JP2003227750A - 炎感知器 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G01J3/28—Investigating the spectrum
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- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0014—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation from gases, flames
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】広範囲にわたって精度よく炎を検出するように
する。 【解決手段】赤外線領域の光を遮光するフィルター、迷
光を遮光するフィルター、炎が発する炭酸ガス共鳴放射
の線スペクトルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィル
ター、線スペクトルの帯域より広い帯域の光を透過する
広帯域フィルターを設け、複数の受光素子で狭帯域フィ
ルター及び広帯域フィルターを透過した光を電気信号に
変換する。狭帯域フィルター及び広帯域フィルター各々
の透過帯域が等しいとしたときの電気信号の強度に対応
する値の差が所定値以上で、かつ電気信号の強度に対応
する値の比が所定範囲内の時に炎と判定する。
する。 【解決手段】赤外線領域の光を遮光するフィルター、迷
光を遮光するフィルター、炎が発する炭酸ガス共鳴放射
の線スペクトルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィル
ター、線スペクトルの帯域より広い帯域の光を透過する
広帯域フィルターを設け、複数の受光素子で狭帯域フィ
ルター及び広帯域フィルターを透過した光を電気信号に
変換する。狭帯域フィルター及び広帯域フィルター各々
の透過帯域が等しいとしたときの電気信号の強度に対応
する値の差が所定値以上で、かつ電気信号の強度に対応
する値の比が所定範囲内の時に炎と判定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は炎感知器に係り、特
に、太陽光やハロゲンランプ等の人工光が存在する場所
でも、それらの光の影響を受けずに、炎を感知すること
ができる炎感知器に関する。
に、太陽光やハロゲンランプ等の人工光が存在する場所
でも、それらの光の影響を受けずに、炎を感知すること
ができる炎感知器に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】炎を感知するには、炎
の中に含まれている高温の炭酸ガスが発する共鳴放射を
検出するのが良い方法であることが従来から知られてい
る。炭酸ガスの共鳴放射の線スペクトルには多くの波長
のものがあるが、一般の人工照明や太陽光と区別するに
は、その中で赤外線領域又は紫外線領域に存在するもの
を炎の感知に利用するのが好適である。この理由は、照
明等の人工光の中には赤外線領域又は紫外線領域に属す
る光の成分が少なくて、炎感知の際の外光の擾乱が少な
いからである。
の中に含まれている高温の炭酸ガスが発する共鳴放射を
検出するのが良い方法であることが従来から知られてい
る。炭酸ガスの共鳴放射の線スペクトルには多くの波長
のものがあるが、一般の人工照明や太陽光と区別するに
は、その中で赤外線領域又は紫外線領域に存在するもの
を炎の感知に利用するのが好適である。この理由は、照
明等の人工光の中には赤外線領域又は紫外線領域に属す
る光の成分が少なくて、炎感知の際の外光の擾乱が少な
いからである。
【０００３】従来は太陽光のもとで炎を感知するため
に、炎が発生する炭酸ガスの共鳴放射による線スペクト
ルを検出して炎の発生を感知するようにしていた。その
方法として太陽光や人工光のような連続スペクトルと、
炎の線スペクトルとを区別するために、炎の線スペクト
ルだけを透過させる狭帯域の単色フィルターと、その帯
域の近傍の一つ又は複数の波長の光を透過させる複数の
狭帯域の単色フィルターとによって得られる、複数の出
力を比較計算して、その光が炎の線スペクトルか太陽光
による連続スペクトルかを区別するようにしていた。
に、炎が発生する炭酸ガスの共鳴放射による線スペクト
ルを検出して炎の発生を感知するようにしていた。その
方法として太陽光や人工光のような連続スペクトルと、
炎の線スペクトルとを区別するために、炎の線スペクト
ルだけを透過させる狭帯域の単色フィルターと、その帯
域の近傍の一つ又は複数の波長の光を透過させる複数の
狭帯域の単色フィルターとによって得られる、複数の出
力を比較計算して、その光が炎の線スペクトルか太陽光
による連続スペクトルかを区別するようにしていた。
【０００４】他の方法としては、炎の発生する光のちら
つきを利用して炎の発生を感知していた。
つきを利用して炎の発生を感知していた。
【０００５】従来の炭酸ガスの共鳴放射を利用する方法
の中でフィルターを使用するものでは、誤報が少なくて
確実に炎を感知する炎感知器を得るには少なくとも３個
の単色フィルターを必要とし、また感知のための判定回
路も複雑になるので高価になる、という欠点を持ってい
た。
の中でフィルターを使用するものでは、誤報が少なくて
確実に炎を感知する炎感知器を得るには少なくとも３個
の単色フィルターを必要とし、また感知のための判定回
路も複雑になるので高価になる、という欠点を持ってい
た。
【０００６】また、２個以下のフィルターで構成したも
のは、誤報が多い欠点を持っていた。炎のちらつきを利
用したものも、安価ではあるが誤報が多い欠点を持って
いた。
のは、誤報が多い欠点を持っていた。炎のちらつきを利
用したものも、安価ではあるが誤報が多い欠点を持って
いた。
【０００７】太陽光や一般の人工光或いはストーブから
の放射は可視光だけでなく、これらの赤外領域でも放射
が行われているが、これらの放射は連続スペクトルであ
る。これに対して、炎の発する炭酸ガスの共鳴放射のス
ペクトルは極く狭い領域にエネルギーが集中している線
スペクトルである。このような連続スペクトルと線スペ
クトルの差を炎の検出に利用し、２個のフィルターで、
従来の３個のフィルターを用いたものと同等の確実さで
炎を感知できる炎検知器も提案されている（特開平１０
−３２６３９１号公報、２０００−３２１１３２号公
報）。
の放射は可視光だけでなく、これらの赤外領域でも放射
が行われているが、これらの放射は連続スペクトルであ
る。これに対して、炎の発する炭酸ガスの共鳴放射のス
ペクトルは極く狭い領域にエネルギーが集中している線
スペクトルである。このような連続スペクトルと線スペ
クトルの差を炎の検出に利用し、２個のフィルターで、
従来の３個のフィルターを用いたものと同等の確実さで
炎を感知できる炎検知器も提案されている（特開平１０
−３２６３９１号公報、２０００−３２１１３２号公
報）。
【０００８】この炎検知器では、炎が発する炭酸ガス共
鳴放射の線スペクトルの帯域を含みかつこの帯域より広
い帯域の光を透過させる広帯域フィルターと、炭酸ガス
共鳴放射の線スペクトルの帯域だけを透過させる狭帯域
フィルターとの２つのフィルターを使用する。そして、
これら２つのフィルターを透過してきた炎からの光の強
度（光のエネルギー）をそのフィルターの帯域幅で除算
して平均強度を求める。
鳴放射の線スペクトルの帯域を含みかつこの帯域より広
い帯域の光を透過させる広帯域フィルターと、炭酸ガス
共鳴放射の線スペクトルの帯域だけを透過させる狭帯域
フィルターとの２つのフィルターを使用する。そして、
これら２つのフィルターを透過してきた炎からの光の強
度（光のエネルギー）をそのフィルターの帯域幅で除算
して平均強度を求める。
【０００９】フィルターを透過する光のスペクトルの強
度が直線状の連続スペクトルである場合には、２つのフ
ィルターを透過した光のエネルギーは透過帯域幅に比例
するので、このエネルギーを帯域幅で除算した平均強度
は同じになる。
度が直線状の連続スペクトルである場合には、２つのフ
ィルターを透過した光のエネルギーは透過帯域幅に比例
するので、このエネルギーを帯域幅で除算した平均強度
は同じになる。
【００１０】しかしながら、透過する光が炭酸ガスが放
射する共鳴放射の線スペクトルであると、２つのフィル
ターは両方ともこの線スペクトルを透過させ、その透過
エネルギー量は略同じであるが、広帯域フィルターを透
過した光のエネルギーは広い帯域幅で除算されて平均強
度が算出され、狭帯域フィルターを透過したエネルギー
は狭い帯域幅で除算されて平均強度が算出されるので、
この２つの平均強度には差が生ずる。
射する共鳴放射の線スペクトルであると、２つのフィル
ターは両方ともこの線スペクトルを透過させ、その透過
エネルギー量は略同じであるが、広帯域フィルターを透
過した光のエネルギーは広い帯域幅で除算されて平均強
度が算出され、狭帯域フィルターを透過したエネルギー
は狭い帯域幅で除算されて平均強度が算出されるので、
この２つの平均強度には差が生ずる。
【００１１】したがって、平均強度の差が閾値以上か否
かを判断することにより、炎を検出することができる。
かを判断することにより、炎を検出することができる。
【００１２】しかしながら、炎検知器にによって検知可
能な炎の大きさは、炎から炎検知器までの距離の自乗に
反比例するため、近くの炎から遠くの炎まで広範囲に検
出するためには、広範囲なダイナミックレンンジが必要
になる。このことは、炎検知信号や雑音についても同様
であり、このため炎検知器から主たる検知位置までの距
離に合わせて上記の閾値を設定することになるが、近く
の検知位置に合わせて閾値を設定すると、遠くの炎に対
する炎検知信号のレベルが低くなりすぎて検知不能にな
ったり誤検出が発生し、逆に遠くの検知位置に合わせて
閾値を設定すると、近くの炎に対する雑音のレベルが高
くなりすぎて誤検出が発生する。このため、広範囲にわ
たって炎を精度よく検出することが困難である、という
問題がある。
能な炎の大きさは、炎から炎検知器までの距離の自乗に
反比例するため、近くの炎から遠くの炎まで広範囲に検
出するためには、広範囲なダイナミックレンンジが必要
になる。このことは、炎検知信号や雑音についても同様
であり、このため炎検知器から主たる検知位置までの距
離に合わせて上記の閾値を設定することになるが、近く
の検知位置に合わせて閾値を設定すると、遠くの炎に対
する炎検知信号のレベルが低くなりすぎて検知不能にな
ったり誤検出が発生し、逆に遠くの検知位置に合わせて
閾値を設定すると、近くの炎に対する雑音のレベルが高
くなりすぎて誤検出が発生する。このため、広範囲にわ
たって炎を精度よく検出することが困難である、という
