JP2002214036A - 紫外線式炎感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】屋外にて紫外線式炎感知器を設置する際に、周
囲から飛来する紫外線の状況を把握できるようにする。 【解決手段】紫外線検出管から出力されるパルス信号の
発生状況を、無音状態、断続音、連続音等にしてスピー
カーから発生させるモニター機能を設け、外乱となる可
能性の高い紫外線の飛来状況を確認できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋外に設置して用
いる紫外線式炎感知器に関するものである。。

【０００２】

【従来の技術】火災用感知器としては、いろいろな方式
のものが実用化されており、その中で、炎が存在してい
ることを直接検出するものも何種類か実績を重ねてい
る。炎が放出する紫外線を検出するタイプでは、ＵＶｔ
ｒｏｎ（商標）と呼ばれる紫外線検出管を採用したもの
が知られている。この紫外線検出管は、波長１８５ナノ
メートルから２６０ナノメートルの範囲に感度を有する
ものであり、その視野内（監視範囲内）に存在する炎が
放出するこの波長帯域の紫外線によって引き起こされる
光電子放出効果を利用したものである。

【０００３】この紫外線検出管は、紫外線の入光量が所
定の値を超えるとパルス信号が出力されるようになって
いる。このパルス信号の所定時間ごとの発生頻度をチェ
ックするといった信号処理をおこない、この頻度が、あ
らかじめ設定された基準を上まわったときに、炎が存在
するという信号を外部へ出力するようにしている。ま
た、外部への出力のほか、感知器に内蔵したスピーカー
から音声アナウンスを流したり、ブザーを鳴らしたりす
るといった形態で報知するものもある。紫外線の入光量
や、炎であるという判定をおこなうパルスの発生頻度の
設定基準を変更する機能を設け、炎以外から発せられる
紫外線による誤動作を回避しようとするものも存在して
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】太陽光には、紫外線が
含まれているが、紫外線検出管が感知する波長帯域の紫
外線は、オゾン層を透過しないため、地表にほとんど到
達しない。自然界でこの周波数帯域の紫外線を発生させ
るものは、雷の放電光ぐらいに限定される。人工的にこ
の紫外線を発生させるものは、数多く存在しており、屋
内においては、露出型のハロゲンランプ、殺菌灯、屋外
においては、電車のパンタグラフと架線間に発生するス
パーク、建設現場等にておこなわれる溶接作業により発
生する火花、高圧送電線の放電光等があげられる。

【０００５】これらの紫外線発生源から発生する紫外線
と、炎から発せられる紫外線とは、紫外線検出管によっ
て感知されたあとの信号では同じパルス信号列というこ
とになり、そこには、特徴的な差異は存在していない。
このため、炎から発せられる紫外線は連続的であり、そ
れ以外の外乱として入光する紫外線は単発的で不連続な
ものであるという前提のもとで、所定の強さの紫外線が
一定時間以上連続した場合に炎であるという判断をする
ようにしていた。

【０００６】一般の建造物に使用されるガラスは紫外線
を透過させない。従って、ガラス窓、壁、屋根に囲まれ
た閉空間である屋内には、紫外線式炎感知器にとって外
乱となりうるような紫外線は外部から飛来することはな
い。このような屋内空間に、紫外線式炎感知器を設置す
る際には、ハロゲン電球や殺菌灯といった目に見える発
生源に対する注意を払うだけで済むので、外乱による誤
動作に関しては、それ程神経質になる必要はない。

【０００７】しかし、屋外空間に紫外線式炎感知器を設
置する際には、このような対応では、済まされない。外
乱となりうるような紫外線源には強力なエネルギーを有
するものがあり、紫外線式炎感知器に直射入光すること
もあれば、何度も建物等に反射した後に入光することも
ある。このように、反射を繰り返した後の紫外線であっ
ても、そのエネルギーが大きければ炎として感知してし
まうことになる。屋外空間におけるこのような不特定多
数の紫外線発生源を、すべて取り除くことは不可能であ
り、どの方向から紫外線が入光するのかも確認できない
ため、設置方向を変更して影響を防ぐということも不可
能である。このため、紫外線に対する感度を低下させる
手段を備えておき、仮に設定した感知感度のもとでしば
らく使用して、原因不明のランダムな感知動作を起こし
たときに、感度を一ランク下げて様子をみるといった対
応を繰り返すしかなかった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、紫外線式炎感
知器を設置する際、その周囲から飛来する紫外線の状況
をモニターすることのできる機能を、紫外線式炎感知器
自身に内蔵させたものである。このモニター機能によ
り、外乱となる紫外線の強さや、その発生頻度、飛来方
向等を確認することができるので、外乱の影響を受けな
い設置方向、設置場所を決定することが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の紫外線式炎感知
器の構成を示したブロック図である。紫外線検出管等で
構成される紫外線検出素子１と、その出力をもとに炎が
存在しているかどうかの判定をおこなう判定部２と、こ
の判定部の判定結果に基づき外部に炎感知信号を送出す
るためのリレー等を含む出力部３とで、炎感知器の基本
部分を構成している。条件設定部４は、紫外線検出素子
への紫外線の入光量や、炎であるという判定をおこなう
ための基準値を変更するためのものであり、複数個のス
イッチや、可変抵抗器（ボリューム）等で構成される。

