JPH0433379B2 - - Google Patents

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JPH0433379B2
JPH0433379B2 JP60156945A JP15694585A JPH0433379B2 JP H0433379 B2 JPH0433379 B2 JP H0433379B2 JP 60156945 A JP60156945 A JP 60156945A JP 15694585 A JP15694585 A JP 15694585A JP H0433379 B2 JPH0433379 B2 JP H0433379B2
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JP
Japan
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light
sensor
flame
output
receiving element
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JP60156945A
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English (en)
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JPS6219724A (ja
Inventor
Juichi Kawakami
Hirozo Tani
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/856,668 priority patent/US4742236A/en
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Publication of JPH0433379B2 publication Critical patent/JPH0433379B2/ja
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は炎の発生する赤外線を検知して信号
を発生する炎検知器に関する。
従来の技術 炎が発生する赤外線を検知して信号を発生する
炎検知器は既に知られている。この種の検知器は
炎の発生する放射エネルギのスペクトル分布にお
いて、波長4.3μmの部分に放射エネルギのピーク
が存在することを利用し、この波長の赤外線を検
知するものである。その利点としては、(1)炎に対
する感度が良好である。(2)照明光等の人工光のス
ペクトル分布において、波長4.3μmの部分の成分
がごく少ないので人工光そのものによる誤動作が
ないこと。(3)火花放電、雷等に対しても同様な理
由から誤動作がないこと。があげられる。
さらに、検出した赤外線の出力信号のうち、3
〜30Hzの交流成分を検出して炎のゆらぎを検知す
ることで、定常的な放射エネルギをもつノイズ源
から炎を判別することが可能である。
しかしながら、炎の検出に、炎特有の放射スペ
クトル分布のピーク値である4.3μmの赤外線を検
出するようにしても、太陽光等の直射光あるいは
金属等の高反射率をもつた物体からの反射光が炎
のゆらぎとほぼ同一の周波数で振動する光として
検知器に入射した場合には誤動作をおこす可能性
があり、屋外で使用するには問題があつた。
この解決策としては、炎の発生する4.3μm付近
の波長の放射エネルギを検出すると共に、これよ
り波長の短いところにピーク値を有する太陽光等
の非火災光の放射エネルギを検出し、両者を比較
する誤動作のない炎検知手段が提案されている。
(例えば、特開昭49−128782号公報、特開昭54−
146596号公報参照)。
以下、これについて説明すると、第2図は炎と
太陽光との放射エネルギ分布を示すもので、図中
Aは炎の、Bは太陽光の相対エネルギ分布を示し
ている。
第3図は炎と太陽光との放射エネルギを検出し
て炎を検出する原理を示すもので、同図中31は
炎特有の赤外波長を検出する赤外線センサ、32
は太陽光等の可視光を検出するセンサであり、両
者の出力電気信号は比較器33で比較されて入力
を得る。
第4図はそれぞれのセンサが検出した炎、可視
光の出力電気信号波形を示すもので、信号源が炎
の場合には、炎のゆらぎに応じて赤外線センサ3
1に波形aが表れるが、可視光センサ32には出
力電気信号が出ない。信号源が太陽光等の様な妨
害光の場合には、両センサ31,32に相似の波
形c,dが表われる。妨害光があたかも炎と同じ
ようにゆらいだ場合には、赤外線センサ31の出
力電気信号のみでは炎と区別つかず、誤動作の原
因となる。信号源が炎と妨害光とが併存した場合
には、両センサ31,32の出力電気信号は互に
独立した波形e,fを示す。この時、それぞれの
出力電気信号の位相のずれを検出すると、図の黒
い部分を検出する事になり炎の存在を検知しなお
かつ妨害光に対しては誤報をなくすことができ
る。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような検出手段において
は、炎と共に、妨害光が赤外線センサ、可視光セ
