JP2007086064A - Particle detector and particle detecting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気清浄機能を備えた冷暖房装置や空気清浄機等の空気調和機に採用される粒子検出装置及び粒子検出方法に関するものである。 The present invention relates to a particle detection device and a particle detection method that are employed in an air conditioner such as an air conditioner or an air cleaner having an air cleaning function.
一般に、空気清浄機能を備えた冷暖房装置や、空気清浄機等の空気調和機には、空気中に浮遊する粒子を検出するための粒子検出装置が設けられている。 In general, an air conditioner such as an air conditioner having an air cleaning function or an air purifier is provided with a particle detecting device for detecting particles floating in the air.
従来、粒子検出装置として、煙草の煙等の粒径の小さな粒子を検出するための臭いセンサと、花粉等の粒径の大きな粒子を検出するための光学センサとを備えたものがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a particle detection device, there is one provided with an odor sensor for detecting particles having a small particle diameter such as cigarette smoke and an optical sensor for detecting particles having a large particle diameter such as pollen.
また、他の粒子検出装置として、空気に光を照射して浮遊粒子による散乱光を受光し、受光した散乱光の強度に基づいて変化する電圧から浮遊粒子量を測定する光学式の粒子センサにより、煙草の煙や花粉等の粒径の異なる粒子を共に検出するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 As another particle detector, an optical particle sensor that irradiates air with light and receives scattered light from suspended particles, and measures the amount of suspended particles from a voltage that changes based on the intensity of the received scattered light. In addition, there is one that detects particles having different particle diameters such as cigarette smoke and pollen (see, for example, Patent Document 1).
さらに、他の粒子検出装置として、光学式の粒子センサの連続出力時間に基づいて浮遊粒子の径を識別するようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。 Furthermore, as another particle detection device, there is one that identifies the diameter of suspended particles based on the continuous output time of an optical particle sensor (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、第1の粒子検出装置では、複数のセンサが必要となりコストアップを招来する。 However, the first particle detection device requires a plurality of sensors, resulting in an increase in cost.
第2及び第3の粒子検出装置では、2値出力の粒子センサを使用しているため、検出時間のサイクルの途中で空気中の浮遊粒子量が変化しても、次のサイクルの検出時間が経過するまで変化後の浮遊粒子量を判定することができない。つまり、空気中の粒子の浮遊量が変化してからその変化を検出するまでの間に遅れがあるという問題がある。 Since the second and third particle detection devices use binary output particle sensors, even if the amount of suspended particles in the air changes during the detection time cycle, the detection time of the next cycle The amount of suspended particles after the change cannot be determined until it has elapsed. That is, there is a problem that there is a delay between the change of the amount of suspended particles in the air and the detection of the change.
また、アナログ出力の粒子センサを使用する場合、センサ自体が高価なものとなり、前記第1の粒子検出装置と同様、コストアップを招来する。 In addition, when an analog output particle sensor is used, the sensor itself is expensive, and as with the first particle detection device, the cost increases.
そこで、本発明は、安価な2値出力タイプの粒子センサを採用しながらも、浮遊粒子量判定を、検出遅れを生じさせることなく迅速に行うことのできる粒子検出装置を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a particle detection apparatus that can quickly determine the amount of suspended particles without causing a detection delay while employing an inexpensive binary output type particle sensor. To do.
