unit at the light emission timing of the light emitting unit, the noise detection signal (zero light reception) Noise cannot be determined from the signal. Therefore, in such a case, the noise removal process cannot be performed, and the smoke detection signal detected based on the smoke light reception signal may fluctuate due to the mixing of noise, resulting in erroneous fire determination. There is a problem that the influence cannot be suppressed sufficiently.
  • the smoke light reception signal is a signal that changes according to the smoke accompanying the fire, and the smoke light reception signal cannot be used for noise determination because it is not possible to distinguish between smoke and signal changes due to noise.
  • the fire detector is a light emitting unit that repeats light emission stop and light emission a plurality of times at a predetermined light emission period during a predetermined smoke detection operation time set for each first period.
  • a light receiving unit that receives light emitted from the light emitting unit and outputs a light reception signal during the smoke detection operation time, and a light reception unit that outputs the light reception signal at each light emission stop timing of the smoke detection operation time.
  • a light receiving signal detecting unit for detecting a light receiving signal output from the light receiving unit at each light emission timing as a smoke light receiving signal, and a plurality of zero points detected by the light receiving signal detecting unit.
  • a smoke detector for detecting a smoke detection signal based on the light reception signal and a plurality of times of the light reception signal, and mixing of noise into the light reception signal based on the plurality of times of the zero light reception signal and the plurality of smoke light reception signals Whether or not And, provided in the case where the noise is determined to be contaminated, the noise determination processing unit for implementing the noise removal process, the.
  • the light emission period may be set to a period different from a noise period corresponding to a predetermined noise frequency.
  • the noise determination processing unit is configured such that any one of the plurality of zero point light reception signals is equal to or greater than an upper limit value of a predetermined range centered on a predetermined zero point moving average value.
  • the first noise determination mode for determining that the noise is mixed when the value is equal to or lower than the lower limit value, and the moving average value of the plurality of zero light reception signals within a predetermined range centered on a predetermined zero fixed value.
  • the second noise determination mode determines that the noise is mixed when the value is equal to or greater than the upper limit value or less than the lower limit value It is determined that the noise is mixed when the difference between the maximum value and the minimum value of the plurality of zero-point received light signals is a predetermined threshold value or more in the third noise determination mode in which it is determined that the noise is mixed.
  • the noise removal process may be performed when it is determined that the noise is mixed based on one or more combinations of the first noise determination mode to the fifth noise determination mode.
  • the smoke detector calculates a first zero point moving average value that is calculated and held from a predetermined number of zero point light receiving signals detected up to the previous period, The second zero point moving average value is updated based on the plurality of zero point light reception signals, and the smoke detection signal is detected based on the second zero point moving average value and the plurality of smoke light reception signals.
  • the noise determination processing unit may perform a noise removal process that prohibits the update of the first zero-point moving average value of the smoke detection unit.
  • the first period is changed to a second period shorter than the first period.
  • the second cycle may be returned to the first cycle after the change to the second cycle and when it is determined that noise is mixed.
  • the smoke detection unit may detect the first zero-point moving average value or the second second value from each of the plurality of smoke reception signals as the smoke detection signal. You may obtain
  • the light emission stop and light emission of the light emitting unit are repeated a plurality of times at a predetermined light emission period during a predetermined smoke detection operation time set for each predetermined first period.
  • the light reception signal output by the light receiving unit at each light emission stop timing of the smoke detection operation time is detected as a zero point light reception signal.
  • the light reception signal output by the light receiving unit at each light emission timing is detected as a smoke light reception signal, and noise is detected in the light reception signal based on the plurality of zero light reception signals and the plurality of smoke light reception signals detected by the light reception signal detection unit.
  • Noise determination is performed to determine whether the noise is mixed (presence / absence of noise mixing). When it is determined that noise is mixed, noise removal processing is performed.
  • noises such as instantaneous noise, random noise, noise that lasts for a long time, noise that is mixed in one or both of the zero light reception signal at the light emission stop timing and the smoke light reception signal at the light emission timing, are generated. Without missing the occurrence situation, it is possible to reliably determine noise and perform noise removal processing. As a result, the influence of noise can be suppressed and a fire can be determined without error.
  • the light emission period of the light emitting unit that emits light a plurality of times during the smoke detection operation time set for each predetermined period is different from the noise period corresponding to the predetermined noise frequency.
  • the noise frequency at which the light reception signal is highly likely to be affected is known, the light reception period is shifted with respect to the noise period of this noise frequency, and the smoke reception is detected at the light emission timing. It is possible to detect a smoke light reception signal that reduces the degree of noise mixed in the signal and suppresses the influence of noise.
  • the noise determination processing unit further includes a first noise determination mode to a fifth noise determination based on a plurality of zero light reception signals and smoke light reception signals detected by the light reception signal detection unit.
  • a predetermined noise removal process is performed when it is determined that noise is mixed in at least one of the modes. For this reason, it is possible to perform noise removal processing by reliably determining from the received light signal noise that is assumed to be mixed in various modes, such as instantaneous noise, randomly generated noise, and noise that continues for a long time.
  • the zero-point moving average value (D 0 ) ma is affected by noise by prohibiting updating of the zero-point moving average value when it is determined that noise is further mixed. Can be suppressed.
  • the noise determination processing unit when the noise determination processing unit further determines whether noise is mixed (noise determination) and determines that noise is mixed, smoke detection operation
  • the period for setting the time By changing the period for setting the time to a shorter period, it is possible to shorten the subsequent period for determining the presence or absence of noise mixing and increase the frequency of determining the presence or absence of noise mixing. Also, it is possible to quickly cancel the noise removal process when it is determined that noise is mixed.
  • the average value of the value obtained by subtracting the zero-point moving average value from each of the plurality of smoke detection signals detected at each light emission timing is repeated a plurality of times, and the light emission stop and light emission are repeated a plurality of times.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a fire detector according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows the overall operation of the fire detector
  • FIG. 3 shows the light emission operation and the light reception operation during the smoke detection operation time of FIG.
  • FIG. 4 shows a light emitting operation and a light receiving operation when noise is mixed.
  • the fire detector 10 As shown in FIG. 1, the fire detector 10 according to the present embodiment is connected to a transmission line 14 drawn from a disaster prevention receiving board 12.
  • a transmission line 14 drawn from a disaster prevention receiving board 12.
  • One or a plurality of fire detectors 10 are connected to the transmission line 14, but in the following, one connection is taken as an example to simplify the description.
  • the fire detector 10 includes a transmission unit 16, a control unit 18, a light emitting unit 20, and a light receiving unit 22.
  • the light emitting unit 20 includes a light emission driving unit 24 and an infrared LED 26 as a light emitting element.
  • the light receiving unit 22 includes a photodiode (PD) 28 as a light receiving element and a light receiving amplification unit 30.
  • PD photodiode
  • the control unit 18 uses a computer circuit or a wired logic circuit having various input / output ports including a CPU, a memory, and an AD conversion port as hardware.
  • the timing control unit 32 has a function realized by executing a program by the CPU.
  • a light reception signal detection unit 34, a smoke detection unit 36, and a noise determination processing unit 38 is included in the CPU.
  • the disaster prevention receiving board 12 can connect, for example, a maximum of 255 fire detectors 10 through the transmission line 14, and each connected fire detector 10 is assigned an identification address 1 to 255.
  • the disaster prevention receiving board 12 transmits a sampling command (AD conversion command) to each fire detector 10 at a predetermined cycle, for example, every second. Subsequently, the disaster prevention receiving board 12 transmits a polling command specifying addresses in order to a maximum of 255 fire detectors 10.
  • Smoke detection operation time (fire detection operation time) T2 shown in FIG. 2B is set. Further, the fire detector 10 performs a smoke detection operation during the smoke detection operation time T2, detects and holds a smoke detection signal, and a polling command (not shown) designating a self-address from the disaster prevention receiving board 12. Is received, the response signal including the value of the smoke detection signal detected and held is transmitted to the disaster prevention receiving board 12.