ンサの両方に同時に入射することが不可欠の条件
となる。妨害光が熱源のようなビーム状でない放
射光源であれば両センサを近接して配置すること
により妨害光を両センサに同時に入射するように
することができるが、太陽光が振動する反射物に
よつて反射してセンサに入射するような場合な
ど、ビーム状の妨害光の場合には、両センサを近
接して配置しても同時に入射しない場合が生じ、
誤動作の可能性があつた。
問題点を解決するための手段 この発明は上記問題点を解決するもので、炎に
特有な波長域に対して感度を有する第1の受光素
子と、可視光の特定波長域に対して感度を有する
第2の受光素子と、前記第1、第2の受光素子の
出力信号の位相を比較する位相比較器と、前記位
相比較器の出力信号に基づいて炎の発生を判定す
る判定手段とを備えた炎検知器において、前記第
1の受光素子の周囲に光拡散板を円環状に配設
し、前記第2の受光素子は前記光拡散板を通過し
た光を受光するよう配置されたことを特徴とする
ものである。
作 用 第2の受光素子は、第1の受光素子の周囲に円
環状に配設された光拡散板を通過して、十分に拡
散された光を受光するから、どの方向から入射し
た光に対しても、第11の受光素子と第2の受光素
子は同時に受光し、その出力信号の間の位相差を
減少させることができる。
実施例 以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず、本発明を適用した炎検知器の構成と動作にい
て説明する。
第1図は本発明を適用した炎検知器の回路構成
を示す。同図において、1は波長4.3μに鋭い感度
を有する赤外線センサ、2は赤外線センサ1の周
囲に円環状に配置され、可視光に感度を有する可
視光センサ、3はセンサ1の出力電気信号増巾
器、4はセンサ2の出力電気信号増巾器、5は、
位相比較器で、増巾器3,4で増巾されたセンサ
1,2からの出力電気信号の位相を比較するもの
であり、その出力電気信号は信号処理器6を経て
炎検知信号として取出される。
次にその作用を第5図、第6図に基いて説明す
る。
第5図において太陽Sからの光は反射体Mによ
り反射してセンサ1,2に入射するが、反射体M
が矢印で示したように振動すると、センサに入射
する反射光も図示のような方向に振動する。
このときのセンサの出力電気信号波形は第6図
イ,ロ,ハに示すものとなり、この発明による赤
外線センサ1、可視光センサ2の配置によるもの
を第6図イに示す。また、比較のため赤外線セン
サ1、可視光センサ2を独立に並列して配置し、
反射光の移動方向とセンサの配列方向が垂直の場
合を第6図ロ、同じく両センサを独立に並列して
配置し、反射光の移動方向とセンサの配列方向が
平行の場合を第6図ハに示す。
即ち、この発明によるセンサの配置によれば赤
外線センサ1の出力信号波形は台形aを示し、可
視光センサ2の出力信号波形は赤外線センサの出
力波形とほぼ同形の台形の波形bとなる。これに
対して、センサの配置が第6図ロに示す場合に
は、赤外線センサ1、可視光センサ2の出力信号
波形は同時に立上り、同時に消滅する台形の波形
a,bとなる。さらに、センサの配置が第6図ハ
に示す場合には、赤外線センサ1、可視光センサ
2の出力信号波形は赤外線センサの出力信号波形
aに対し可視光センサの出力波形が遅れ、位相の
づれた形bとなる。これらの出力信号波形を位相
比較器で処理すると、第6図ハに示した入射光に
対するセンサ配置の場合には、位相差信号波形c
が表われる。
また、第1図に示すセンサ信号の出力増巾器と
して選択増巾回路を用いた場合には、その出力信
号、位相差検出信号は第6図イ,ロ,ハにおいて
それぞれa′,b′,c′に示す微分波形と類似した形
となる。
このように、太陽などからの反射光が振動しつ
つセンサに入射した場合、赤外線センサ、可視光
センサの配列と入射光の移動方向との関係如何に
よつては、両センサの出力信号の間に位相差を生
じあたかも炎のゆらぎを検出したような結果とな
り誤動作をおこすが、この発明による赤外線セン
サと可視光センサとの配置によればどの方向から
の入射光に対しても両センサの出力信号の間に位
相差を生ずることがなく、誤動作のおそれがな
い。
第7図に、この発明の炎検知器の検出部分の一
実施例を示す。図は炎検出部の断面を示したもの
で、9は円筒形遮光部材で上面中央に光入射部1
1がある。1は赤外線センサで光入射部11の直
下に配置される。円錐状の光拡散板8が光入射部
11と赤外線センサ1との間に配置されている。
2は可視光センサで円筒形遮光部材9の底部に円
環状に配置されており、感度むらを少くするた
め、複数個の素子を用い、その出力信号の和を用
いるとよい。10は遮光および赤外線センサ2を
熱的に遮断保護する熱絶縁部材、7は遮光部材9
の内壁と熱絶縁部材10の外壁により構成された
空間で、拡散板8を透過して入射した光を更に拡
散させ、可視光センサに導く積分部分である。
以上の構成により、光入射部より入射した光は
入射角の広い範囲にわたつて赤外線センサ1と可
視光センサ2に入射して検出されるが、円環状の
可視光センサ2に入射する光は拡散板8と積分部
分7とにより十分に拡散されると共に、可視光セ
ンサ2が複数個の素子から構成されているので、
入射角の大小、入射方向などに基く感度むらを小
くすることができる。