問題がある。
【００１３】また、太陽光やハロゲンランプ等のように
赤外域で強力なエネルギーを有する光が入射されると、
炎検知器内のフィルターの温度上昇によりフィルターか
ら赤外線の２次放射が生じ、この２次放射が雑音となっ
て誤検出が発生する。さらに、炎検知器内に迷光が入射
されるとフィルタの側面から迷光が入射し、誤検出が発
生する、という問題がある。
赤外域で強力なエネルギーを有する光が入射されると、
炎検知器内のフィルターの温度上昇によりフィルターか
ら赤外線の２次放射が生じ、この２次放射が雑音となっ
て誤検出が発生する。さらに、炎検知器内に迷光が入射
されるとフィルタの側面から迷光が入射し、誤検出が発
生する、という問題がある。
【００１４】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、広範囲にわたって精度よく炎を検出するこ
とができる炎検知器を提供することを第１の目的とす
る。
れたもので、広範囲にわたって精度よく炎を検出するこ
とができる炎検知器を提供することを第１の目的とす
る。
【００１５】また、本発明は、太陽光やハロゲンランプ
等のように赤外域で強力なエネルギーを有する光や迷光
が入射された場合においても誤検知することが無いよう
にした炎検知器を提供することを第２の目的とする。
等のように赤外域で強力なエネルギーを有する光や迷光
が入射された場合においても誤検知することが無いよう
にした炎検知器を提供することを第２の目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために第１の発明は、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の
線スペクトルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルタ
ーと、前記線スペクトルの帯域を含みかつ該帯域より広
い帯域の光を透過する広帯域フィルターと、前記狭帯域
フィルターを透過した光を第１の電気信号に変換する第
１の受光素子と、前記広帯域フィルターを透過した光を
第２の電気信号に変換する第２の受光素子と、前記狭帯
域フィルター及び前記広帯域フィルターの各々の透過帯
域が等しいとしたときの前記第１の電気信号の強度に対
応する値から前記第２の電気信号の強度に対応する値を
減算した差が所定値以上で、かつ前記第１の電気信号の
強度に対応する値と前記第２の電気信号の強度に対応す
る値との比が所定範囲内か否かを判断する判断手段と、
を含んで構成したものである。
るために第１の発明は、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の
線スペクトルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルタ
ーと、前記線スペクトルの帯域を含みかつ該帯域より広
い帯域の光を透過する広帯域フィルターと、前記狭帯域
フィルターを透過した光を第１の電気信号に変換する第
１の受光素子と、前記広帯域フィルターを透過した光を
第２の電気信号に変換する第２の受光素子と、前記狭帯
域フィルター及び前記広帯域フィルターの各々の透過帯
域が等しいとしたときの前記第１の電気信号の強度に対
応する値から前記第２の電気信号の強度に対応する値を
減算した差が所定値以上で、かつ前記第１の電気信号の
強度に対応する値と前記第２の電気信号の強度に対応す
る値との比が所定範囲内か否かを判断する判断手段と、
を含んで構成したものである。
【００１７】なお、電気信号の強度に対応する値は、電
気信号の強度自体の値でもよく、電気信号の強度の所定
区間の移動平均値を基準とした電気信号の強度の上記所
定区間より短い区間の移動平均値でもよい。
気信号の強度自体の値でもよく、電気信号の強度の所定
区間の移動平均値を基準とした電気信号の強度の上記所
定区間より短い区間の移動平均値でもよい。
【００１８】また、電気信号は、受光素子で変換された
電気信号を増幅するかまたは増幅することなく用いても
よいが、炎の光を検出した際に電気信号に重畳される１
Ｈｚ〜１０Ｈｚの範囲の炎のちらつき成分をフィルタ処
理等によって抽出し、この抽出したちらつき成分を増幅
するかまたは増幅することなく用いてもよい。すなわ
ち、電気信号に含まれる炎の光のちらつき成分に基づい
て、移動平均値を演算してもよい。
電気信号を増幅するかまたは増幅することなく用いても
よいが、炎の光を検出した際に電気信号に重畳される１
Ｈｚ〜１０Ｈｚの範囲の炎のちらつき成分をフィルタ処
理等によって抽出し、この抽出したちらつき成分を増幅
するかまたは増幅することなく用いてもよい。すなわ
ち、電気信号に含まれる炎の光のちらつき成分に基づい
て、移動平均値を演算してもよい。
【００１９】フィルターを透過する光のスペクトルの強
度が連続スペクトルである場合には、広帯域フィルター
及び狭帯域フィルターの２つのフィルターを透過した光
のエネルギーは透過帯域幅に略比例するので、狭帯域フ
ィルター及び広帯域フィルターの各々の透過帯域が等し
いとしたときには、すなわち、電気信号の強度に対応す
る値をフィルターの透過帯域が等しい場合の値に換算し
たときには、第１の電気信号の強度に対応する値から第
２の電気信号の強度に対応する値を減算した差は、所定
値未満になる。なお、この差が所定値未満になる原因と
しては、フィルターを透過する光のスペクトルの強度分
布の形状、２つのフィルターの帯域中心間の距離等があ
る。
度が連続スペクトルである場合には、広帯域フィルター
及び狭帯域フィルターの２つのフィルターを透過した光
のエネルギーは透過帯域幅に略比例するので、狭帯域フ
ィルター及び広帯域フィルターの各々の透過帯域が等し
いとしたときには、すなわち、電気信号の強度に対応す
る値をフィルターの透過帯域が等しい場合の値に換算し
たときには、第１の電気信号の強度に対応する値から第
２の電気信号の強度に対応する値を減算した差は、所定
値未満になる。なお、この差が所定値未満になる原因と
しては、フィルターを透過する光のスペクトルの強度分
布の形状、２つのフィルターの帯域中心間の距離等があ
る。
【００２０】これに対して炎の光だけが存在する場合
は、炎のスペクトルは線スペクトルであるから、広帯域
フィルター及び狭帯域フィルターを透過するスペクトル
は、主として線スペクトルだけであり、広帯域フィルタ
ーを透過したエネルギーも狭帯域フィルターを透過した
エネルギーもその量は略同じである。従って、狭帯域フ
ィルター及び広帯域フィルターの各々の透過帯域が等し
いとしたときには、第１の電気信号の強度に対応する値
は、第２の電気信号の強度に対応する値より大きくな
る。
は、炎のスペクトルは線スペクトルであるから、広帯域
フィルター及び狭帯域フィルターを透過するスペクトル
は、主として線スペクトルだけであり、広帯域フィルタ
ーを透過したエネルギーも狭帯域フィルターを透過した
エネルギーもその量は略同じである。従って、狭帯域フ
ィルター及び広帯域フィルターの各々の透過帯域が等し
いとしたときには、第１の電気信号の強度に対応する値
は、第２の電気信号の強度に対応する値より大きくな
る。
【００２１】従って、狭帯域フィルター及び広帯域フィ
ルターの各々の透過帯域が等しいとしたときの第１の電
気信号の強度に対応する値から第２の電気信号の強度に
対応する値を減算した差が所定値以上か否かを判断する
ことで炎を検出することができる。
ルターの各々の透過帯域が等しいとしたときの第１の電
気信号の強度に対応する値から第２の電気信号の強度に
対応する値を減算した差が所定値以上か否かを判断する
ことで炎を検出することができる。
【００２２】この差のみを用いて炎を検知する場合に
は、上記で説明したように、所定値の設定の仕方によっ
て、検出不能になったり、誤検出が発生する。
は、上記で説明したように、所定値の設定の仕方によっ
て、検出不能になったり、誤検出が発生する。
【００２３】一方、電気信号の強度に対応する値の比を
考えると、フィルターを透過する光のスペクトルの強度
が連続スペクトルである場合には、広帯域フィルター及
び狭帯域フィルターの２つのフィルターを透過した光の
エネルギーは透過帯域幅に略比例するので、第１の電気
信号の強度に対応する値に対する第２の電気信号の強度
に対応する値の比、または第２の電気信号の強度に対応
する値に対する第１の電気信号の強度に対応する値の比
は、透過帯域幅の比と等しくなる。
考えると、フィルターを透過する光のスペクトルの強度
が連続スペクトルである場合には、広帯域フィルター及
び狭帯域フィルターの２つのフィルターを透過した光の
エネルギーは透過帯域幅に略比例するので、第１の電気
信号の強度に対応する値に対する第２の電気信号の強度
に対応する値の比、または第２の電気信号の強度に対応
する値に対する第１の電気信号の強度に対応する値の比
は、透過帯域幅の比と等しくなる。
【００２４】これに対して炎の光だけが存在する場合
は、上記で説明したように、広帯域フィルターを透過し
たエネルギーも狭帯域フィルターを透過したエネルギー
もその量は略同じであるので、第１の電気信号の強度に
対応する値と第２の電気信号の強度に対応する値との比
は略１になる。従って、第１の電気信号の強度に対応す
る値と第２の電気信号の強度に対応する値との比が、所
定範囲内の値、例えば、１と透過帯域幅の比との間の値
になったか否かを判断することで炎を検出することがで
きる。
は、上記で説明したように、広帯域フィルターを透過し
たエネルギーも狭帯域フィルターを透過したエネルギー
もその量は略同じであるので、第１の電気信号の強度に
対応する値と第２の電気信号の強度に対応する値との比
は略１になる。従って、第１の電気信号の強度に対応す
る値と第２の電気信号の強度に対応する値との比が、所
定範囲内の値、例えば、１と透過帯域幅の比との間の値
になったか否かを判断することで炎を検出することがで
きる。
【００２５】この比を用いる場合においても、比を演算
する際の分母に当たる値が極めて小さくなると、検知精
度が悪化し、場合によっては計算困難になるり、誤検出
が発生する。
する際の分母に当たる値が極めて小さくなると、検知精
度が悪化し、場合によっては計算困難になるり、誤検出
が発生する。
【００２６】本発明では、差の条件と比の条件との両方
を満足したか否かを判断するようにしているので、上記
のような誤検出が発生することなく、精度良く炎か否か
を判定することができる。
を満足したか否かを判断するようにしているので、上記
のような誤検出が発生することなく、精度良く炎か否か
を判定することができる。
【００２７】また、第２の発明は、赤外線領域の光を遮
光する第１の遮光フィルターと、迷光を遮光するように
第１の遮光フィルターの光透過側に配置された第２の遮
