JPH08261931A - 微粒子検出センサ - Google Patents
微粒子検出センサInfo
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- JPH08261931A JPH08261931A JP6646595A JP6646595A JPH08261931A JP H08261931 A JPH08261931 A JP H08261931A JP 6646595 A JP6646595 A JP 6646595A JP 6646595 A JP6646595 A JP 6646595A JP H08261931 A JPH08261931 A JP H08261931A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 LDの長寿命化を計る。
【構成】 LD発光回路2は、複数個のスイッチを有す
るアナログマルチプレクサMP及び各スイッチに接続さ
れた抵抗R7、R8、R9、R10を備え、常温以下では抵
抗R7を接続してLD1の発光光量を一定に保っている
が、温度が高くなるにつれてコントロール回路からの信
号により抵抗値が段々高くなる抵抗R8、R9、R10を接
続してLD1の駆動電流を低減させ、これによりLD1
の自己加熱を抑えてLD1の長寿命化を達成する。
るアナログマルチプレクサMP及び各スイッチに接続さ
れた抵抗R7、R8、R9、R10を備え、常温以下では抵
抗R7を接続してLD1の発光光量を一定に保っている
が、温度が高くなるにつれてコントロール回路からの信
号により抵抗値が段々高くなる抵抗R8、R9、R10を接
続してLD1の駆動電流を低減させ、これによりLD1
の自己加熱を抑えてLD1の長寿命化を達成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、火災時に発生する煙
もしくは空気中に含まれる粉塵等の微粒子を検出する光
電式の微粒子検出センサ、特にその光源として使用され
るレーザダイオード(LD)の長寿命化を計った微粒子
検出センサに関するものである。
もしくは空気中に含まれる粉塵等の微粒子を検出する光
電式の微粒子検出センサ、特にその光源として使用され
るレーザダイオード(LD)の長寿命化を計った微粒子
検出センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、高感度な煙センサやダストモニ
タ等の微粒子検出センサは、光源から検出エリアに光を
照射し、検出エリアに存在する微粒子からの散乱光を検
出することにより微粒子を検出している。その光源とし
ては、一般にLED(発光ダイオード)、LD、キセノ
ンランプ等が使用されている。
タ等の微粒子検出センサは、光源から検出エリアに光を
照射し、検出エリアに存在する微粒子からの散乱光を検
出することにより微粒子を検出している。その光源とし
ては、一般にLED(発光ダイオード)、LD、キセノ
ンランプ等が使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】LDは一般にその発光
光量に温度依存性があり、高温になると同一の駆動電流
でも発光光量が低下し、低温時と同一の発光光量を得る
には、駆動電流を増加しなくてはならない。しかしなが
ら、規定された値以上の駆動電流をLDに流すのは無論
LDの破壊につながり、また規定値未満であっても駆動
電流が大きければ、自己加熱が問題となり、一般の半導
体と同様に高温での使用は寿命に多大の影響を与えると
いう課題があった。そこで、この発明は、このような課
題を解決するためになされたもので、光源として使用さ
れるLDの長寿命化を計った微粒子検出センサを得るこ
とを目的としている。
光量に温度依存性があり、高温になると同一の駆動電流
でも発光光量が低下し、低温時と同一の発光光量を得る
には、駆動電流を増加しなくてはならない。しかしなが
ら、規定された値以上の駆動電流をLDに流すのは無論
LDの破壊につながり、また規定値未満であっても駆動
電流が大きければ、自己加熱が問題となり、一般の半導
体と同様に高温での使用は寿命に多大の影響を与えると
いう課題があった。そこで、この発明は、このような課
題を解決するためになされたもので、光源として使用さ
れるLDの長寿命化を計った微粒子検出センサを得るこ
とを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る微粒子検
出センサは、光源と、この光源と電気的に接続され、前
記光源の発光光量を一定に保つ発光回路と、前記光源の
近傍に設置され、前記光源の温度を測定する温度測定手
段と、前記光源から発された光の、前記微粒子による散
乱光を検出してセンサ出力を生じる受光手段と、前記発
光回路及び前記温度測定手段と電気的に接続され、前記
温度測定手段による温度測定値に基づいて前記光源の被
制御量を制御するコントロール回路とを備えたものであ
る。請求項2に係る微粒子検出センサは、光源としてレ
ーザダイオードを用いたものである。
出センサは、光源と、この光源と電気的に接続され、前
記光源の発光光量を一定に保つ発光回路と、前記光源の
近傍に設置され、前記光源の温度を測定する温度測定手
段と、前記光源から発された光の、前記微粒子による散
乱光を検出してセンサ出力を生じる受光手段と、前記発
光回路及び前記温度測定手段と電気的に接続され、前記
温度測定手段による温度測定値に基づいて前記光源の被
制御量を制御するコントロール回路とを備えたものであ
る。請求項2に係る微粒子検出センサは、光源としてレ
ーザダイオードを用いたものである。
【0005】請求項3に係る微粒子検出センサは、発光
回路が、光源の駆動電流を低減する手段を含むものであ
