CN111721404A - 火焰检测系统以及受光量测定方法 - Google Patents

火焰检测系统以及受光量测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明算出将光传感器的正式放电以外的干扰成分排除后的受光量。本发明的火焰检测系统具备：光传感器(1)，其检测从光源(100)产生的光；外加电压生成电路(12)，其对光传感器(1)周期性地施加驱动脉冲电压；放电判定部(201)，其检测光传感器(1)的放电；放电概率算出部(202)，其分别针对光传感器(1)被遮光的第1状态和能够采光的第2状态，根据驱动脉冲电压的施加次数和该驱动脉冲电压的施加中由所述放电判定部(201)检测到的放电的次数来算出放电概率；灵敏度参数存储部(19)，其存储光传感器(1)的已知的灵敏度参数；以及受光量算出部(203)，其根据灵敏度参数、第1状态、第2状态时算出的放电概率来算出第2状态时的光传感器(1)的受光量。

Description

火焰检测系统以及受光量测定方法
技术领域
本发明涉及一种检测火焰的有无的火焰检测系统。
背景技术
作为在燃烧炉等当中根据从火焰的光放出的紫外线来检测火焰的有无的光传感器，有时会利用光电管式紫外线传感器。在光电管式紫外线传感器的放电当中，观测到会发生光电效应所导致的放电以外的、源于噪声分量的非正式放电现象(疑似放电)。
专利文献1提出了一种火焰检测系统，能够控制施加至火焰传感器的驱动脉冲的脉宽而根据计算求出放电的受光量，根据光量来判定火焰传感器的寿命。但是，实际的火焰传感器的放电当中包含有统称为故障的、源于噪声的非正式放电，从而存在即便在没有火焰发出的光的时候也产生放电而导致误检测的情况。需要考虑消除了这种噪声分量的放电的受光量的测定方法。
此外，专利文献2揭示的火焰检测系统提出了一种考虑了正式放电以外的噪声分量的放电概率的受光量的求法，能够高精度地检测火焰的有无。然而，在专利文献2揭示的火焰检测系统中，噪声分量的放电概率必须是已知的，其推导方法并不容易。
此外，专利文献3揭示的故障检测装置提出了如下内容：设置将入射至火焰传感器的电磁波截断的光闸机构，由此来检测火焰传感器的自放电所引起的故障。然而，在专利文献3揭示的故障检测装置中，没有对基于从火焰放出的紫外线的火焰传感器的正式放电和除此之外的原因的非正式放电进行区别的方法，有可能根据非正式放电所产生的光量来进行火焰传感器的错误寿命判定。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本专利特开2018-84422号公报
【专利文献2】日本专利特开2018-84423号公报
【专利文献3】日本专利特开平05-012581号公报
发明内容
【发明要解决的问题】
本发明是为了解决上述问题而做成，其目的在于提供一种能够算出将光传感器的正式放电以外的噪声分量除外的受光量的火焰检测系统以及受光量测定方法。
【解决问题的技术手段】
本发明的火焰检测系统的特征在于，具备：光传感器，其构成为检测从光源放出的光；外加电压生成部，其构成为对该光传感器的电极周期性地施加驱动脉冲电压；电流检测部，其构成为检测所述光传感器的放电电流；放电判定部，其构成为根据由该电流检测部检测到的放电电流来检测所述光传感器的放电；放电概率算出部，其构成为分别针对所述光传感器被遮光的第1状态以及所述光传感器能够采光的第2状态，根据所述外加电压生成部产生的所述驱动脉冲电压的施加次数和该驱动脉冲电压的施加中由所述放电判定部检测到的放电的次数，算出放电概率；存储部，其构成为预先存储所述光传感器的基准受光量、所述驱动脉冲电压的基准脉宽、所述驱动脉冲电压的脉宽为所述基准脉宽且所述光传感器的受光量为所述基准受光量而且是所述第2状态时的正式放电的放电概率、以及所述光传感器的光电效应所导致的放电以外的源于噪声分量的所述第2状态时的非正式放电的放电概率，作为所述光传感器的已知的灵敏度参数；以及受光量算出部，其构成为根据所述存储部中存储的灵敏度参数、所述第1状态时由所述放电概率算出部算出的放电概率、以及所述第2状态时由所述放电概率算出部算出的放电概率，算出所述第2状态时的所述光传感器的受光量。