  • the fire detector 10 transmits a fire interrupt signal to the disaster prevention receiving board 12 when a fire is detected from the smoke detection signal detected by performing the smoke detection operation.
  • the control unit 18 of the fire detector 10 controls the light emitting unit 20 and the light receiving unit 22, and detects a smoke by detecting the smoke detection signal by the light emission driving of the light emitting unit 20 and the light receiving operation of the light receiving unit 22 (fire detection operation (fire Detection operation).
  • the timing control part 32 of the control part 18 discriminate
  • the light reception amplification unit 30 of the light reception unit 22 is instructed to perform the light reception operation with the light reception amplifier 30 in an operation state during the smoke detection operation time T2, for example, by turning on the power supply.
  • the light emission drive unit 24 of the light emission unit 20 is instructed to cause the infrared LED 26 to perform a light emission operation of outputting a light emission signal 42 so as to repeat light emission stop and light emission, for example, three times during the smoke detection operation time T2.
  • the light emission of the light emission drive unit 24 is repeated three times, but may be two times or four or more times depending on the response performance of the circuit.
  • the fire detector 10 includes a known scattered light type smoke detector.
  • This scattered light type smoke detection section forms a smoke detection chamber inside a casing in which a smoke inlet is formed, and an infrared LED 26 and a photodiode 28 are provided therein.
  • An insect net is provided on the outer periphery of the smoke detection chamber, and a labyrinth structure that allows smoke to pass but blocks light from the outside is provided inside the insect net.
  • Scattered light generated when the light from the infrared LED 26 strikes the smoke flowing into the smoke detection chamber from the smoke inlet is received by the photodiode 28 and converted into an electrical signal, and amplified by the light receiving amplification unit 30 to be received. Is output to the received light signal detection unit 34 of the control unit 18.
  • the light receiving and amplifying unit 30 may be provided on the control unit 18 side.
  • the light emission operation of the light emitting unit 20 is performed by using the infrared LED 26 during the smoke detection operation time T2 and the light emission signal 42 for a predetermined light emission time T6 in each of the light emission periods T3, T4, T5. Is repeated three times.
  • the light emission periods T3, T4, T5 are, for example, around 1 millisecond. Note that the light emission periods T3, T4, and T5 may be the same or different.
  • the light emission periods T3, T4, T5 to a period different from the noise period Tn corresponding to the predetermined noise frequency fn.
  • fn 1 kHz as the noise frequency fn mixed in the light reception signal of the fire detector 10 and affecting the fire judgment.
  • T3 1.1 milliseconds
  • T4 0.9 milliseconds
  • T3 1.1 milliseconds
  • T5 1.1 milliseconds
  • the light reception signal detection unit 34 of the control unit 18 includes an AD conversion port, and the light reception unit 22 outputs the light emission stop timing and the light emission timing of the three light emission signals 42 by the light emission unit 20 shown in FIG.
  • the received light signal shown in FIG. 3C is AD converted (analog-digital converted) at each time t1 to t6. That is, the received light signal detection unit 34 detects and holds the received light signal AD-converted at the times t1, t3, and t5 corresponding to the light emission stop timing as AD converted values D 01 , D 02 , and D 03 of the zero point received light signal, and emits light.
  • the light reception signals AD converted at times t2, t4, and t6 corresponding to the timing are detected and held as AD conversion values D S1 , D S2 , and D S3 of the smoke light reception signals.
  • the AD conversion value of the zero point received light signal AD-converted at the three light emission stop timings is referred to as zero point received light value D 01 , D 02 , D 03, and AD conversion at the three light emission timings.
  • the AD conversion value of the smoke received light signal is referred to as smoke received light value D S1 , D S2 , D S3 .
  • FIG. 4 shows a light emitting operation and a light receiving operation in the case where noise is continuously mixed in the light receiving signal.
  • the zero point light reception values D 01 , D 02 , D 03 detected at the light emission stop timing and the smoke light reception values D S1 , D S2 , D S3 detected at the light emission timing vary greatly due to noise mixing.
  • the smoke detection unit 36 of the control unit 18 detects smoke as a smoke detection signal based on the zero point light reception values D 01 , D 02 , D 03 and the smoke light reception values D S1 , D S2 , D S3 detected and held by the light reception signal detection unit 34.
  • a detection value D is detected.
  • the smoke detection value D detected by the smoke detector 36 is calculated and stored from the moving average value (D 0 ) ma of the zero point received light values detected up to the previous cycle, for example, 48 zero point received light values corresponding to 16 cycles. and has zero point moving average (D 0) of ma, the moving average value the zero point (D 0) zero point received value detected by ma and the light receiving signal detector 34 D 01, D 02, zero point was calculated including the D 03 Updating to the moving average value (D) ma is performed by subtracting the updated zero-point moving average value (D) ma from the smoke received light values D S1 , D S2 , and D S3 detected by the light reception signal detector 34.
  • the smoke detection unit 36 when the smoke detector 36 detects the reception of a polling command specifying its own address from the disaster prevention receiving board 12 via the transmission unit 16, the smoke detection unit 36 instructs the transmission unit 16 and includes a detected smoke detection value D. Is transmitted to the disaster prevention receiving board 12.
  • the smoke detection unit 36 detects a fire when the detected smoke detection value D is equal to or greater than a predetermined fire threshold (determines that it is a fire), instructs the transmission unit 16, and fires into the disaster prevention receiver 12. Send a signal.
  • the disaster prevention reception board 12 Upon receiving this fire interrupt signal, the disaster prevention reception board 12 transmits a search command, searches for the fire detector 10 that has transmitted the fire interrupt signal, acquires its address, and identifies the fire detector 10 that detected the fire. A fire alarm is output.
  • the noise determination processing unit 38 of the control unit 18 performs noise determination based on the zero point received light values D 01 , D 02 , D 03 and the smoke received light values D S1 , D S2 , D S3 detected by the received light signal detection unit 34. In addition, when it is determined that noise is mixed, a predetermined noise removal process is performed.
  • the noise determination processing unit 38 performs noise determination processing according to the following first noise determination mode to fifth noise determination mode, and based on at least one determination mode of the first noise determination mode to the fifth noise determination mode. It is desirable to perform noise removal processing when it is determined that noise is mixed.
  • the noise determination processing unit 38 is one of the three zero-point received light values D 01 , D 02 , D 03 detected by the received-light signal detection unit 34, and the zero-point moving average value (D 0 ) ma. If it is greater than or equal to the upper limit value or less than the lower limit value of the predetermined range centering on, it is determined that noise is mixed.
  • This predetermined range is arbitrary so that the sensor does not malfunction due to noise under the assumed noise intensity environment, and does not falsely detect noise under normal installation environment without noise. Can be set.
  • FIG. 5A and FIG. 5B show an example of noise determination in the first noise determination mode.
  • FIG. 5A shows the zero point light reception values D 01 , D 02 , D 03 in the absence of noise, and falls within the upper limit value Dth2 and the lower limit value Dth1 that determine a predetermined range centered on the zero point moving average value (D 0 ) ma. ing. In this case, it is not determined that noise is mixed.
  • the zero point light receiving value D 03 is a predetermined value centered on the zero point moving average value (D 0 ) ma. It becomes below the lower limit Dth1 of the range. In this case, it is determined that noise is mixed.
  • the noise determination processing unit 38 determines that the moving average value of the three zero-point received light values D 01 , D 02 and D 03 detected by the received light signal detection unit 34 is a predetermined zero-point fixed value (zero-point movement value). It is determined that noise is mixed when the value is not less than the upper limit value or less than the lower limit value of the predetermined range centering on the (average initial value).