る。請求項4に係る微粒子検出センサは、駆動電流低減
手段として、コントロール回路からの信号によって複数
個のスイッチのうちのどれかが選択されるマルチプレク
サ及び前記選択されたスイッチに接続された抵抗を用い
たものである。請求項5に係る微粒子検出センサは、駆
動電流低減手段として、コントロール回路からの信号に
よって抵抗値が調節される電子ボリュームを用いたもの
である。
回路が、光源の駆動電流を低減する手段を含むものであ
る。請求項4に係る微粒子検出センサは、駆動電流低減
手段として、コントロール回路からの信号によって複数
個のスイッチのうちのどれかが選択されるマルチプレク
サ及び前記選択されたスイッチに接続された抵抗を用い
たものである。請求項5に係る微粒子検出センサは、駆
動電流低減手段として、コントロール回路からの信号に
よって抵抗値が調節される電子ボリュームを用いたもの
である。
【0006】請求項6に係る微粒子検出センサは、コン
トロール回路が、光源の発光間隔を拡大する信号を発光
回路へ供給する手段を含むものである。請求項7に係る
微粒子検出センサは、コントロール回路が、警報を発し
且つ光源の発光を停止させる信号を発光回路へ供給する
手段を含むものである。
トロール回路が、光源の発光間隔を拡大する信号を発光
回路へ供給する手段を含むものである。請求項7に係る
微粒子検出センサは、コントロール回路が、警報を発し
且つ光源の発光を停止させる信号を発光回路へ供給する
手段を含むものである。
【0007】
【作用】請求項1に係る微粒子検出センサでは、光源か
ら発された光が火災時に発生する煙もしくは空気中に含
まれる粉塵等の微粒子によって散乱され、この散乱光を
受光手段が受光して微粒子の存在を検出する。そして発
光回路は、常温以下では光源の発光光量を一定に保って
いるが、光源の近くに設置した温度測定手段が高温を検
出すると、コントロール回路は光源の被制御量を制御す
る。
ら発された光が火災時に発生する煙もしくは空気中に含
まれる粉塵等の微粒子によって散乱され、この散乱光を
受光手段が受光して微粒子の存在を検出する。そして発
光回路は、常温以下では光源の発光光量を一定に保って
いるが、光源の近くに設置した温度測定手段が高温を検
出すると、コントロール回路は光源の被制御量を制御す
る。
【0008】請求項3に係る微粒子検出センサでは、高
温検出時に、コントロール回路は発光回路中の駆動電流
低減手段を制御して光源の駆動電流を低減させる。請求
項4に係る微粒子検出センサでは、高温検出時に、コン
トロール回路からの信号により抵抗値がより大きい抵抗
を発光回路中に挿入し、もって光源の駆動電流を低減さ
せる。請求項5に係る微粒子検出センサでは、コントロ
ール回路からの信号により電子ボリュームの抵抗値をよ
り大きくし、もって光源の駆動電流を低減させる。
温検出時に、コントロール回路は発光回路中の駆動電流
低減手段を制御して光源の駆動電流を低減させる。請求
項4に係る微粒子検出センサでは、高温検出時に、コン
トロール回路からの信号により抵抗値がより大きい抵抗
を発光回路中に挿入し、もって光源の駆動電流を低減さ
せる。請求項5に係る微粒子検出センサでは、コントロ
ール回路からの信号により電子ボリュームの抵抗値をよ
り大きくし、もって光源の駆動電流を低減させる。
【0009】請求項6に係る微粒子検出センサでは、高
温検出時に、コントロール回路が光源の発光間隔を拡大
する信号を供給して発光光量を一定に保ったまま単位時
間内の発光エネルギーを低減させる。請求項7に係る微
粒子検出センサでは、異常高温時に、コントロール回路
が警報を発すると共に光源の発光を停止させる。
温検出時に、コントロール回路が光源の発光間隔を拡大
する信号を供給して発光光量を一定に保ったまま単位時
間内の発光エネルギーを低減させる。請求項7に係る微
粒子検出センサでは、異常高温時に、コントロール回路
が警報を発すると共に光源の発光を停止させる。
【0010】
【実施例】以下、この発明を添付図面に示した一実施例
について詳しく説明する。図1はこの発明に係る微粒子
検出センサの一実施例を示すブロック図であり、図にお
いて1は光源例えばLD(レーザダイオード)、2はこ
のLD1と電気的に接続されてその発光光量を一定に保
つ発光回路例えばLD発光回路、3はLD1の近傍に設
置されてその温度を測定する温度測定手段例えばサーミ
スタのような感温素子、4はセンサ出力用フォトダイオ
ード(PD)、5はこのセンサ出力用PD4と電気的に
接続されたPD受光回路であって、LD1から発された
光の、火災時に発生する煙もしくは空気中に含まれる粉
塵等の微粒子による散乱光を検出することによりセンサ
出力を生じる。6はPD受光回路5と電気的に接続され
てそのセンサ出力をアナログ/デジタル(A/D)変換
するA/D変換回路である。なお、これらセンサ出力用
PD4、PD受光回路5及びA/D変換回路6は受光手
段を構成する。そして7はコントロール回路例えばワン
チップマイコンであって、図示しないマイクロプロセッ
サ、ROM及びRAM1〜RAM4を含み、上述したL
D発光回路2、感温素子3及び受光手段特にそのA/D
変換回路6と電気的に接続されると共に電源回路(図示
しない)及び受信装置例えば火災受信機(図示しない)
にも電気的に接続されている。コントロール回路7は、
後で詳しく説明するようにLD1及びLD発光回路2を
制御する。
について詳しく説明する。図1はこの発明に係る微粒子
検出センサの一実施例を示すブロック図であり、図にお
いて1は光源例えばLD(レーザダイオード)、2はこ
のLD1と電気的に接続されてその発光光量を一定に保
つ発光回路例えばLD発光回路、3はLD1の近傍に設
置されてその温度を測定する温度測定手段例えばサーミ