此外，本发明的火焰检测系统的1构成例的特征在于，还具备遮光单元，其设置在所述光源与所述光传感器之间；以及光闸控制部，其构成为使该遮光单元进行开闭动作，从而切换所述第1状态和所述第2状态，所述放电概率算出部针对基于所述遮光单元的所述第1状态以及基于所述遮光单元的所述第2状态，根据所述外加电压生成部生成的所述驱动脉冲电压的施加次数和该驱动脉冲电压的施加中由所述放电判定部检测到的放电的次数来算出放电概率。
此外，本发明的火焰检测系统的1构成例的特征在于，还具备受光量判定部，所述受光量判定部构成为将由所述受光量算出部算出的受光量与受光量阈值进行比较，由此来判定所述光源的有无。
此外，本发明的火焰检测系统的1构成例的特征在于，所述受光量算出部基于所述光传感器的基准受光量Q0、所述驱动脉冲电压的基准脉宽T0、所述正式放电的放电概率PaA、所述非正式放电的放电概率PbA、所述第1状态时由所述放电概率算出部算出的放电概率P*、所述第2状态时由所述放电概率算出部算出的放电概率P、以及所述第1状态时、所述第2状态时的所述驱动脉冲电压的脉宽T时，算出所述第2状态时的所述光传感器的受光量Q，
此外，本发明的火焰检测系统的受光量测定方法的特征在于，包含：第1步骤，在检测从光源放出的光的光传感器被遮光的第1状态时对所述光传感器的电极周期性地施加驱动脉冲电压；第2步骤，检测所述第1状态时的所述光传感器的放电电流；第3步骤，根据所述第1状态时的所述放电电流来检测所述光传感器的放电；第4步骤，根据所述第1步骤所产生的所述驱动脉冲电压的施加次数和该驱动脉冲电压的施加中在所述第3步骤中检测到的放电的次数，来算出所述第1状态时的放电概率；第5步骤，在所述第1步骤～第4步骤之前或之后，在所述光传感器能够采光的第2状态时对所述光传感器的电极周期性地施加驱动脉冲电压；第6步骤，在所述第1步骤～第4步骤之前或之后，检测所述第2状态时的所述光传感器的放电电流；第7步骤，在所述第1步骤～第4步骤之前或之后，根据所述第2状态时的所述放电电流来检测所述光传感器的放电；第8步骤，在所述第1步骤～第4步骤之前或之后，根据所述第5步骤所产生的所述驱动脉冲电压的施加次数和该驱动脉冲电压的施加中在所述第7步骤中检测到的放电的次数，来算出所述第2状态时的放电概率；以及第9步骤，根据所述光传感器的基准受光量、所述驱动脉冲电压的基准脉宽、所述驱动脉冲电压的脉宽为所述基准脉宽且所述光传感器的受光量为所述基准受光量而且是所述第2状态时的正式放电的已知的放电概率、所述光传感器的光电效应所导致的放电以外的源于噪声分量的所述第2状态时的非正式放电的已知的放电概率、在所述第4步骤中算出的放电概率、以及在所述第8步骤中算出的放电概率，来算出所述第2状态时的所述光传感器的受光量。
【发明的效果】
根据本发明，能够算出将从光源产生的光所导致的光传感器的正式放电以外的噪声分量(例如热电子、冲击电流、残留离子等)除外的受光量。结果，在本发明中，可以根据求出的受光量而高精度地检测火焰的有无。此外，在本发明中，能够降低因含有噪声分量的受光量而进行光传感器的错误的寿命判定的可能性。
附图说明
图1为表示本发明的实施例的火焰检测系统的构成的框图。
图2为表示本发明的实施例中施加至光传感器的驱动脉冲以及电流检测电路中检测到的检测电压的波形图。
图3为说明本发明的实施例的火焰检测系统的动作的流程图。
图4为表示实现本发明的实施例的火焰检测系统的电脑的构成例的框图。
具体实施方式
[实施例]
下面，对除去了噪声分量的受光量的测定方法进行说明。利用了光电效应的光传感器是通过光子撞击电极来进行通电的一种光电管。通电在以下条件下进行。