光フィルターと、前記第２の遮光フィルターの光透過側
に配置されると共に、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線
スペクトルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルター
と、前記第２の遮光フィルターの光透過側に配置される
と共に、前記線スペクトルの帯域を含みかつ該帯域より
広い帯域の光を透過する広帯域フィルターと、前記狭帯
域フィルターを透過した光を第１の電気信号に変換する
第１の受光素子と、前記広帯域フィルターを透過した光
を第２の電気信号に変換する第２の受光素子と、を含ん
で構成したものである。
光する第１の遮光フィルターと、迷光を遮光するように
第１の遮光フィルターの光透過側に配置された第２の遮
光フィルターと、前記第２の遮光フィルターの光透過側
に配置されると共に、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線
スペクトルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルター
と、前記第２の遮光フィルターの光透過側に配置される
と共に、前記線スペクトルの帯域を含みかつ該帯域より
広い帯域の光を透過する広帯域フィルターと、前記狭帯
域フィルターを透過した光を第１の電気信号に変換する
第１の受光素子と、前記広帯域フィルターを透過した光
を第２の電気信号に変換する第２の受光素子と、を含ん
で構成したものである。
【００２８】第２の発明では、赤外線領域の光を遮光す
る第１の遮光フィルターと、迷光を遮光するように第１
の遮光フィルターの光透過側に配置された第２の遮光フ
ィルターとを用いているため、太陽光やハロゲンランプ
等の人工光が存在する場所でも、それらの光の影響を受
けずに、炎を感知することができ、また迷光による誤検
出がなくなる。
る第１の遮光フィルターと、迷光を遮光するように第１
の遮光フィルターの光透過側に配置された第２の遮光フ
ィルターとを用いているため、太陽光やハロゲンランプ
等の人工光が存在する場所でも、それらの光の影響を受
けずに、炎を感知することができ、また迷光による誤検
出がなくなる。
【００２９】第２の発明の赤外線領域の光を遮光する第
１の遮光フィルター、及び、迷光を遮光するように第１
の遮光フィルターの光透過側に配置された第２の遮光フ
ィルターは、第１の発明にも適用することができる。
１の遮光フィルター、及び、迷光を遮光するように第１
の遮光フィルターの光透過側に配置された第２の遮光フ
ィルターは、第１の発明にも適用することができる。
【００３０】第１及び第２の発明の受光素子としては、
セレン化鉛又はサーモパイル又は焦電型受光素子を使用
することができる。
セレン化鉛又はサーモパイル又は焦電型受光素子を使用
することができる。
【００３１】また、上記の各発明では、狭帯域フィルタ
ー及び広帯域フィルターに代えて、光を透過させるため
の所定帯域を持ち、該所定帯域内に炎が発する炭酸ガス
共鳴放射の線スペクトルの帯域の光だけを透過させない
帯域が形成された第１のフィルターと、前記所定帯域と
略同じ帯域でかつ前記線スペクトルの帯域を含む帯域の
光を透過させる第２のフィルターと、を用いてもよい。
ー及び広帯域フィルターに代えて、光を透過させるため
の所定帯域を持ち、該所定帯域内に炎が発する炭酸ガス
共鳴放射の線スペクトルの帯域の光だけを透過させない
帯域が形成された第１のフィルターと、前記所定帯域と
略同じ帯域でかつ前記線スペクトルの帯域を含む帯域の
光を透過させる第２のフィルターと、を用いてもよい。
【００３２】この場合には、第２の電気信号の強度に対
応する値より第１の電気信号の強度に対応する値を減算
した強度差が、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペク
トルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルターを透過
した光により得られる第１及び第２の発明の第１の電気
の強度に対応する値に相当するので、前記第１のフィル
ターの遮光帯域と前記第２のフィルターの透過帯域とが
等しいとしたときの前記第２の電気信号の強度に対応す
る値より前記第１の電気信号の強度に対応する値を減算
した強度差から、前記第２の電気信号の強度に対応する
値を減算した差が所定値以上で、かつ前記第１の電気信
号の強度に対応する値と前記強度差との比が所定範囲内
か否かを判断するようにすれば、同様に炎を判定するこ
とができる。
応する値より第１の電気信号の強度に対応する値を減算
した強度差が、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペク
トルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルターを透過
した光により得られる第１及び第２の発明の第１の電気
の強度に対応する値に相当するので、前記第１のフィル
ターの遮光帯域と前記第２のフィルターの透過帯域とが
等しいとしたときの前記第２の電気信号の強度に対応す
る値より前記第１の電気信号の強度に対応する値を減算
した強度差から、前記第２の電気信号の強度に対応する
値を減算した差が所定値以上で、かつ前記第１の電気信
号の強度に対応する値と前記強度差との比が所定範囲内
か否かを判断するようにすれば、同様に炎を判定するこ
とができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、炎が放射する４．４μｍの
波長の赤外線を利用して炎を検出する本発明の実施の形
態について説明する。
波長の赤外線を利用して炎を検出する本発明の実施の形
態について説明する。
【００３４】図１に示すように、第１の実施の形態は、
上端が開口したケース１０を備えている。ケース１０の
底部には、１対の素子収納溝１２Ａ，１２Ｂが形成され
たフィルター保持台１２が収納されている。フィルター
保持台１２の素子収納溝１２Ａ，１２Ｂの各々の底部に
は、受光素子１４Ａ，１４Ｂが貼着等によって固定され
ている。
上端が開口したケース１０を備えている。ケース１０の
底部には、１対の素子収納溝１２Ａ，１２Ｂが形成され
たフィルター保持台１２が収納されている。フィルター
保持台１２の素子収納溝１２Ａ，１２Ｂの各々の底部に
は、受光素子１４Ａ，１４Ｂが貼着等によって固定され
ている。
【００３５】フィルター保持台１２には、素子収納溝１
２Ａ，１２Ｂを閉鎖するように、炎が発する炭酸ガス共
鳴放射の線スペクトルの帯域の光だけを透過する狭帯域
フィルター１６Ａ、線スペクトルの帯域を含みかつ該帯
域より広い帯域の光を透過する広帯域フィルター１６Ｂ
とが、貼着等によって固定されている。。
２Ａ，１２Ｂを閉鎖するように、炎が発する炭酸ガス共
鳴放射の線スペクトルの帯域の光だけを透過する狭帯域
フィルター１６Ａ、線スペクトルの帯域を含みかつ該帯
域より広い帯域の光を透過する広帯域フィルター１６Ｂ
とが、貼着等によって固定されている。。
【００３６】また、ケース１０の開口側には、赤外線領
域の光を遮光する第１の遮光フィルター２０と、迷光を
遮光するように第１の遮光フィルターの光透過側に配置
された第２の遮光フィルター１８とが、所定距離隔てて
順に貼着等によって固定されて配置されている。
域の光を遮光する第１の遮光フィルター２０と、迷光を
遮光するように第１の遮光フィルターの光透過側に配置
された第２の遮光フィルター１８とが、所定距離隔てて
順に貼着等によって固定されて配置されている。
【００３７】狭帯域フィルター１６Ａ及び広帯域フィル
ター１６Ｂは、加工が容易なシリコンやゲルマニウムの
薄板を用いて構成することができる。狭帯域フィルター
１６Ａ及び広帯域フィルター１６Ｂをシリコンやゲルマ
ニウムの薄板を用いて構成した場合、波長８μｍ以上の
領域に光透過帯が形成され、この光透過帯を通って迷光
が入射する可能性があるので、第２の遮光フィルター１
８はサファイヤの薄板を用いて波長８μｍ以上の領域の
光を遮光するように構成するのが好ましい。
ター１６Ｂは、加工が容易なシリコンやゲルマニウムの
薄板を用いて構成することができる。狭帯域フィルター
１６Ａ及び広帯域フィルター１６Ｂをシリコンやゲルマ
ニウムの薄板を用いて構成した場合、波長８μｍ以上の
領域に光透過帯が形成され、この光透過帯を通って迷光
が入射する可能性があるので、第２の遮光フィルター１
８はサファイヤの薄板を用いて波長８μｍ以上の領域の
光を遮光するように構成するのが好ましい。
【００３８】赤外線領域の光を遮光する第１の遮光フィ
ルター２０は、シリコンやゲルマニウムの薄板を用いて
構成するか、または更にシリコンやゲルマニウムの薄板
に反射防止膜をコーティングして構成することができ
る。この第１の遮光フィルター２０は、波長２μｍ以下
の光を遮光するのがよい。
ルター２０は、シリコンやゲルマニウムの薄板を用いて
構成するか、または更にシリコンやゲルマニウムの薄板
に反射防止膜をコーティングして構成することができ
る。この第１の遮光フィルター２０は、波長２μｍ以下
の光を遮光するのがよい。
【００３９】上記のように、フィルター１６Ａ及び１６
Ｂをシリコンやゲルマニウムの薄板を用いて構成し、第
１の遮光フィルター２０をシリコンやゲルマニウムの薄
板を用いて構成し、第２の遮光フィルター１８をサファ
イヤの薄板を用いて構成することにより、小型、軽量、
及び安価な炎検知器を構成することができる。
Ｂをシリコンやゲルマニウムの薄板を用いて構成し、第
１の遮光フィルター２０をシリコンやゲルマニウムの薄
板を用いて構成し、第２の遮光フィルター１８をサファ
イヤの薄板を用いて構成することにより、小型、軽量、
及び安価な炎検知器を構成することができる。
【００４０】受光素子１４Ａ，１４Ｂは、炎判定装置２
２に接続され、炎判定装置２２には炎と判定されたとき
に警報を発生する警報回路２４が接続されている。
２に接続され、炎判定装置２２には炎と判定されたとき
に警報を発生する警報回路２４が接続されている。
【００４１】炎判定装置２２は、図２に示すように、受
光素子１４Ａ，１４Ｂの各々から出力された電気信号を
増幅する増幅器２２Ａ，２２Ｂ、及び、増幅器２２Ａ，
２２Ｂで増幅された電気信号に基いた計算によって炎か
否かを判定するマイクロコンピュータで構成された判定
回路２２Ｃによって構成されている。
光素子１４Ａ，１４Ｂの各々から出力された電気信号を
増幅する増幅器２２Ａ，２２Ｂ、及び、増幅器２２Ａ，
２２Ｂで増幅された電気信号に基いた計算によって炎か
否かを判定するマイクロコンピュータで構成された判定
回路２２Ｃによって構成されている。
【００４２】図３（ａ）に広帯域フィルター１６Ｂの特