  • FIG. 6A and 6B show an example of noise determination in the second noise determination mode.
  • FIG. 6A shows the zero point light receiving values D 01 , D 02 , D 03 without noise
  • the moving average (D 0 ) a is an upper limit value (D 0 ) that determines a predetermined range centered on the zero fixed value D 0. It is within th2 and the lower limit (D 0 ) th1. In this case, it is not determined that noise is mixed.
  • the moving average value (D 0 ) a of the zero point received values D 01 , D 02 , D 03 is within a predetermined range centered on the zero point fixed value D 0 .
  • the upper limit (D 0 ) th2 or more. In this case, it is determined that noise is mixed.
  • the noise determination processing unit 38 prohibits updating of the zero-point moving average value (D 0 ) ma as noise removal processing, as will be described later. Therefore, the zero-point moving average value (D 0 ) ma falls within an upper limit value (D 0 ) th2 and a lower limit value (D 0 ) th1 that determine a predetermined range centered on the zero point fixed value D 0 .
  • the noise determination processing unit 38 determines that the difference between the maximum value and the minimum value of the three smoke received light values D S1 , D S2 , and D S3 detected by the received light signal detection unit 34 is a predetermined threshold value ⁇ D S. In the above case, it is determined that noise is mixed.
  • FIG. 7A and 7B show an example of noise determination in the third noise determination mode.
  • FIG. 7A shows smoke received light values D S1 , D S2 , and D S3 in the absence of noise, and the difference (D S2 ⁇ D S1 ) between the maximum value D S2 and the minimum value D S1 is less than a predetermined threshold ⁇ D S. The variation is small. In this case, it is not determined that noise is mixed.
  • the difference (D S2 -D S1 ) between the maximum value D S2 and the minimum value D S1 is equal to or greater than a predetermined threshold ⁇ D S. In this case, it is determined that noise is mixed.
  • the noise determination processing unit 38 has a difference between the maximum value and the minimum value of the three zero light reception values D 01 , D 02 , D 03 detected by the light reception signal detection unit 34 equal to or greater than a predetermined threshold value. In this case, it is determined that noise is mixed.
  • FIG. 8A and 8B show an example of noise determination in the fourth noise determination mode.
  • FIG. 8A shows zero-point light receiving values D 01 , D 02 , D 03 without noise, and the difference (D 03 ⁇ D 01 ) between the maximum value D 03 and the minimum value D 01 is less than a predetermined threshold ⁇ D 0 .
  • the variation is small. In this case, it is not determined that noise is mixed.
  • the noise is mixed, as in FIG. 8B contrast, the difference between the maximum value D 03 and the minimum value D 01 (D 03 -D 01) becomes a predetermined threshold value [Delta] D 0 or more. In this case, it is determined that noise is mixed.
  • the noise determination processing unit 38 detects the smoke light reception value D S1 , which is detected next by any of the three zero light reception values D 01 , D 02 , D 03 detected by the light reception signal detection unit 34. If it exceeds D S2 and D S3 , it is determined that noise is mixed.
  • FIG. 9A and 9B show an example of noise determination in the fifth noise determination mode.
  • FIG. 9A shows zero point light reception values D 01 , D 02 , D 03 and smoke light reception values D S1 , D S2 , D S3 in the absence of noise, 1st D 01 ⁇ D S1 Second time D 02 ⁇ D S2 3rd D 03 ⁇ D S3
  • the zero point light reception value is lower than the smoke light reception value. In this case, it is not determined that noise is mixed.
  • the smoke detection unit 34 detects smoke as noise removal processing. It is desirable to prohibit the update of the zero-point moving average value (D 0 ) ma in the operation. By prohibiting updating, the zero-point moving average value (D 0 ) ma can be suppressed from being affected by noise.
  • the frequency of the noise determination can be increased, and the continuation of the noise removal process based on the noise determination and the cancellation of the noise removal process based on the noise non-determination can be performed quickly.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of a smoke detection operation (fire detection operation) executed by the fire detector 10 according to the present embodiment of FIG. 1 according to a program.
  • step S ⁇ b> 1 the system is waiting for a sampling command transmitted from the disaster prevention receiving board 12 via the transmission unit 16.
  • step S2 when the timing control unit 32 of the control unit 18 determines the reception of the sampling command transmitted from the disaster prevention receiving board 12 three times, that is, when the arrival of the period T0 is detected, the process proceeds to S3, and the smoke detection operation time T2 Set.
  • the timing control unit 32 instructs the light receiving / amplifying unit 30 to place the light receiving / amplifying unit 30 in the operating state during the smoke detection operation time T2.
  • the LED 26 is driven to emit light.
  • the process proceeds to S5, and the light emitted from the infrared LED 26 at the light emission stop timing and the light emission timing three times during the smoke detection operation time T2 is received by the photodiode 28. Then, the AD conversion of the received light signal output from the light receiving amplifying section 30 with the light receiving signal detector 34 detects the zero point light receiving values D 01, D 02, D 03 and smoke received value D S1, D S2, D S3 Hold.
  • the process proceeds to S6, in which the noise determination processing unit 38 determines that the noise determination processing unit 38 is based on the zero point received light values D 01 , D 02 , D 03 and the smoke received light values D S1 , D S2 , D S3 detected and held by the received light signal detection unit 34.
  • the noise determination process is performed in the first to fifth noise determination modes. If it is determined in S7 that there is no noise from the result of the noise determination process, the process proceeds to S9, and the light reception signal detector 34 detects and holds the zero point received light values D 01 , D 02 , D 03 in the previous period.
  • the held zero point moving average value is updated, and the smoke detection value is detected based on the zero point light receiving values D S1 , D S2 , and D S3 and the updated zero point moving average value.
  • step S10 the smoke detection value detected in S9 is set to a predetermined fire threshold value. Compare. As a result of this comparison, if the smoke detection value is less than the fire threshold value, the process proceeds to S12, and when the reception of the polling command matching the self address transmitted from the disaster prevention receiving board 12 via the transmission unit 16 is detected, the transmission unit A response signal including the smoke detection value is transmitted to the disaster prevention receiving board 12 by instructing 16.
  • the transmission unit 16 is instructed to transmit a fire interruption signal to the disaster prevention receiving board 12, and the search command transmitted from the disaster prevention receiving board 12 based on the reception of the fire interruption signal,
  • the transmission part 16 When receiving via the transmission part 16, it instruct
  • the process proceeds to S8, and the previous period based on the zero point received light values D 01 , D 02 , D 03 detected and held by the received light signal detection unit 34 as noise removal processing.
  • the zero-point moving average value held in is updated, and the process proceeds to S9 to detect smoke based on the zero-point moving average value held in the previous cycle and the three smoke detection values D S1 , D S2 , and D S3 detected this time After detecting the value, the process returns to step S1.
  • On-off type fire detector The above-described embodiment is an example of a so-called analog fire detector that performs a smoke detection operation based on a sampling command from the disaster prevention reception board and transmits a smoke detection signal (smoke detection value) to the disaster prevention reception board.
  • the fire detector itself performs a smoke detection operation by setting a predetermined smoke detection operation time T2 every predetermined period T0, and when a fire is judged from the smoke detection value, a fire alarm signal is transmitted to the disaster prevention reception board. It is also possible to use a so-called on / off type fire detector that outputs a fire alarm.
  • the fire detector according to the above embodiment is provided with a scattered light type smoke detection unit, but as a photoelectric smoke detection unit other than this, a light reduction type that detects attenuation of smoke due to light fire from the light emitting unit.
  • the above embodiment takes an example of an equipment configuration in which a fire detector is connected to a disaster prevention receiving board.
  • a plurality of relay boards are connected to the disaster prevention receiving board, and the transmission path shown in FIG.
  • the same effect can be obtained as an equipment configuration for connecting a plurality of fire detectors.

