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公開番号2025119927
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2024015062
出願日2024-02-02
発明の名称粒子体検出装置、粒子体検出方法及び粒子体検出プログラム
出願人国立大学法人千葉大学,株式会社オプトゲート
代理人個人,個人
主分類G01N 15/06 20240101AFI20250807BHJP(測定;試験)
要約【課題】注目粒子体の局所的な位置を特定する粒子体検出装置を提供する。
【解決手段】所定空間においてパルス光を出射する出射手段2と、所定空間に漂う粒子体Sで反射したパルス光を受光する受光手段3と、粒子体Sとして注目粒子体がパルス光の出射方向で局所的な位置に高密度で存在することを検出する検出部4と、検出部4の出力を記憶する記憶部5とを有する。検出部4は、パルス光の出射から受光手段3での受光までの時間差に基づき、粒子体Sまでの距離を換算して、距離に応じた受光手段3による反射光強度に基づく計数値を線グラフ化し、注目粒子体が存在しない場合の記憶部5で記憶している基準線グラフ5aである第1の線グラフと逐次に比較し、第1の線グラフに対して局所的な位置で凸状の増加面積が基準値を超える場合に、注目粒子体が局所的な位置に高密度で存在することを検出する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
所定空間においてパルス光を所定間隔で出射する出射手段と、
前記所定空間に漂う注目粒子体で反射した前記パルス光を受光する受光手段と、
前記注目粒子体が前記パルス光の出射方向で局所的な位置に高密度で存在することを検出する検出部とを有する粒子体検出装置であって、
前記検出部は、基準となる第１の線グラフを記憶し、前記パルス光の出射から前記受光手段の受光までの時間差に基づき、前記注目粒子体までの距離を換算して、前記距離に応じた前記受光手段の反射光強度に基づく計数値に対して線グラフ化し、
該線グラフ化した最新線グラフと、前記第１の線グラフと逐次に比較し、前記第１の線グラフに対して前記局所的な位置での増加面積が基準値を超えた場合に、前記注目粒子体が前記局所的な位置に高密度で存在する異常状態であると判定することを特徴とする粒子体検出装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１の線グラフは、多数回分の前記パルス光を含む集計時間の前記パルス光の受光に基づいて、曲線となる距離に応じた校正前計数閾値に対して、距離の２乗に比例する係数を乗じて距離に対して一定となる直線の閾値である校正後透過率閾値を有し、
前記検出部は、前記集計時間の前記パルス光の受光を集計した前記計数値に対して、前記係数を乗じて透過率を表した前記最新線グラフと、前記第１の線グラフとを逐次に比較し、該線グラフにおける前記校正後透過率閾値を底辺とする凸状の前記増加面積が前記基準値を超えた場合に、前記異常状態であると判定することを特徴とする請求項１に記載の粒子体検出装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記集計時間の所定回数に渡って前記増加面積が前記基準値を超えた場合に、火災発生と判定することを特徴とする請求項２に記載の粒子体検出装置。
【請求項４】
前記検出部は、凸状の前記増加面積の形状から前記注目粒子体の周囲の雰囲気に対する状態を判別することを特徴とする請求項２又は３に記載の粒子体検出装置。
【請求項５】
凸状の前記増加面積が急峻な形状の場合は、前記注目粒子体が周囲の雰囲気に対して軽い状態であり、凸状の前記増加面積が平面状に拡がる緩慢な形状の場合は、前記注目粒子体が周囲の雰囲気に対して重い状態であることを特徴とする請求項４に記載の粒子体検出装置。
【請求項６】
前記パルス光は、水平方向に出射されるレーザー光、又は水平面内に走査されるレーザーライダー光であることを特徴とする請求項２又は３に記載の粒子体検出装置。
【請求項７】
基準となる第１の線グラフを記憶するサーバを備え、所定空間においてパルス光を所定間隔で出射し、前記所定空間に漂う粒子体で反射した前記パルス光を受光し、前記粒子体として注目粒子体が前記パルス光の出射方向で局所的な位置に高密度で存在することを検出する粒子体検出方法であって、
前記サーバは、前記パルス光の出射から受光までの時間差に基づき、前記注目粒子体が存在しない場合の前記粒子体までの距離を換算して、前記距離に応じた反射光強度に基づく計数値を線グラフ化した最新線グラフを記憶するステップと、
前記第１の線グラフに対して、前記最新線グラフにおける前記局所的な位置での増加面積が基準値を超える場合に、前記注目粒子体が前記局所的な位置に高密度で存在する異常状態であると判定するステップと、
を備えることを特徴とする粒子体検出方法。
【請求項８】
基準となる第１の線グラフを記憶するサーバを備え、所定空間においてパルス光を所定間隔で出射し、前記所定空間に漂う粒子体で反射した前記パルス光を受光し、前記粒子体として注目粒子体が前記パルス光の出射方向で局所的な位置に高密度で存在することを検出するに際し、