性、（ｂ）に広帯域フィルター１６Ｂの他の特性、
（ｃ）に狭帯域フィルター１６Ａの特性の例を各々示
す。図において、横軸は波長、縦軸は透過率を表し、０
は透過率０％を、１．０は透過率１００％を表す。ま
た、Ｗ２は広帯域フィルター１６Ｂの透過帯域幅でＷ１
は狭帯域フィルター１６Ａの透過帯域幅を示す。Ａは、
炭酸ガスの共鳴放射の線スペクトルの位置を示してお
り、広帯域フィルター１６Ｂの帯域中心と狭帯域フィル
ター１６Ａの帯域中心とは一致しないようにされてい
る。このように、帯域中心が一致しないようにすること
により帯域中心を一致させる場合と比較して製造が容易
になる。Ａの値は、例えば、４．４μｍである。
性、（ｂ）に広帯域フィルター１６Ｂの他の特性、
（ｃ）に狭帯域フィルター１６Ａの特性の例を各々示
す。図において、横軸は波長、縦軸は透過率を表し、０
は透過率０％を、１．０は透過率１００％を表す。ま
た、Ｗ２は広帯域フィルター１６Ｂの透過帯域幅でＷ１
は狭帯域フィルター１６Ａの透過帯域幅を示す。Ａは、
炭酸ガスの共鳴放射の線スペクトルの位置を示してお
り、広帯域フィルター１６Ｂの帯域中心と狭帯域フィル
ター１６Ａの帯域中心とは一致しないようにされてい
る。このように、帯域中心が一致しないようにすること
により帯域中心を一致させる場合と比較して製造が容易
になる。Ａの値は、例えば、４．４μｍである。
【００４３】広帯域フィルター１６Ｂは図３に示したよ
うに、炭酸ガスの共鳴放射の波長である４．４μｍを中
心とした炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペクトルの
帯域Ｗ１を含み、かつ帯域Ｗ１より広い帯域の光を透過
させる帯域Ｗ２を持っている。
うに、炭酸ガスの共鳴放射の波長である４．４μｍを中
心とした炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペクトルの
帯域Ｗ１を含み、かつ帯域Ｗ１より広い帯域の光を透過
させる帯域Ｗ２を持っている。
【００４４】狭帯域フィルター１６Ａは、４．４μｍを
帯域の中心とし、炎の共鳴放射が存在する線スペクトル
の帯域Ｗ１だけを透過させるフィルターで、例えば４．
３μｍから４．５μｍまでを透過させるようなフィルタ
ーである。
帯域の中心とし、炎の共鳴放射が存在する線スペクトル
の帯域Ｗ１だけを透過させるフィルターで、例えば４．
３μｍから４．５μｍまでを透過させるようなフィルタ
ーである。
【００４５】広帯域フィルター１６Ｂの帯域中心は、狭
帯域フィルター１６Ａの帯域中心である４．４μｍの波
長から所定波長離れた位置に設けられている。透過帯域
の比Ｗ２／Ｗ１（＝ｎ）の値は、１．５以上で通常は５
〜１０位に選ばれる。また、所定波長は受光素子の感度
から外れないように定めるのがよい。
帯域フィルター１６Ａの帯域中心である４．４μｍの波
長から所定波長離れた位置に設けられている。透過帯域
の比Ｗ２／Ｗ１（＝ｎ）の値は、１．５以上で通常は５
〜１０位に選ばれる。また、所定波長は受光素子の感度
から外れないように定めるのがよい。
【００４６】上記では、広帯域フィルター１６Ｂの帯域
中心を、線スペクトルの帯域中心から所定波長離れた位
置に設けた例について説明したが、線スペクトルの帯域
中心と一致させて設けてもよい。
中心を、線スペクトルの帯域中心から所定波長離れた位
置に設けた例について説明したが、線スペクトルの帯域
中心と一致させて設けてもよい。
【００４７】受光素子としては、３〜５μｍの赤外線の
波長域で良好な感度と短い応答時間を持つものが好まし
い。価格も比較的安くこの目的に合う受光素子として
は、セレン化鉛、薄膜技術で形成したサーモパイル、焦
電型受光素子が適している。
波長域で良好な感度と短い応答時間を持つものが好まし
い。価格も比較的安くこの目的に合う受光素子として
は、セレン化鉛、薄膜技術で形成したサーモパイル、焦
電型受光素子が適している。
【００４８】次に、図５を参照して、判定回路２２Ｃに
よる炎判定ルーチンについて説明する。まず、広帯域フ
ィルター１６Ｂと狭帯域フィルター１６Ａとを透過した
赤外線は、受光素子１４Ａ，１４Ｂによって電気信号に
変換される。そして、得られた２つの電気信号の一つ
は、増幅器２２Ａを通り、他の一つは増幅器２２Ｂを通
り、判定回路２２Ｃに入力される。
よる炎判定ルーチンについて説明する。まず、広帯域フ
ィルター１６Ｂと狭帯域フィルター１６Ａとを透過した
赤外線は、受光素子１４Ａ，１４Ｂによって電気信号に
変換される。そして、得られた２つの電気信号の一つ
は、増幅器２２Ａを通り、他の一つは増幅器２２Ｂを通
り、判定回路２２Ｃに入力される。
【００４９】判定回路２２Ｃでは、ステップ１００にお
いて受光素子１４Ａ，１４Ｂから出力された電気信号を
取り込み、各々の電気信号の強度を各々デジタル値に変
換する。
いて受光素子１４Ａ，１４Ｂから出力された電気信号を
取り込み、各々の電気信号の強度を各々デジタル値に変
換する。
【００５０】実際には、電気信号の強度は、周囲温度の
影響等によって時間と共に変動する。この影響をできる
限り小さくするため、ステップ１０２で移動平均処理を
行ない、電気信号の強度の所定区間の移動平均値を基準
とした電気信号の強度のこの所定区間より短い区間の移
動平均値（規格化移動平均値）Ｖ１、Ｖ２を電気信号の
強度に対応する値として演算する。
影響等によって時間と共に変動する。この影響をできる
限り小さくするため、ステップ１０２で移動平均処理を
行ない、電気信号の強度の所定区間の移動平均値を基準
とした電気信号の強度のこの所定区間より短い区間の移
動平均値（規格化移動平均値）Ｖ１、Ｖ２を電気信号の
強度に対応する値として演算する。
【００５１】例えば、電気信号の強度を１０サンプル／
秒でデジタル値に変換している場合、８１９２サンプル
区間の移動平均値を演算すると、約１４分間の平均値が
順次得られることになる。これによって、緩やかに変化
する周囲温度の影響は、この所定区間（長い区間）の移
動平均処理で少なくすることができる。この移動平均値
が、炎が検出されないときのレベル、すなわち基準レベ
ルになる。
秒でデジタル値に変換している場合、８１９２サンプル
区間の移動平均値を演算すると、約１４分間の平均値が
順次得られることになる。これによって、緩やかに変化
する周囲温度の影響は、この所定区間（長い区間）の移
動平均処理で少なくすることができる。この移動平均値
が、炎が検出されないときのレベル、すなわち基準レベ
ルになる。
【００５２】一方、炎が検出された場合には、数秒〜十
数秒で電気信号の強度が変化するので、電気的雑音を軽
減するため、上記の所定区間より短い１サンプルまたは
２〜８サンプルの短い区間における移動平均値を演算す
る。なお、１サンプル区間の移動平均値は、電気信号の
強度自体に相当する。
数秒で電気信号の強度が変化するので、電気的雑音を軽
減するため、上記の所定区間より短い１サンプルまたは
２〜８サンプルの短い区間における移動平均値を演算す
る。なお、１サンプル区間の移動平均値は、電気信号の
強度自体に相当する。
【００５３】規格化移動平均値Ｖ１、Ｖ２は、長い区間
の移動平均値を基準にしているため、短い区間の移動平
均値から長い区間の移動平均値を減算することで求める
ことができる。
の移動平均値を基準にしているため、短い区間の移動平
均値から長い区間の移動平均値を減算することで求める
ことができる。
【００５４】次のステップ１０４では、規格化移動平均
値Ｖ１、Ｖ２を、狭帯域フィルター及び広帯域フィルタ
ーの各々の透過帯域が等しいとしたときの値に換算し、
第１の電気信号の強度に対応する値（換算値）から第２
の電気信号の強度に対応する値（換算）値を減算した差
Ｖを演算する。
値Ｖ１、Ｖ２を、狭帯域フィルター及び広帯域フィルタ
ーの各々の透過帯域が等しいとしたときの値に換算し、
第１の電気信号の強度に対応する値（換算値）から第２
の電気信号の強度に対応する値（換算）値を減算した差
Ｖを演算する。
【００５５】人工光のような連続スペクトルの場合と炎
の線スペクトルの場合とでは、次に述べる理由で規格化
移動平均値に差が生ずる。
の線スペクトルの場合とでは、次に述べる理由で規格化
移動平均値に差が生ずる。
【００５６】図４は４．４μｍ前後の波長の代表的な連
続スペクトルの例を示している。図において３１は電灯
のような照明光のスペクトル、３２は４００℃前後の黒
体の放射スペクトル、３３は２００℃近辺の温度の黒体
放射のスペクトルを表す。また、図では各スペクトルは
４．４μｍにおける放射強度を１として、他の波長の所
における強度はそれに対する相対的強度で表してある。
続スペクトルの例を示している。図において３１は電灯
のような照明光のスペクトル、３２は４００℃前後の黒
体の放射スペクトル、３３は２００℃近辺の温度の黒体
放射のスペクトルを表す。また、図では各スペクトルは
４．４μｍにおける放射強度を１として、他の波長の所
における強度はそれに対する相対的強度で表してある。
【００５７】図に示したように、黒体の放射スペクトル
は４００℃近辺の温度の場合、４．４μｍ前後の波長の
ところでピークに達する。そして、４．４μｍの波長を
中心にその前後で少し強度が低下し、４．４μｍの波長
より低い温度では右肩上がり（傾き正）になり、４．４
μｍの波長より高い温度では右肩下がり（傾き負）の連
続スペクトルになる。また、太陽や電灯等を光源とする
大半の光も右肩下がりの連続スペクトルである。連続ス
ペクトルの場合、波長に対する相対強度の変化、すなわ
ち傾きは大きくないので、広帯域フィルター１６Ｂ及び
狭帯域フィルター１６Ａを透過した光（放射）の強度
は、フィルターの透過帯域幅に略比例する。従って、狭
帯域フィルター及び広帯域フィルターの各々の透過帯域
が等しいとしたときの規格化移動平均値、例えば、単位
透過帯域幅当たりの規格化移動平均値Ｖ１／Ｗ１と規格
化移動平均値Ｖ２／Ｗ２とは略等しい。
は４００℃近辺の温度の場合、４．４μｍ前後の波長の
ところでピークに達する。そして、４．４μｍの波長を
中心にその前後で少し強度が低下し、４．４μｍの波長
より低い温度では右肩上がり（傾き正）になり、４．４
μｍの波長より高い温度では右肩下がり（傾き負）の連
続スペクトルになる。また、太陽や電灯等を光源とする
大半の光も右肩下がりの連続スペクトルである。連続ス
ペクトルの場合、波長に対する相対強度の変化、すなわ
ち傾きは大きくないので、広帯域フィルター１６Ｂ及び
狭帯域フィルター１６Ａを透過した光（放射）の強度
は、フィルターの透過帯域幅に略比例する。従って、狭
帯域フィルター及び広帯域フィルターの各々の透過帯域
が等しいとしたときの規格化移動平均値、例えば、単位
透過帯域幅当たりの規格化移動平均値Ｖ１／Ｗ１と規格
化移動平均値Ｖ２／Ｗ２とは略等しい。