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
粒子検出装置を、
発光素子から照射した光を受光素子で受光する際、光路内に介在する空気中の浮遊粒子による散乱光の影響に基づいて変化する受光量に応じた出力をする粒子検出手段と、
前記粒子検出手段からの出力を予め設定した閾値と比較することにより、ハイ又はローのいずれであるのかを判定する信号判定手段と、
前記信号判定手段での判定結果を、時間を遅延させて所定の検出時間単位でそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される、各検出時間単位での判定結果に基づいてハイ又はローの出力時間比を順次演算する演算手段と、
前記演算手段で順次演算される出力時間比に基づいて浮遊粒子量を判定する粒子量判定手段と、
を備えた構成としたものである。
As a means for solving the above problems, the present invention provides:
Particle detector
A particle detector that outputs an output corresponding to the amount of received light that changes based on the influence of scattered light from airborne particles in the air when the light emitted from the light emitting element is received by the light receiving element;
A signal determination unit that determines whether the output is high or low by comparing the output from the particle detection unit with a preset threshold;
Storage means for storing the determination result in the signal determination means in units of a predetermined detection time with a time delay;
Arithmetic means for sequentially calculating a high or low output time ratio based on a determination result in each detection time unit stored in the storage means;
Particle amount determination means for determining the amount of suspended particles based on the output time ratio sequentially calculated by the calculation means;
It is set as the structure provided with.
この構成により、2値出力のため、所定の検出時間が必要となる構成であるにも拘わらず、きめ細かい時間単位すなわち遅延時間経過毎に浮遊粒子量を判定することが可能となる。 With this configuration, because of binary output, it is possible to determine the amount of suspended particles every fine time unit, that is, every lapse of the delay time, even though a predetermined detection time is required.
前記信号判定手段での判定結果が、連続してハイ又はローとなる場合、その累積時間が予め設定した基準時間を超えることにより、前記粒子検出手段が故障であると判断する故障検出手段をさらに備えるのが好ましい。 When the determination result by the signal determination unit is continuously high or low, the failure detection unit further determines that the particle detection unit is in failure by exceeding a preset reference time. It is preferable to provide.
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
粒子検出装置を、
発光素子から照射した光を受光素子で受光する際、光路内に介在する空気中の浮遊粒子による散乱光の影響に基づいて変化する受光量に応じた出力をする粒子検出手段と、
前記粒子検出手段からの出力が、ハイ又はローのいずれであるのかを、所定の取込間隔で判定する信号判定手段と、
前記信号判定手段での判定結果を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された判定結果に基づいて、連続してハイ又はローとなる累積回数を計数する演算手段と、
前記演算手段で計数された累積回数に基づいて浮遊粒子量を判定する粒子量判定手段と、
を備えた構成としたものである。
Further, the present invention provides a means for solving the above-described problems,
Particle detector
A particle detector that outputs an output corresponding to the amount of received light that changes based on the influence of scattered light from airborne particles in the air when the light emitted from the light emitting element is received by the light receiving element;
A signal determination means for determining whether the output from the particle detection means is high or low at a predetermined capture interval;
Storage means for storing the determination result in the signal determination means;
Based on the determination result stored in the storage unit, a calculation unit that counts the cumulative number of times that are continuously high or low;
Particle amount determination means for determining the amount of suspended particles based on the cumulative number counted by the calculation means;
It is set as the structure provided with.
この構成により、浮遊粒子量をデジタル量として把握しやすくなり、高い演算処理能力や大きなメモリを必要としないため、安価な構成とすることができる。 With this configuration, the amount of suspended particles can be easily grasped as a digital amount, and a high calculation processing capability and a large memory are not required. Therefore, an inexpensive configuration can be achieved.
前記演算手段で演算された累積回数が予め設定した基準回数を超えることにより、前記粒子検出手段が故障であると判断する故障検出手段をさらに備えるのが好ましい。 It is preferable to further include a failure detection means for determining that the particle detection means is in failure when the cumulative number of times calculated by the calculation means exceeds a preset reference number.
前記信号変換手段での判定結果に基づいて、浮遊粒子が大粒子であるか、あるいは、小粒子であるかを判別可能な粒子径判別手段をさらに備え、
前記演算手段は、前記粒子径判別手段により、小粒子であると判別された場合、前記検出時間に於けるハイ又はローの出力時間比を演算し、大粒子であると判別された場合、連続してハイ又はローとなる累積回数を計数するのが好ましい。
Based on the determination result in the signal conversion means, further comprising a particle size determination means capable of determining whether the suspended particles are large particles or small particles,
The calculating means calculates a high or low output time ratio at the detection time when the particle diameter determining means determines that the particle is a small particle, and continuously determines when the particle size is determined to be a large particle. Thus, it is preferable to count the cumulative number of times that become high or low.
