JP2003227751A - Flame detector - Google Patents

Flame detector

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Publication number
JP2003227751A
JP2003227751A JP2002235739A JP2002235739A JP2003227751A JP 2003227751 A JP2003227751 A JP 2003227751A JP 2002235739 A JP2002235739 A JP 2002235739A JP 2002235739 A JP2002235739 A JP 2002235739A JP 2003227751 A JP2003227751 A JP 2003227751A
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JP
Japan
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light
filter
band
flame
electric signal
Prior art date
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Application number
JP2002235739A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunsaku Nakauchi
俊作 中内
Masanori Hirasawa
正憲 平沢
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Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd
Original Assignee
Kokusai Gijutsu Kaihatsu Co Ltd
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Filing date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a flame with satisfactory accuracy even when sunlight or stray light is incident. <P>SOLUTION: A filter used to cut off light in an infrared region, a filter used to cut off the stray light, a narrow-band filter through which only light in a band of a line spectrum by a carbon dioxide resonance radiation emitted by the flame is transmitted, and a wide-band filter through which light in a band wider than the band of the line spectrum is transmitted, are installed. The light transmitted through the narrow-band filter and the light transmitted through the wide-band filter are converted into electrical signals by a plurality of light receiving elements. The flame is decided when a difference between values corresponding to strengths of the electrical signals is a prescribed value or more on condition that a transmission band of the narrow-band filter is equal to that of the wide-band filter, and when the ratio of the values corresponding to the strengths of the electrical signals is within a prescribed range. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flame detector, and more particularly to a flame detector capable of detecting a flame even in the presence of artificial light such as sunlight or a halogen lamp without being affected by the light. Regarding the flame detector.

【0002】[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。
It is known in the prior art to detect the resonance radiation emitted by the hot carbon dioxide contained in the flame for sensing the flame. Although there are many wavelengths in the line spectrum of the resonance radiation of carbon dioxide, in order to distinguish it from general artificial lighting and sunlight, those existing in the infrared region or ultraviolet region are used for flame detection. Is preferred. The reason for this is that artificial light such as illumination has a small amount of light components belonging to the infrared region or the ultraviolet region, and the disturbance of external light when sensing a flame is small.

【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。
Conventionally, in order to detect a flame under sunlight, the generation of the flame has been detected by detecting the line spectrum of the carbon dioxide gas generated by the resonance radiation. As a method, with continuous spectrum such as sunlight or artificial light,
In order to distinguish from the flame line spectrum, a narrow band monochromatic filter that transmits only the flame line spectrum, and a plurality of narrow band monochromatic filters that transmits light of one or more wavelengths in the vicinity of the band By comparing and calculating the multiple outputs obtained by, the light was discriminated whether it was a line spectrum of flame or a continuous spectrum of sunlight.

【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。
Another method has been to detect the occurrence of a flame by utilizing the flicker of light generated by the flame.

【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。
In the conventional method using the resonance emission of carbon dioxide gas, a filter using at least three monochromatic filters is required in order to obtain a flame detector capable of reliably detecting a flame with few false alarms. Also, it has a drawback that the decision circuit for sensing becomes complicated and therefore expensive.

【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。
Further, the filter composed of two or less filters has a drawback that there are many false alarms. The one using the flicker of the flame is also cheap, but it has a drawback that there are many false alarms.

【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)。
Radiation from sunlight, general artificial light or a stove is emitted not only in visible light but also in these infrared regions, but these radiations are continuous spectra. On the other hand, the resonance emission spectrum of carbon dioxide gas emitted by the flame is a line spectrum in which energy is concentrated in an extremely narrow region. Utilizing the difference between the continuous spectrum and the line spectrum for flame detection, two filters are used.
A flame detector that can detect a flame with the same degree of certainty as that using a conventional three filters has also been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 10-29138).
No. 326391, 2000-321132).

【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。
In this flame detector, a wide band filter including a line spectrum band of carbon dioxide resonance radiation emitted by a flame and transmitting light in a band wider than this band and a band filter of the line spectrum of carbon dioxide resonance radiation are transmitted. Two filters are used: a narrow band filter and a filter. And
The light intensity (light energy) from the flame that has passed through these two filters is divided by the bandwidth of the filter to obtain the average intensity.