スタのような感温素子、4はセンサ出力用フォトダイオ
ード(PD)、5はこのセンサ出力用PD4と電気的に
接続されたPD受光回路であって、LD1から発された
光の、火災時に発生する煙もしくは空気中に含まれる粉
塵等の微粒子による散乱光を検出することによりセンサ
出力を生じる。6はPD受光回路5と電気的に接続され
てそのセンサ出力をアナログ/デジタル(A/D)変換
するA/D変換回路である。なお、これらセンサ出力用
PD4、PD受光回路5及びA/D変換回路6は受光手
段を構成する。そして7はコントロール回路例えばワン
チップマイコンであって、図示しないマイクロプロセッ
サ、ROM及びRAM1〜RAM4を含み、上述したL
D発光回路2、感温素子3及び受光手段特にそのA/D
変換回路6と電気的に接続されると共に電源回路(図示
しない)及び受信装置例えば火災受信機(図示しない)
にも電気的に接続されている。コントロール回路7は、
後で詳しく説明するようにLD1及びLD発光回路2を
制御する。
【0011】図2は図1に示したLD1及びLD発光回
路2の具体例を示す回路図である。LD1はその発光光
量モニタ用PD1aを内蔵しており、この発光光量モニ
タ用PD1aにはLD1の発光光量に比例した電流が流
れる。
路2の具体例を示す回路図である。LD1はその発光光
量モニタ用PD1aを内蔵しており、この発光光量モニ
タ用PD1aにはLD1の発光光量に比例した電流が流
れる。
【0012】図2において、端子CON1及びCON2は
コントロール回路7に接続され、端子+V,−Vは電源
(図示しない)のそれぞれ+端子、−端子に接続され、
そして端子Gはグランドに接続されている。NPN型ト
ランジスタQ1は、そのベースが入力抵抗R1を介して端
子CON1に接続され、分圧抵抗R2を介して端子+Vに
接続され且つ分圧抵抗R3を介して端子−Vに接続さ
れ、そのエミッタが端子Gに接続され、そしてそのコレ
クタとエミッタの間にコンデンサCが接続されている。
NPN型トランジスタQ2は、そのコレクタがトランジ
スタQ1のコレクタに直結され且つバイアス抵抗R4を介
して端子+Vに接続され、そしてそのエミッタがツェナ
ーダイオードZを介して端子−Vに接続されている。N
PN型トランジスタQ3は、そのベースがトランジスタ
Q1及びQ2のコレクタと直結され、そのコレクタが抵抗
R5を介して端子+Vに接続され、そしてそのエミッタ
がLD1中のLD部分を介して端子Gに接続されてい
る。
コントロール回路7に接続され、端子+V,−Vは電源
(図示しない)のそれぞれ+端子、−端子に接続され、
そして端子Gはグランドに接続されている。NPN型ト
ランジスタQ1は、そのベースが入力抵抗R1を介して端
子CON1に接続され、分圧抵抗R2を介して端子+Vに
接続され且つ分圧抵抗R3を介して端子−Vに接続さ
れ、そのエミッタが端子Gに接続され、そしてそのコレ
クタとエミッタの間にコンデンサCが接続されている。
NPN型トランジスタQ2は、そのコレクタがトランジ
スタQ1のコレクタに直結され且つバイアス抵抗R4を介
して端子+Vに接続され、そしてそのエミッタがツェナ
ーダイオードZを介して端子−Vに接続されている。N
PN型トランジスタQ3は、そのベースがトランジスタ
Q1及びQ2のコレクタと直結され、そのコレクタが抵抗
R5を介して端子+Vに接続され、そしてそのエミッタ
がLD1中のLD部分を介して端子Gに接続されてい
る。
【0013】更に、LD1に内蔵された発光光量モニタ
用PD1aは端子GとトランジスタQ2のベースとの間
に接続されている。発光光量モニタ用PD1aとトラン
ジスタQ2のベースとの接続点は、抵抗R6、複数個例え
ば図示したように4個のスイッチを有するアナログマル
チプレクサMP及び閉じられたスイッチに対応する抵抗
例えばR7、R8、R9又はR10(これら抵抗の抵抗値は
R7<R8<R9<R10となっている)を介して端子−V
に接続されている。なお、アナログマルチプレクサMP
のスイッチは、感温素子3が測定したLD1の温度に応
じてコントロール回路7が端子CON2へ供給する信号
によって選択且つ閉成され、これにより対応する抵抗が
接続される。
用PD1aは端子GとトランジスタQ2のベースとの間
に接続されている。発光光量モニタ用PD1aとトラン
ジスタQ2のベースとの接続点は、抵抗R6、複数個例え
ば図示したように4個のスイッチを有するアナログマル
チプレクサMP及び閉じられたスイッチに対応する抵抗
例えばR7、R8、R9又はR10(これら抵抗の抵抗値は
R7<R8<R9<R10となっている)を介して端子−V
に接続されている。なお、アナログマルチプレクサMP
のスイッチは、感温素子3が測定したLD1の温度に応
じてコントロール回路7が端子CON2へ供給する信号
によって選択且つ閉成され、これにより対応する抵抗が
接続される。
【0014】また、アナログマルチプレクサMP及び抵
抗R7〜R10に代えて、図3に示す電子ボリュウムEV
を使用すれば、よりきめ細かい駆動電流設定をすること
ができる。
抗R7〜R10に代えて、図3に示す電子ボリュウムEV
を使用すれば、よりきめ細かい駆動電流設定をすること
ができる。
【0015】LD1及びLD発光回路2は上述したよう
に構成されており、コントロール回路7から端子CON
1へ高電位の信号が供給されている場合には、この高電
位信号がベースヘ供給されるのでトランジスタQ1はO
Nになり、そのコレクタはほぼグランド電位の低電位に
なる。この低電位がベースへ印加されるので、トランジ
スタQ3はOFFであり、従ってLD1には駆動電流が
流れないのでLD1は発光しない。
に構成されており、コントロール回路7から端子CON
1へ高電位の信号が供給されている場合には、この高電