この構成により、粒子径の違いにより、浮遊粒子量を的確に把握することが可能となる。 With this configuration, the amount of suspended particles can be accurately grasped based on the difference in particle diameter.
前記演算手段は、前記検出時間を前記信号判定手段の数で等分して遅延時間とし、前記信号変換手段から出力されるパルス信号が、ハイ又はローのいずれであるのかを判定するのが好ましい。 The arithmetic means preferably divides the detection time by the number of the signal determination means to obtain a delay time, and determines whether the pulse signal output from the signal conversion means is high or low. .
本発明によれば、記憶手段に、信号判定手段での判定結果を、時間を遅延させて所定の検出時間単位でそれぞれ記憶させるようにしたので、2値出力のため、所定の検出時間が必要となるにも拘わらず、きめ細かい時間単位で浮遊粒子量を判定することが可能となる。 According to the present invention, the determination result of the signal determination means is stored in the storage means in a predetermined detection time unit with a delay in time, so a predetermined detection time is required for binary output. Despite this, the amount of suspended particles can be determined in fine time units.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施形態に係る粒子検出装置を示す。この粒子検出装置は、粒子センサ1と、マイコン2とを備える。
FIG. 1 shows a particle detection apparatus according to this embodiment. This particle detection apparatus includes a
粒子センサ1は、図2に示すように、発光素子3と受光素子4、信号分別回路5、及び、増幅回路6からなる。受光素子4は、発光素子3からの光を受光した際の光量に応じた電圧値を出力する。すなわち、両素子の間に浮遊粒子が存在すれば、散乱光により受光素子4での入力が変化するので、この変化を電圧値として出力する。信号分別回路5は、受光素子4から出力される電圧値を、予め設定した基準電圧値(閾値)により分別する。基準電圧には、浮遊粒子が煙草の煙等の粒子径の小さい小粒子(粒子径:0.01〜1μm)である場合の受光素子4からの出力電圧(1〜2V)を分別するための第1基準電圧(第1閾値)と、浮遊粒子が花粉、埃等の粒子径の大きな大粒子(粒子径:7μm以上)である場合の受光素子4からの出力電圧(2.5V以上)を分別するための第2基準電圧(第2閾値)とが設定されている。ここでは、第1基準電圧に受光素子4からの出力電圧(1〜2V)を分別可能な値(例えば、1V)を使用し、第2基準電圧に受光素子4からの出力電圧(2.5V以上)を分別可能な値(例えば、2.5V)を使用している。
As shown in FIG. 2, the
粒子センサ1からの出力信号は粒子径分別回路7へと入力される。粒子径分別回路7は、第1コンパレータ8A及び第2コンパレータ8Bを備える。第1コンパレータ8Aのプラス入力端子には、電源電圧Vが抵抗R1、R2によって分圧された第1基準電圧が入力される。第2コンパレータ8Bのプラス入力端子には、電源電圧Vが抵抗R3、R4によって分圧された第2基準電圧が入力される。また、第2コンパレータ8Bのプラス入力端子には、入力ポートから電源電圧VDDを印加可能とすることにより感度調整できるようになっている。
An output signal from the
両コンパレータ8A、8Bのマイナス入力端子には、粒子センサ1からの出力信号がそれぞれ入力される。また、両コンパレータ8A、8Bの出力端子側ラインの途中には、ノイズ除去用のコンデンサC1、C2及びプルアップ抵抗R5、R6がそれぞれ接続されている。
The output signals from the