【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。
When the intensity of the spectrum of the light transmitted through the filters is a linear continuous spectrum, the energy of the light transmitted through the two filters is proportional to the transmission bandwidth, so this energy is divided by the bandwidth. The average strength is the same.

【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。
However, when the transmitted light is a line spectrum of resonance radiation emitted by carbon dioxide, both of the two filters transmit this line spectrum, and although the amount of transmitted energy is almost the same, a broadband filter is used. The energy of the transmitted light is divided by the wide bandwidth to calculate the average intensity, and the energy transmitted through the narrow band filter is divided by the narrow bandwidth to calculate the average intensity.
There is a difference between the two average intensities.

【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。
Therefore, the flame can be detected by determining whether the difference between the average intensities is greater than or equal to the threshold value.

【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。
However, since the size of the flame that can be detected by the flame detector is inversely proportional to the square of the distance from the flame to the flame detector, in order to detect a near flame to a distant flame over a wide range, A wide range of dynamic range is required. This also applies to the flame detection signal and noise, and therefore the above threshold is set according to the distance from the flame detector to the main detection position, but the threshold is set according to the nearby detection position. If set, the level of the flame detection signal for distant flames becomes too low, resulting in undetectable or false detection.On the contrary, if the threshold is set according to the distant detection position, the noise level for nearby flames will be reduced. It becomes too high and false detection occurs. Therefore, there is a problem that it is difficult to accurately detect the flame over a wide range.

【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。
When light having strong energy in the infrared region such as sunlight or a halogen lamp is incident,
Due to the temperature rise of the filter in the flame detector, secondary radiation of infrared rays is generated from the filter, and this secondary radiation becomes noise and erroneous detection occurs. Further, when stray light enters the flame detector, the stray light enters from the side surface of the filter, resulting in erroneous detection.

【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、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
提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to make an erroneous detection even when light or stray light having strong energy in the infrared region such as sunlight or a halogen lamp is incident. An object of the present invention is to provide a flame detector that eliminates the above problems.

【0015】[0015]

【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、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全帯域の
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。
In order to achieve the above object, the present invention provides a first light blocking filter for blocking light in the infrared region and a light transmitting side of the first light blocking filter for blocking stray light. And a second light-shielding filter that is arranged, and a light-transmitting side of the second light-shielding filter,
A narrow band filter that transmits only light in the entire band of the line spectrum of carbon dioxide resonance radiation emitted by a flame, and a narrow band filter that is arranged on the light transmission side of the second light-shielding filter and that includes the band of the line spectrum. A wideband filter that transmits light in a wider band, and a first light receiving element that converts light that has passed through the narrowband filter into a first electric signal,
And a second light receiving element that converts light that has passed through the broadband filter into a second electric signal.

【0016】本発明では、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。
In the present invention, the first light blocking filter for blocking light in the infrared region and the second light blocking filter arranged on the light transmitting side of the first light blocking filter so as to block stray light are used. Therefore, even in a place where artificial light such as sunlight or a halogen lamp exists, the flame can be sensed without being affected by the light, and erroneous detection due to stray light is eliminated.

【0017】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。
As the light receiving element of the present invention, lead selenide, a thermopile or a pyroelectric type light receiving element can be used.

【0018】本発明では、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。
In the present invention, in place of the narrow band filter and the wide band filter, there is a predetermined band for transmitting light, and only the light in the band of the line spectrum of carbon dioxide resonance radiation emitted by the flame is transmitted within the predetermined band. You may use the 1st filter in which the band which is not made is formed, and the 2nd filter which permeate | transmits the light of the band substantially the same as the said predetermined band, and including the band of the said line spectrum.

【0019】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各々の透過帯域が等しいと
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
段を更に設けることができる。
In the present invention, the strength of the second electric signal is calculated from the value corresponding to the strength of the first electric signal on the assumption that the transmission bands of the narrow band filter and the wide band filter are equal. The difference obtained by subtracting the value corresponding to is greater than or equal to a predetermined value, and the ratio between the value corresponding to the strength of the first electric signal and the value corresponding to the strength of the second electric signal is within a predetermined range. It is possible to further provide a judging means for judging a flame.