【００５８】しかしながら、波長に対する相対強度の変
化が大きい場合には、各フィルターの帯域中心の間隔に
応じて単位透過帯域幅当たりの規格化移動平均値の差Ｖ
が大きくなり、Ｖｏを０を越える所定値とすると、Ｖ≧
Ｖｏである。
化が大きい場合には、各フィルターの帯域中心の間隔に
応じて単位透過帯域幅当たりの規格化移動平均値の差Ｖ
が大きくなり、Ｖｏを０を越える所定値とすると、Ｖ≧
Ｖｏである。
【００５９】従って、Ｖｏの値を最適な値にすることに
より、連続スペクトルであるか否かを区別することがで
きる。
より、連続スペクトルであるか否かを区別することがで
きる。
【００６０】これに対して炎の光だけが存在する場合
は、炎のスペクトルは線スペクトルであるから、広帯域
フィルター及び狭帯域フィルターを透過するスペクトル
は、主として４．４μｍの線スペクトルだけであり、広
帯域フィルター１６Ｂを透過したエネルギーも狭帯域フ
ィルター１６Ａを透過したエネルギーもその量は略同じ
である。従って、広帯域フィルター１６Ｂを透過した線
スペクトルのエネルギーの単位透過帯域幅当たりの規格
化移動平均値は、狭帯域フィルター１６Ａを透過した線
スペクトルのエネルギーの単位透過帯域幅当たりの規格
化移動平均値に比べて小さくなり、Ｖ１／Ｗ１＞Ｖ２／
Ｗ２が成立する。そして、広帯域フィルターの帯域幅を
広くするに従ってＶ１／Ｗ１とＶ２／Ｗ２との差Ｖを大
きくすることができる。
は、炎のスペクトルは線スペクトルであるから、広帯域
フィルター及び狭帯域フィルターを透過するスペクトル
は、主として４．４μｍの線スペクトルだけであり、広
帯域フィルター１６Ｂを透過したエネルギーも狭帯域フ
ィルター１６Ａを透過したエネルギーもその量は略同じ
である。従って、広帯域フィルター１６Ｂを透過した線
スペクトルのエネルギーの単位透過帯域幅当たりの規格
化移動平均値は、狭帯域フィルター１６Ａを透過した線
スペクトルのエネルギーの単位透過帯域幅当たりの規格
化移動平均値に比べて小さくなり、Ｖ１／Ｗ１＞Ｖ２／
Ｗ２が成立する。そして、広帯域フィルターの帯域幅を
広くするに従ってＶ１／Ｗ１とＶ２／Ｗ２との差Ｖを大
きくすることができる。
【００６１】以上のことから、連続スペクトルの場合と
線スペクトルの場合とでは狭帯域フィルター及び広帯域
フィルターの各々の透過帯域が等しいとしたときの規格
化移動平均値の差に相違があり、この相違に着目すれば
太陽光や人工光のような連続スペクトルを持つ一般の外
光と線スペクトルをもつ炎とを区別することができる。
線スペクトルの場合とでは狭帯域フィルター及び広帯域
フィルターの各々の透過帯域が等しいとしたときの規格
化移動平均値の差に相違があり、この相違に着目すれば
太陽光や人工光のような連続スペクトルを持つ一般の外
光と線スペクトルをもつ炎とを区別することができる。
【００６２】線スペクトルだけが存在する場合も、線ス
ペクトルと連続スペクトルとが共存する場合も、炎の線
スペクトルが存在しさえすれば、Ｖ≧Ｖｏになる。
ペクトルと連続スペクトルとが共存する場合も、炎の線
スペクトルが存在しさえすれば、Ｖ≧Ｖｏになる。
【００６３】したがって、本実施の形態では、狭帯域フ
ィルターの透過帯域を基準とし、広帯域フィルターを透
過した赤外線により得られる規格化移動平均Ｖ２を狭帯
域フィルターの透過帯域で得られる規格化移動平均値に
換算し、換算値を（Ｗ１・Ｖ２）／Ｗ２＝Ｖ２／ｎとし
て、差Ｖを以下の式で演算している。
ィルターの透過帯域を基準とし、広帯域フィルターを透
過した赤外線により得られる規格化移動平均Ｖ２を狭帯
域フィルターの透過帯域で得られる規格化移動平均値に
換算し、換算値を（Ｗ１・Ｖ２）／Ｗ２＝Ｖ２／ｎとし
て、差Ｖを以下の式で演算している。
【００６４】
Ｖ＝Ｖ１−Ｖ２／ｎ ・・・（１）
なお、差Ｖは以下の式で演算するようにしてもよい。
【００６５】
Ｖ＝Ｖ１／Ｗ１−Ｖ２／Ｗ２ ・・・（２）
Ｖ＝ｎ・Ｖ１−Ｖ２ ・・・（３）
（２）式は、規格化移動平均値の各々を単位透過帯域を
透過した値に換算して差を求めたものであり、（３）式
は、広帯域フィルターの透過帯域を基準とし、狭帯域フ
ィルターを透過した赤外線により得られる規格化移動平
均値Ｖ１を広帯域フィルターの透過帯域で得られる規格
化移動平均値に換算して差Ｖを求めたものである。
透過した値に換算して差を求めたものであり、（３）式
は、広帯域フィルターの透過帯域を基準とし、狭帯域フ
ィルターを透過した赤外線により得られる規格化移動平
均値Ｖ１を広帯域フィルターの透過帯域で得られる規格
化移動平均値に換算して差Ｖを求めたものである。
【００６６】次のステップ１０６では、狭帯域フィルタ
ーを透過した赤外線により得られる規格化移動平均値Ｖ
１に対する広帯域フィルターを透過した赤外線により得
られる規格化移動平均値Ｖ２の比Ｖ２／Ｖ１を演算す
る。この比Ｖ２／Ｖ１は、上記で説明したように、炎が
発する炭酸ガス共鳴放射の線スペクトルが入射した場合
には略１、連続スペクトルが入射した場合には透過帯域
幅の比ｎと等しくなるので、以下の式で表される範囲内
の値である。
ーを透過した赤外線により得られる規格化移動平均値Ｖ
１に対する広帯域フィルターを透過した赤外線により得
られる規格化移動平均値Ｖ２の比Ｖ２／Ｖ１を演算す
る。この比Ｖ２／Ｖ１は、上記で説明したように、炎が
発する炭酸ガス共鳴放射の線スペクトルが入射した場合
には略１、連続スペクトルが入射した場合には透過帯域
幅の比ｎと等しくなるので、以下の式で表される範囲内
の値である。
【００６７】
１≦Ｖ２／Ｖ１≦ｎ ・・・（４）
次のステップ１０８では、差Ｖが予め定められた所定値
Ｖｏ（この値は、（１）〜（３）の用いる式によって異
なっている）で、かつ比Ｖ２／Ｖ１が上記の（４）式を
満足するか否かを判断する。ステップ１０８の判断が肯
定のときは、ステップ１１０において炎と判断し、警報
回路２４に警報を発する信号を出力する。
Ｖｏ（この値は、（１）〜（３）の用いる式によって異
なっている）で、かつ比Ｖ２／Ｖ１が上記の（４）式を
満足するか否かを判断する。ステップ１０８の判断が肯
定のときは、ステップ１１０において炎と判断し、警報
回路２４に警報を発する信号を出力する。
【００６８】なお、上記（４）式に代えて、以下の範囲
で表される広帯域フィルターを透過した赤外線により得
られる規格化移動平均値Ｖ２に対する狭帯域フィルター
を透過した赤外線により得られる規格化移動平均値Ｖ１
の比Ｖ１／Ｖ２を使用してもよい。
で表される広帯域フィルターを透過した赤外線により得
られる規格化移動平均値Ｖ２に対する狭帯域フィルター
を透過した赤外線により得られる規格化移動平均値Ｖ１
の比Ｖ１／Ｖ２を使用してもよい。
【００６９】
１≧Ｖ１／Ｖ２≧１／ｎ ・・・（５）
上記では、判定回路としてマイクロコンピュータで構成
したデジタル回路を用いる例について説明したが、アナ
ログ回路を用いて構成してもよい。
したデジタル回路を用いる例について説明したが、アナ
ログ回路を用いて構成してもよい。
【００７０】図６は本発明の第２の実施の形態を示す概
略構成図である。図６で８１は帯域内全部を平等に透過
させる帯域透過フィルター、８２は炭酸ガスの共鳴放射
だけを阻止しかつフィルター８１と略同じ帯域のフィル
ター、８３と８４は受光素子、８６はフィルター８１と
フィルター８２を透過したスペクトルの強度の差を計算
する計算回路である。フィルター８１とフィルター８２
を透過したスペクトルの強度の差は、第１の実施の形態
の受光素子１４Ａから出力される電気信号に相当する。
略構成図である。図６で８１は帯域内全部を平等に透過
させる帯域透過フィルター、８２は炭酸ガスの共鳴放射
だけを阻止しかつフィルター８１と略同じ帯域のフィル
ター、８３と８４は受光素子、８６はフィルター８１と
フィルター８２を透過したスペクトルの強度の差を計算
する計算回路である。フィルター８１とフィルター８２
を透過したスペクトルの強度の差は、第１の実施の形態
の受光素子１４Ａから出力される電気信号に相当する。
【００７１】受光素子８３、計算回路８６には、第１の
実施の形態の判定回路２２Ｃと同様の判定を行なう判定
回路８７が接続されている。判定回路８７には、炎と判
定されたときに警報を発する警報回路２４が接続されて
いる。なお、本実施の形態では、増幅器の記載は省略し
た。
実施の形態の判定回路２２Ｃと同様の判定を行なう判定
回路８７が接続されている。判定回路８７には、炎と判
定されたときに警報を発する警報回路２４が接続されて
いる。なお、本実施の形態では、増幅器の記載は省略し
た。
【００７２】図７はフィルター８１とフィルター８２の
透過帯域幅を示す図で、（ａ）、（ｂ）はフィルター８
１の透過帯域幅、（ｃ）はフィルター８２の透過帯域幅
を示している。図においてＷ３はフィルター８１の透過
帯域幅を、Ｗ４とＷ５はフィルター８２の透過帯域幅
を、Ｗ６はフィルター８２の２つの透過帯域幅の間に挟
まれた透過阻止帯域幅（遮光帯域）を示している。フィ
ルター８１の透過帯域幅としては、図７（ａ）、（ｂ）
のいずれを使用するようにしてもよい。各々の帯域幅
は、Ｗ３＝Ｗ４＋Ｗ５＋Ｗ６の関係にある。
透過帯域幅を示す図で、（ａ）、（ｂ）はフィルター８
１の透過帯域幅、（ｃ）はフィルター８２の透過帯域幅
を示している。図においてＷ３はフィルター８１の透過
帯域幅を、Ｗ４とＷ５はフィルター８２の透過帯域幅
を、Ｗ６はフィルター８２の２つの透過帯域幅の間に挟
まれた透過阻止帯域幅（遮光帯域）を示している。フィ
ルター８１の透過帯域幅としては、図７（ａ）、（ｂ）
のいずれを使用するようにしてもよい。各々の帯域幅
は、Ｗ３＝Ｗ４＋Ｗ５＋Ｗ６の関係にある。
【００７３】Ａは炭酸ガスの共鳴放射の線スペクトルの
位置を示しており、フィルター８１の帯域中心とフィル
ター８２の帯域中心とは所定波長だけ離れている。この
ように、帯域中心を所定波長離すことにより、帯域中心
を一致させる場合より製造が容易になる。
位置を示しており、フィルター８１の帯域中心とフィル
ター８２の帯域中心とは所定波長だけ離れている。この
ように、帯域中心を所定波長離すことにより、帯域中心
を一致させる場合より製造が容易になる。
【００７４】本実施の形態においても、第１の実施の形
態と同様に炎を検知することができる。
態と同様に炎を検知することができる。
【００７５】
【発明の効果】以上説明したように第１の発明によれ
ば、広範囲にわたって精度よく炎を検出することができ
る、という効果が得られる。
ば、広範囲にわたって精度よく炎を検出することができ
る、という効果が得られる。
【００７６】また、第２の発明によれば、太陽光やハロ
ゲンランプ等のように赤外域で強力なエネルギーを有す
る光や迷光が入射された場合においても精度よく炎を検
知することできる、という効果が得られる。
ゲンランプ等のように赤外域で強力なエネルギーを有す