第1コンパレータ8Aでは、粒子センサ1から印加される出力電圧を第1基準電圧と比較することにより、出力電圧が第1基準電圧を超えるものである場合にのみLow(ロー)信号を出力し、それ以外ではHigh(ハイ)信号を出力する(いわゆる2値出力)。この結果、第1コンパレータ8Aの出力端子からは、浮遊粒子の粒子径が大きい場合のみならず、煙草の煙等の粒子径の小さい場合であってもLow信号が出力される。そして、第1コンパレータ8Aからの出力信号は第1出力ポートP1を介してマイコン2に入力される。
The first comparator 8A outputs a Low signal only when the output voltage exceeds the first reference voltage by comparing the output voltage applied from the
また、第2コンパレータ8Bでは、粒子センサ1から印加される出力電圧を、第1基準電圧よりも大きな第2基準電圧と比較することにより、前記第1コンパレータ8Aの場合と同様にして、出力電圧が第2基準電圧を超えるものである場合にのみLow(ロー)信号を出力し、それ以外ではHigh(ハイ)信号を出力する(いわゆる2値出力)。この結果、第2コンパレータ8Bからの出力端子からは、浮遊粒子の粒子径が大きい場合にのみ、Low信号が出力される。そして、第2コンパレータ8Bからの出力信号は、第2出力ポートP2を介してマイコン2に入力される。
Further, in the second comparator 8B, the output voltage applied from the
マイコン2は、図1に示すように、記憶部9、制御部10(CPU)、入出力部11等を備え、粒子センサ1へ電源を供給する電源トランジスタTrをON/OFFする。
As shown in FIG. 1, the
記憶部9は、ROM12(Read Only Memory)及びRAM13(Random Access Memory)からなる。 The storage unit 9 includes a ROM 12 (Read Only Memory) and a RAM 13 (Random Access Memory).
ROM12には、制御プログラムが記憶されている。制御プログラムは、粒子センサ1からの出力信号に基づいて、後述するように所定の演算処理を実行する。
The ROM 12 stores a control program. Based on the output signal from the
RAM13では、記憶領域の一部に、前記粒子センサ1からの検出信号が記憶される。ここでは、2バイト(=216=65536)を1単位として、16の領域が粒子センサ1からの検出信号の記憶に利用されている。15の領域(第1〜15領域)は、第1出力ポートP1から出力される信号の記憶に利用され、残る1の領域(第16領域)は、第2出力ポートP2から出力される信号の記憶に利用される。詳しくは、各領域の各セルには、順次、1msec毎に、High信号が入力された場合には「0」が、Low信号が入力された場合には「1」がそれぞれ記憶される。第1〜15領域の各セルに記憶されたデータは、記憶が開始されてから所定の検出時間(30sec)が経過することにより次のデータに書き換えられる。
In the RAM 13, a detection signal from the
制御部10は、前記ROM12に記憶させた制御プログラムを実行する。すなわち、粒子径分別回路7の第1出力ポートP1からの出力信号に基づいて、まず、第1領域の各セルにデータ(「1」又は「0」)を順次記憶させる。そして、予め設定した遅延時間が経過することにより、第2領域の各セルにも同様にしてデータを記憶させる。以下、同様にして、第15領域までデータを記憶させる。遅延時間は、検出時間を記憶する領域の数で除算した時間である。ここでは、検出時間を30secとしているので、領域の数15で除算した2secが遅延時間となる。遅延時間は、検出時間を短くするか、記憶させる領域の数を増やすことにより短くすることができる。すなわち、遅延時間を短くすることにより感度を高めることが可能である。また、各領域には、一定周期(検出時間)で粒子センサ1からの出力信号を記憶させ、その結果をカウントし、データをクリアする。また、粒子径分別回路7の第2出力ポートP2からの出力信号に基づいて、第16領域の各セルにデータを順次記憶させ、その結果をカウントする。
The
次に、前記構成からなる粒子検出装置の動作について説明する。 Next, the operation of the particle detection apparatus having the above configuration will be described.