【0020】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、電気信号
の強度の上記所定サンプル区間より短いサンプル区間の
移動平均値から基準レベルを減算した値でもよい。
The value corresponding to the strength of the electric signal may be the value of the strength of the electric signal itself, and the moving average value of the strength of the electric signal in a predetermined sample section is used as a reference level, and the predetermined sample of the strength of the electric signal is used. It may be a value obtained by subtracting the reference level from the moving average value of the sample section shorter than the section.

【0021】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。
The electric signal may be used by amplifying or not amplifying the electric signal converted by the light receiving element, but it is superimposed on the electric signal when the flame light is detected.
The flicker component of the flame in the range of Hz to 10 Hz may be extracted by filtering or the like, and the extracted flicker component may be amplified or used without amplification. That is, the moving average value may be calculated based on the flicker component of the flame light included in the electric signal.

【0022】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。
When the intensity of the spectrum of the light transmitted through the filter is a continuous spectrum, the energy of the light transmitted through the two filters of the wide band filter and the narrow band filter is substantially proportional to the transmission bandwidth, so that the narrow band filter is used. And when it is assumed that the transmission bands of the broadband filters are equal, that is, when the values corresponding to the intensities of the electric signals are converted into the values when the transmission bands of the filters are equal, they correspond to the intensities of the first electric signals. The difference obtained by subtracting the value corresponding to the intensity of the second electric signal from the value is
It becomes less than the specified value. The cause of the difference being less than the predetermined value is the shape of the intensity distribution of the spectrum of the light passing through the filter, the distance between the band centers of the two filters, and the like.

【0023】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
いと仮定したときには、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。
On the other hand, when only the light of the flame is present, the spectrum of the flame is a line spectrum, so the spectrum transmitted through the wide band filter and the narrow band filter is mainly only the line spectrum and transmitted through the wide band filter. The amount of the generated energy and the amount of energy transmitted through the narrow band filter are substantially the same. Therefore, assuming that the transmission bands of the narrow band filter and the wide band filter are equal, the value corresponding to the strength of the first electric signal is larger than the value corresponding to the strength of the second electric signal.

【0024】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仮定した場合におけ
る第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。
Therefore, the difference obtained by subtracting the value corresponding to the strength of the second electric signal from the value corresponding to the strength of the first electric signal, assuming that the transmission bands of the narrow band filter and the wide band filter are equal, respectively. The flame can be detected by determining whether or not is greater than or equal to a predetermined value.

【0025】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。
When the flame is detected using only this difference, as described above, depending on how the predetermined value is set, detection becomes impossible or erroneous detection occurs.

【0026】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。
On the other hand, considering the ratio of the values corresponding to the intensity of the electric signal, when the intensity of the spectrum of the light passing through the filter is a continuous spectrum, it passes through two filters, a wide band filter and a narrow band filter. Since the energy of light is substantially proportional to the transmission bandwidth, it corresponds to the ratio of the value corresponding to the intensity of the second electric signal to the value corresponding to the intensity of the first electric signal, or the intensity of the second electric signal. The ratio of the value corresponding to the intensity of the first electrical signal to the value is equal to the ratio of the transmission bandwidth.

【0027】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。
On the other hand, when only the light of the flame is present, the amount of energy transmitted through the wide band filter and the amount of energy transmitted through the narrow band filter are substantially the same as described above. The ratio between the value corresponding to the strength of the electric signal of 1 and the value corresponding to the strength of the second electric signal is approximately 1. Therefore, the ratio of the value corresponding to the strength of the first electric signal and the value corresponding to the strength of the second electric signal is within a predetermined range, for example, a value between 1 and the ratio of the transmission bandwidth. The flame can be detected by determining whether or not it has become.

【0028】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。
Even when this ratio is used, if the value corresponding to the denominator when calculating the ratio becomes extremely small, the detection accuracy deteriorates, and in some cases calculation becomes difficult and erroneous detection occurs.

【0029】本発明で、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すれば、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。
In the present invention, if it is determined whether both the difference condition and the ratio condition are satisfied, it is possible to accurately determine whether or not the flame is generated without causing the erroneous detection as described above. Can be determined.

【0030】[0030]

【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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention in which a flame is detected by utilizing infrared rays having a wavelength of 4.4 μm emitted from the flame will be described below.