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Abstract

　この火災感知器は、第一の周期毎に設定する所定の煙検出動作時間の間に、発光停止と発光を所定の発光周期で複数回繰り返す発光部と；前記煙検出動作時間の間に、前記発光部から発光された光を受光して受光信号を出力する受光部と；前記煙検出動作時間の各発光停止タイミングに前記受光部が出力する受光信号を零点受光信号として検出すると共に、前記各発光タイミングに前記受光部が出力する受光信号を煙受光信号として検出する受光信号検出部と；前記受光信号検出部で検出された複数回の前記零点受光信号及び複数回の前記煙受光信号に基づいて煙検出信号を検出する煙検出部と；前記複数回の零点受光信号及び前記複数回の煙受光信号に基づいて前記受光信号へのノイズの混入の有無を判定し、前記ノイズが混入していると判定した場合に、ノイズ除去処理を実施するノイズ判定処理部と；を備える。

Description

火災感知器
　本発明は、火災の煙に応じて変化する発光部からの光を受光部で受光して火災を検知する火災感知器に関する。本願は、２０１２年４月２７日に日本に出願された特願２０１２－１０２４４１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、火災による煙を検出する光電式の火災感知器は、受信機や中継器等の上位装置から一定周期毎にサンプリングコマンドを受信して所定の煙検出動作時間を設定している。また、この煙検出動作時間の間に発光部を１回発光駆動し、発光部からの光の火災の煙による散乱光等を受光部で受光して煙受光信号を出力し、この煙受光信号に基づいて煙濃度に対応した煙検出信号を検出して上位装置へ送信している。また感知器自身で煙検出信号が所定火災閾値以上となることを検知した場合に火災割込信号を上位装置に送信し、上位装置からの検索コマンドにより火災を検知した火災感知器を特定して火災警報を出力するようにしている。
　ところで、このような従来の光電式の火災感知器は、電源線から入ってくるノイズや空中を飛んでくるノイズが受光部から出力する受光信号に混入した場合、ノイズの影響により火災判断を誤るという問題がある。
　この問題を解決するため、例えば、特許文献１には、一定周期毎に設定した煙検出時間のあいだの、発光部の発光停止タイミングに受光部から出力している零点受光信号をノイズ検出信号として検出し、ノイズ検出信号が所定の閾値以上の場合にノイズを判定し、所定のノイズ除去処理を実施する火災感知器が開示されている。
　このノイズ除去処理は、例えば、ノイズを判定した場合に検出している煙検出信号を火災判断に使用せず、ノイズを判定する前の周期に検出して保持している煙検出信号を火災判断に使用することで、ノイズの影響により火災判断を誤らないようにする。
日本国特開２００１－１０１５４３号公報
　しかしながら、このような従来の火災感知器では、発光部の発光停止タイミングに受光部から出力する零点受光信号を、ノイズ検出信号として検出してノイズを判定している。そのため、ノイズ検出信号（零点受光信号）にノイズが混入しておらず、発光部の発光タイミングに受光部が出力する煙受光信号にノイズが混入していたような場合、ノイズ検出信号（零点受光信号）からはノイズを判定できない。従って、このような場合には、ノイズ除去処理を行うことができず、煙受光信号に基づいて検出した煙検出信号がノイズの混入により変動して火災判断を誤る場合がある、すなわち、ノイズの影響を十分に抑えきれないという問題がある。
　この問題を解決するためには、発光部の発光タイミングに受光部が出力する煙受光信号をノイズ検出信号として検出してノイズを判定することも考えられる。しかしながら、煙受光信号は火災に伴う煙に応じて変化する信号であり、煙とノイズによる信号変化を区別できないため、煙受光信号をノイズ判定に使用することはできない。
　本発明は、受光信号に混入するノイズを確実に判定してノイズの影響を抑制し、ノイズによる火災の誤判断を防止可能とする火災感知器を提供することを目的とする。
　上記の課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
　（１）すなわち、本発明の一態様に係る火災感知器は、第一の周期毎に設定する所定の煙検出動作時間の間に、発光停止と発光を所定の発光周期で複数回繰り返す発光部と、前記煙検出動作時間の間に、前記発光部から発光された光を受光して受光信号を出力する受光部と、前記煙検出動作時間の各発光停止タイミングに前記受光部が出力する受光信号を零点受光信号として検出すると共に、前記各発光タイミングに前記受光部が出力する受光信号を煙受光信号として検出する受光信号検出部と、前記受光信号検出部で検出された複数回の前記零点受光信号及び複数回の前記煙受光信号に基づいて煙検出信号を検出する煙検出部と、前記複数回の零点受光信号及び前記複数回の煙受光信号に基づいて前記受光信号へのノイズの混入の有無を判定し、前記ノイズが混入していると判定した場合に、ノイズ除去処理を実施するノイズ判定処理部と、を備える。
　（２）上記（１）に記載の火災感知器では、前記発光周期を、所定のノイズ周波数に対応したノイズ周期とは異なる周期に設定してもよい。
　（３）上記（１）に記載の火災感知器では、前記ノイズ判定処理部は、前記複数回の零点受光信号の何れかが、所定の零点移動平均値を中心とした所定範囲の上限値以上又は下限値以下の場合に、前記ノイズが混入していると判定する第１ノイズ判定モードと、前記複数回の零点受光信号の移動平均値が、所定の零点固定値を中心とした所定範囲の上限値以上又は下限値以下の場合に前記ノイズが混入していると判定する第２ノイズ判定モードと、前記複数回の煙受光信号の最大値と最小値の差が所定の閾値以上の場合に前記ノイズが混入していると判定する第３ノイズ判定モードと、前記複数回の零点受光信号の最大値と最小値の差が所定の閾値以上の場合に前記ノイズが混入していると判定する第４ノイズ判定モードと、前記複数回の零点受光信号の何れかが次に検出した前記煙受光信号を上回っている場合に前記ノイズが混入していると判定する第５ノイズ判定モードと、を備え、前記ノイズ判定処理部は、前記第１ノイズ判定モードから前記第５ノイズ判定モードの１又は複数の組合せに基づいて前記ノイズが混入していると判定した場合に前記ノイズ除去処理を実施してもよい。
　（４）上記（１）に記載の火災感知器では、前記煙検出部は、前周期までに検出した所定数の零点受光信号から算出して保持している第一の零点移動平均値を、前記複数回の零点受光信号に基づいて第二の零点移動平均値として更新すると共に、この第二の零点移動平均値と前記複数回の煙受光信号に基づいて前記煙検出信号を検出し、前記ノイズ判定処理部は、ノイズが混入していると判定した場合に、前記煙検出部の、前記第一の零点移動平均値の更新を禁止するノイズ除去処理を実施してもよい。
　（５）上記（１）に記載の火災感知器では、前記ノイズ判定処理部は、ノイズが混入していると判定した場合に、前記第一の周期をそれより短い第二の周期に変更し、前記第二の周期に変更した後でかつノイズが混入していると判定しなくなった場合に、前記第二の周期を前記第一の周期に戻してもよい。
　（６）上記（４）に記載の火災感知器では、前記煙検出部は、前記煙検出信号として、前記複数回の煙受光信号のそれぞれから前記第一の零点移動平均値または前記第二の零点移動平均値を差し引いた値の平均値を求めてもよい。
　上記（１）に記載の火災感知器では、所定の第一の周期毎に設定される所定の煙検出動作時間のあいだに発光部の発光停止と発光とが所定の発光周期で複数回繰り返され、煙検出動作時間の各発光停止タイミングで受光部が出力する受光信号を零点受光信号として検出する。さらに、各発光タイミングで受光部が出力する受光信号を煙受光信号として検出し、受光信号検出部で検出された複数回の零点受光信号と複数回の煙受光信号に基づいて受光信号にノイズが混入しているかどうか（ノイズ混入の有無）を判定するノイズ判定を行い、ノイズが混入していると判定された場合にノイズ除去処理が行われる。そのため、発光停止タイミングの零点受光信号と発光タイミングの煙受光信号の何れか一方若しくは両方にノイズが混入する瞬時的なノイズ、ランダムに発生するノイズ、ある程度長い時間続くようなノイズといった様々なノイズの発生状況を逃すことなく、確実にノイズを判定してノイズ除去処理を行うことができる。その結果、ノイズの影響を抑制して誤りなく火災を判断することができる。