(埃検出処理−小粒子)
小粒子の埃検出処理では、まず、粒子センサ1での検出信号に基づく第1出力ポートP1からの出力信号を所定の取込間隔Ti(1msec)で読み込む。マイコン2に入力される第1出力ポートP1からの出力信号は、浮遊粒子が小粒子(大粒子が混在している場合を含む)である場合であり、例えば、図3及び図4に示すような波形となる。すなわち、出力信号の波形は、パルス幅がおよそ10msecから90msecのLow信号を含んだものとなる。また、空気中に浮遊する粒子が多ければ、波形は、断続的に多数のLow信号を含んだものとなる。
(Dust detection processing-small particles)
In the small particle dust detection process, first, an output signal from the first output port P1 based on a detection signal from the
そして、読み込んだ第1出力ポートP1からの入力信号に基づいて、図4に示すように、順次、第1領域の各セルに対応するデータ(Low信号であれば「1」、High信号であれば「0」)を記憶させる。遅延時間Td(ここでは2sec)が経過すれば、図6に示すように、第1領域での記憶と並行して第2領域の各セルへのデータの記憶を開始させ、順次、第3領域から第15領域までデータを記憶させる。このように、各領域で、時間をずらせて順次入力信号に対応するデータを記憶させる。 Then, based on the read input signal from the first output port P1, as shown in FIG. 4, the data corresponding to each cell in the first area (“1” if the Low signal, “High” signal) "0") is stored. When the delay time Td (here 2 sec) elapses, as shown in FIG. 6, the storage of data in each cell of the second area is started in parallel with the storage in the first area. To the 15th area. In this way, in each area, data corresponding to the input signal is sequentially stored while shifting the time.
続いて、第1領域で、検出時間Tm(30sec)の間データが記憶されれば、記憶されたデータのうち、「1」をカウントする。そして、カウントが完了した第1領域のデータはクリアして次の入力データに備える。なお、第1領域へのデータの記憶は、第15領域での記憶を開始してから遅延時間Tdが経過することにより再開される。 Subsequently, if data is stored in the first area for the detection time Tm (30 sec), “1” is counted among the stored data. Then, the data of the first area where the counting is completed is cleared and prepared for the next input data. Note that the storage of data in the first area is resumed when the delay time Td has elapsed since the start of storage in the fifteenth area.
その後、得られたカウント値に基づいて、図7に示す判定表に従って浮遊粒子量すなわち汚れレベルを判定する。カウント値Cnが1000msec未満の場合は汚れ(浮遊粒子)レベルが「0」であり、カウント値が1000msec以上、2000msec未満の場合は汚れレベルが「1」であり、カウント値が2000msec以上、3000msec未満の場合は汚れレベルが「2」であり、カウント値が3000msec以上の場合は汚れレベルが「3」であると判定する。カウント値Cnの3つの閾値(1000msec,2000msec,3000msec)は、検出時間Tm(30sec)に対する出力時間比が、それぞれ1/30、1/15,1/10となる値である。 Thereafter, based on the obtained count value, the suspended particle amount, that is, the dirt level is determined according to the determination table shown in FIG. When the count value Cn is less than 1000 msec, the dirt (floating particle) level is “0”, and when the count value is 1000 msec or more and less than 2000 msec, the dirt level is “1” and the count value is 2000 msec or more and less than 3000 msec. In this case, the contamination level is “2”, and when the count value is 3000 msec or more, it is determined that the contamination level is “3”. The three threshold values (1000 msec, 2000 msec, and 3000 msec) of the count value Cn are values at which the ratio of the output time to the detection time Tm (30 sec) is 1/30, 1/15, and 1/10, respectively.