【0031】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。
As shown in FIG. 1, in the first embodiment,
A case 10 having an open upper end is provided. A filter holder 12 having a pair of element storage grooves 12A and 12B is housed in the bottom of the case 10. Light-receiving elements 14A and 14B are fixed to the bottoms of the element storage grooves 12A and 12B of the filter holder 12 by sticking or the like.

【0032】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。。
The element holding groove 1 is provided on the filter holder 12.
Narrow band filter 16A that transmits only the light in the band of the line spectrum of carbon dioxide resonance radiation emitted by the flame so as to close 2A and 12B, a wide band that includes the band of the line spectrum and that transmits light in a band wider than the band. Filter 16B
And are fixed by sticking or the like. .

【0033】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。
On the opening side of the case 10, a first light-shielding filter 20 for shielding light in the infrared region and a second light-shielding side of the first light-shielding filter for shielding stray light are arranged. The light-shielding filter 18 and the light-shielding filter 18 are arranged at a predetermined distance and are fixed and arranged in order by sticking or the like.

【0034】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。
The narrow band filter 16A and the wide band filter 16B can be constructed by using thin plates of silicon or germanium which are easy to process. When the narrow band filter 16A and the wide band filter 16B are configured by using a thin plate of silicon or germanium, a light transmission band is formed in a region with a wavelength of 8 μm or more, and stray light may enter through this light transmission band. , Second shading filter 1
It is preferable that a thin sapphire plate 8 is used to block light in the wavelength region of 8 μm or more.

【0035】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。
The first light blocking filter 20 for blocking the light in the infrared region can be formed by using a thin plate of silicon or germanium, or can be formed by further coating a thin plate of silicon or germanium with an antireflection film. . The first light blocking filter 20 preferably blocks light with a wavelength of 2 μm or less.

【0036】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。
As described above, the filters 16A and 16
B is made of a thin plate of silicon or germanium, the first light-shielding filter 20 is made of a thin plate of silicon or germanium, and the second light-shielding filter 18 is made of a thin plate of sapphire. ,lightweight,
And an inexpensive flame detector can be constructed.

【0037】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。
The light receiving elements 14A and 14B are the flame determining device 2
2, the flame determination device 22 is connected to an alarm circuit 24 that issues an alarm when a flame is determined.

【0038】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。
As shown in FIG. 2, the flame determination device 22 includes amplifiers 22A and 22B for amplifying electric signals output from the light receiving elements 14A and 14B, and amplifiers 22A and 22A, respectively.
It is configured by a determination circuit 22C configured by a microcomputer that determines whether or not there is a flame by calculation based on the electric signal amplified by 22B.

【0039】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。
FIG. 3A shows the characteristics of the wide band filter 16B, and FIG. 3B shows other characteristics of the wide band filter 16B.
An example of the characteristics of the narrow band filter 16A is shown in (c). In the figure, the horizontal axis represents wavelength, the vertical axis represents transmittance, and
Indicates a transmittance of 0% and 1.0 indicates a transmittance of 100%. W2 is the transmission bandwidth of the wide band filter 16B.
Indicates the transmission bandwidth of the narrow band filter 16A. A is
The position of the line spectrum of the resonance emission of carbon dioxide is shown, and the band center of the wide band filter 16B and the band center of the narrow band filter 16A are made not to coincide with each other. As described above, by making the band centers not coincide with each other, manufacturing becomes easier as compared with the case where the band centers coincide with each other. The value of A is, for example, 4.4 μm.

【0040】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。
As shown in FIG. 3, the broadband filter 16B includes the band W1 of the line spectrum of the carbon dioxide resonance radiation emitted by the flame centered at 4.4 μm which is the wavelength of the resonance radiation of carbon dioxide, and the band W1. It has a band W2 for transmitting light in a wider band.

【0041】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。
The narrow band filter 16A is a filter having a center of 4.4 μm and transmitting only the band W1 of the line spectrum in which the resonance radiation of the flame is present.
It is a filter that transmits light from 3 μm to 4.5 μm.

【0042】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。
The band center of the wide band filter 16B is provided at a position separated by a predetermined wavelength from the wavelength of 4.4 μm which is the band center of the narrow band filter 16A. The value of the ratio W2 / W1 (= n) of the transmission band is 1.5 or more and usually 5
The 10th place is chosen. Further, it is preferable to set the predetermined wavelength so as not to deviate from the sensitivity of the light receiving element.