[光传感器的动作]
当在光传感器的1对电极间施加有电压的状态下，当光子撞击一个电极时，有一定概率会飞出光电子，从而在发生电子雪崩的情况下通电(电极间流通放电电流)。
当在电极间施加有电压的期间内，光传感器持续通电。或者，在确认光传感器通电后便立即降低电压，由此使通电停止。如此，当电极间的电压下降时，光传感器结束通电。
1个光子撞到光传感器的电极时光传感器放电的概率设为P1。此外，2个光子撞到光传感器的电极时光传感器放电的概率设为P2。由于P2与不论第1个光子还是第2个光子都不放电的概率相反，因此，P2与P1的关系像式(1)那样表示。
【数式1】
(1-P2)＝(1-P1)2···(1)
通常，若将n个光子撞到光传感器的电极时光传感器放电的概率设为Pn、将m个光子撞到光传感器的电极时光传感器放电的概率设为Pm(n、m为自然数)，则与式(1)一样，式(2)和式(3)成立。
【数式2】
(1-Pn)＝(1-P1)n···(2)
(1-Pm)＝(1-Pl)m···(3)
根据式(2)和式(3)，能以Pn与Pm的关系的形式推导出式(4)。
【数式3】
Figure BDA0002403831800000051
Figure BDA0002403831800000052
Figure BDA0002403831800000053
若将每单位时间向光传感器的电极飞来的光子的数量设为E、将光传感器的放电开始电压以上的电压施加至电极间的时间(以下称为脉宽)设为T，则每1次电压施加中撞击至电极的光子的数量以ET表示。因此，使同一光传感器在某一条件A和另一条件B下动作时的光子数E、脉宽T、放电概率P的关系如式(5)。此处，若将作为基准的光子数定为E0并设定Q＝E/E0，则变为式(6)。此处，将Q称为受光量。
【数式4】
Figure BDA0002403831800000061
Figure BDA0002403831800000062
[火焰检测系统的构成和动作]
图1为表示本发明的实施例的火焰检测系统的构成的框图。火焰检测系统驱动光传感器，根据光传感器的驱动结果算出来自光源的受光量。该火焰检测系统具备：光传感器1，其检测从火焰、LED或灯等光源100产生的光(紫外线)；外部电源2；运算装置3，其连接有光传感器1及外部电源2；光闸21，其设置在光源100与光传感器1之间；光闸驱动部22，其驱动光闸21；以及光闸控制部23，其通过光闸驱动部22控制光闸21。光闸21和光闸驱动部22构成了遮光单元。
光传感器1由具备外壳、2根电极销以及2块电极的光电管构成，所述外壳为两端部被堵住的圆筒状，所述2根电极销贯通该外壳的两端部，所述2块电极在外壳内部通过电极销相互平行地加以支承。在这种光传感器1中，在经由电极支承销对电极间施加有规定电压的状态下，当紫外线照射至与光源100对置配置的一个电极时，因光电效应使得从该电极放出电子，从而在电极间流通放电电流。
外部电源2例如由具有100[V]或200[V]电压值的交流商用电源构成。
运算装置3具备：电源电路11，其连接于外部电源2；外加电压生成电路12及触发电路13，它们连接于该电源电路11；分压电阻14，其由串联在光传感器1的下游侧的端子1b与接地线GND之间的电阻R1和R2构成；电流检测电路15，其检测该分压电阻14的电阻R1与R2的连接点Pa处产生的电压(参考电压)Va作为光传感器1中流通的电流I；以及处理电路16，其连接有外加电压生成电路12、触发电路13及电流检测电路15。
电源电路11将从外部电源2输入的交流电供给至外加电压生成电路12及触发电路13。此外，运算装置3的驱动用电力从电源电路11获取(但是，也可以构成为从别的电源获取驱动用电力且不限交流/直流)。