【００１０】紫外線検出素子から出力される信号は、判
定部２へ送られる一方、状態信号変換部５へも送られ
る。ここで、紫外線検出管の出力状態に応じた音信号や
発光信号に変換され、表示部６へ送られる。表示部６
は、ブザーやスピーカー等の音表示あるいは、発光ダイ
オード（ＬＥＤ）等の発光素子の点滅表示等により、紫
外線検出素子の感知状況、すなわち紫外線の飛来状況を
表示するようになっている。以上は、本発明の紫外線式
炎感知器の概要であり、以下に詳しくその構造および、
使用方法を述べる。

【００１１】紫外線検出管は、光電管と似た構造を持つ
２極管であり、紫外線透過ガラスでできた管内に特殊ガ
スが封入されている。光電面となるカソードと、アノー
ドとの間に３５０Ｖ程度の高電圧を数十Ｈｚのパルス状
にして加えておき、管を通してカソードに紫外線が入射
すると、光電子放出効果によってカソード表面から電子
（光電子）が放出される。この電子が管内の他のガス分
子と衝突し、電離を起こし、電子と正イオンを発生さ
せ、電子は、さらにほかのガス分子との衝突、電離を繰
り返しながらアノードに達する。正イオンはカソードに
向かって加速されて衝突して多くの２次電子を発生す
る。これら一連の繰り返しで、アノードとカソードとの
間には急激に大きな電流が流れ放電状態となる。いった
ん放電状態となると、管内は、電子とイオンで満たされ
放電前に比べるとアノード、カソード間の電圧はかなり
低い値となる。アノード、カソード間の放電維持電圧よ
りも印加される電圧が低くなると、放電は停止し、管内
のイオンが消滅する。

【００１２】次のパルス電圧がアノード、カソード間に
加えられ、その時にまだ紫外線が入光していると、再び
放電をおこない、紫外線が入光している間はこれを繰り
返す。紫外線検出管に充分な量の紫外線が入光し続けて
いるとアノード、カソード間に印加するパルス電圧と同
じ周期の、放電によるパルス信号が観測される。紫外線
検出管に入光する紫外線の量が減少すると、この放電現
象の発生頻度が少なくなり、紫外線がまったく入光しな
くなると、放電現象は停止し、放電にともなうパルス信
号は、全く出力されなくなる。判定部２は、この紫外線
検出管から出力されるパルス信号を入力信号として、そ
の発生頻度をみて炎感知信号を出力するかどうかの判定
をおこなう。

【００１３】判定部２は、設定時間を変更することので
きるタイマーを含むものであり、予め設定した時間だけ
上記パルス信号が連続した場合に炎感知という判定を下
し、出力するものである。このタイマーの設定値は、例
えば、１秒、６秒、１５秒、３０秒の４段階の中からひ
とつを選択して設定することができるようにする。この
設定された時間だけパルス信号の入力が連続したときに
炎感知と判定するものであるから、１秒に設定したとき
が炎感知器としての感度がいちばん高くなり、３０秒に
設定したときは、逆にいちばん低くなる。この時間設定
に合わせて、パルスの入力数をカウントするカウンター
を用いて、一定時間のパルス入力数をもとに、炎感知の
判定をおこなうことも可能である。この時間設定や、カ
ウント数の設定の切替は、複数のスイッチのＯＮ−ＯＦ
Ｆの組み合わせの変更によって行う。そのほか、連続的
に抵抗値の変化するボリュームを用いてもよい。

【００１４】出力部３は、外部へ無電圧の接点信号とし
て出力するためのリレーを含むものである。また、この
リレー出力以外に、感知器に内蔵したスピーカー（図示
省略）より「火気厳禁です。」とか「ここは禁煙区域で
す。」とかいった音声メッセージを流すようにしてもよ
い。状態信号変換部５は、紫外線検出素子からの信号を
入力として、そのパルス信号の入力状態に応じた表示信
号を作り出すものである。