【0043】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。
In the above, an example in which the band center of the wide band filter 16B is provided at a position separated by a predetermined wavelength from the band center of the line spectrum has been described, but it may be provided so as to coincide with the band center of the line spectrum.

【0044】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。
As the light receiving element, one having a good sensitivity and a short response time in the infrared wavelength range of 3 to 5 μm is preferable. The price is relatively low, and lead selenide, a thermopile formed by thin film technology, and a pyroelectric type light receiving element are suitable as the light receiving element which meets this purpose.

【0045】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。
Next, referring to FIG. 5, the flame determination routine by the determination circuit 22C will be described. First, the infrared rays that have passed through the wide band filter 16B and the narrow band filter 16A are converted into electric signals by the light receiving elements 14A and 14B. Then, one of the obtained two electric signals passes through the amplifier 22A and the other one passes through the amplifier 22B and is input to the determination circuit 22C.

【0046】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。
The determination circuit 22C takes in the electric signals output from the light receiving elements 14A and 14B in step 100, and converts the intensities of the respective electric signals into digital values.

【0047】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。
In practice, the strength of the electric signal fluctuates with time due to the influence of the ambient temperature and the like. In order to reduce this effect as much as possible, a moving average process is performed in step 102, and a moving average value of a section of the electric signal strength shorter than the predetermined section is defined based on the moving average value of the predetermined section of the electric signal strength (standard). The moving average values) V1 and V2 are calculated as values corresponding to the strength of the electric signal.

【0048】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。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。
For example, the intensity of the electric signal is 10 samples /
When converting to a digital value in seconds, when the moving average value of the 8192 sample sections is calculated, the average value for about 14 minutes is sequentially obtained. As a result, the influence of the ambient temperature that changes gently can be reduced by the moving average process of the predetermined section (long section). This moving average value becomes the level when the flame is not detected, that is, the reference level. On the other hand, when a flame is detected, the intensity of the electric signal changes in a few seconds to a few tens of seconds. Therefore, in order to reduce electric noise, one sample or two shorter than the above-mentioned predetermined interval is used.
Calculate a moving average value in a short section of 8 samples. The moving average value of one sample section corresponds to the intensity of the electric signal itself.

【0049】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。
Since the standardized moving average values V1 and V2 are based on the moving average value of the long section, they can be obtained by subtracting the moving average value of the long section from the moving average value of the short section.

【0050】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。
In the next step 104, the normalized moving average values V1 and V2 are converted into values when the transmission bands of the narrow band filter and the wide band filter are equal,
From the value (converted value) corresponding to the intensity of the first electric signal to the second value
The difference V obtained by subtracting the value (converted) value corresponding to the intensity of the electric signal is calculated.

【0051】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。
There is a difference in the normalized moving average value between the case of a continuous spectrum such as artificial light and the case of a flame line spectrum for the following reason.

【0052】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。
FIG. 4 shows an example of a typical continuous spectrum having a wavelength of around 4.4 μm. In the figure, 31 is a spectrum of illumination light such as an electric lamp, 32 is a black body radiation spectrum around 400 ° C., and 33 is a black body radiation spectrum at a temperature around 200 ° C. In addition, in the figure, the radiation intensity at 4.4 μm is set to 1 in each spectrum, and the intensities at other wavelengths are expressed as relative intensities.

【0053】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。
As shown in the figure, the radiation spectrum of the black body reaches a peak at a wavelength of around 4.4 μm when the temperature is around 400 ° C. Then, the intensity decreases a little around the wavelength of 4.4 μm, and rises to the right (inclination is positive) at a temperature lower than the wavelength of 4.4 μm, 4.4.
At a temperature higher than the wavelength of μm, a continuous spectrum with a downward slope (negative slope) is obtained. In addition, most of the light from the sun, electric lamps, etc. is also a downward-sloping continuous spectrum. In the case of a continuous spectrum, since the change in relative intensity with respect to wavelength, that is, the slope is not large, the intensity of light (radiation) transmitted through the wide band filter 16B and the narrow band filter 16A is approximately proportional to the transmission bandwidth of the filter. Therefore, the normalized moving average value when the transmission bands of the narrow band filter and the wide band filter are equal, for example, the normalized moving average value V1 / W1 and the normalized moving average value V2 / W2 per unit transmission bandwidth. Is almost equal to.

