JP2000187001A - 散乱光式煙感知器 - Google Patents

散乱光式煙感知器

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JP2000187001A
JP2000187001A JP10365417A JP36541798A JP2000187001A JP 2000187001 A JP2000187001 A JP 2000187001A JP 10365417 A JP10365417 A JP 10365417A JP 36541798 A JP36541798 A JP 36541798A JP 2000187001 A JP2000187001 A JP 2000187001A
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JP
Japan
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light receiving
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JP10365417A
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English (en)
Inventor
Taketsugu Wada
剛嗣 和田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 黒煙に対する感度と白煙とに対する感度とを
略等しくしながら散乱光を効率的に検出できるようにす
る。 【解決手段】 発光素子1からの光を検知領域Qの煙S
に照射して散乱光を生じさせ、受光素子2に散乱光を受
光せしめて散乱光の強度に応じた出力を生じさせ、出力
に応じて煙濃度を検出するようにした散乱光式煙感知器
において、検知領域の煙の散乱光を受光素子に導く凹面
の反射面3を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、煙に光が当たった
ときの散乱光の強度を検出して煙濃度を測定する散乱光
式煙感知器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の散乱光式煙感知器を図4および図
5を用いて説明する。図4は従来の散乱光式煙感知器を
示す動作原理図である。図5は散乱光式煙感知器にて検
出可能な煙特性の説明図であり、図5(a)は散乱光強
度を犠牲にして黒煙と白煙との感度差を少なくする場
合、図5(b)は黒煙と白煙との感度差を犠牲にして散
乱光強度を強める場合をそれぞれ示している。
【0003】散乱光式煙感知器の原理は、図4に示すよ
うに、発光素子1と、発光回路10と、受光素子2と、
増幅回路20と、濃度判断回路21とを備える。発光素
子1は、ビーム状の投光領域Aを備えるもので、発光回
路10から供給される電流に応動してビーム状の投光領
域Aに対して光を出力する。受光素子2は、受光領域B
を備えるもので、受光領域Bからやって来る光強度に応
じた電気的出力を行う。増幅回路20は、受光素子2の
出力を増幅して濃度判断回路21へ出力する。濃度判断
回路21は、予め定められている閾値と増幅回路20の
出力とを比較して、増幅回路20の出力が予め定められ
ている閾値を上回れば例えば火災であると判断する。つ
まり、投光領域Aと受光領域Bとの交差領域が、この散
乱光式煙感知器の検知領域Qを構成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、煙Sの粒子
に光が当たって発生する散乱光は微弱であり、散乱光の
検出には、増幅回路20の電気的な増幅率を非常に大き
くしなければならないため、電気的または光学的なノイ
ズの悪影響を受け易い。そこで、散乱光を効率良く検出
するためには、発光素子1と受光素子2との向かい合う
角度すなわち散乱角θを、図5(b)に示すように散乱
角θ=130度にするのが好ましいものの、散乱角θ=
130度にしても依然として増幅回路20の電気的な増
幅率を非常に大きくしなければならないことには変わり