位信号がベースヘ供給されるのでトランジスタQ1はO
Nになり、そのコレクタはほぼグランド電位の低電位に
なる。この低電位がベースへ印加されるので、トランジ
スタQ3はOFFであり、従ってLD1には駆動電流が
流れないのでLD1は発光しない。
【0016】しかしながら、コントロール回路7から端
子CON1へ供給される信号が低電位信号になると、こ
の低電位信号がベースへ供給されるのでトランジスタQ
1はOFFになり、そのコレクタは抵抗R4の電圧降下、
トランジスタQ2のコレクタ・エミッタ間電圧VCE及び
ツェナーダイオードZの電圧で分割された高い電位とな
る。この高電位がトランジスタQ3のベースに印加され
るが、このときにトランジスタQ3はスイッチング状態
ではなく活性化領域にて動作するように設定されてお
り、従ってトランジスタQ3はVCEを飽和させない活性
状態となり、そのVCEと抵抗R5で規定される駆動電流
を流し、この駆動電流即ちLD1の被制御量でLD1を
発光させる。このようにコントロール回路7から端子C
ON1へ高電位と低電位の信号が繰り返して供給される
ことにより、LD1は間欠的に発光するようになってい
る。
子CON1へ供給される信号が低電位信号になると、こ
の低電位信号がベースへ供給されるのでトランジスタQ
1はOFFになり、そのコレクタは抵抗R4の電圧降下、
トランジスタQ2のコレクタ・エミッタ間電圧VCE及び
ツェナーダイオードZの電圧で分割された高い電位とな
る。この高電位がトランジスタQ3のベースに印加され
るが、このときにトランジスタQ3はスイッチング状態
ではなく活性化領域にて動作するように設定されてお
り、従ってトランジスタQ3はVCEを飽和させない活性
状態となり、そのVCEと抵抗R5で規定される駆動電流
を流し、この駆動電流即ちLD1の被制御量でLD1を
発光させる。このようにコントロール回路7から端子C
ON1へ高電位と低電位の信号が繰り返して供給される
ことにより、LD1は間欠的に発光するようになってい
る。
【0017】このLD1が発光すると、その発光光量に
比例した電流が発光光量モニタ用PD1aに発生し、こ
の電流は抵抗R6、アナログマルチプレクサMP中の、
コントロール回路7からの信号によって現在選択されて
いる一番左のスイッチ(常温以下用)及びこのスイッチ
に接続された抵抗R7を通って端子−Vに流れ、トラン
ジスタQ2のベース電位を発生する。LD1の発光光量
が多い時には、発光光量モニタ用PD1aの発生電流も
大きく従ってトランジスタQ2のベース電位も高いの
で、トランジスタQ2のVCEは小さくなり、トランジス
タQ2のコレクタ電位つまりトランジスタQ3のベース電
位は低下し、トランジスタQ3のVCEは大きくなり、L
D1の駆動電流は低減して発光光量も少なくなる。逆
に、発光光量がこのようにして少なくなると、発光光量
モニタ用PD1aの発生電流も小さく従ってトランジス
タQ2のベース電位も低いので、トランジスタQ2のVCE
は大きくなり、トランジスタQ3のベース電位は上昇
し、LD1の駆動電流は増加して発光光量も多くなる。
LD発光回路2は、このようにしてLD1の発光光量を
一定に保つように動作するのである。
比例した電流が発光光量モニタ用PD1aに発生し、こ
の電流は抵抗R6、アナログマルチプレクサMP中の、
コントロール回路7からの信号によって現在選択されて
いる一番左のスイッチ(常温以下用)及びこのスイッチ
に接続された抵抗R7を通って端子−Vに流れ、トラン
ジスタQ2のベース電位を発生する。LD1の発光光量
が多い時には、発光光量モニタ用PD1aの発生電流も
大きく従ってトランジスタQ2のベース電位も高いの
で、トランジスタQ2のVCEは小さくなり、トランジス
タQ2のコレクタ電位つまりトランジスタQ3のベース電
位は低下し、トランジスタQ3のVCEは大きくなり、L
D1の駆動電流は低減して発光光量も少なくなる。逆
に、発光光量がこのようにして少なくなると、発光光量
モニタ用PD1aの発生電流も小さく従ってトランジス
タQ2のベース電位も低いので、トランジスタQ2のVCE
は大きくなり、トランジスタQ3のベース電位は上昇
し、LD1の駆動電流は増加して発光光量も多くなる。
LD発光回路2は、このようにしてLD1の発光光量を
一定に保つように動作するのである。
【0018】なお、LDは個々に発光光量対LDモニタ
電流値が規定されているので、必要な発光光量時の発光
光量モニタ用PD電流を規定でき、その電流値により抵
抗R6及びR7の抵抗値を定める。もう少し詳しく説明す
れば、感温素子3の測定したLD1の温度が常温以下で
あれば、つまりLD1の設定された駆動電流が各温度で
規定された最大電流値に達しないか或は上記設定された
駆動電流に使用者の考慮する安全率を乗じた値以下であ
れば、上述したように抵抗R7が選択され、フィードバ
ック動作によりLD1の発光光量が一定になるようにL
D1の被制御量即ち駆動電流を制御する。
電流値が規定されているので、必要な発光光量時の発光
光量モニタ用PD電流を規定でき、その電流値により抵
抗R6及びR7の抵抗値を定める。もう少し詳しく説明す
れば、感温素子3の測定したLD1の温度が常温以下で
あれば、つまりLD1の設定された駆動電流が各温度で
規定された最大電流値に達しないか或は上記設定された
駆動電流に使用者の考慮する安全率を乗じた値以下であ
れば、上述したように抵抗R7が選択され、フィードバ
ック動作によりLD1の発光光量が一定になるようにL
D1の被制御量即ち駆動電流を制御する。
【0019】図4はLDの温度特性を示すグラフであ
り、このグラフから明らかなようにLD1の駆動電流が
同一であれば、LD1の発光光量は高温になるにつれて
少なくなる。そこで、同一の発光光量を維持しようとす