【0054】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。
However, when the change in the relative intensity with respect to the wavelength is large, the difference V in the standardized moving average value per unit transmission bandwidth depending on the interval between the band centers of the filters.
Becomes larger and Vo is a predetermined value exceeding 0, V ≧
It is Vo.

【0055】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。
Therefore, by setting the value of Vo to the optimum value, it is possible to distinguish whether or not it is a continuous spectrum.

【0056】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。
On the other hand, when only the light of the flame is present, the spectrum of the flame is the line spectrum, and therefore the spectrum transmitted through the wide band filter and the narrow band filter is mainly only the line spectrum of 4.4 μm. The amount of energy transmitted through the wide band filter 16B and the amount of energy transmitted through the narrow band filter 16A are substantially the same. Therefore, the normalized moving average value of the energy of the line spectrum transmitted through the wide band filter 16B per unit transmission bandwidth is the normalized moving average value of the energy of the line spectrum transmitted through the narrow band filter 16A per unit transmission bandwidth. It becomes smaller than V1 / W1> V2 /
W2 is established. The difference V between V1 / W1 and V2 / W2 can be increased as the bandwidth of the broadband filter is increased.

【0057】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。
From the above, there is a difference in the standardized moving average value between the case of the continuous spectrum and the case of the line spectrum when the transmission bands of the narrow band filter and the wide band filter are the same. Focusing on, it is possible to distinguish between general external light having a continuous spectrum, such as sunlight and artificial light, and flame having a line spectrum.

【0058】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。
Whether the line spectrum only exists or both the line spectrum and the continuous spectrum coexist, V ≧ Vo as long as the flame line spectrum exists.

【0059】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。
Therefore, in the present embodiment, the standardized moving average V2 obtained by the infrared rays transmitted through the wide band filter is used as the standard, and the standardized moving average value V2 obtained by the transmission band of the narrow band filter is used. And the converted value is (W1 · V2) / W2 = V2 / n, and the difference V is calculated by the following equation.

【0060】 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。[0060] V = V1-V2 / n (1) The difference V may be calculated by the following formula.

【0061】 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。
V = V1 / W1-V2 / W2 (2) V = n · V1-V2 (3) Equation (2) is that the normalized moving average value is transmitted through the unit transmission band. The difference is calculated by converting the value into the value obtained by the equation (3), and the normalized moving average value V1 obtained by the infrared rays transmitted through the narrow band filter is transmitted through the wide band filter by using the transmission band of the wide band filter as a reference. The difference V is obtained by converting to a standardized moving average value obtained in the band.

【0062】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。
In the next step 106, the standardized moving average value V obtained by the infrared rays transmitted through the narrow band filter is obtained.
The ratio V2 / V1 of the standardized moving average value V2 obtained by the infrared light transmitted through the broadband filter for 1 is calculated. As described above, the ratio V2 / V1 is approximately 1 when the line spectrum of the carbon dioxide resonance radiation emitted by the flame is incident, and is equal to the ratio n of the transmission bandwidth when the continuous spectrum is incident. Therefore, it is a value within the range represented by the following formula.

【0063】 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。
1 ≦ V2 / V1 ≦ n (4) In the next step 108, the difference V is a predetermined value Vo that is set in advance (this value varies depending on the formulas used in (1) to (3)). , And the ratio V2 / V1 satisfies the above equation (4). When the determination in step 108 is affirmative, the flame is determined in step 110, and a signal for issuing an alarm is output to the alarm circuit 24.

【0064】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。
Instead of the above equation (4), the normalized moving average value V2 obtained by the infrared ray transmitted through the wide band filter represented by the following range is normalized by the infrared ray transmitted by the narrow band filter. Average value V1
A ratio of V1 / V2 may be used.

【0065】 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。
1 ≧ V1 / V2 ≧ 1 / n (5) In the above description, an example in which a digital circuit configured by a microcomputer is used as the determination circuit has been described, but an analog circuit may be used.