次に、この発明に使用される位相比較器の位相
判別回路を第8図により説明する。CP1は増巾器
3の出力信号aが正の場合に“H”、負の場合に
“L”を出力するコンパレータ、CP2は増巾器4
の出力信号bが正の場合に“L”、負もしくは0
の場合に“H”を出力するコンパレータ、CP3
増巾器4の出力信号bが正もしくは0の場合に
“H”、負の場合は“L”を出力するコンパレータ
である。コンパレータCP1,CP2の出力信号はア
ンド回路AN1を介してオア回路ORに入力されて
いる。一方、コンパレータCP1の出力はインバー
タIVを介してアンド回路AN2に入力され、コン
パレータCP3の出力はそのままアンド回路AN2
入力される。アンド回路AN2の出力はオア回路
ORに入力される。
このような構成によつて、位相判別回路の出力
(すなわちオア回路ORの出力c)はセンサ出力
信号bが炎だけが存在する場合の出力よりも小さ
いときだけ“H”、及びセンサ出力信号bが炎だ
け存在する場合よりも大きいがセンサ出力信号a
とbとの符号が逆のときだけ“H”となり、それ
以外のとき“L”となる。すなわちコンパレータ
CP2,CP3の判定レベルは上述のように火炎だけ
が存在する場合のセンサ出力信号bの大きさに応
じて、正側もしくは負側に若干オフセツトされて
いる。
発明の効果 以上説明した通り、本発明によれば、第2の受
光素子は、第1の受光素子の周囲に円環状に配設
された光拡散板を通過した十分に拡散された光を
受光するから、どの方向から入射した光に対して
も、第1、第2の受光素子は同時に受光し、その
出力信号の間の位相差を減少させることができる
ばかりでなく、さらに、光拡散板の使用により光
の入射角の大小、方向に基づく感度むらを少なく
することができる。
また、光拡散板の使用により、第2の受光素子
は適宜の形状のものを第1の受光素子の周囲に配
設するだけでよく、第2の受光素子を円環状に形
成して、第1の受光素子と同軸に配置するなど、
特殊な構造の受光素子を必要とせず、また第2の
受光素子の配置位置、配置個数などに制限をうけ
ないから、製造が容易となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用した炎検知器の回路構成
を示す図。第2図は炎、太陽光の波長と放射エネ
ルギ強度の関係を示す図。第3図は公知の炎検出
器の基本構成図。第4図は炎、妨害光がセンサに
入射したときの出力電気信号波形を示す図。第5
図は太陽光が反射してセンサに入射する場合の説
明図。第6図は入射光の方向とセンサの配置によ
り異なる出力電気信号の波形を示す図。第7図は
この発明の炎検知器の検出部分の構成を示す一実
施例の断面図。第8図はこの発明に使用される位
相比較器の位相判別回路の一例である。 1……赤外線センサ、2……可視光センサ、
3,4……増巾器、5……位相比較器、6……信
号処理器、7……積分部分、8……拡散板、9…
…遮光部材、10……熱絶縁部材、11……光入
射部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炎に特有な波長域に対して感度を有する第1
    の受光素子と、 可視光の特定波長域に対して感度を有する第2
    の受光素子と、 前記第1、第2の受光素子の出力信号の位相を
    比較する位相比較器と、 前記位相比較器の出力信号に基づいて炎の発生
    を判定する判定手段とを備えた炎検知器におい
    て、 前記第1の受光素子の周囲に光拡散板を円環状
    に配設し、前記第2の受光素子は前記光拡散板を
    通過した光を受光するよう配置されたことを特徴
    とする炎検知器。
JP15694585A 1985-04-27 1985-07-18 炎検知器 Granted JPS6219724A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15694585A JPS6219724A (ja) 1985-07-18 1985-07-18 炎検知器
US06/856,668 US4742236A (en) 1985-04-27 1986-04-25 Flame detector for detecting phase difference in two different wavelengths of light

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15694585A JPS6219724A (ja) 1985-07-18 1985-07-18 炎検知器

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Publication Number Publication Date
JPS6219724A JPS6219724A (ja) 1987-01-28
JPH0433379B2 true JPH0433379B2 (ja) 1992-06-02

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ID=15638776

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