　上記（２）に記載の火災感知器では、さらに所定周期毎に設定した煙検出動作時間のあいだに複数回発光する発光部の発光周期を、所定のノイズ周波数に対応したノイズ周期とは異なる周期に設定する。これにより、受光信号が強く影響を受ける可能性の高いノイズ周波数が判明している場合、このノイズ周波数のノイズ周期に対し発光部で複数回発光する発光周期をずらし、発光タイミングで検出する煙受光信号にノイズが混入する度合を低減し、ノイズの影響を抑制した煙受光信号を検出することができる。
　上記（３）に記載の火災感知器では、さらにノイズ判定処理部は、受光信号検出部で検出した複数回の零点受光信号と煙受光信号に基づいて、第１ノイズ判定モード乃至第５ノイズ判定モードの少なくとも１つによりノイズが混入していると判定した場合に所定のノイズ除去処理を行う。そのため、瞬時的なノイズ、ランダムに発生するノイズ、ある程度長い時間続くようなノイズといった様々な態様の混入が想定されるノイズを受光信号から確実に判定してノイズ除去処理を行うことができる。
　上記（４）に記載の火災感知器では、さらにノイズが混入していると判定した場合に零点移動平均値の更新を禁止することで、零点移動平均値（Ｄ０）ｍａが、ノイズによる影響を受けることを抑制できる。
　上記（５）に記載の火災感知器では、さらにノイズ判定処理部が、ノイズが混入しているかどうかの判定（ノイズ判定）を行い、ノイズが混入していると判定した場合に、煙検出動作時間を設定する周期を、それより短い周期に変更するようにすることで、その後のノイズの混入の有無を判定する周期を短くしてノイズの混入の有無の判定の頻度を高めることができる。また、ノイズが混入していると判定されなくなった場合のノイズ除去処理の解除を迅速に行うことができる。
　上記（６）に記載の火災感知器ではさらに発光部の発光停止と発光を複数回繰り返し、各発光タイミングで検出した複数回の煙受光信号のそれぞれから零点移動平均値を差し引いた値の平均値として煙検出信号を求めることで、ノイズ及びノイズ以外の要因による煙受光信号の変動の影響を抑制し、安定した火災判断ができる。
本発明の一実施形態に係る火災感知器を示したブロック図である。 同実施形態に係る火災感知器の全体的な動作を示したタイムチャートである。 同実施形態に係る火災感知器の発光動作と受光動作を示したタイムチャート図である。 同実施形態に係る火災感知器のノイズが混入した場合の発光動作と受光動作を示したタイムチャート図である。 第１ノイズ判定モードによるノイズ判定を示した説明図である。 第１ノイズ判定モードによるノイズ判定を示した説明図である。 第２ノイズ判定モードによるノイズ判定を示した説明図である。 第２ノイズ判定モードによるノイズ判定を示した説明図である。 第３ノイズ判定モードによるノイズ判定を示した説明図である。 第３ノイズ判定モードによるノイズ判定を示した説明図である。 第４ノイズ判定モードによるノイズ判定を示した説明図である。 第４ノイズ判定モードによるノイズ判定を示した説明図である。 第５ノイズ判定モードによるノイズ判定を示した説明図である。 第５ノイズ判定モードによるノイズ判定を示した説明図である。 ノイズ判定により周期を短くした場合の火災感知器の動作を示したタイムチャートである。 図１の火災感知器でプログラムにより実行する火災検出動作を示したフローチャートである。
　以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態のみに限定されない。
　図１は本発明の一実施形態に係る火災感知器を示したブロック図である。図２に火災感知器の全体的な動作を示し、図３に図２の煙検出動作時間の発光動作と受光動作を取出して示す。更に、図４にノイズが混入した場合の発光動作と受光動作を示す。
　（火災感知器の概略構成）
　図１に示すように、本実施形態に係る火災感知器１０は、防災受信盤１２から引き出した伝送路１４に接続されている。火災感知器１０は、伝送路１４に対し１または複数接続するが、以下では、説明を簡単にするため１台の接続を例にとっている。
　本実施形態に係る火災感知器１０は、伝送部１６、制御部１８、発光部２０及び受光部２２で構成される。発光部２０は、発光駆動部２４と発光素子としての赤外線ＬＥＤ２６を備える。また受光部２２は、受光素子としてのフォトダイオード（ＰＤ）２８と受光増幅部３０を備える。
　制御部１８はハードウェアとしてＣＰＵ、メモリ、ＡＤ変換ポートを含む各種入出力ポート等を備えたコンピュータ回路またはワイヤードロジック回路を使用し、例えばＣＰＵによるプログラムの実行で実現する機能として、タイミング制御部３２、受光信号検出部３４、煙検出部３６及びノイズ判定処理部３８を備える。
　（防災受信盤の概略構成）
　防災受信盤１２は、伝送路１４を介して例えば最大２５５台の火災感知器１０を接続することができ、接続した各火災感知器１０には識別用のアドレス１～２５５を割り当てる。
　防災受信盤１２は所定の周期、例えば１秒ごとに各火災感知器１０に対しサンプリングコマンド（ＡＤ変換命令）を送信する。続いて防災受信盤１２は、最大２５５個の火災感知器１０に対し、そのアドレスを順番に指定したポーリングコマンドを送信する。
　火災感知器１０は、図２の（Ａ）に示すように、防災受信盤１２が例えば所定周期Ｔ１＝１秒で送信したサンプリングコマンド４０を例えば３回受信する所定周期Ｔ０＝３秒毎に、図２の（Ｂ）に示す煙検出動作時間（火災検出動作時間）Ｔ２を設定する。また、火災感知器１０は、この煙検出動作時間Ｔ２のあいだに煙検出動作を行って煙検出信号を検出して保持し、防災受信盤１２から自己アドレスを指定したポーリングコマンド（図示せず）を受信した場合に、検出保持している煙検出信号の値を含む応答信号を防災受信盤１２へ送信する。また火災感知器１０は、煙検出動作を行って検出した煙検出信号から火災を検知した場合には、火災割込信号を防災受信盤１２へ送信する。
（制御部の構成）
　火災感知器１０の制御部１８は発光部２０と受光部２２を制御し、発光部２０の発光駆動と受光部２２の受光動作によって煙検出信号を検出して火災を判断する煙検出動作（火災検出動作）を行う。
　また、制御部１８のタイミング制御部３２は、図２の（Ａ）に示すように、伝送部１６を介して防災受信盤１２から送信されたサンプリングコマンド４０の３回受信を判別して周期Ｔ０＝３秒への到達を検知した場合、図３の（Ｂ）に示す所定の煙検出動作時間Ｔ２を設定する。さらに、受光部２２の受光増幅部３０に指示し、例えば電源供給のオンなどにより煙検出動作時間Ｔ２のあいだ受光増幅器３０を動作状態として受光動作を行わせる。また発光部２０の発光駆動部２４に指示し、赤外ＬＥＤ２６を煙検出動作時間Ｔ２の間に発光停止と発光を例えば３回繰り返すように発光信号４２を出力する発光動作を行わせる。本実施形態では発光駆動部２４の発光を３回繰り返しているが、回路の応答性能等に応じて２回としてもよいし、４回以上としてもよい。
　本実施形態に係る火災感知器１０は公知の散乱光式検煙部を備える。この散乱光式検煙部は、煙流入口を形成した筐体の内部に検煙室を形成し、そこに赤外ＬＥＤ２６とフォトダイオード２８を設けている。検煙室の外周には防虫網を設け、防虫網の内側に、煙を通すが外部からの光を遮断するラビリンス構造を設けている。煙流入口から検煙室に流入した煙に赤外ＬＥＤ２６からの光が当たった場合に生ずる散乱光をフォトダイオード２８で受光して電気信号に変換し、受光増幅部３０で増幅して受光信号として制御部１８の受光信号検出部３４に出力している。受光増幅部３０は制御部１８側に設けても良い。