以下、第1領域と同様にして、第2〜15領域で、順次、検出時間Tmが経過する毎に、各領域の各セルに記憶したデータに基づいて、「1」をカウントし、図7に示す判定表に従って汚れレベルを判定する。このように、第1〜15領域で、遅延時間Tdが経過する毎に汚れレベルを判定することができるので、従来のように検出時間Tmが経過するまで、次の汚れレベルの判定を待機させる必要がない。つまり、汚れレベルの変化を迅速に検出することが可能となる。また、所定の検出時間Tm単位で汚れレベルを判定しているので、初期段階で浮遊粒子に花粉や埃等の大粒子が混在しているとしても、大粒子は長時間に亘って同じ場所に停滞するものではないので、その影響を排除することができる。 Hereinafter, in the same manner as in the first area, every time the detection time Tm elapses in the second to fifteen areas, “1” is counted based on the data stored in each cell in each area. The contamination level is determined according to the determination table shown in FIG. As described above, in the first to fifteenth areas, the stain level can be determined every time the delay time Td elapses. Therefore, until the detection time Tm elapses as in the prior art, the determination of the next stain level is made to wait. There is no need. That is, it becomes possible to quickly detect a change in the dirt level. In addition, since the dirt level is determined in units of a predetermined detection time Tm, even if large particles such as pollen and dust are mixed in the floating particles in the initial stage, the large particles remain in the same place for a long time. Since it is not a stagnation, its influence can be eliminated.
以上のように小粒子による空気の汚れレベルを判定可能な粒子検出センサは、例えば、空気清浄機に採用される。空気清浄機では、判定結果に基づいて運転強度を調整する。すなわち、汚れレベルに応じた運転強度を設定し、判定された汚れレベルに応じて図7に示す判定表に従って運転強度を選択する。レベル「0」であれば、停止状態に維持して空気清浄は開始しない。また、レベル「1」であれば、弱風で2分間運転した後、停止する。また、レベル「2」であれば、中風で3分間運転し、弱風で2分間運転した後、停止する。さらに、レベル「3」であれば、強風で3分間運転し、中風で3分間運転し、弱風で2分間運転した後、停止する。このとき、前回決定した運転強度と今回選択した運転強度とを比較し、運転強度の大きい方で空気清浄を実行するようにしてもよい。また、前回と今回で運転強度が同じとなる場合、今回から新たに各運転強度での時間計測をし直すようにしてもよい。例えば、レベル「2」に基づく運転で、中風で30秒間運転した後、レベル「2」と判定された場合、再度、中風での運転を最初から計時し直すようにしてもよい。 As described above, the particle detection sensor capable of determining the level of air contamination by small particles is employed in, for example, an air cleaner. In the air cleaner, the operating strength is adjusted based on the determination result. That is, the operating intensity is set according to the dirt level, and the operating intensity is selected according to the determination table shown in FIG. 7 according to the determined dirt level. If the level is “0”, the air-cleaning is not started while maintaining the stopped state. Moreover, if it is level "1," it will stop after driving for 2 minutes with weak wind. If the level is “2”, the vehicle is operated for 3 minutes with medium wind, and is operated for 2 minutes with light wind, and then stops. Further, if the level is “3”, the vehicle is driven for 3 minutes with strong wind, is driven for 3 minutes with medium wind, is driven for 2 minutes with low wind, and then stops. At this time, the operation intensity determined last time may be compared with the operation intensity selected this time, and air cleaning may be executed with the higher operation intensity. When the driving intensity is the same between the previous time and the current time, the time measurement at each driving intensity may be newly performed from this time. For example, in an operation based on level “2”, after driving for 30 seconds with medium wind, if it is determined as level “2”, the operation with medium wind may be counted again from the beginning.
(埃検出処理−大粒子)
大粒子の埃検出処理では、まず、粒子径分別回路7の第2出力ポートP2からの出力信号(High信号又はLow信号)を読み込む。マイコン2への第2出力ポートP2からの出力信号は、例えば、図3又は図5に示すような波形となる。すなわち、空気中に花粉等の大粒子が浮遊している場合、第2出力ポートP2からの出力信号は、比較的長い間、Low信号を出力する。
(Dust detection processing-large particles)
In the large particle dust detection process, first, an output signal (High signal or Low signal) from the second output port P2 of the particle size separation circuit 7 is read. The output signal from the second output port P2 to the
そこで、第2出力ポートP2からの出力信号に基づいて、順次、第16領域の各セルに対応するデータ(Low信号であれば「1」、High信号であれば「0」)を所定の取込間隔Td(1msec)毎に記憶させる。 Therefore, based on the output signal from the second output port P2, data corresponding to each cell in the sixteenth area (“1” for the Low signal and “0” for the High signal) are sequentially taken in a predetermined order. The data is stored at every insertion interval Td (1 msec).