外加电压生成电路12(外加电压生成部)使由电源电路11施加的交流电压升压至规定值而施加至光传感器1。在本实施例中，生成与来自处理电路16的矩形脉冲PS同步的200[V]的脉冲状电压(光传感器1的放电开始电压VST以上的电压)来作为驱动脉冲电压PM，并将该生成的驱动脉冲电压PM施加至光传感器1。图2中展示施加至光传感器1的驱动脉冲电压PM。驱动脉冲电压PM与来自处理电路16的矩形脉冲PS是同步的，其脉宽T与矩形脉冲PS的脉宽相等。来自处理电路16的矩形脉冲PS将于后文叙述。
触发电路13检测由电源电路11施加的交流电压的规定值点，并将该检测结果输入至处理电路16。在本实施例中，触发电路13检测电压值达到最小的最小值点来作为规定值点(触发时间点)。通过像这样针对交流电压检测规定值点，能够检测该交流电压的1周期。
分压电阻14生成参考电压Va来作为电阻R1与R2的分压电压，并输入至电流检测电路15。此处，施加至光传感器1的上游侧的端子1a的驱动脉冲电压PM的电压值如上所述为200[V]这一高电压，因此，若将光传感器1的电极间流通有电流时在其下游侧的端子1b处产生的电压直接输入至电流检测电路15，则电流检测电路15会承受较大的负荷。因此，在本实施例中，是通过分压电阻14来生成电压值较低的参考电压Va并将其输入至电流检测电路15。
电流检测电路15(电流检测部)检测从分压电阻14输入的参考电压Va来作为光传感器1的放电电流I，并将该检测到的参考电压Va作为检测电压Vpv输入至处理电路16。
矩形脉冲生成部17在每当触发电路13检测到触发时间点时，即，按照从电源电路11施加至触发电路13的交流电压的每1周期来生成脉宽T的矩形脉冲PS。该矩形脉冲生成部17所生成的矩形脉冲PS被送至外加电压生成电路12。
A/D转换部18对来自电流检测电路15的检测电压Vpv进行A/D转换，并送至中央处理部20。
中央处理部20通过由处理器和存储装置构成的硬件以及与这些硬件协作而实现各种功能的程序来实现，作为放电判定部201、放电概率算出部202、受光量算出部203、脉冲施加数累计部204、施加数判定部205、以及受光量判定部206而发挥功能。
在中央处理部20中，放电判定部201根据由电流检测电路15检测到的光传感器1的放电电流来检测光传感器1的放电。具体而言，每当对光传感器1施加驱动脉冲电压PM(每当生成矩形脉冲PS)时，放电判定部201便对从A/D转换部18输入的检测电压Vpv与预先定下的阈值电压Vth进行比较(参考图2)，在检测电压Vpv超过了阈值电压Vth的情况下，判定为光传感器1进行了放电，从而使放电次数n加1。
在施加至光传感器1的驱动脉冲电压PM的施加次数N已达到规定数量时(矩形脉冲PS的脉冲数已达到规定数量时)，放电概率算出部202根据由放电判定部201检测到的放电次数n和驱动脉冲电压PM的施加次数N来算出光传感器1的放电概率P。
将该放电概率P输出为帧信号。认为某一动作条件、受光量Q0(Q0≠0)、脉宽T0下的放电概率P0是已知的。例如有在火焰检测系统的出厂检查中测定好规定的受光量和脉宽下的放电概率P的方法。此时，受光量Q、脉宽T、放电概率P的关系为式(7)。其中，P＝0视为Q＝0。在本发明中，P＝0时和P＝1时要从受光量Q的算出处理中排除。
【数式5】
Figure BDA0002403831800000081
现在，Q0、T0、P0是已知的，由于T是火焰检测系统所控制的脉宽，因此是已知的。只要将多次驱动脉冲电压PM施加至光传感器1并测定放电次数n、算出放电概率P，便可以根据式(7)算出作为未知数的受光量Q。可以将该受光量Q输出为帧信号。
[考虑了噪声的火焰检测系统的动作]
根据式(7)，认为某一动作条件、受光量Q0、脉宽T0下的放电概率PaA是已知的，式(8)给出受光量Q、脉宽T、放电概率P的关系。
【数式6】
Figure BDA0002403831800000091
作为光传感器1的放电与时间的关系，考虑下述2种。
(a)驱动脉冲电压PM的施加中以一样概率出现的放电(式(8))。