なく、電気的または光学的なノイズの悪影響を受け易
い。
【0005】また、散乱角θ=130度にした場合に
は、黒煙に対する感度と白煙に対する感度とが大きく異
なってしまうことから、散乱光の検出効率のみを考慮す
る訳にはいかない。そこで、散乱光の検出効率を犠牲に
してでも、黒煙に対する感度と白煙に対する感度とを略
等しくできる散乱角θ=90度を採用しなければなら
ず、増幅回路20の電気的な増幅率を更に大きくするこ
とが必要になり、電気的または光学的なノイズの悪影響
を更に受け易いという問題点があった。
【0006】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、黒煙に対する
感度と白煙に対する感度とを略等しくしながら微弱な散
乱光を効率的に検出できる、優れる散乱光式煙感知器を
提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、発光素子からの光を検知領域の煙に照射
して散乱光を生じさせ、受光素子に該散乱光を受光せし
めて散乱光の強度に応じた出力を生じさせ、該出力に応
じて煙濃度を検出するようにした散乱光式煙感知器にお
いて、検知領域の煙の散乱光を前記受光素子に導く凹面
の反射面を設けたことを特徴とする。
【0008】また、発光素子からの光を検知領域の煙に
照射して散乱光を生じさせ、受光素子に該散乱光を受光
せしめて散乱光の強度に応じた出力を生じさせ、該出力
に応じて煙濃度を検出するようにした散乱光式煙感知器
において、前記受光素子は、前記検知領域を直接に臨む
とともに、前記検知領域を反射面を介して間接に臨むこ
とを特徴とする。
【0009】また、前記反射面は平面であり、前記受光
素子の光軸は発光素子の光軸に略直交するようにされて
いることが好ましい。更に、前記反射面は前記検知領域
を凹面にて臨むものであることも好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る散乱光式煙感
知器の、第1の実施の形態を図1に基づいて、第2の実
施の形態を図2に基づいて、第3の実施の形態を図3に
基づいて、それぞれ詳細に説明する。
【0011】〔第1の実施の形態〕図1は散乱光式煙感
知器における散乱光の受光素子への集光構成を示す説明
図である。図1において、1は発光素子、2は受光素
子、3は反射面に相当する反射鏡面、Sは煙である。発
光素子1は、ビーム状の投光領域Aを備え、ビーム状の
投光領域Aに対して光を出力する。受光素子2は、受光
領域Bを備えるもので、受光領域Bからやって来る光強
度に応じた電気的出力を行う。また、受光領域Bは、受
光素子2の受光点と反射鏡面3の周縁とを結ぶ錐面とし
て構成される。反射鏡面3は例えば検知領域Qを臨む回
転放物面にて形成される。反射鏡面3は、検知領域Qか
ら放射されて反射鏡面3に達する散乱光を、受光素子2
へ導くように反射する。
【0012】つまり、従来の散乱光式煙感知器にあって
は、検知領域Q内の煙Sの散乱光中、受光素子2の受光
面を臨む比較的小さな立体角内に含まれる散乱光だけが
受光素子2の出力に寄与していたのに対し、図1に示す
散乱光式煙感知器にあっては、検知領域Q内の煙Sの散
乱光中、反射鏡面3を臨む大きな立体角内に含まれる散
乱光が、受光素子2へ導かれることになる。
【0013】しかも、反射鏡面3を臨む大きな立体角内
に含まれる散乱光が受光素子2へ導かれるということ
は、とりもなおさず、煙Sの各粒子の散乱光の広い散乱
方向範囲にわたる散乱角を得ていることにもなり、黒煙
に対する感度と白煙に対する感度とを略等しくすること
にもなる。
【0014】従って、図1に示す散乱光式煙感知器にあ
っては、微弱な散乱光を効率的に受光素子2へ導き、散
乱光を効率的に検出できるとともに、黒煙に対する感度
と白煙に対する感度とのバランスをとることが可能にな
る、優れる散乱光式煙感知器を提供できることになる。
【0015】なお、上述の反射鏡面3にあっては、回転
放物面として例示したが、回転放物面に限定するもので
はなく、受光素子2へ集光できるものならば、球面であ
っても良く、回転双曲面であっても良く、これらの合成
曲面であっても良い。