る光や迷光が入射された場合においても精度よく炎を検
知することできる、という効果が得られる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す概略構成図で
ある。
ある。
【図２】第１の実施の形態の炎判定装置のブロック図で
ある。
ある。
【図３】第１の実施の形態で使用する狭帯域フィルター
及び広帯域フィルターの特性図である。
及び広帯域フィルターの特性図である。
【図４】連続スペクトルを発する各種の放射体のスペク
トルの代表例を示す図である。
トルの代表例を示す図である。
【図５】炎判定ルーチンを示す流れ図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態を示す概略構成図で
ある。
ある。
【図７】第２の実施形態で使用するフィルターの特性図
である。
である。
１４Ａ，１４Ｂ 受光素子
１６Ａ 狭帯域フィルター
１６Ｂ 広帯域フィルター
１８ 第２の遮光フィルター
２０ 第１の遮光フィルター
【手続補正書】
【提出日】平成１４年８月１３日（２００２．８．１
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、広範囲にわたって精度よく炎を検出するこ
とができる炎検知器を提供することを目的とする。
れたもので、広範囲にわたって精度よく炎を検出するこ
とができる炎検知器を提供することを目的とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペクト
ルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルターと、前記
線スペクトルの全帯域を含みかつ該帯域より広い帯域の
光を透過する広帯域フィルターと、前記狭帯域フィルタ
ーを透過した光を第１の電気信号に変換する第１の受光
素子と、前記広帯域フィルターを透過した光を第２の電
気信号に変換する第２の受光素子と、前記狭帯域フィル
ター及び前記広帯域フィルターの各々の透過帯域が等し
いと仮定した場合にける前記第１の電気信号の強度に対
応する値と前記第２の電気信号の強度に対応する値とを
用い、前記第１の電気信号の強度に対応する値から前記
第２の電気信号の強度に対応する値を減算した差が所定
値以上で、かつ前記第１の電気信号の強度に対応する値
と前記第２の電気信号の強度に対応する値との比が所定
範囲内である場合に炎と判断する判断手段と、を含んで
構成したものである。
に本発明は、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペクト
ルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルターと、前記
線スペクトルの全帯域を含みかつ該帯域より広い帯域の
光を透過する広帯域フィルターと、前記狭帯域フィルタ
ーを透過した光を第１の電気信号に変換する第１の受光
素子と、前記広帯域フィルターを透過した光を第２の電
気信号に変換する第２の受光素子と、前記狭帯域フィル
ター及び前記広帯域フィルターの各々の透過帯域が等し
いと仮定した場合にける前記第１の電気信号の強度に対
応する値と前記第２の電気信号の強度に対応する値とを
用い、前記第１の電気信号の強度に対応する値から前記
第２の電気信号の強度に対応する値を減算した差が所定
値以上で、かつ前記第１の電気信号の強度に対応する値
と前記第２の電気信号の強度に対応する値との比が所定
範囲内である場合に炎と判断する判断手段と、を含んで
構成したものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】なお、電気信号の強度に対応する値は、電
気信号の強度自体の値でもよく、電気信号の強度の所定
サンプル区間の移動平均値を基準レベルとし、該所定サ
ンプル区間より短いサンプル区間の移動平均値から前記
基準レベルを減算した値でもよい。
気信号の強度自体の値でもよく、電気信号の強度の所定
サンプル区間の移動平均値を基準レベルとし、該所定サ
ンプル区間より短いサンプル区間の移動平均値から前記
基準レベルを減算した値でもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】フィルターを透過する光のスペクトルの強
度が連続スペクトルである場合には、広帯域フィルター
及び狭帯域フィルターの２つのフィルターを透過した光
のエネルギーは透過帯域幅に略比例するので、狭帯域フ
ィルター及び広帯域フィルターの各々の透過帯域が等し
いと仮定したときには、すなわち、電気信号の強度に対
応する値をフィルターの透過帯域が等しい場合の値に換
算したときには、第１の電気信号の強度に対応する値か
ら第２の電気信号の強度に対応する値を減算した差は、
所定値未満になる。なお、この差が所定値未満になる原
因としては、フィルターを透過する光のスペクトルの強
度分布の形状、２つのフィルターの帯域中心間の距離等
がある。
度が連続スペクトルである場合には、広帯域フィルター
及び狭帯域フィルターの２つのフィルターを透過した光
のエネルギーは透過帯域幅に略比例するので、狭帯域フ
ィルター及び広帯域フィルターの各々の透過帯域が等し
いと仮定したときには、すなわち、電気信号の強度に対
応する値をフィルターの透過帯域が等しい場合の値に換
算したときには、第１の電気信号の強度に対応する値か
ら第２の電気信号の強度に対応する値を減算した差は、
所定値未満になる。なお、この差が所定値未満になる原
因としては、フィルターを透過する光のスペクトルの強
度分布の形状、２つのフィルターの帯域中心間の距離等
がある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】また、本発明では、前記狭帯域フィルター
及び前記広帯域フィルターの入射側に、赤外線領域の光
を遮光する第１の遮光フィルターと、迷光を遮光するよ
うに第１の遮光フィルターの光透過側に配置された第２
の遮光フィルターと、を設けることができる。
及び前記広帯域フィルターの入射側に、赤外線領域の光
を遮光する第１の遮光フィルターと、迷光を遮光するよ
うに第１の遮光フィルターの光透過側に配置された第２
の遮光フィルターと、を設けることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２８】赤外線領域の光を遮光する第１の遮光フィ
ルターと、迷光を遮光するように第１の遮光フィルター
の光透過側に配置された第２の遮光フィルターとを用い
ているため、太陽光やハロゲンランプ等の人工光が存在
する場所でも、それらの光の影響を受けずに、炎を感知
することができ、また迷光による誤検出がなくなる。
ルターと、迷光を遮光するように第１の遮光フィルター
の光透過側に配置された第２の遮光フィルターとを用い
ているため、太陽光やハロゲンランプ等の人工光が存在
する場所でも、それらの光の影響を受けずに、炎を感知
することができ、また迷光による誤検出がなくなる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】本発明の受光素子としては、セレン化鉛又
はサーモパイル又は焦電型受光素子を使用することがで
きる。
はサーモパイル又は焦電型受光素子を使用することがで
きる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】また、上記の発明では、狭帯域フィルター
及び広帯域フィルターに代えて、光を透過させるための
所定帯域を持ち、該所定帯域内に炎が発する炭酸ガス共
鳴放射の線スペクトルの帯域の光だけを透過させない帯
域が形成された第１のフィルターと、前記所定帯域と略
同じ帯域でかつ前記線スペクトルの帯域を含む帯域の光
を透過させる第２のフィルターと、を用いてもよい。
及び広帯域フィルターに代えて、光を透過させるための
所定帯域を持ち、該所定帯域内に炎が発する炭酸ガス共
鳴放射の線スペクトルの帯域の光だけを透過させない帯
域が形成された第１のフィルターと、前記所定帯域と略
同じ帯域でかつ前記線スペクトルの帯域を含む帯域の光
を透過させる第２のフィルターと、を用いてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】この場合には、第２の電気信号の強度に対
応する値より第１の電気信号の強度に対応する値を減算
した強度差が、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペク
トルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルターを透過
した光により得られる本発明の第１の電気の強度に対応
する値に相当するので、前記第１のフィルターの遮光帯
域と前記第２のフィルターの透過帯域とが等しいと仮定
した場合における前記第１の電気信号の強度に対応する
値と前記第２の電気信号の強度に対応する値とを用い、
前記第２の電気信号の強度に対応する値より前記第１の
電気信号の強度に対応する値を減算した強度差から、前
記第２の電気信号の強度に対応する値を減算した差が所
定値以上で、かつ前記第１の電気信号の強度に対応する
値と前記強度差との比が所定範囲内である場合に炎と判
断するようにすれば、同様に炎を判定することができ
る。
応する値より第１の電気信号の強度に対応する値を減算
した強度差が、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペク
トルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルターを透過
した光により得られる本発明の第１の電気の強度に対応
する値に相当するので、前記第１のフィルターの遮光帯
域と前記第２のフィルターの透過帯域とが等しいと仮定
した場合における前記第１の電気信号の強度に対応する
値と前記第２の電気信号の強度に対応する値とを用い、
前記第２の電気信号の強度に対応する値より前記第１の
電気信号の強度に対応する値を減算した強度差から、前
記第２の電気信号の強度に対応する値を減算した差が所
定値以上で、かつ前記第１の電気信号の強度に対応する
値と前記強度差との比が所定範囲内である場合に炎と判
断するようにすれば、同様に炎を判定することができ
る。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００７５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、広
範囲にわたって精度よく炎を検出することができる、と
いう効果が得られる。
範囲にわたって精度よく炎を検出することができる、と