(b)驱动脉冲电压PM的上升时出现的放电。
接着，光传感器1的放电与受光量的关系考虑下述2种。
(A)遵循受光量与式(8)的关系出现的放电。
(B)与受光量无关而出现的放电。
【表1】
Figure BDA0002403831800000092
如表1的矩阵所示，能以(a)、(b)与(A)、(B)的组合将光传感器1的噪声放电加以类型化。在本发明中，认为(a)与(A)的组合(aA)、(a)与(B)的组合(aB)、(b)与(A)的组合(bA)、(b)与(B)的组合(bB)被可靠地观测的可能性较高。
aA组合的放电是称为“灵敏度”的正常的放电(已整合在式(8)中)。aB组合的放电是热电子等成为触发的、与紫外线量无关的放电。bA组合的放电是因冲击电流或残留离子而在脉冲初期限定性地产生的放电当中依赖于光量的放电。此处，所谓脉冲初期，是指比脉宽T的调整范围的下限短的时间。bB组合的放电是因冲击电流或残留离子而在脉冲初期限定性地产生的放电当中不依赖于光量的放电。
再者，表1中类型化的放电并非全部的UV(ultraviolet)故障模式。例如有放电不彻底、灵敏度波长不同等表1中未包含的故障模式。
以上的aA的放电与aB、bA、bB这3种噪声放电能以式(9)的形式表示。
【数式7】
Figure BDA0002403831800000101
式(9)中，PaB为受光量Q、脉宽T下的aB的放电概率，PbA为受光量Q、脉宽T下的bA的放电概率，PbB为受光量Q、脉宽T下的bB的放电概率。式(9)中的各噪声分量PaB、PbA、PbB可以通过光闸21、亮度已知的光源及脉宽调整的组合来分别检测各自的值。若有已知的或者可以忽略的分量，有时可以放宽测定条件。
此外，在放电概率PaA已知的情况下，例如在火焰检测系统的出厂检查中已测定出放电概率PaA、测定灵敏度的偏差较小而可以利用代表值、系统的产品寿命中放电概率PaA视为不变的情况下，可以通过光闸21与脉宽调整的组合来测定去除噪声分量PaB、PbA、PbB而得的受光量Q。在仅靠光闸21的情况下，可以去除噪声分量PaB、PbB。在仅靠脉宽调整的情况下，可以去除噪声分量PbA、PbB。
[利用光闸的光量的检测方法]
放电概率PaA是已知的且放电概率PbA是已知的或可忽略的，当一并使用光闸21时，将0代入可忽略的要素。在式(9)中，设为Q＝0(关闭光闸21进行测定)，从而得到式(10)。此处，P*设为光闸关闭下的放电概率测定值。
【数式8】
Figure BDA0002403831800000111
打开光闸21且不改变脉宽T地进行测定。将式(10)代入至式(9)进行变形，如式(11)所示得到受光量Q。
【数式9】
Figure BDA0002403831800000112
Figure BDA0002403831800000113
下面，对本实施例的火焰检测系统的动作进一步地进行详细说明。图3为说明本实施例的火焰检测系统的动作的流程图。
光闸控制部23选择性地输出用于使光闸21进行开闭动作的光闸打开信号(电压)，由此，能够切换光闸关闭(光传感器1被遮光的第1状态)与光闸打开(光传感器能够采光的第2状态)。
在本实施例中，在火焰检测系统的出厂检查时或者设置有火焰检测系统的现场，在初始状态下不输出光闸打开信号。因此，光闸驱动部22设为将光闸21关闭的状态(图3步骤S100)。由此，来自光源100的光被光闸21截断，光向光传感器1的入射被截断。
如上所述，外加电压生成电路12将驱动脉冲电压PM施加至光传感器1的1对端子1a、1b之间(图3步骤S101)。此时，驱动脉冲电压PM的脉宽为T。
放电判定部201将来自电流检测电路15的检测电压Vpv与预先定下的阈值电压Vth进行比较，在检测电压Vpv超过了阈值电压Vth的情况下，判定为光传感器1进行了放电。当判定为光传感器1进行了放电时，放电判定部201将其作为1次放电而进行放电次数n*的计数(图3步骤S102)。当然，放电次数n*和后文叙述的驱动脉冲电压PM的施加次数N*的初始值均为0。以如此方式反复执行步骤S101、S102的处理。