【0016】〔第2の実施の形態〕図2は散乱光式煙感
知器における散乱光の受光素子への集光構成を示す説明
図である。図2において、1は発光素子、2は受光素
子、3は反射面に相当する反射鏡面、Sは煙である。発
光素子1は、ビーム状の投光領域Aを備え、ビーム状の
投光領域Aに対して光を出力する。受光素子2は、受光
領域Bを備えるもので、受光領域Bからやって来る光強
度に応じた電気的出力を行う。また、受光領域Bは、受
光素子2の受光点と反射鏡面3の周縁とを結ぶ錐面とし
て構成される。反射鏡面3は、発光素子1の光軸に対し
て平行で、検知領域Qを臨む平面にて形成される。ま
た、受光素子2は、反射鏡面3の中央部に正対してい
る。つまり、受光素子2の光軸は、発光素子1の光軸に
直交するとともに、反射鏡面3の中央部に直交してい
る。
【0017】従って、反射鏡面3は、検知領域Qの中の
斜線にて網かけされている領域Q1に存在する煙Sの散
乱光を受光素子2へ導く。また、検知領域Qの中の交差
斜線にて網かけされている領域Q2 に存在する煙Sの散
乱光は、受光素子2へ直接に受光される。つまり、検知
領域Qの中の交差斜線にて網かけされている領域Q2
存在する煙Sの散乱光は、反射鏡面3を介しての間接の
散乱光と、直接の散乱光として受光素子2に受光される
ことになる。
【0018】従って、従来の散乱光式煙感知器に比較し
て、この図2に示す散乱光式煙感知器にあっては、受光
素子2の受光する光強度を略二倍にすることが可能で、
受光素子2の電気的出力を増幅するための増幅率を略半
分に下げることが可能になり、それだけ電気的または光
学的なノイズの悪影響を受け難くすることができる。し
かも、散乱角が略90度であるので、黒煙に対する感度
と白煙に対する感度とを略等しくできる。
【0019】〔第3の実施の形態〕図3は散乱光式煙感
知器における散乱光の受光素子への集光構成を示す説明
図である。図3において、1は発光素子、2は受光素
子、3は反射面に相当する反射鏡面、Sは煙である。発
光素子1は、ビーム状の投光領域Aを備え、ビーム状の
投光領域Aに対して光を出力する。受光素子2は、受光
領域Bを備えるもので、受光領域Bからやって来る光強
度に応じた電気的出力を行う。また、受光領域Bは、受
光素子2の受光点と反射鏡面3の周縁とを結ぶ錐面とし
て構成される。反射鏡面3は、発光素子1の光軸に対し
て直交する光軸を備え、検知領域Qを臨む回転放物面と
して形成される。また、受光素子2の受光面の中央部に
は、反射鏡面3の光軸が直交している。つまり、受光素
子2の光軸は、発光素子1の光軸に直交するとともに、
反射鏡面3の中央部に直交している。
【0020】従って、検知領域Qの中の斜線にて網かけ
されている領域Q1 に存在する煙Sの散乱光は、受光素
子2へ直接に受光される。また、反射鏡面3は、検知領
域Qの中の交差斜線にて網かけされている領域Q2 に存
在する煙Sの散乱光を受光素子2へ導く。つまり、検知
領域Qの中の交差斜線にて網かけされている領域Q2
存在する煙Sの散乱光は、反射鏡面3を介しての間接の
散乱光と、直接の散乱光として受光素子2に受光される
ことになる。
【0021】従って、従来の散乱光式煙感知器に比較し
て、この図3に示す散乱光式煙感知器にあっては、受光
素子2の受光する光強度を向上することが可能で、受光
素子2の電気的出力を増幅するための増幅率を下げるこ
とが可能になり、それだけ電気的または光学的なノイズ
の悪影響を受け難くすることができる。
【0022】また、図3に示す散乱光式煙感知器にあっ
ては、検知領域Q内の煙Sの散乱光中、領域Q2 内に存
在する煙Sの各粒子の反射鏡面3を臨む大きな立体角内
に含まれる散乱光が、受光素子2へ導かれることにな
る。しかも、煙Sの各粒子の反射鏡面3を臨む大きな立
体角内に含まれる散乱光が受光素子2へ導かれるという
ことは、とりもなおさず、煙Sの各粒子の散乱光の広い
散乱方向範囲にわたる散乱角を得ていることにもなり、
黒煙に対する感度と白煙に対する感度とを略等しくする
ことにもなる。
【0023】従って、図1に示す散乱光式煙感知器にあ
っては、微弱な散乱光を効率的に受光素子2へ導き、散
乱光を効率的に検出できるとともに、黒煙に対する感度