そして、各セルに記憶されるデータが、High信号に対応する「0」からLow信号に対応する「1」に変化すれば、カウントを開始し、「1」から「0」に変化すれば、カウントを中止する。続いて、カウント数に基づいてパルス幅を演算する。但し、カウントを中止してから所定の待機時間(例えば1sec)が経過するまでは次のカウントを開始しない。 When the data stored in each cell changes from “0” corresponding to the High signal to “1” corresponding to the Low signal, the count starts, and when the data changes from “1” to “0”, Stop counting. Subsequently, the pulse width is calculated based on the count number. However, the next count is not started until a predetermined waiting time (for example, 1 sec) elapses after the count is stopped.
その後、演算されたパルス幅に基づいて、図8に示す判定表に従って花粉レベルを判定する。すなわち、パルス幅が80msec未満であれば、レベル「0」であり、80msec以上、100msec未満であれば、レベル「1」であり、100msec以上、310msec未満であれば、レベル「2」であると判定する。但し、カウント値に基づいて演算されたパルス幅Wが上限値(例えば、310msec)を超えた場合、花粉レベルは判定しない。なお、大粒子の埃検出処理では、第2出力ポートP2からの出力信号には、小粒子による影響も含まれるが、小粒子の場合、連続してHigh又はLow信号が出力されることがなく、断続的なものとなるため、パルス幅Wを検出することにより、大粒子を適切に検出することが可能となっている。 Thereafter, the pollen level is determined according to the determination table shown in FIG. 8 based on the calculated pulse width. That is, if the pulse width is less than 80 msec, it is level “0”, if it is 80 msec or more and less than 100 msec, it is level “1”, and if it is 100 msec or more and less than 310 msec, it is level “2”. judge. However, when the pulse width W calculated based on the count value exceeds an upper limit value (for example, 310 msec), the pollen level is not determined. In the large particle dust detection process, the output signal from the second output port P2 includes the influence of small particles, but in the case of small particles, a high or low signal is not continuously output. Since it becomes intermittent, it is possible to detect large particles appropriately by detecting the pulse width W.
以上のように大粒子による空気の汚れレベルを判定可能な粒子検出センサは、例えば、空気清浄機に採用される。空気清浄機では、判定結果に基づいて運転強度の調整を行う。すなわち、レベル「0」であれば、停止状態を維持し、レベル「1」であれば、中風で2分間送風し、弱風で3分間送風した後、停止し、レベル「2」であれば、強風で1分間送風し、中風で2分間送風し、弱風で3分間送風した後、停止する。このとき、前記小粒子の埃検出処理と同様にして、前回決定した運転強度と今回選択した運転強度とを比較し、運転強度の大きい方で空気清浄を実行するようにしてもよい。また、前回と今回で運転強度が同じとなる場合、今回から新たに各運転強度での時間計測をし直すようにしてもよい。 The particle detection sensor capable of determining the level of air contamination by large particles as described above is employed in, for example, an air cleaner. In the air cleaner, the operation intensity is adjusted based on the determination result. That is, if the level is “0”, the stop state is maintained. If the level is “1”, the air is blown for 2 minutes with the medium wind and then blown for 3 minutes with the weak wind. Blow for 1 minute with strong wind, blow for 2 minutes with medium wind, blow for 3 minutes with weak wind, and then stop. At this time, similarly to the small particle dust detection process, the previously determined operating intensity may be compared with the currently selected operating intensity, and air cleaning may be executed with the higher operating intensity. When the driving intensity is the same between the previous time and the current time, the time measurement at each driving intensity may be newly performed from the current time.