脉冲施加数累计部204数出从矩形脉冲生成部17输出的矩形脉冲PS，由此数出驱动脉冲电压PM的施加次数N*。
施加数判定部205将驱动脉冲电压PM的施加次数N*与规定数Nth*进行比较。
在施加数判定部205判定从步骤S101的驱动脉冲电压PM的施加开始时起的驱动脉冲电压PM的施加次数N*已超过规定数Nth*时(图3步骤S103中为是)，放电概率算出部202根据此时的驱动脉冲电压PM的施加次数N*(＝Nth*+1)和由放电判定部201检测到的放电次数n*而利用式(12)算出放电概率P*(图3步骤S104)。
P*＝n*/N*···(12)
在施加数判定部205判定驱动脉冲电压PM的施加次数N*已超过规定数Nth*，从而结束放电概率P*的计算时，光闸控制部23输出光闸打开信号。
在从光闸控制部23输出了光闸打开信号时，光闸驱动部22打开光闸21(图3步骤S105)。通过打开光闸21，光传感器1成为能够采光的状态。来自光源100的光入射至光传感器1。
与步骤S101一样，外加电压生成电路12将驱动脉冲电压PM施加至光传感器1的1对端子1a、1b之间(图3步骤S106)。此时驱动脉冲电压PM的脉宽也为T。
与步骤S102一样，放电判定部201将来自电流检测电路15的检测电压Vpv与阈值电压Vth进行比较，在检测电压Vpv超过了阈值电压Vth的情况下，判定光传感器1进行了放电，使放电次数n加1(图3步骤S107)。当然，放电次数n和后文叙述的驱动脉冲电压PM的施加次数N的初始值均为0。以如此方式反复执行步骤S106、S107的处理。
在施加数判定部205判定从步骤S106的驱动脉冲电压PM的施加开始时起的驱动脉冲电压PM的施加次数N已超过规定数Nth时(图3步骤S108中为是)，放电概率算出部202根据此时的驱动脉冲电压PM的施加次数N(＝Nth+1)和由放电判定部201检测到的放电次数n而利用式(13)算出放电概率P(图3步骤S109)。
P＝n/N···(13)
灵敏度参数存储部19中预先存储有光传感器1的基准受光量Q0、驱动脉冲电压PM的基准脉宽T0、驱动脉冲电压PM的脉宽为基准脉宽T0且光传感器1的受光量为基准受光量Q0而且是光传感器1能够采光的状态时的正式放电的放电概率PaA、以及光电效应所导致的放电以外的源于噪声分量的光传感器1能够采光的状态时的非正式放电的放电概率PbA来作为光传感器1的已知的灵敏度参数。关于这些灵敏度参数，例如采用火焰检测系统的出厂检查中预先测定好的参数。
在由放电概率算出部202算出的放电概率P大于0且不到1的情况下(图3步骤S110中为是)，受光量算出部203根据该放电概率P、由放电概率算出部202算出的放电概率P*、放电概率P、求出P*时的驱动脉冲电压PM的脉宽T、以及灵敏度参数存储部19中存储的参数Q0、T0、PaA、PbA，并利用式(11)算出受光量Q(图3步骤S111)。
此外，在由放电概率算出部202算出的放电概率P为0的情况下(步骤S110中为否)，受光量算出部203进行将受光量Q设为0或者将受光量Q视为不可算出的例外处理(图3步骤S112)。此外，在放电概率P为1的情况下(步骤S110中为否)，受光量算出部203进行将受光量Q视为不可算出的例外处理(步骤S112)。
接着，受光量判定部206将由受光量算出部203算出的受光量Q与规定的受光量阈值Qth进行比较(图3步骤S113)，在受光量Q超过了受光量阈值Qth的情况下(步骤S113中为是)，判定有火焰(图3步骤S114)。此外，在受光量Q为受光量阈值Qth以下的情况下(步骤S113中为否)，受光量判定部206判定无火焰(图3步骤S115)。