　発光部２０の発光動作は、図３の（Ａ）に示すように、赤外ＬＥＤ２６を煙検出動作時間Ｔ２の間に発光周期Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５の各々で所定の発光時間Ｔ６の発光信号４２を出力する発光駆動を３回繰り返す。ここで、発光信号４２による発光時間Ｔ６は例えばＴ６＝５０マイクロ秒であり、また発光周期Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５は例えば１ミリ秒前後となる。なお、発光周期Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５は同じであってもよく、それぞれ異なっていてもよい。
　発光周期Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５を、所定のノイズ周波数ｆｎに対応したノイズ周期Ｔｎとは異なる周期に設定することが望ましい。火災感知器１０の受光信号に混入して火災判断に影響するノイズ周波数ｆｎとしては、例えばｆｎ＝１ｋＨｚである。この場合のノイズ周期ＴｎはＴｎ＝１ミリ秒となる。そこで本実施形態では、赤外ＬＥＤ２６の発光周波数をノイズ周波数ｆｎ＝１ｋＨｚとは異なる周波数、例えば０．９ｋＨｚと１．１ｋＨｚを設定し、その周期を約１．１ミリ秒と約０．９ミリ秒とする。その結果図３の（Ａ）の発光周期Ｔ３～Ｔ５は、例えばＴ３＝１．１ミリ秒、Ｔ４＝０．９ミリ秒、Ｔ５＝１．１ミリ秒に設定される。
　このように特定のノイズ周波数ｆｎ＝１ｋＨｚのノイズ周期Ｔｎ＝１ミリ秒に対し発光部で複数回発光する発光周期Ｔ３～Ｔ５を例えばＴ３＝１．１ミリ秒、Ｔ４＝０．９ミリ秒、Ｔ５＝１．１ミリ秒というようにずらすことで、発光タイミングで検出する煙受光信号にノイズが混入（同期）する度合を低減し、ノイズの影響を抑制することができる。
　（受光信号検出部の構成）
　制御部１８の受光信号検出部３４は、ＡＤ変換ポートを備え、図３の（Ａ）に示す発光部２０による３回の発光信号４２の発光停止タイミングと発光タイミングのそれぞれで受光部２２が出力している図３の（Ｃ）に示す受光信号を、各時刻ｔ１～ｔ６でＡＤ変換（アナログ－デジタル変換）する。即ち受光信号検出部３４は、発光停止タイミングにあたる時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５でＡＤ変換した受光信号を、零点受光信号のＡＤ変換値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３として検出して保持し、また発光タイミングにあたる時刻ｔ２，ｔ４，ｔ６でＡＤ変換した受光信号を、煙受光信号のＡＤ変換値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３として検出して保持する。
　以下の説明にあっては、３回の発光停止タイミングでＡＤ変換した零点受光信号のＡＤ変換値を、零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３といい、また３回の発光タイミングでＡＤ変換した煙受光信号のＡＤ変換値を、煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３という。
　図４は受光信号に継続的にノイズが混入した場合の発光動作と受光動作を示している。発光停止タイミングで検出した零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３及び発光タイミングで検出した煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３は、ノイズの混入により大きく変動している。
　（煙検出部の構成）
　制御部１８の煙検出部３６は、受光信号検出部３４により検出保持した零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３と煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３に基づき煙検出信号としての煙検出値Ｄを検出する。
　煙検出部３６による煙検出値Ｄの検出は、前周期までに検出した零点受光値の移動平均値（Ｄ０）ｍａ、例えば１６周期分となる４８個の零点受光値から算出して保持している零点移動平均値（Ｄ０）ｍａを、この零点移動平均値（Ｄ０）ｍａと受光信号検出部３４で検出した零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３とを含めて算出した零点移動平均値（Ｄ）ｍａに更新し、受光信号検出部３４で検出した煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３から更新した零点移動平均値（Ｄ）ｍａを差し引くことにより行う。すなわち、
｛ＤＳ１－（Ｄ）ｍａ｝
｛ＤＳ２－（Ｄ）ｍａ｝
｛ＤＳ３－（Ｄ）ｍａ｝
を求め、これら差の平均値として煙検出値Ｄを検出して保持する。
　なお、後述するように（Ｄ０）ｍａが更新されない場合には、煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３から零点移動平均値（Ｄ０）ｍａを差し引くことにより煙検出値Ｄを検出してもよい。
　また煙検出部３６は、伝送部１６を介して防災受信盤１２から自己アドレスを指定したポーリングコマンドの受信を検知した場合、伝送部１６に指示し、検出した煙検出値Ｄを含んだ応答信号を防災受信盤１２へ送信する。
　また煙検出部３６は、検出した煙検出値Ｄが所定の火災閾値以上の場合に火災を検知し（火災であると判断し）、伝送部１６に指示し、防災受信盤１２へ火災割込信号を送信する。この火災割込信号を受信した防災受信盤１２は検索コマンドを送信して火災割込信号を送信した火災感知器１０を検索してそのアドレスを取得し、火災を検知した火災感知器１０を特定した火災警報を出力する。
　（ノイズ判定処理部の構成）
　制御部１８のノイズ判定処理部３８は、受光信号検出部３４で検出した零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３と煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３に基づいてノイズ判定を行う。また、ノイズが混入していると判定した場合に所定のノイズ除去処理を実施する。
　ノイズ判定処理部３８は、次の第１ノイズ判定モード乃至第５ノイズ判定モードに従ったノイズ判定処理を行い、第１ノイズ判定モード乃至第５ノイズ判定モードの少なくとも１以上の判定モードに基づいてノイズが混入していると判定した場合にノイズ除去処理を実施することが望ましい。
　（第１ノイズ判定モード）
　第１ノイズ判定モードでは、ノイズ判定処理部３８は、受光信号検出部３４で検出した３回の零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３の何れかが、零点移動平均値（Ｄ０）ｍａを中心とした所定範囲の上限値以上又は下限値以下の場合に、ノイズが混入していると判定する。この所定範囲は、想定するノイズ強度環境下で、ノイズに起因して感知器が誤作動することなく、且つ、ノイズの無い通常の設置環境下ではノイズを誤検知しない範囲になるように任意に設定することができる。
　図５Ａ、図５Ｂに第１ノイズ判定モードによるノイズ判定の一例を示す。図５Ａはノイズなしの場合の零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３であり、零点移動平均値（Ｄ０）ｍａを中心とした所定範囲を決める上限値Ｄｔｈ２と下限値Ｄｔｈ１の中に納まっている。この場合、ノイズが混入していると判定されない。これに対し図５Ｂのようにノイズが混入した場合には、零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３の内、零点受光値Ｄ０３が零点移動平均値（Ｄ０）ｍａを中心とした所定範囲の下限値Ｄｔｈ１以下となる。この場合、ノイズが混入していると判定される。
　（第２ノイズ判定モード）
　第２ノイズ判定モードでは、ノイズ判定処理部３８は、受光信号検出部３４で検出した３回の零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３の移動平均値が、所定の零点固定値（零点移動平均初期値）を中心とした所定範囲の上限値以上又は下限値以下の場合にノイズが混入していると判定する。