【００１５】この状態信号変換部の出力によって駆動さ
れる表示部６が、スピーカーである場合には、その駆動
用として、この状態信号変換部は、紫外線検出素子から
何も出力されていないときは、無音状態を継続し、紫外
線検出素子から連続したパルス信号が出力されていると
きは、連続音を鳴らすような信号を作り出す。そして、
紫外線検出素子から断続的なパルス信号が出力されると
きには、そのパルス信号の発生タイミングに合わせて断
続音を発生させるような信号を作り出す。

【００１６】表示部６が、ひとつの発光ダイオードであ
る場合には、その駆動用としてこの状態信号変換部は、
紫外線検出素子から何も出力されていないときは、消灯
状態を継続し、紫外線検出素子から連続したパルス信号
が出力されているときには連続点灯するような信号を作
り出す。そして、紫外線検出素子から断続的はパルス信
号が出力されるときには、そのパルス信号の発生タイミ
ングに合わせて断続的に発光させるような信号を作り出
す。

【００１７】紫外線検出素子からの出力が紫外線入光強
度に応じてアナログ的に変化するものである場合は、そ
の変化に応じて音の周波数を変化させたり、発光素子の
発光強度（明るさ）や、発光面積を変化させたりするよ
うにしてもよい。

【００１８】以上の構成をした紫外線式炎感知器を屋外
に設置して使用する際には、まず、紫外線式炎感知器の
表示部を作動状態に切替え、紫外線の飛来状態がモニタ
ーできるようにする。感知器を、炎の存在を感知しよう
とする区域（監視区域）に向け仮固定し、しばらく表示
部によって表示される紫外線の状態を観測する。表示部
がスピーカーである場合には、そのスピーカーから発生
する音の発生状態を聞く。監視区域を臨む形でいろいろ
な方向に仮設置し、最も断続音の発生頻度の少ない場所
及び、設置方向を決定する。

【００１９】そして、その断続音の発生時間よりも長い
時間の紫外線入力により炎感知信号が出力されるよう、
タイマーの設定を行う。例えば、その発生時間が５秒よ
り短い場合は、タイマーの設定値を６秒以上にする。こ
のようにすることで、紫外線式炎感知器を設置する前
に、その外乱による誤動作の最も少ない設置条件を選ぶ
ことができる。本発明の実施形態では、設置現場の紫外
線飛来状況に合わせて、手動にて紫外線式炎感知器の感
度を変更するものであるが、これを自動的に行うように
してもよい。例えば、チェックモードに切替えると、紫
外線飛来状況を監視し、その状況に応じた設定感度を自
動的に決定するといった動作プログラムを予め内蔵させ
ておき、所定時間の紫外線監視を実行後、自動的に紫外
線感知感度を設定させ、炎監視モードに移行するといっ
た形としてもよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、音によるモニター機能
や、発光素子によるモニター機能を利用することによ
り、紫外線式炎感知器を設置する場所の紫外線の強さ、
継続時間といった紫外線環境を知ることができ、その環
境に応じた炎感知の判定条件を選択することができるよ
うになった。また、外乱として飛来する紫外線の方向を
知ることができるので、紫外線の多い、紫外線式炎感知
器にとって悪い環境条件下であっても、設置方向を適切
に選ぶことにより、従来のものよりも安定した監視機能
を発揮させることができるようになった。設置後、炎が
存在した形跡が認められないのに感知動作をしてしまっ
たといった場合にも、この紫外線モニター機能を利用す
ることにより、その動作要因を調査することができるの
で、設置後のメンテナンス作業、点検作業を有効かつ確
実なものにすることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紫外線式炎感知器の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１．紫外線検出素子 ２．判定部 ３．出力部 ４．条件設定部 ５．状態信号変換部 ６．表示部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】炎から放出される紫外線を検出する紫外線
   検出素子と、前記紫外線検出素子の出力信号に基づき、
   炎を感知したかどうかの判定を行う判定部と、前記判定
   部の判定基準を設定する条件設定部と、前記判定部の出
   力に基づき、炎を感知したことを出力する出力部と、前
   記紫外線検出素子の出力信号に基づき、その発生頻度あ
   るいは、強度に応じた表示信号を形成する状態信号変換
   部と、前記状態信号変換部の出力に基づき表示を行う表
   示部とを備えたことを特徴とする紫外線式炎感知器。
2. 【請求項２】前記表示部がブザーまたはスピーカーであ
   り、前記状態信号変換部の出力する表示信号が、周期の
   変動する断続信号または、周波数の変動する音声信号で
   あることを特徴とする請求項１に記載の紫外線式炎感知
   器。
3. 【請求項３】前記表示部が発光素子であり、前記状態信
   号変換部の出力する表示信号が、周期の変動する断続信
   号または、発光素子の発光強度あるいは、発光面積を変
   える信号であることを特徴とする請求項１に記載の紫外
   線式炎感知器。