根据以上说明可知，在本实施例中，能够算出将从光源的光放出的紫外线所导致的光传感器1的正式放电以外的噪声分量除外的受光量Q。结果，在本实施例中，可以根据求出的受光量Q来高精度地检测火焰的有无。此外，在本实施例中，可以降低因含有噪声分量的受光量Q而进行光传感器1的错误的寿命判定的可能性。
再者，在本实施例中，是在步骤S100～S104的处理之后进行步骤S105～S109的处理，但并不限于此，也可先进行步骤S105～S109的处理、之后进行步骤S100～S104的处理。
此外，在本实施例中，是对带光闸机构的火焰检测系统运用本发明，但也可以对无光闸机构的火焰检测系统运用本发明。
在该情况下，当在火焰检测系统的出厂检查时或者设置有火焰检测系统的现场进行步骤S101～S104的处理时，例如只须通过在光传感器1上安装遮罩而设为光传感器1被遮光的状态即可。此时，例如通过用户的操作将表示光传感器1为被遮光的状态的信号输入至火焰检测系统。由此，火焰检测系统的中央处理部20进行S101～S104的处理。
此外，在进行步骤S106～S109的处理时，只须解除光传感器1被遮光的状态而设为光传感器1能够采光的状态即可。此时，例如通过用户的操作将表示光传感器1是能够采光的状态的信号输入至火焰检测系统。由此，火焰检测系统的中央处理部20进行S106～S109的处理。
本实施例中说明过的灵敏度参数存储部19和中央处理部20可以通过配备有CPU(Central Processing Unit)、存储装置及接口的电脑以及控制这些硬件资源的程序来实现。
该电脑的构成例示于图4。电脑配备有CPU 300、存储装置301及接口装置(以下简记作I/F)302。I/F 302上连接外加电压生成电路12、矩形脉冲生成部17、A/D转换部18及光闸控制部23等。在这种电脑中，用于实现本发明的受光量测定方法的程序存放在存储装置301中。CPU 300按照存储装置301中存放的程序来执行本实施例中说明过的处理。
【产业上的可利用性】
本发明可以运用于火焰检测系统。
符号说明
1 光传感器
2 外部电源
3 运算装置
11 电源电路
12 外加电压生成电路
13 触发电路
14 分压电阻
15 电流检测电路
16 处理电路
17 矩形脉冲生成部
18 A/D转换部
19 灵敏度参数存储部
20 中央处理部
21 光闸
22 光闸驱动部
23 光闸控制部
201 放电判定部
202 放电概率算出部
203 受光量算出部
204 脉冲施加数累计部
205 施加数判定部
206 受光量判定部。

Claims (8)

1.一种火焰检测系统，其特征在于，具备：
光传感器，其构成为检测从光源放出的光；
外加电压生成部，其构成为对该光传感器的电极周期性地施加驱动脉冲电压；
电流检测部，其构成为检测所述光传感器的放电电流；
放电判定部，其构成为根据由该电流检测部检测到的放电电流来检测所述光传感器的放电；
放电概率算出部，其构成为分别针对所述光传感器被遮光的第1状态以及所述光传感器能够采光的第2状态，根据所述外加电压生成部产生的所述驱动脉冲电压的施加次数和该驱动脉冲电压的施加中由所述放电判定部检测到的放电的次数，算出放电概率；
存储部，其构成为预先存储所述光传感器的基准受光量、所述驱动脉冲电压的基准脉宽、所述驱动脉冲电压的脉宽为所述基准脉宽且所述光传感器的受光量为所述基准受光量而且是所述第2状态时的正式放电的放电概率、以及所述光传感器的光电效应所导致的放电以外的源于噪声分量的所述第2状态时的非正式放电的放电概率，作为所述光传感器的已知的灵敏度参数；以及
受光量算出部，其构成为根据所述存储部中存储的灵敏度参数、所述第1状态时由所述放电概率算出部算出的放电概率、以及所述第2状态时由所述放电概率算出部算出的放电概率，算出所述第2状态时的所述光传感器的受光量。
2.根据权利要求1所述的火焰检测系统，其特征在于，
还具备遮光单元，其设置在所述光源与所述光传感器之间；以及