　図６Ａ、図６Ｂに第２ノイズ判定モードによるノイズ判定の一例を示す。図６Ａはノイズなしの場合の零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３であり、その移動平均（Ｄ０）ａは零点固定値Ｄ０を中心とした所定範囲を決める上限値（Ｄ０）ｔｈ２と下限値（Ｄ０）ｔｈ１の中に納まっている。この場合、ノイズが混入していると判定されない。これに対し図６Ｂのようにノイズが混入した場合には、零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３の移動平均値（Ｄ０）ａは、零点固定値Ｄ０を中心とした所定範囲の上限値（Ｄ０）ｔｈ２以上となる。この場合、ノイズが混入していると判定される。
　ノイズ判定処理部３８は、ノイズが混入していると判定した場合、後述するように、ノイズ除去処理として零点移動平均値（Ｄ０）ｍａの更新を禁止する。そのため、零点移動平均値（Ｄ０）ｍａは、零点固定値Ｄ０を中心とした所定範囲を決める上限値（Ｄ０）ｔｈ２と下限値（Ｄ０）ｔｈ１の中に納まることになる。
　（第３ノイズ判定モード）
　第３ノイズ判定モードでは、ノイズ判定処理部３８は、受光信号検出部３４で検出した３回の煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３の最大値と最小値の差が所定の閾値ΔＤＳ以上の場合にノイズが混入していると判定する。
　図７Ａ、図７Ｂに第３ノイズ判定モードによるノイズ判定の一例を示す。図７Ａはノイズなしの場合の煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３であり、最大値ＤＳ２と最小値ＤＳ１との差（ＤＳ２－ＤＳ１）は所定の閾値ΔＤＳ未満であり、ばらつきが小さい。この場合、ノイズが混入していると判定されない。これに対し図７Ｂのようにノイズが混入した場合には、最大値ＤＳ２と最小値ＤＳ１との差（ＤＳ２－ＤＳ１）は所定の閾値ΔＤＳ以上となる。この場合、ノイズが混入していると判定される。
　（第４ノイズ判定モード）
　第４ノイズ判定モードでは、ノイズ判定処理部３８は、受光信号検出部３４で検出した３回の零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３の最大値と最小値の差が所定の閾値以上の場合にノイズが混入していると判定する。
　図８Ａ、図８Ｂに第４ノイズ判定モードによるノイズ判定の一例を示す。図８Ａはノイズなしの場合の零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３であり、最大値Ｄ０３と最小値Ｄ０１との差（Ｄ０３－Ｄ０１）は所定の閾値ΔＤ０未満であり、ばらつきが小さい。この場合、ノイズが混入していると判定されない。これに対し図８Ｂのようにノイズが混入した場合には、最大値Ｄ０３と最小値Ｄ０１との差（Ｄ０３－Ｄ０１）は所定の閾値ΔＤ０以上となる。この場合、ノイズが混入していると判定される。
　（第５ノイズ判定モード）
　第５ノイズ判定モードでは、ノイズ判定処理部３８は、受光信号検出部３４で検出した３回の零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３の何れかが次に検出した煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３を上回っている場合にノイズが混入していると判定する。
　図９Ａ、図９Ｂに第５ノイズ判定モードによるノイズ判定の一例を示す。図９Ａはノイズなしの場合の零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３と煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３であり、
１回目　Ｄ０１＜ＤＳ１
２回目　Ｄ０２＜ＤＳ２
３回目　Ｄ０３＜ＤＳ３
となって３回とも零点受光値は煙受光値を下回っている。この場合、ノイズが混入していると判定されない。
　これに対し図９Ｂのようにノイズが混入した場合には、
１回目　Ｄ０１＜ＤＳ１
２回目　Ｄ０２＞ＤＳ２
３回目　Ｄ０３＜ＤＳ３
となり、２回目で零点受光値Ｄ０２が煙受光値ＤＳ２を上回っている。この場合、ノイズが混入していると判定される。
　（ノイズ除去処理）
　ノイズ判定処理部３８は、第１ノイズ判定モード乃至第５ノイズ判定モードの何れか１以上の判定モードによりノイズが混入していると判定した場合、ノイズ除去処理として、煙検出部３４の煙検出動作における、零点移動平均値（Ｄ０）ｍａの更新を禁止することが望ましい。更新を禁止することで、零点移動平均値（Ｄ０）ｍａが、ノイズによる影響を受けることを抑制できる。
　またノイズ判定処理部３８は、第１ノイズ判定モード乃至第５ノイズ判定モードの何れか１以上の判定モードによりノイズが混入していると判定した場合、図２の（Ａ）に示した防災受信盤１２から送信したサンプリングコマンド４０の３回受信による周期Ｔ０＝３秒を、図１０に示すように、それより短いサンプリングコマンド４０の１回受信による周期Ｔ１＝１秒に変更する。このノイズ判定により変更した周期Ｔ１は、その後にノイズが混入していると判定しなくなった場合に、次の周期から元の周期Ｔ０に戻すことが望ましい。
　上述のように、ノイズが混入していると判定された場合に、煙検出動作時間Ｔ２を設定する所定周期Ｔ０を、それより短い所定周期Ｔ１に変更することで、ノイズを判定した場合にその後のノイズ判定の頻度を高め、ノイズ判定に基づくノイズ除去処理の継続と、ノイズ非判定に基づくノイズ除去処理の解除とを迅速に行うことができる。
　（火災感知器の動作）
　図１１は、図１の本実施形態に係る火災感知器１０がプログラムにより実行する煙検出動作（火災検出動作）の一例を示したフローチャートである。
　図１１において、ステップＳ１（以下「ステップ」は省略する）では、伝送部１６を介して防災受信盤１２からの送信されるサンプリングコマンド待ちの状態にある。その後、Ｓ２で制御部１８のタイミング制御部３２において防災受信盤１２から送信されたサンプリングコマンドの受信を３回判別すると、即ち周期Ｔ０への到達を検知すると、Ｓ３に進み、煙検出動作時間Ｔ２を設定する。続いて、Ｓ４でタイミング制御部３２は受光増幅部３０に指示し、煙検出動作時間Ｔ２のあいだ受光増幅部３０を動作状態とする。さらにタイミング制御部３２は発光駆動部２０に指示し、煙検出動作時間Ｔ２の間に、発光周期Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５の各発光タイミングでＴ６＝５０マイクロ秒の発光駆動を３回繰り返して赤外ＬＥＤ２６を発光駆動する。
　続いてＳ５に進み、煙検出動作時間Ｔ２の間の３回の発光停止タイミングと発光タイミングに赤外ＬＥＤ２６から発光された光をフォトダイオード２８で受光する。そして、受光増幅部３０から出力された受光信号を受光信号検出部３４でＡＤ変換し、零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３と煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３を検出して保持する。
　続いてＳ６に進み、受光信号検出部３４で検出保持している零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３と煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３に基づき、ノイズ判定処理部３８が前述した第１ノイズ判定モード乃至第５ノイズ判定モードによりノイズ判定処理を行う。このノイズ判定処理の結果からＳ７でノイズの混入なしを判定した場合はＳ９に進み、受光信号検出部３４で検出保持している零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３に基づいて前周期で保持している零点移動平均値を更新し、零点受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３と更新した零点移動平均値に基づき煙検出値を検出する。
