JPS5940708Y2 - 侵入者および炎検知装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は侵入者および炎検知装置に関し、特に焦電効
果素子またはサーミスタ等のような熱形赤外線検知器を
用いた検知装置に関する。

第１図はこの考案の背景となる焦電形赤外線検知器の一
例を示す構造図解図である。

構成において、この焦電効果素子１は、セラミンク１１
とその両主表同上に形成された電極１２および１３とを
含む。

セラミック１１は、たとえばＰＺＴあるいはチタン酸バ
リウム等から成り、矢印Ａの方向に予め分極されている
ものとする。

そして、電極１２はリード線１４に接続され、電極１３
はリード線１５に接続される。

このような構造において、たとえば電極１２の方向から
波線で示すように赤外線２が入射すると、リード線１４
および１５に相対的な電位変化を生じる。

第２図はこの発明の背景となる焦電形赤外線検出装置の
一例を示す電気回路図である。

構成において、第１図に示すような焦電効果素子１の電
極１２は接地され、電極１３はＦＥＴ１７のゲートに接
続される。

このＦＥＴは、インピーダンス変換として作用し、その
ゲートは抵抗１６を介して接地されるとともに、そのソ
ースは抵抗１８を介して接地される。

これらの焦電効果素子１とＦＥＴ１Ｔと抵抗１６．１８
によって赤外線検知器（以下には検知器と略称する場合
もある）１０を構成し、１つのパンケージに収納される
。

また、このＦＥＴ１７のドレインは増幅回路３の電源＋
Ｖに接続されるとともに、結合コンデンサ３１を介して
増幅器３３の一力入力に接続される。

この増幅器３３は、反転形の差動増幅器であり、前記一
方入力端は抵抗３２を介して接地され、その他方入力端
は抵抗３５を介して接地される。

。そして、増幅器３３の出力端と前記他方入力端との間
にはフィードバック用の抵抗３４が接続される。

したがって、焦電効果素子１かもの信号は、同一パンケ
ージに内蔵されたＦＥＴＩγによって反転され、増幅回
路３によって反転増幅されることになる。

そのため、この増幅回路３の出力には、焦電効果素子１
の検出信号と同相でかつ増幅されたものが得られること
が理解されよう。

さらに、前記増幅回路３の出力は、結合コンデンサ４１
を介して整流ダイオード４２のアノードに接続される。

この整流ダイオード４２０カソードは、スイッチングト
ランジスタ４４０ベースに接続される。

このスイッチングトランジスタ４４０ベースと接地との
間には、積分コンデンサ４３が接続される。

そして、このスイッチングトランジスタ４４のエミッタ
は接地され、そのコレクタには電源＋Ｖとの間に警報装
置としての圧電ブザー４５が介挿される。

このような焦電効果素子１は、表に示すような温度（Ｔ
ｃ）−分極酸分（Ｐｓ ）特性を示す。

すなわち、温度Ｔｃが上昇した場合には、セラミック１
１の矢印Ａで示す分極の大きさが小さくなり、温度が下
降すると分極の大きさが太きくなる。

したがって、い１、第１図および第２図に示すように検
知器１０の焦電効果素子１に赤外線２が入射したとする
と、その入射面側の電極すなわち電極１２に生じる電荷
は負となる。

そして、この赤外線２による電極１２および１３が生じ
る交流信号は、ＦＥＴ１７によって反転され、増幅回路
３によって反転増幅され、結合コンデンサ４１を介して
整流ダイオード４２に与えられる。

この赤外線検知器１０からの交流信郵ま、整流ダイオー
ド４２によって整流されて積分コンデンサ４３を充電す
る。

スイッチングトランジスタ４４のスイッチングレベルを
適当に選べば、この積分コンデンサ４３の充ｉ！圧によ
ってスイッチングトランジスタ４４がオンとなる。

応じて、電源＋Ｖから圧電ブザー４５およびスイッチン
グトランジスタ４４を経て警報駆動電流が流れる。

このよ５にして、赤外線検知器１０に対する赤外線２０
入射によって、警報回路４が作動し、圧電ブザー４５が
警報を発することになる。

このような焦電効果素子を用いた赤外線検知装置あるい
はターミスタを用いた赤外線検知装置のように、いわゆ
る熱形赤外線検知装置においては、検知すべき赤外線の
波長に対して、その感度特性がフラットなものである。