前記サーバに、前記パルス光の出射から受光までの時間差に基づき、注目粒子体が存在しない場合の前記粒子体までの距離を換算して、前記距離に応じた反射光強度に基づく計数値を線グラフ化した最新線グラフを記憶するステップと、
前記第１の線グラフに対して、前記最新線グラフにおける前記局所的な位置での増加面積が基準値を超える場合に、前記注目粒子体が前記局所的な位置に高密度で存在することを検出するステップと、
を少なくとも実行させることを特徴とする粒子体検出プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば火災に由来する煙に係る粒子体として、粒子径が通常の粒子体である埃よりも小さい注目粒子体を局所的に高密度で存在位置を特定できる粒子体検出装置、粒子体検出方法及び粒子体検出プログラムに関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、例えば閉空間としての室内に漂う注目粒子体を検出する火災検出器として、天井の真中位置を定点とする所定空間に設けられる火災検出器が開示されている。また、特許文献２には光学式火災検出器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
実開昭５７－１８８２１３号公報
特開２０２０－０３８２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、特定の定点位置に設けられた火災検出器から離れた位置での早期火災による小さな粒子による煙を検出することが困難である。
【０００５】
また、特許文献２では、光源からの光の出射方向に注目粒子体が発生している局所的な位置を特定することが困難であり、線上又は面上での位置を含んだ検出はできない。
【０００６】
本発明の目的は、上述の課題を解決し、パルス光の出射方向において注目粒子体を生じている局所的な位置を特定できる粒子体検出装置、粒子体検出方法及び粒子体検出プログラムを提供することにある。
【０００７】
更には、新規な粒子体検出装置としての産業用小型ライダーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための、本発明に係る粒子体検出装置は、所定空間においてパルス光を所定間隔で出射する出射手段と、前記所定空間に漂う注目粒子体で反射した前記パルス光を受光する受光手段と、前記注目粒子体が前記パルス光の出射方向で局所的な位置に高密度で存在することを検出する検出部とを有する粒子体検出装置であって、前記検出部は、基準となる第１の線グラフを記憶し、前記パルス光の出射から前記受光手段の受光までの時間差に基づき、前記注目粒子体までの距離を換算して、前記距離に応じた前記受光手段の反射光強度に基づく計数値に対して線グラフ化し、該線グラフ化した最新線グラフと、前記第１の線グラフと逐次に比較し、前記第１の線グラフに対して前記局所的な位置での増加面積が基準値を超えた場合に、前記注目粒子体が前記局所的な位置に高密度で存在する異常状態であると判定することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る粒子体検出方法は、基準となる第１の線グラフを記憶するサーバを備え、所定空間においてパルス光を所定間隔で出射し、前記所定空間に漂う粒子体で反射した前記パルス光を受光し、前記粒子体として注目粒子体が前記パルス光の出射方向で局所的な位置に高密度で存在することを検出する粒子体検出方法であって、前記サーバは、前記パルス光の出射から受光までの時間差に基づき、前記注目粒子体が存在しない場合の前記粒子体までの距離を換算して、前記距離に応じた反射光強度に基づく計数値を線グラフ化した最新線グラフを記憶するステップと、前記第１の線グラフに対して、前記最新線グラフにおける前記局所的な位置での増加面積が基準値を超える場合に、前記注目粒子体が前記局所的な位置に高密度で存在する異常状態であると判定するステップと、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
更に、本発明に係る粒子体検出プログラムは、基準となる第１の線グラフを記憶するサーバを備え、所定空間においてパルス光を所定間隔で出射し、前記所定空間に漂う粒子体で反射した前記パルス光を受光し、前記粒子体として注目粒子体が前記パルス光の出射方向で局所的な位置に高密度で存在することを検出するに際し、前記サーバに、前記パルス光の出射から受光までの時間差に基づき、注目粒子体が存在しない場合の前記粒子体までの距離を換算して、前記距離に応じた反射光強度に基づく計数値を線グラフ化した最新線グラフを記憶するステップと、前記第１の線グラフに対して、前記最新線グラフにおける前記局所的な位置での増加面積が基準値を超える場合に、前記注目粒子体が前記局所的な位置に高密度で存在することを検出するステップと、を少なくとも実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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