いう効果が得られる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】削除
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１２月２６日（２００２．１２．
２６）
２６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】上記目的を達成するために本発明は、炎が
発する炭酸ガス共鳴放射の線スペクトルの帯域の光だけ
を透過する狭帯域フィルターと、前記線スペクトルの全
帯域を含みかつ該帯域より広い帯域の光を透過する広帯
域フィルターと、前記狭帯域フィルターを透過した光を
第１の電気信号に変換する第１の受光素子と、前記広帯
域フィルターを透過した光を第２の電気信号に変換する
第２の受光素子と、前記第１の電気信号の強度に対応す
る値を前記広帯域フィルターの帯域と同じ帯域を透過し
たときに得られる値に換算するか、前記第２の電気信号
の強度に対応する値を前記狭帯域フィルターの帯域と同
じ帯域を透過したときに得られる値に換算するか、また
は前記第１の電気信号の強度に対応する値と前記第２の
電気信号の強度に対応する値とを単位透過帯域を透過し
た値に換算し、前記第１の電気信号の強度に対応する値
を換算した場合には、前記第１の電気信号の強度に対応
する値の換算値から前記第２の電気信号の強度に対応す
る値を減算した差が所定値以上で、かつ前記第１の電気
信号の強度に対応する値と前記第２の電気信号の強度に
対応する値との比が所定範囲内である場合に炎と判断
し、前記第２の電気信号の強度に対応する値を換算した
場合には、前記第１の電気信号の強度に対応する値から
前記第２の電気信号の強度に対応する値の換算値を減算
した差が所定値以上で、かつ前記第１の電気信号の強度
に対応する値と前記第２の電気信号の強度に対応する値
との比が所定範囲内である場合に炎と判断し、前記第１
の電気信号の強度に対応する値及び前記第２の電気信号
の強度に対応する値を換算した場合には、前記第１の電
気信号の強度に対応する値の換算値から前記第２の電気
信号の強度に対応する値の換算値を減算した差が所定値
以上で、かつ前記第１の電気信号の強度に対応する値と
前記第２の電気信号の強度に対応する値との比が所定範
囲内である場合に炎と判断する判断手段と、を含んで構
成したものである。
発する炭酸ガス共鳴放射の線スペクトルの帯域の光だけ
を透過する狭帯域フィルターと、前記線スペクトルの全
帯域を含みかつ該帯域より広い帯域の光を透過する広帯
域フィルターと、前記狭帯域フィルターを透過した光を
第１の電気信号に変換する第１の受光素子と、前記広帯
域フィルターを透過した光を第２の電気信号に変換する
第２の受光素子と、前記第１の電気信号の強度に対応す
る値を前記広帯域フィルターの帯域と同じ帯域を透過し
たときに得られる値に換算するか、前記第２の電気信号
の強度に対応する値を前記狭帯域フィルターの帯域と同
じ帯域を透過したときに得られる値に換算するか、また
は前記第１の電気信号の強度に対応する値と前記第２の
電気信号の強度に対応する値とを単位透過帯域を透過し
た値に換算し、前記第１の電気信号の強度に対応する値
を換算した場合には、前記第１の電気信号の強度に対応
する値の換算値から前記第２の電気信号の強度に対応す
る値を減算した差が所定値以上で、かつ前記第１の電気
信号の強度に対応する値と前記第２の電気信号の強度に
対応する値との比が所定範囲内である場合に炎と判断
し、前記第２の電気信号の強度に対応する値を換算した
場合には、前記第１の電気信号の強度に対応する値から
前記第２の電気信号の強度に対応する値の換算値を減算
した差が所定値以上で、かつ前記第１の電気信号の強度
に対応する値と前記第２の電気信号の強度に対応する値
との比が所定範囲内である場合に炎と判断し、前記第１
の電気信号の強度に対応する値及び前記第２の電気信号
の強度に対応する値を換算した場合には、前記第１の電
気信号の強度に対応する値の換算値から前記第２の電気
信号の強度に対応する値の換算値を減算した差が所定値
以上で、かつ前記第１の電気信号の強度に対応する値と
前記第２の電気信号の強度に対応する値との比が所定範
囲内である場合に炎と判断する判断手段と、を含んで構
成したものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】フィルターを透過する光のスペクトルの強
度が連続スペクトルである場合には、広帯域フィルター
及び狭帯域フィルターの２つのフィルターを透過した光
のエネルギーは透過帯域幅に略比例するので、狭帯域フ
ィルター及び広帯域フィルターの各々の透過帯域が等し
いと仮定したときには、すなわち、電気信号の強度に対
応する値をフィルターの透過帯域が等しい場合の値に換
算したとき（第１の電気信号の強度に対応する値を広帯
域フィルターの帯域と同じ帯域を透過したときに得られ
る値に換算するか、第２の電気信号の強度に対応する値
を狭帯域フィルターの帯域と同じ帯域を透過したときに
得られる値に換算するか、または第１の電気信号の強度
に対応する値と第２の電気信号の強度に対応する値とを
単位透過帯域を透過した値に換算したとき）には、第１
の電気信号の強度に対応する値から第２の電気信号の強
度に対応する値の換算値を減算した差、第１の電気信号
の強度に対応する値の換算値から第２の電気信号の強度
に対応する値を減算した差、または、第１の電気信号の
強度に対応する値の換算値から第２の電気信号の強度に
対応する値の換算値を減算した差は、所定値未満にな
る。なお、この差が所定値未満になる原因としては、フ
ィルターを透過する光のスペクトルの強度分布の形状、
２つのフィルターの帯域中心間の距離等がある。
度が連続スペクトルである場合には、広帯域フィルター
及び狭帯域フィルターの２つのフィルターを透過した光
のエネルギーは透過帯域幅に略比例するので、狭帯域フ
ィルター及び広帯域フィルターの各々の透過帯域が等し
いと仮定したときには、すなわち、電気信号の強度に対
応する値をフィルターの透過帯域が等しい場合の値に換
算したとき（第１の電気信号の強度に対応する値を広帯
域フィルターの帯域と同じ帯域を透過したときに得られ
る値に換算するか、第２の電気信号の強度に対応する値
を狭帯域フィルターの帯域と同じ帯域を透過したときに
得られる値に換算するか、または第１の電気信号の強度
に対応する値と第２の電気信号の強度に対応する値とを
単位透過帯域を透過した値に換算したとき）には、第１
の電気信号の強度に対応する値から第２の電気信号の強
度に対応する値の換算値を減算した差、第１の電気信号
の強度に対応する値の換算値から第２の電気信号の強度
に対応する値を減算した差、または、第１の電気信号の
強度に対応する値の換算値から第２の電気信号の強度に
対応する値の換算値を減算した差は、所定値未満にな
る。なお、この差が所定値未満になる原因としては、フ
ィルターを透過する光のスペクトルの強度分布の形状、
２つのフィルターの帯域中心間の距離等がある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】これに対して炎の光だけが存在する場合
は、炎のスペクトルは線スペクトルであるから、広帯域
フィルター及び狭帯域フィルターを透過するスペクトル
は、主として線スペクトルだけであり、広帯域フィルタ
ーを透過したエネルギーも狭帯域フィルターを透過した
エネルギーもその量は略同じである。従って、狭帯域フ
ィルター及び広帯域フィルターの各々の透過帯域が等し
いとしたときには、第１の電気信号の強度に対応する値
は、第２の電気信号の強度に対応する値の換算値より大
きくなり、第１の電気信号の強度に対応する値の換算値
は、第２の電気信号の強度に対応する値より大きくな
り、また、第１の電気信号の強度に対応する値の換算値
は、第２の電気信号の強度に対応する値の換算値より大
きくなる。
は、炎のスペクトルは線スペクトルであるから、広帯域
フィルター及び狭帯域フィルターを透過するスペクトル
は、主として線スペクトルだけであり、広帯域フィルタ
ーを透過したエネルギーも狭帯域フィルターを透過した
エネルギーもその量は略同じである。従って、狭帯域フ
ィルター及び広帯域フィルターの各々の透過帯域が等し
いとしたときには、第１の電気信号の強度に対応する値
は、第２の電気信号の強度に対応する値の換算値より大
きくなり、第１の電気信号の強度に対応する値の換算値
は、第２の電気信号の強度に対応する値より大きくな
り、また、第１の電気信号の強度に対応する値の換算値
は、第２の電気信号の強度に対応する値の換算値より大
きくなる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】従って、狭帯域フィルター及び広帯域フィ
ルターの各々の透過帯域が等しいとしたときの第１の電
気信号の強度に対応する値の換算値から第２の電気信号
の強度に対応する値の換算値を減算した差が所定値以上
か否かを判断することで炎を検出することができる。
ルターの各々の透過帯域が等しいとしたときの第１の電
気信号の強度に対応する値の換算値から第２の電気信号
の強度に対応する値の換算値を減算した差が所定値以上
か否かを判断することで炎を検出することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】この場合には、第２の電気信号の強度に対
応する値より第１の電気信号の強度に対応する値を減算
した強度差が、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペク
トルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルターを透過
した光により得られる本発明の第１の電気信号の強度に
対応する値に相当するので、前記第１のフィルターの遮
光帯域と前記第２のフィルターの透過帯域とが等しいと
仮定した場合における値に前記強度差と前記第２の電気
信号の強度に対応する値との少なくとも一方を換算し、
すなわち、前記第２の電気信号の強度に対応する値より
前記第１の電気信号の強度に対応する値を減算した強度
差を前記第２のフィルターの帯域と同じ帯域を透過した
ときに得られる値に換算するか、前記第２の電気信号の
強度に対応する値を前記遮光帯域と同じ帯域を透過した
ときに得られる値に換算するか、または前記強度差と前
記第２の電気信号の強度に対応する値とを単位透過帯域
を透過した値に換算し、前記強度差を換算した場合に
は、前記強度差の換算値から前記第２の電気信号の強度
に対応する値を減算した差が所定値以上で、かつ前記強
度差と前記第２の電気信号の強度に対応する値との比が
所定範囲内である場合に炎と判断し、前記第２の電気信
号の強度に対応する値を換算した場合には、前記強度差