光闸控制部，其构成为使该遮光单元进行开闭动作，从而切换所述第1状态和所述第2状态，
所述放电概率算出部针对基于所述遮光单元的所述第1状态以及基于所述遮光单元的所述第2状态，根据所述外加电压生成部生成的所述驱动脉冲电压的施加次数和该驱动脉冲电压的施加中由所述放电判定部检测到的放电的次数来算出放电概率。
3.根据权利要求1或2所述的火焰检测系统，其特征在于，
还具备受光量判定部，所述受光量判定部构成为将由所述受光量算出部算出的受光量与受光量阈值进行比较，由此来判定所述光源的有无。
4.根据权利要求1或2所述的火焰检测系统，其特征在于，
在将所述光传感器的基准受光量设为Q0、将所述驱动脉冲电压的基准脉宽设为T0、将所述正式放电的放电概率设为PaA、将所述非正式放电的放电概率设为PbA、将所述第1状态时由所述放电概率算出部算出的放电概率设为P*、将所述第2状态时由所述放电概率算出部算出的放电概率设为P、以及将所述第1状态时、所述第2状态时的所述驱动脉冲电压的脉宽设为T时，
【数式1】
Figure FDA0002403831790000021
所述受光量算出部利用数式1来算出所述第2状态时的所述光传感器的受光量Q。
5.一种火焰检测系统的受光量测定方法，其特征在于，包含：
第1步骤，在检测从光源放出的光的光传感器被遮光的第1状态时对所述光传感器的电极周期性地施加驱动脉冲电压；
第2步骤，检测所述第1状态时的所述光传感器的放电电流；
第3步骤，根据所述第1状态时的所述放电电流来检测所述光传感器的放电；
第4步骤，根据所述第1步骤的所述驱动脉冲电压的施加次数和该驱动脉冲电压的施加中在所述第3步骤中检测到的放电的次数，来算出所述第1状态时的放电概率；
第5步骤，在所述第1步骤～第4步骤之前或之后，在所述光传感器能够采光的第2状态时对所述光传感器的电极周期性地施加驱动脉冲电压；
第6步骤，在所述第1步骤～第4步骤之前或之后，检测所述第2状态时的所述光传感器的放电电流；
第7步骤，在所述第1步骤～第4步骤之前或之后，根据所述第2状态时的所述放电电流来检测所述光传感器的放电；
第8步骤，在所述第1步骤～第4步骤之前或之后，根据所述第5步骤的所述驱动脉冲电压的施加次数和该驱动脉冲电压的施加中在所述第7步骤中检测到的放电的次数，来算出所述第2状态时的放电概率；以及
第9步骤，根据所述光传感器的基准受光量、所述驱动脉冲电压的基准脉宽、所述驱动脉冲电压的脉宽为所述基准脉宽且所述光传感器的受光量为所述基准受光量而且是所述第2状态时的正式放电的已知的放电概率、所述光传感器的光电效应所导致的放电以外的源于噪声分量的所述第2状态时的非正式放电的已知的放电概率、在所述第4步骤中算出的放电概率、以及在所述第8步骤中算出的放电概率，来算出所述第2状态时的所述光传感器的受光量。
6.根据权利要求5所述的火焰检测系统的受光量测定方法，其特征在于，还包含：
第10步骤，控制设置在所述光源与所述光传感器之间的遮光单元，从而切换所述第1状态和所述第2状态。
7.根据权利要求5或6所述的火焰检测系统的受光量测定方法，其特征在于，还包含：
第11步骤，将在所述第9步骤中算出的受光量与受光量阈值进行比较，从而判定所述光源的有无。
8.根据权利要求5或6所述的火焰检测系统的受光量测定方法，其特征在于，
在所述第9步骤中，在将所述光传感器的基准受光量设为Q0、将所述驱动脉冲电压的基准脉宽设为T0、将所述正式放电的放电概率设为PaA、将所述非正式放电的放电概率设为PbA、将在所述第4步骤中算出的放电概率设为P*、将在所述第8步骤中算出的放电概率设为P、以及将所述第1状态时、所述第2状态时的所述驱动脉冲电压的脉宽设为T时，
【数式2】
Figure FDA0002403831790000031
利用数式2来算出所述第2状态时的所述光传感器的受光量Q。
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