れば、必然的に駆動電流を増加しなければならない。つ
まりLD1はLD発光回路2による常に一定した発光光
量を保とうとする作用により、回路構成としてLD1に
流れる電流は増加し、自己加熱が促進され、これではL
D1の寿命に悪影響を及ぼす。そのため、この発明で
は、感温素子3の測定したLD1の温度が常温以下では
なく光源にとって問題となる高温になると、コントロー
ル回路7はアナログマルチプレクサMP中の、抵抗R7
が接続されたスイッチに代えて、抵抗R7よりも抵抗値
の大きい抵抗R8が接続されたスイッチを選択且つ閉成
する。このように抵抗値が大きくなったので、抵抗R7
に流したのと同一の電流が抵抗R8に流れるとその両端
間の電圧降下は大きくなりひいてはトランジスタQ2の
ベース電位は上昇することになり、上述したフィードバ
ック動作の結果としてLD1の被制御量即ち駆動電流を
低減し、従って発光光量を変動させ、もってLD1の自
己加熱による温度上昇を抑えることでLD1の長寿命化
を計る。LD1の温度が更に高温になると、抵抗R8に
代えて抵抗R9が、抵抗R9に代えて抵抗R10が選択且つ
接続されて、駆動電流は増々低減し、LD1の温度上昇
を抑える。
り、このグラフから明らかなようにLD1の駆動電流が
同一であれば、LD1の発光光量は高温になるにつれて
少なくなる。そこで、同一の発光光量を維持しようとす
れば、必然的に駆動電流を増加しなければならない。つ
まりLD1はLD発光回路2による常に一定した発光光
量を保とうとする作用により、回路構成としてLD1に
流れる電流は増加し、自己加熱が促進され、これではL
D1の寿命に悪影響を及ぼす。そのため、この発明で
は、感温素子3の測定したLD1の温度が常温以下では
なく光源にとって問題となる高温になると、コントロー
ル回路7はアナログマルチプレクサMP中の、抵抗R7
が接続されたスイッチに代えて、抵抗R7よりも抵抗値
の大きい抵抗R8が接続されたスイッチを選択且つ閉成
する。このように抵抗値が大きくなったので、抵抗R7
に流したのと同一の電流が抵抗R8に流れるとその両端
間の電圧降下は大きくなりひいてはトランジスタQ2の
ベース電位は上昇することになり、上述したフィードバ
ック動作の結果としてLD1の被制御量即ち駆動電流を
低減し、従って発光光量を変動させ、もってLD1の自
己加熱による温度上昇を抑えることでLD1の長寿命化
を計る。LD1の温度が更に高温になると、抵抗R8に
代えて抵抗R9が、抵抗R9に代えて抵抗R10が選択且つ
接続されて、駆動電流は増々低減し、LD1の温度上昇
を抑える。
【0020】図5は図1に示した微粒子検出センサに使
用されるLD発光回路の他の例を示す回路図であり、図
2のLD発光回路2と違う点は、アナログマルチプレク
サMP、その入力端子CON2並びに抵抗R7〜R10が無
く、抵抗R6の他端が端子−Vに直結されたことであ
る。このLD発光回路2Aは、LD1の高温検出時にそ
の被制御量としての駆動電流を低減したLD発光回路2
と違い、被制御量としての発光間隔を制御する。詳しく
云えば、LD1の温度が常温以下である正常時には、コ
ントロール回路7から端子CON1に供給される上述し
た低電位信号によりLD1は図6に示すように例えば1
ms発光し、その後高電位信号により例えば1s消光し、
これを繰り返す。しかしながら、LD1の温度が例えば
60℃である高温時1には、発光時間及び発光光量を変
えることなく被制御量としての発光間隔のみを例えば
1.3sに拡大し、更に、80℃である高温時2には、
発光間隔のみを例えば1.5sに拡大し、これにより、
単位時間内の発光エネルギーつまり電力損失を低減して
LD1の温度が上昇するのを防止することにより、LD
1の長寿命化を計る。
用されるLD発光回路の他の例を示す回路図であり、図
2のLD発光回路2と違う点は、アナログマルチプレク
サMP、その入力端子CON2並びに抵抗R7〜R10が無
く、抵抗R6の他端が端子−Vに直結されたことであ
る。このLD発光回路2Aは、LD1の高温検出時にそ
の被制御量としての駆動電流を低減したLD発光回路2
と違い、被制御量としての発光間隔を制御する。詳しく
云えば、LD1の温度が常温以下である正常時には、コ
ントロール回路7から端子CON1に供給される上述し
た低電位信号によりLD1は図6に示すように例えば1
ms発光し、その後高電位信号により例えば1s消光し、
これを繰り返す。しかしながら、LD1の温度が例えば
60℃である高温時1には、発光時間及び発光光量を変
えることなく被制御量としての発光間隔のみを例えば
1.3sに拡大し、更に、80℃である高温時2には、
発光間隔のみを例えば1.5sに拡大し、これにより、
単位時間内の発光エネルギーつまり電力損失を低減して
LD1の温度が上昇するのを防止することにより、LD
1の長寿命化を計る。
【0021】更に、LD1にとって異常となる高温例え
ば高温時2(80℃)よりも高い温度が検出された時に
は、コントロール回路7は、LD発光回路2及び2Aの
どちらにも上述した高電位信号を供給してLD1の発光
を停止させると共に、警報を受信装置へ送出する。この
ようにLD1が異常となる高温になるのは、自己加熱の
他に熱気流に曝されている可能性があり、受信装置では
火災の可能性があると判断できる。
ば高温時2(80℃)よりも高い温度が検出された時に
は、コントロール回路7は、LD発光回路2及び2Aの
どちらにも上述した高電位信号を供給してLD1の発光
を停止させると共に、警報を受信装置へ送出する。この
ようにLD1が異常となる高温になるのは、自己加熱の
他に熱気流に曝されている可能性があり、受信装置では
火災の可能性があると判断できる。
【0022】図7は図1に示した微粒子検出センサの動
作説明用フローチャートである。ステップS1にて、コ