から前記第２の電気信号の強度に対応する値の換算値を
減算した差が所定値以上で、かつ前記強度差と前記第２
の電気信号の強度に対応する値との比が所定範囲内であ
る場合に炎と判断し、前記強度差及び前記第２の電気信
号の強度に対応する値を換算した場合には、前記強度差
の換算値から前記第２の電気信号の強度に対応する値の
換算値を減算した差が所定値以上で、かつ前記強度差と
前記第２の電気信号の強度に対応する値との比が所定範
囲内である場合に炎と判断するようにすれば、同様に炎
を判定することができる。
応する値より第１の電気信号の強度に対応する値を減算
した強度差が、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペク
トルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルターを透過
した光により得られる本発明の第１の電気信号の強度に
対応する値に相当するので、前記第１のフィルターの遮
光帯域と前記第２のフィルターの透過帯域とが等しいと
仮定した場合における値に前記強度差と前記第２の電気
信号の強度に対応する値との少なくとも一方を換算し、
すなわち、前記第２の電気信号の強度に対応する値より
前記第１の電気信号の強度に対応する値を減算した強度
差を前記第２のフィルターの帯域と同じ帯域を透過した
ときに得られる値に換算するか、前記第２の電気信号の
強度に対応する値を前記遮光帯域と同じ帯域を透過した
ときに得られる値に換算するか、または前記強度差と前
記第２の電気信号の強度に対応する値とを単位透過帯域
を透過した値に換算し、前記強度差を換算した場合に
は、前記強度差の換算値から前記第２の電気信号の強度
に対応する値を減算した差が所定値以上で、かつ前記強
度差と前記第２の電気信号の強度に対応する値との比が
所定範囲内である場合に炎と判断し、前記第２の電気信
号の強度に対応する値を換算した場合には、前記強度差
から前記第２の電気信号の強度に対応する値の換算値を
減算した差が所定値以上で、かつ前記強度差と前記第２
の電気信号の強度に対応する値との比が所定範囲内であ
る場合に炎と判断し、前記強度差及び前記第２の電気信
号の強度に対応する値を換算した場合には、前記強度差
の換算値から前記第２の電気信号の強度に対応する値の
換算値を減算した差が所定値以上で、かつ前記強度差と
前記第２の電気信号の強度に対応する値との比が所定範
囲内である場合に炎と判断するようにすれば、同様に炎
を判定することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５４】次のステップ１０４では、規格化移動平均
値Ｖ１、Ｖ２を、狭帯域フィルター及び広帯域フィルタ
ーの各々の透過帯域が等しいとしたときの値に換算し、
第１の電気信号の強度に対応する値（換算値）から第２
の電気信号の強度に対応する値（換算値）を減算した差
Ｖを演算する。
値Ｖ１、Ｖ２を、狭帯域フィルター及び広帯域フィルタ
ーの各々の透過帯域が等しいとしたときの値に換算し、
第１の電気信号の強度に対応する値（換算値）から第２
の電気信号の強度に対応する値（換算値）を減算した差
Ｖを演算する。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2G065 AA01 AB02 AB07 BA10 BA11
BA13 BB25 BC14 BD06 CA02
CA08 DA06
5C085 AA11 AB01 AC03 BA31 CA08
EA01 EA08 EA27
Claims (13)
- 【請求項１】炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペクト
ルの帯域の光だけを透過する狭帯域フィルターと、 前記線スペクトルの帯域を含みかつ該帯域より広い帯域
の光を透過する広帯域フィルターと、 前記狭帯域フィルターを透過した光を第１の電気信号に
変換する第１の受光素子と、 前記広帯域フィルターを透過した光を第２の電気信号に
変換する第２の受光素子と、 前記狭帯域フィルター及び前記広帯域フィルターの各々
の透過帯域が等しいとしたときの前記第１の電気信号の
強度に対応する値から前記第２の電気信号の強度に対応
する値を減算した差が所定値以上で、かつ前記第１の電
気信号の強度に対応する値と前記第２の電気信号の強度
に対応する値との比が所定範囲内か否かを判断する判断
手段と、 を含む炎感知器。 - 【請求項２】前記第１の電気信号の強度に対応する値及
び前記第２の電気信号の強度に対応する値は、電気信号
の強度の所定区間の移動平均値を基準とした該所定区間
より短い区間の移動平均値である請求項１記載の炎感知
器。 - 【請求項３】赤外線領域の光を遮光する第１の遮光フィ
ルターと、 迷光を遮光するように第１の遮光フィルターの光透過側
に配置された第２の遮光フィルターと、 前記第２の遮光フィルターの光透過側に配置されると共
に、炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペクトルの帯域
の光だけを透過する狭帯域フィルターと、 前記第２の遮光フィルターの光透過側に配置されると共
に、前記線スペクトルの帯域を含みかつ該帯域より広い
帯域の光を透過する広帯域フィルターと、 前記狭帯域フィルターを透過した光を第１の電気信号に
変換する第１の受光素子と、 前記広帯域フィルターを透過した光を第２の電気信号に
変換する第２の受光素子と、 を含む炎感知器。 - 【請求項４】狭帯域フィルター、広帯域フィルター、及
び第１の遮光フィルターをシリコンの薄板またはゲルマ
ニウムの薄板で構成し、第２の遮光フィルターをサファ
イヤの薄板で構成した請求項３記載の炎感知器。 - 【請求項５】前記狭帯域フィルター及び前記広帯域フィ
ルターの各々の透過帯域が等しいとしたときの前記第１
の電気信号の強度に対応する値から前記第２の電気信号
の強度に対応する値を減算した差が所定値以上で、かつ
前記第１の電気信号の強度に対応する値と前記第２の電
気信号の強度に対応する値との比が所定範囲内か否かを
判断する判断手段を更に含む請求項３または請求項４記
載の炎感知器。 - 【請求項６】前記第１の電気信号の強度に対応する値及
び前記第２の電気信号の強度に対応する値は、電気信号
の強度の所定区間の移動平均値を基準とした該所定区間
より短い区間の移動平均値である請求項５記載の炎感知
器。 - 【請求項７】光を透過させるための所定帯域を持ち、該
所定帯域内に炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペクト
ルの帯域の光だけを透過させない遮光帯域が形成された
第１のフィルターと、 前記所定帯域と略同じ帯域でかつ前記線スペクトルの帯
域を含む帯域の光を透過させる第２のフィルターと、 前記第１のフィルターを透過した光を第１の電気信号に
変換する第１の受光素子と、 前記第２のフィルターを透過した光を第２の電気信号に
変換する第２の受光素子と、 前記第１のフィルターの遮光帯域と前記第２のフィルタ
ーの透過帯域とが等しいとしたときの前記第２の電気信
号の強度に対応する値より前記第１の電気信号の強度に
対応する値を減算した強度差から、前記第２の電気信号
の強度に対応する値を減算した差が所定値以上で、かつ
前記第１の電気信号の強度に対応する値と前記強度差と
の比が所定範囲内か否かを判断する判断手段と、 を含む炎感知器。 - 【請求項８】前記第１の電気信号の強度に対応する値及
び前記第２の電気信号の強度に対応する値は、電気信号
の強度の所定区間の移動平均値を基準とした該所定区間
より短い区間の移動平均値である請求項７記載の炎感知
器。 - 【請求項９】赤外線領域の光を遮光する第１の遮光フィ
ルターと、 迷光を遮光するように第１の遮光フィルターの光透過側
に配置された第２の遮光フィルターと、 光を透過させるための所定帯域を持ち、該所定帯域内に
炎が発する炭酸ガス共鳴放射の線スペクトルの帯域の光
だけを透過させない帯域が形成された第１のフィルター
と、 前記所定帯域と略同じ帯域でかつ前記線スペクトルの帯
域を含む帯域の光を透過させる第２のフィルターと、 前記第１のフィルターを透過した光を第１の電気信号に
変換する第１の受光素子と、 前記第２のフィルターを透過した光を第２の電気信号に
変換する第２の受光素子と、 を備えた炎感知器。 - 【請求項１０】第１のフィルター、第２のフィルター、
及び第１の遮光フィルターをシリコンの薄板またはゲル
マニウムの薄板で構成し、第２の遮光フィルターをサフ
ァイヤの薄板で構成した請求項９記載の炎感知器。 - 【請求項１１】前記第１のフィルターの遮光帯域と前記
第２のフィルターの透過帯域とが等しいとしたときの前
記第２の電気信号の強度に対応する値より前記第１の電
気信号の強度に対応する値を減算した強度差から、前記
第２の電気信号の強度に対応する値を減算した差が所定
値以上で、かつ前記第１の電気信号の強度に対応する値
と前記強度差との比が所定範囲内か否かを判断する判断
手段を更に含む請求項９または請求項１０記載の炎感知
器。 - 【請求項１２】前記第１の電気信号の強度に対応する値
及び前記第２の電気信号の強度に対応する値は、電気信
号の強度の所定区間の移動平均値を基準とした該所定区
間より短い区間の移動平均値である請求項１１記載の炎
感知器。 - 【請求項１３】電気信号に含まれる炎の光のちらつき成
分に基づいて、前記移動平均値を演算した請求項２、請
求項６、請求項８、または請求項１２記載の炎感知器。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2002015818A JP3471342B2 (ja) | 2001-11-30 | 2002-01-24 | 炎感知器 |
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Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001366165 | 2001-11-30 | ||
| JP2001-366165 | 2001-11-30 | ||
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP3471342B2 (ja) |
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- 2002-03-26 US US10/106,410 patent/US6756593B2/en not_active Expired - Fee Related
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