【0066】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。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. In FIG. 6, 81 is a band-pass filter that evenly transmits the entire band, 82 is a filter that blocks only resonance emission of carbon dioxide and has substantially the same band as the filter 81, 83 and 84 are light receiving elements, and 86 is a filter 81. This is a calculation circuit that calculates the difference in the intensities of the spectra transmitted through the filter 82. Filter 81 and filter 82
The difference in the intensities of the spectra transmitted through corresponds to the electric signal output from the light receiving element 14A of the first embodiment.

【0067】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。
The light receiving element 83 and the calculation circuit 86 are connected to a determination circuit 87 for performing the same determination as that of the determination circuit 22C of the first embodiment. The determination circuit 87 is connected to an alarm circuit 24 that issues an alarm when a flame is determined. Note that the description of the amplifier is omitted in this embodiment.

【0068】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。
FIG. 7 is a diagram showing the transmission bandwidths of the filter 81 and the filter 82. FIGS. 7A and 7B show the filter 8
1 shows the transmission bandwidth, and (c) shows the transmission bandwidth of the filter 82. In the figure, W3 indicates the transmission bandwidth of the filter 81, W4 and W5 indicate the transmission bandwidth of the filter 82, and W6 indicates the transmission stop bandwidth (light-shielding bandwidth) sandwiched between the two transmission bandwidths of the filter 82. ing. The transmission bandwidth of the filter 81 is as shown in FIGS.
Any of these may be used. Each bandwidth has a relation of W3 = W4 + W5 + W6.

【0069】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。
A represents the position of the line spectrum of the resonance radiation of carbon dioxide, and the band center of the filter 81 and the band center of the filter 82 are separated by a predetermined wavelength. In this way, by separating the band centers by a predetermined wavelength, manufacturing becomes easier than when the band centers coincide.

【0070】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。
Also in this embodiment, the flame can be detected as in the first embodiment.

【0071】[0071]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、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。
As described above, according to the present invention, it is possible to accurately detect a flame even when light or stray light having strong energy in the infrared region such as sunlight or a halogen lamp is incident. You can get the effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a block diagram of a flame determination device according to the first embodiment.

【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。
FIG. 3 is a characteristic diagram of a narrow band filter and a wide band filter used in the first embodiment.

【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。
FIG. 4 is a diagram showing a representative example of spectra of various radiators that emit a continuous spectrum.

【図5】炎判定ルーチンを示す流れ図である。FIG. 5 is a flowchart showing a flame determination routine.

【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。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 7 is a characteristic diagram of a filter used in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 14A, 14B Light receiving element 16A narrow band filter 16B wide band filter 18 Second shading filter 20 First shading filter

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】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、 を含む炎感知器。
1. A first light blocking filter for blocking light in the infrared region, a second light blocking filter arranged on the light transmitting side of the first light blocking filter so as to block stray light, and the second light blocking filter. A narrow band filter which is arranged on the light transmission side of the filter and which transmits only light in the band of the line spectrum of carbon dioxide resonance radiation emitted by the flame, and a light transmission side of the second light shielding filter, A wideband filter including the entire band of the line spectrum and transmitting light in a band wider than the band; a first light receiving element that converts light transmitted through the narrowband filter into a first electric signal; and the wideband filter And a second light receiving element for converting light transmitted through the second electric signal into a second electric signal, and a flame detector including the second light receiving element.
【請求項2】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1記載の炎感知器。
2. The flame sensor according to claim 1, wherein the narrow band filter, the wide band filter, and the first light-shielding filter are made of a silicon thin plate or a germanium thin plate, and the second light-shielding filter is made of a sapphire thin plate. .
【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、 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全
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。
3. A first light blocking filter for blocking light in the infrared region, a second light blocking filter arranged on the light transmitting side of the first light blocking filter so as to block stray light, and for transmitting light A first filter having a predetermined band, wherein a band that does not transmit only light in a band of a carbon dioxide resonance radiation line spectrum emitted by a flame is formed in the predetermined band, and the band is substantially the same as the predetermined band and A second filter that transmits light in a band including the entire band of the line spectrum; a first light receiving element that converts the light that has passed through the first filter into a first electric signal; and the second filter A flame detector comprising: a second light receiving element for converting the transmitted light into a second electric signal.
【請求項4】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3記載の炎感知器。
4. The first filter, the second filter, and the first light-shielding filter are composed of a silicon thin plate or a germanium thin plate, and the second light-shielding filter is composed of a sapphire thin plate. Flame detector.
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