ントロール回路7のマイクロプロセッサの所定の処理に
よりROM等を初期化する。次に、ステップS2にて、
感温素子3によりLD1の温度を測定し、測定温度をコ
ントロール回路7のRAM1へ格納する。ステップS3
では、RAM1から読み出した測定温度がLD1の発光
可能な温度範囲内にあるかどうかを判断し、もしノーな
らステップS4に進み、ここで温度異常(高温)データ
をコントロール回路7のRAM2へ書き込むと共に、コ
ントロール回路7は上述したようにLD発光回路2又は
2Aへ高電位信号を供給してLD1の発光を停止させる
と共に温度異常を示す警報信号を受信装置へ送出する。
作説明用フローチャートである。ステップS1にて、コ
ントロール回路7のマイクロプロセッサの所定の処理に
よりROM等を初期化する。次に、ステップS2にて、
感温素子3によりLD1の温度を測定し、測定温度をコ
ントロール回路7のRAM1へ格納する。ステップS3
では、RAM1から読み出した測定温度がLD1の発光
可能な温度範囲内にあるかどうかを判断し、もしノーな
らステップS4に進み、ここで温度異常(高温)データ
をコントロール回路7のRAM2へ書き込むと共に、コ
ントロール回路7は上述したようにLD発光回路2又は
2Aへ高電位信号を供給してLD1の発光を停止させる
と共に温度異常を示す警報信号を受信装置へ送出する。
【0023】しかしながら、ステップS3での判断結果
がイエスならステップS5に進む。上述したように、L
D1の発光光量は温度によって変化するので、コントロ
ール回路7はそのROM中に発光光量従って温度に応じ
た微粒子量(煙濃度)対センサ出力の変換データテーブ
ルを持つことにより正しい測定を行うことができ、その
ようなデータテーブルの一例を図8にグラフで示す。図
8は煙量即ち微粒子量に対するセンサ出力特性が温度例
えば常温、高温1、高温2によって変化する状態を示す
もので、この関係をROMに対照テーブル化しておくこ
とにより、ある温度におけるセンサ出力がどの微粒子量
に相当するかを知ることができるので、発光光量が変化
しても正確に煙を検出できる。ステップS5では、測定
温度が例えば常温の時に、コントロール回路7はデータ
テーブルAを選択し、このデータテーブルAから取り出
した信号により図2に示したLD発光回路2中のアナロ
グマルチプレクサMPの一番左のスイッチを閉成して抵
抗R7を回路に接続すると共にこの時の抵抗値及び一定
の発光時間、発光間隔等をRAM3へ書き込む。測定温
度が高くなって例えば高温1、高温2になると、コント
ロール回路7はそれぞれデータテーブルB、Cを選択
し、各データテーブルB、Cから取り出した信号により
スイッチを閉成してそれぞれ抵抗R8、R9を接続する。
がイエスならステップS5に進む。上述したように、L
D1の発光光量は温度によって変化するので、コントロ
ール回路7はそのROM中に発光光量従って温度に応じ
た微粒子量(煙濃度)対センサ出力の変換データテーブ
ルを持つことにより正しい測定を行うことができ、その
ようなデータテーブルの一例を図8にグラフで示す。図
8は煙量即ち微粒子量に対するセンサ出力特性が温度例
えば常温、高温1、高温2によって変化する状態を示す
もので、この関係をROMに対照テーブル化しておくこ
とにより、ある温度におけるセンサ出力がどの微粒子量
に相当するかを知ることができるので、発光光量が変化
しても正確に煙を検出できる。ステップS5では、測定
温度が例えば常温の時に、コントロール回路7はデータ
テーブルAを選択し、このデータテーブルAから取り出
した信号により図2に示したLD発光回路2中のアナロ
グマルチプレクサMPの一番左のスイッチを閉成して抵
抗R7を回路に接続すると共にこの時の抵抗値及び一定
の発光時間、発光間隔等をRAM3へ書き込む。測定温
度が高くなって例えば高温1、高温2になると、コント
ロール回路7はそれぞれデータテーブルB、Cを選択
し、各データテーブルB、Cから取り出した信号により
スイッチを閉成してそれぞれ抵抗R8、R9を接続する。
【0024】また、図5に示したLD発光回路2Aの場
合には、測定温度に応じた発光間隔を持つ信号をコント
ロール回路7はLD発光回路2Aへその端子CON1を
通して供給すると共にその発光間隔時間をRAM3へ書
き込む。その後、ステップS6にて上述したようにセッ
トされた発光光量値でLD1を発光させる。
合には、測定温度に応じた発光間隔を持つ信号をコント
ロール回路7はLD発光回路2Aへその端子CON1を
通して供給すると共にその発光間隔時間をRAM3へ書
き込む。その後、ステップS6にて上述したようにセッ
トされた発光光量値でLD1を発光させる。
【0025】ステップS7では、LD1から発されて火
災時に発生する煙もしくは空気中に含まれる粉塵等の微
粒子で散乱された光をまずセンサ出力用PD4が検出
し、次にその出力をPD受光回路5が必要に応じてピー
クホールド、サンプルホールド等の処理をしてセンサ出
力を生じる。このセンサ出力をA/D変換回路6がデジ
タル化した後に、コントロール回路7のRAM4へ格納
する。ステップS8では、ステップS5にて選択された
データテーブルを用いてセンサ出力(電圧)/微粒子量
の変換を行い、その結果をRAM2へ書き込む。
災時に発生する煙もしくは空気中に含まれる粉塵等の微
粒子で散乱された光をまずセンサ出力用PD4が検出
し、次にその出力をPD受光回路5が必要に応じてピー
クホールド、サンプルホールド等の処理をしてセンサ出
力を生じる。このセンサ出力をA/D変換回路6がデジ
タル化した後に、コントロール回路7のRAM4へ格納
する。ステップS8では、ステップS5にて選択された
データテーブルを用いてセンサ出力(電圧)/微粒子量