と白煙に対する感度とのバランスをとることが可能にな
る、優れる散乱光式煙感知器を提供できることになる。
【0024】なお、上述の反射鏡面3にあっては、回転
放物面として例示したが、回転放物面に限定するもので
はなく、受光素子2へ集光できるものならば、球面であ
っても良く、回転双曲面であっても良く、これらの合成
曲面であっても良い。
【0025】
【発明の効果】請求項1または2記載の発明によれば、
微弱な散乱光を効率的に受光素子へ導き、散乱光を効率
的に検出でき、受光素子の出力を増幅する増幅回路の増
幅率を低くすることが可能になり、電気的または光学的
なノイズに対する耐性を高めることが可能になるととも
に、黒煙に対する感度と白煙に対する感度とのバランス
をとることも可能になる、優れる散乱光式煙感知器を提
供できるという効果を奏する。
【0026】請求項3記載の発明によれば、請求項2記
載の発明の効果に加えて更に、安価に構成できる、優れ
る散乱光式煙感知器を提供できるという効果を奏する。
【0027】請求項4記載の発明によれば、反射面は検
知領域を臨む凹面とされているので、反射面を臨む大き
な立体角内に含まれる散乱光を受光素子へ導くことがで
きるとともに、散乱光中の広い散乱方向範囲にわたる散
乱角を得ることができるので、請求項2記載の発明の効
果を更に増強して高めることが可能になる、優れる散乱
光式煙感知器を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る散乱光式煙感知器の第1の実施の
形態における散乱光の受光素子への集光構成を示す説明
図である。
【図2】本発明に係る散乱光式煙感知器の第2の実施の
形態における散乱光の受光素子への集光構成を示す説明
図である。
【図3】本発明に係る散乱光式煙感知器の第3の実施の
形態における散乱光の受光素子への集光構成を示す説明
図である。
【図4】従来の散乱光式煙感知器を示す動作原理図であ
る。
【図5】従来の散乱光式煙感知器にて検出可能な煙特性
を示す説明図である。
【符号の説明】
1 発光素子 2 受光素子 3 反射面 Q 検知領域

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子からの光を検知領域の煙に照射
    して散乱光を生じさせ、受光素子に該散乱光を受光せし
    めて散乱光の強度に応じた出力を生じさせ、該出力に応
    じて煙濃度を検出するようにした散乱光式煙感知器にお
    いて、検知領域の煙の散乱光を前記受光素子に導く凹面
    の反射面を設けたことを特徴とする散乱光式煙感知器。
  2. 【請求項2】 発光素子からの光を検知領域の煙に照射
    して散乱光を生じさせ、受光素子に該散乱光を受光せし
    めて散乱光の強度に応じた出力を生じさせ、該出力に応
    じて煙濃度を検出するようにした散乱光式煙感知器にお
    いて、前記受光素子は、前記検知領域を直接に臨むとと
    もに、前記検知領域を反射面を介して間接に臨むことを
    特徴とする散乱光式煙感知器。
  3. 【請求項3】 前記反射面は平面であり、前記受光素子
    の光軸は発光素子の光軸に略直交するようにされている
    ことを特徴とする請求項2記載の散乱光式煙感知器。
  4. 【請求項4】 前記反射面は前記検知領域を凹面にて臨
    むものであることを特徴とする請求項2記載の散乱光式
    煙感知器。
JP10365417A 1998-12-22 1998-12-22 散乱光式煙感知器 Withdrawn JP2000187001A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
CN107545695A (zh) * 2016-06-27 2018-01-05 北京西门子西伯乐斯电子有限公司 烟感探测器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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Effective date: 20060307