したがって、このような赤外線検知装置によれば、人体
かあるいはそれ以外の炎かの区別が困難である。

そこで、２つの検知器を用いて、それぞれの検知器に対
して、−力に人体からの赤外線のみを透過するフィルタ
を取り付け、他力に炎からの赤外線のみを透過するフィ
ルタを取り付けることが考えられる。

しかしながら、人体からの赤外線（その波長は約４．５
μｍないし２０μｍ）のみを透過するフィルタは非常に
高価である。

それゆえに、この考案の目的は、人体からの赤外線のみ
を透過するフィルタを必要とせ１゛、安価にかつ簡単に
人体か炎かの識別の可能な侵入者および炎検知装置を提
供することである。

この考案は、要約すれば、２つの検知器のうち一方を炎
にのみ応答するようにフィルタあるいは光導電素子等に
よって規制し、この−力の検知器からの出力があるとぎ
他力の検知器からの出力をオフゲートするようにしたも
のである。

この考案の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面
を参照して行なう以下の詳細な説明から一層明らかとな
ろう。

第３図はこの考案の一実施例を示すブロック図である。

構成において、第２図と同等の部分には相当する参照符
号を付しその詳細な説明は癌略する。

−力の赤外線検知器１０ａの出力、結合コンデンサ３１
ａを介して増幅回路３ａに与えられる。

この増幅回路３ａの出力は結合コンデンサ４１ａを介し
て整流ダイオード４２ａに与えられる。

この整流ダイオード４２ａの出力は積分コンデンサ４３
ａＫ与えられ、このコンデンサ４３ａの端子電圧がゲー
ト回路６に与えられる。

このゲート回路６は、他力の積分コンデンサ４３ｂの端
子電圧が所定値以上になったとき閉じられるものである
。

そして、このゲート回路６からの出力は警報回路４ａに
与えられる。

他力の赤外線検知器１０ｂの受光部には、フィルタ５が
取り付けられる。

このフィルタ５は人体からの赤外線の波長よりも短い波
長の赤外線のみを透過するもので、特に炎からの赤外線
をよく透過するようなフィルタである。

そして、このフィルタ５はたとえばに２０ 、Ｆｅ ２
０３ ＋ＰｂＯ＊ Ｓ ｔ０２１Ｚ ｎ ０２およびＢ
ｉ２Ｏ３等の化合物で形成され、たとえば第４図に示す
ような透過特性をもつものとする。

そして、このフィルタ５が取り付けられた赤外線検知器
１０ｂの出力は先に説明した他の系統と同様の構成で処
理され、積分コンデンサ４３ｂを充電する。

この積分コンデンサ４３ｂの端子電圧は前記ゲート回路
６のゲート開閉信号として与えられるとともに蓄線回路
４ｂに与えられる。

なお、２つの赤外線検知器１０ａおよび１０ｂは、はぼ
近接し幻司−被検出体からの赤外線を受けるように配設
される。

動作において、い捷この検出装置に入射スル赤外線２が
人体からのものであるとする。

このとき、一方の赤外線検知器１０ａは検知信号を発生
するが、他方の赤外線検知器１０ｂは、フィルタ５０作
用によって、検知信号を発生しない。

したがって、積分コンデンサ４３ｂには伺らの電荷も充
電されることがない。

そのため、この積分コンデンサ４３ｂの端子電圧が所定
値以上に達したとき閉じられるゲート回路６は、このと
き開いた１１である。

したがって、検知器１０ａからの検知信号によって充電
された積分コンデンサ４３ａの端子電圧が所定値に達す
ると、警報回路４ａによって警報が発せられる。

捷た、他方の警報回路４ｂは動作せず、警報を発するこ
とはない。

そのため、警報回路４ からの警報が発せられたときに
は、このときの赤外線２を発する温度物体は人体である
ことが特定され得る。

次に、赤外線２を発する温度物体が炎の場合について考
える。

このとき、検出器Ｉ Ｑｂｔｉｃは、フィルタ５が設け
られていて、このフィルタ５は炎からの赤外線は透過す
るようにされているため、２つの検出器１０ および１
０ｂがともに検知信号を発する。