の変換を行い、その結果をRAM2へ書き込む。
【0026】ステップS9では、ステップS4又はS8
にてRAM2に書き込まれたデータをコントロール回路
7が受信装置へ送信し、ここで火災発生、微粒子検出等
の判断が行われる。最後にステップS10では、ステッ
プS5にてRAM3に書き込んだ一定の時間又は発光間
隔時間の間待機した後にステップS2に戻り、再び微粒
子の検出を続ける。なお、時間が経過し、温度がまた常
温に戻ったなら、コントロール回路7により駆動電流又
は発光周期は元に戻される。また、発光周期の代わりに
発光時間を短くしても良い。
にてRAM2に書き込まれたデータをコントロール回路
7が受信装置へ送信し、ここで火災発生、微粒子検出等
の判断が行われる。最後にステップS10では、ステッ
プS5にてRAM3に書き込んだ一定の時間又は発光間
隔時間の間待機した後にステップS2に戻り、再び微粒
子の検出を続ける。なお、時間が経過し、温度がまた常
温に戻ったなら、コントロール回路7により駆動電流又
は発光周期は元に戻される。また、発光周期の代わりに
発光時間を短くしても良い。
【0027】なお、微粒子検出センサに判別回路を設
け、受信装置へ常時センサ出力を送出するのではなく、
必要時に判別結果を送るようにしても良い。また、受信
装置からのポーリングによってセンサ出力あるいは判別
結果を送っても良い。
け、受信装置へ常時センサ出力を送出するのではなく、
必要時に判別結果を送るようにしても良い。また、受信
装置からのポーリングによってセンサ出力あるいは判別
結果を送っても良い。
【0028】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明に
係る微粒子検出センサは、光源と、この光源と電気的に
接続され、前記光源の発光光量を一定に保つ発光回路
と、前記光源の近傍に設置され、前記光源の温度を測定
する温度測定手段と、前記光源から発された光の、前記
微粒子による散乱光を検出してセンサ出力を生じる受光
手段と、前記発光回路及び前記温度測定手段と電気的に
接続され、前記温度測定手段による温度測定値に基づい
て前記光源の被制御量を制御するコントロール回路とを
備えているので、光源の長寿命化を計れるという効果を
奏する。また、請求項3〜5の発明は、高温検出時に光
源の駆動電流を段階的又は直線的に低減することにより
光源の寿命を長びかせる。そして請求項6の発明は、高
温検出時に光源の発光間隔を拡大することにより単位時
間内の発光エネルギーを低減し、もって光源の寿命を長
びかせる。
係る微粒子検出センサは、光源と、この光源と電気的に
接続され、前記光源の発光光量を一定に保つ発光回路
と、前記光源の近傍に設置され、前記光源の温度を測定
する温度測定手段と、前記光源から発された光の、前記
微粒子による散乱光を検出してセンサ出力を生じる受光
手段と、前記発光回路及び前記温度測定手段と電気的に
接続され、前記温度測定手段による温度測定値に基づい
て前記光源の被制御量を制御するコントロール回路とを
備えているので、光源の長寿命化を計れるという効果を
奏する。また、請求項3〜5の発明は、高温検出時に光
源の駆動電流を段階的又は直線的に低減することにより
光源の寿命を長びかせる。そして請求項6の発明は、高
温検出時に光源の発光間隔を拡大することにより単位時
間内の発光エネルギーを低減し、もって光源の寿命を長
びかせる。
【図1】この発明に係る微粒子検出センサの一実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図2】図1にブロック図で示したLD発光回路の一例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図3】図2中のアナログマルチプレクサ及び複数個の
抵抗に代えて使用される電子ボリュウムを示す図であ
る。
抵抗に代えて使用される電子ボリュウムを示す図であ
る。
【図4】LDの特性を示すグラフである。
【図5】LD発光回路の他の例を示す回路図である。
【図6】図5のLD発光回路にてLDの発光状態を説明
する図である。
する図である。
【図7】この発明の一実施例の動作説明用フローチャー
トである。
トである。
【図8】変換データテーブルを示すグラフである。
1 LD 2、2A LD発光回路 3 感温素子 4 センサ出力用PD 5 PD受光回路 6 A/D変換回路 7 コントロール回路 MP アナログマルチプレクサ EV 電子ボリューム
Claims (7)
- 【請求項1】 火災時に発生する煙もしくは空気中に含
まれる粉塵等の微粒子を検出する微粒子検出センサであ
って、 光源と、 この光源と電気的に接続され、前記光源の発光光量を一
定に保つ発光回路と、 前記光源の近傍に設置され、前記光源の温度を測定する
温度測定手段と、 前記光源から発された光の、前記微粒子による散乱光を
検出してセンサ出力を生じる受光手段と、 前記発光回路及び前記温度測定手段と電気的に接続さ
れ、前記温度測定手段による温度測定値に基づいて前記
光源の被制御量を制御するコントロール回路と、 を備えたことを特徴とする微粒子検出センサ。 - 【請求項2】 前記光源がレーザダイオードであること
を特徴とする請求項1の微粒子検出センサ。 - 【請求項3】 前記光源の被制御量がその駆動電流であ
り、前記温度測定手段により前記光源にとって問題とな
る高温を検出した時に、前記コントロール回路によって
制御されて前記駆動電流を低減する手段を前記発光回路
が含むことを特徴とする請求項1又は2の微粒子検出セ
ンサ。 - 【請求項4】 前記駆動電流低減手段は、前記光源と電
気的に接続され且つ前記コントロール回路からの信号に
よって複数個のスイッチのうちのどれかが選択されるマ
ルチプレクサ及び前記選択されたスイッチに接続された