　続いてＳ１のコマンド待ちに戻り、Ｓ２でサンプリングコマンドの受信なしを判別すると、即ち次の周期Ｔ０に到達していない場合はステップＳ１０に進み、Ｓ９で検出した煙検出値を所定の火災閾値と比較する。この比較の結果、煙検出値が、火災閾値未満の場合はＳ１２に進み、伝送部１６を介して防災受信盤１２から送信した自己アドレスに一致するポーリングコマンドの受信を検知した場合に、伝送部１６に指示して煙検出値を含んだ応答信号を防災受信盤１２へ送信する。
　これに対しＳ１０で煙検出値が火災閾値以上の場合は火災を検知してＳ１１に進み、火災割込処理を行う。Ｓ１１の火災割込処理では、伝送部１６に指示して防災受信盤１２へ火災割込信号を送信し、この火災割込信号の受信に基づき防災受信盤１２から送信してくる検索コマンドを、伝送部１６を介して受信した場合に、伝送部１６に指示して応答信号を防災受信盤１２へ送信して、火災割込信号を送信した火災感知器が自分であることを検索させる。
　一方、Ｓ７でノイズが混入していると判定した場合はＳ８に進み、ノイズ除去処理として、受光信号検出部３４で検出保持している零点受光値Ｄ０１，Ｄ０２，Ｄ０３に基づく前周期に保持した零点移動平均値の更新を禁止し、Ｓ９に進んで前周期で保持した零点移動平均値と今回検出している３回分の煙受光値ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３に基づき煙検出値を検出した後にステップＳ１に戻る。
　このようにノイズ判定を行いＳ８、Ｓ９及びＳ１を介してＳ２に戻った場合、サンプリングコマンドの３回受信で判別する周期Ｔ０を、サンプリングコマンドの１回受信で判別する短い周期Ｔ１に変更してステップＳ３～Ｓ１２の処理を行う。また、サンプリングコマンドの１回受信で判別する短い周期Ｔ１に変更した後にノイズなしを判定してＳ９及びＳ１を介してＳ２に戻った場合は、サンプリングコマンドの３回受信で判別する元の周期Ｔ０に戻す。
　［本実施形態の他の例］
（ノイズ除去処理）
　上記の実施形態にあっては、ノイズを判定した場合のノイズ除去処理として、前周期に算出して保持している零点移動平均値の更新を禁止している。しかし、本発明の本質は、ノイズを判定した場合に、ノイズを含んでいる可能性のある煙検出値による火災判断を防止できれば良い。そのため、零点移動平均値の更新を禁止する以外に、煙検出部による火災判断処理を禁止させたり、火災割込信号の送信を禁止させたりしても良い。
　（オンオフ型火災感知器）
　また、上記の実施形態は、防災受信盤からのサンプリングコマンドに基づいて煙検出動作を行って煙検出信号（煙検出値）を防災受信盤へ送信する所謂アナログ型の火災感知器を例にとっている。しかし、火災感知器自身で所定周期Ｔ０毎に所定の煙検出動作時間Ｔ２を設定して煙検出動作を行い、煙検出値から火災を判断した場合に防災受信盤に火災発報信号を送信して火災警報を出力させる所謂オンオフ型の火災感知器としても良い。
　（光電式検煙部）
　また上記の実施形態に係る火災感知器は散乱光式検煙部を設けているが、これ以外の光電式検煙部として、発光部からの光の火災による煙の減衰を検出する減光式検煙部や、煙流入空間を介して配置した反射板に対し発光部から光を照射しその反射光を受光部で受光して煙を検出する反射式検煙部等を用いてもよい。
　（中継盤）
　また上記の実施形態は防災受信盤に対し火災感知器を接続した設備構成を例にとるが、防災受信盤に対し中継盤を複数接続し、各中継盤に引き出された伝送路に図１のように複数の火災感知器を接続する設備構成としても同様の効果が得られる。
　（その他）
　また本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
　上述の火災感知器を用いることで、発光停止タイミングの零点受光信号と発光タイミングの煙受光信号の何れか一方若しくは両方にノイズが混入する瞬時的なノイズ、ランダムに発生するノイズ、ある程度長い時間続くようなノイズといった様々なノイズの発生状況を逃すことなく、確実にノイズを判定してノイズ除去処理を行うことができる。その結果、ノイズの影響を抑制して誤りなく火災を判断することができる。
　１０　　火災感知器
　１２　　防災受信盤
　１４　　伝送路
　１６　　伝送部
　１８　　制御部
　２０　　発光部
　２２　　受光部
　２４　　発光駆動部
　２６　　赤外ＬＥＤ
　２８　　フォトダイオード
　３０　　受光増幅部
　３２　　タイミング制御部
　３４　　受光信号検出部
　３６　　煙検出部
　３８　　ノイズ判定処理部

Claims (6)

  1. 　第一の周期毎に設定する所定の煙検出動作時間の間に、発光停止と発光を所定の発光周期で複数回繰り返す発光部と；
    　前記煙検出動作時間の間に、前記発光部から発光された光を受光して受光信号を出力する受光部と；
    　前記煙検出動作時間の各発光停止タイミングに前記受光部が出力する受光信号を零点受光信号として検出すると共に、前記各発光タイミングに前記受光部が出力する受光信号を煙受光信号として検出する受光信号検出部と；
    　前記受光信号検出部で検出された複数回の前記零点受光信号及び複数回の前記煙受光信号に基づいて煙検出信号を検出する煙検出部と；
    　前記複数回の零点受光信号及び前記複数回の煙受光信号に基づいて前記受光信号へのノイズの混入の有無を判定し、前記ノイズが混入していると判定した場合に、ノイズ除去処理を実施するノイズ判定処理部と；
    を備えることを特徴とする火災感知器。
  2. 　前記発光周期を、所定のノイズ周波数に対応したノイズ周期とは異なる周期に設定することを特徴とする請求項１に記載の火災感知器。
  3. 　前記ノイズ判定処理部は、
    　前記複数回の零点受光信号の何れかが、所定の零点移動平均値を中心とした所定範囲の上限値以上又は下限値以下の場合に、前記ノイズが混入していると判定する第１ノイズ判定モードと；
    　前記複数回の零点受光信号の移動平均値が、所定の零点固定値を中心とした所定範囲の上限値以上又は下限値以下の場合に前記ノイズが混入していると判定する第２ノイズ判定モードと；
    　前記複数回の煙受光信号の最大値と最小値の差が所定の閾値以上の場合に前記ノイズが混入していると判定する第３ノイズ判定モードと；
    　前記複数回の零点受光信号の最大値と最小値の差が所定の閾値以上の場合に前記ノイズが混入していると判定する第４ノイズ判定モードと；
    　前記複数回の零点受光信号の何れかが、次に検出した前記煙受光信号を上回っている場合に前記ノイズが混入していると判定する第５ノイズ判定モードと；
    を備え、
    　前記ノイズ判定処理部は、前記第１ノイズ判定モードから前記第５ノイズ判定モードの１又は複数の組合せに基づいて前記ノイズが混入していると判定した場合に、前記ノイズ除去処理を実施する
    ことを特徴とする請求項１に記載の火災感知器。
  4. 　前記煙検出部は、前周期までに検出した所定数の零点受光信号から算出して保持している第一の零点移動平均値を、前記複数回の零点受光信号に基づいて第二の零点移動平均値として更新すると共に、この第二の零点移動平均値と前記複数回の煙受光信号に基づいて前記煙検出信号を検出し；
    　前記ノイズ判定処理部は、ノイズが混入していると判定した場合に、前記煙検出部の、前記第一の零点移動平均値の更新を禁止するノイズ除去処理を実施する；
    ことを特徴とする請求項１に記載の火災感知器。
  5. 　前記ノイズ判定処理部は、ノイズが混入していると判定した場合に、前記第一の周期をそれより短い第二の周期に変更し；
    　前記第二の周期に変更した後でかつノイズが混入していると判定しなくなった場合に、前記第二の周期を前記第一の周期に戻す；
    ことを特徴とする請求項１に記載の火災感知器。
  6. 　前記煙検出部は、前記煙検出信号として、前記複数回の煙受光信号のそれぞれから前記第一の零点移動平均値または前記第二の零点移動平均値を差し引いた値の平均値を求めることを特徴とする請求項４に記載の火災感知器。
     
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