そのため、２つの積分コンデンサ４３ａおよび４３ｂが
ともに充電される。

そして、その端子電圧が所定値以上に達すると、警報回
路４ａおよび４ｂがともに警報を発しようとする。

しかしながら、このとき、ゲート回路６は積分コンデン
サ４３ｂの端子電圧によってオフとされる。

そのため、このとぎには警報回路４ａは動作せず、警報
回路４ｂのみが動作する。

したがって、このように警報回路４ｂのみが動作する場
合には、赤外線２を発する温度物体は炎であることが特
定できる。

そのため、このような警報回路４ および４ｂの警報の
態様を識別可能に違えれば、発せられる警報によって侵
入者かあるいは炎かが容易に判別できる。

第５図はこの考案の他の実施例を示す要部回路図である
。

この実施例は、第３図の実施例が規制手段としてフィル
タ５を用いたのに対し、光導電素子を用いるものである
。

すなわち、検知器１０ｂからの出力を受ける増幅回路３
ｂにおいて、差動増幅器３３ｂの一方入力に光導電素子
を用いる。

この光導電素子は、たとえばＣｄＳであり、その感応す
る赤外線の波長をたとえば第４図に示すように、炎から
の赤外線に設定する。

このような光導電素子の感度特性の設定は、添加不純物
の質あるいは量を制御することで容易に行なうことがで
きる。

そして、このような感度特性を持たせれば、その設定し
た波長の赤外線を受けるとぎにその抵抗値が最小となる
。

したがって、赤外線２が炎からのものであるとき、この
増幅回路３ｂに含まれる光導電素子３５ｂ′の抵抗値が
最小となり、増幅器３３ｂの利得が最大となる。

そのため、このような赤外線を受けたときだけそれに後
続する第３図に示すような積分コンデンサ４３ｂに充電
電流が流れる。

当然のことながら、人体からの赤外線の場合にはこの光
導電素子３５ｂ′の抵抗値は大きく、増幅器３３ｂの利
得は小さい。

したがって、このような人体からの赤外線にはこの検出
系統は応答しないことになる。

以上のように、この考案によれば、入射する赤外線の波
長に特定的に応答するため、警報の種類によって侵入者
に対する警報か火災に対する警報かが容易に識別できる
。

そして、フィルタが炎のためのものだけでよく安価に構
成できる。

なお、一般に赤外線の波長は通常０．７６μｍないし４
００μｍの領域に定義されているが、この明細書でいう
所の赤外線は０．７６μｍよりも多少短い波長の電磁波
をも含めるものとする。

寸た、上述の実施例において、一方の検出器１０ａには
何らのフィルタも取り付けていないが、これは、極めて
安価なポリエチレン、ポリプロピレン等の広帯域フィル
タを使用することもできる。

さらに、警報装置も聴覚的でなく視覚的なものであっで
もよいことはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に用いられ得る焦電効果素子の一例を
示す構造図解図である。 第２図はこの考案の背景となる赤外線検出装置の一例を
示す回路図である。 第３図はこの考案の一実施例を示すブロック図である。 第４図はこの考案に用いられ得るフィルタの透過特性を
示すグラフである。 第５図はこの考案の他の実施例の要部を示す回路図であ
る。 図において、１０ａ、１０ｂは赤外線検知器、３ａ、３
ｂは増幅回路、４ａ、４ｂは警報回路、５はフィルタ、
６はゲート回路、４２ａ、４２ｂは整流ダイオード、４
３ａ、４３ｂは積分コンデンサを示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 （υ 赤外線に応答して出力を発生する第１の赤外線検
   知器、 赤外線に応答して出力を発生する第２の赤外線検知器、 前記第１の赤外線検知器の出力に応答して駆動される第
   １の警報装置、 前記第２の赤外線検知器の出力に応答して駆動される第
   ２の警報装置、 前記第２の赤外線検知器が人体からの赤外線の波長より
   短い赤外線に応答するように規制する規制手段、および 前記第１の赤外線検知器と前記第１の警報装置との間に
   介挿され、前記第２の赤外線検知器の出力がないことに
   応答して第１の赤外線検知器の出力を導出して第１の警
   報装置に与え、第２の赤外線検知器の出力があることに
   応答して第１の赤外線検知器の出力の導出を不能化する
   ゲート手段を備えた、侵入者および炎検知装置。 （２）前記第１および第２の赤外線検知器は、熱形赤外
   線検知器である、実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   侵入者および炎検知装置。 （３）前記規制手段は、前記第２の赤外線検知器に含１
   れる受光部曝取付けられるフィルタである、実用新案登
   録請求の範囲第１項記載の侵入者および炎検知装置。 （→ 前記規制手段は、前記第２の赤外線検知器の利得
   を制御する光導電素子を含む、実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の侵入者および炎検知装置。