抵抗から成ることを特徴とする請求項3の微粒子検出セ
ンサ。 - 【請求項5】 前記駆動電流低減手段は、前記光源と電
気的に接続され且つ前記コントロール回路からの信号に
よって抵抗値が調節される電子ボリュームであることを
特徴とする請求項3の微粒子検出センサ。 - 【請求項6】 前記光源の被制御量がその発光間隔であ
り、前記温度測定手段により前記光源にとって問題とな
る高温を検出した時に、前記コントロール回路が前記発
光間隔を拡大する信号を前記発光回路へ供給する手段を
含むことを特徴とする請求項1又は2の微粒子検出セン
サ。 - 【請求項7】 前記温度測定手段により前記光源にとっ
て異常となる高温を検出した時に、前記コントロール回
路が警報を発し且つ前記光源の発光を停止させる信号を
前記発光回路へ供給する手段を含むことを特徴とする請
求項1ないし6のいずれかの微粒子検出センサ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6646595A JPH08261931A (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 微粒子検出センサ |
| EP96104272A EP0733894B1 (en) | 1995-03-24 | 1996-03-18 | Sensor for detecting fine particles such as smoke |
| DE69627922T DE69627922T2 (de) | 1995-03-24 | 1996-03-18 | Sensor zur Feststellung feiner Teilchen wie Rauch |
| US08/617,627 US5694208A (en) | 1995-03-24 | 1996-03-19 | Sensor for detecting fine particles such as smoke or dust contained in the air |
| AU48227/96A AU678930B2 (en) | 1995-03-24 | 1996-03-21 | Sensor for detecting fine particles |
| CN96103166A CN1099587C (zh) | 1995-03-24 | 1996-03-22 | 微粒检测传感器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6646595A JPH08261931A (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 微粒子検出センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08261931A true JPH08261931A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13316567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6646595A Pending JPH08261931A (ja) | 1995-03-24 | 1995-03-24 | 微粒子検出センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08261931A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002098637A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Tokyoto Gesuido Service Kk | 濃度測定装置 |
| JP2007147625A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd | 汚染検出を有する光学エンコーダ |
| JP2013195261A (ja) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Sharp Corp | 光電式粉塵検出装置および粉塵ガス検出装置 |
| WO2017149787A1 (ja) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 株式会社島津製作所 | 吸光度検出器及びそれを備えたクロマトグラフ |
-
1995
- 1995-03-24 JP JP6646595A patent/JPH08261931A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002098637A (ja) * | 2000-09-22 | 2002-04-05 | Tokyoto Gesuido Service Kk | 濃度測定装置 |
| JP2007147625A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte Ltd | 汚染検出を有する光学エンコーダ |
| JP2013195261A (ja) * | 2012-03-21 | 2013-09-30 | Sharp Corp | 光電式粉塵検出装置および粉塵ガス検出装置 |
| WO2017149787A1 (ja) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 株式会社島津製作所 | 吸光度検出器及びそれを備えたクロマトグラフ |
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