(断線検出処理)
断線検出処理では、小粒子及び大粒子のいずれの場合であっても、粒子センサ1が、回路等の断線により粒子径判別回路からLow信号を出力し続けることになるので、RAM13に記憶させるデータ「1」に基づいて、累積時間(あるいは累積回数)から故障であると判断する。
(Disconnection detection processing)
In the disconnection detection process, the
第1出力ポートP1からの出力信号に基づいて故障判断する場合(小粒子)、RAM13の第1〜15領域の各セルに記憶されるデータが、粒子径判別回路の第1出力ポートP1から入力されるLow信号により「1」となる検出時間Tm毎の数をカウントする。そして、得られたカウント値(累積時間)が予め設定した基準時間(故障判定の基準となる時間)を超えるか否かを判断する。通常、煙草の煙等の小粒子であれば、検出時間Tm(30sec)当たりの累積時間は、最大で5sec程度である。そこで、ここでは累積時間を20secとし、小粒子を検出した結果によるものであるのか、故障によるものであるのかを判断するようにした。なお、基準時間は、日本電機工業会で定める、家庭用空気清浄機に関する性能測定基準であるJEM1467に基づく脱臭性能試験を行い、その結果カウントされる累積時間に安全率を乗算することにより算出した。 When a failure is determined based on an output signal from the first output port P1 (small particles), data stored in each cell in the first to 15th areas of the RAM 13 is input from the first output port P1 of the particle size discrimination circuit. The number for each detection time Tm that becomes “1” by the Low signal is counted. Then, it is determined whether or not the obtained count value (cumulative time) exceeds a preset reference time (time that is a criterion for failure determination). Usually, in the case of small particles such as cigarette smoke, the accumulated time per detection time Tm (30 sec) is about 5 sec at the maximum. Therefore, here, the accumulation time is set to 20 seconds, and it is determined whether the result is a result of detecting small particles or a failure. The reference time was calculated by conducting a deodorization performance test based on JEM1467, which is a performance measurement standard for household air purifiers established by the Japan Electrical Manufacturers' Association, and multiplying the cumulative time counted as a result by a safety factor. .
また、第2出力ポートP2からの出力信号に基づいて故障判断する場合(大粒子)、RAM13の第16領域の各セルに記憶されるデータが、粒子径判別回路の第2出力ポートP2から入力されるLow信号により連続して「1」となる数をカウントする。そして、得られたカウント値(累積回数、ここではパルス幅)が予め設定した基準回数(ここでは、基準パルス幅)を超えるか否かを判断する。通常、花粉や埃等の大粒子であれば、検出される最大パルス幅は300msec程度であるので、基準パルス幅は310msecとしている。また、一旦、検出されたパルス幅が基準パルス幅を超えれば、1secの間待機した後、再び、前記同様にしてカウント値に基づいてパルス幅を特定し、基準パルス幅と比較する。これにより、16回連続して検出されるパルス幅が基準パルス幅を超えれば、故障であると判断する。なお、判定回数を16回としたのは、小粒子での故障判断の時間(20sec)に合わせるためである(16回:(310msec+1000msec)×16=20960msec)。 When a failure is determined based on an output signal from the second output port P2 (large particle), data stored in each cell in the sixteenth area of the RAM 13 is input from the second output port P2 of the particle size discrimination circuit. The number which becomes “1” continuously by the Low signal is counted. Then, it is determined whether or not the obtained count value (cumulative number, here, pulse width) exceeds a preset reference number (here, reference pulse width). Usually, in the case of large particles such as pollen and dust, the detected maximum pulse width is about 300 msec, so the reference pulse width is 310 msec. Further, once the detected pulse width exceeds the reference pulse width, after waiting for 1 sec, the pulse width is specified based on the count value again in the same manner as described above, and compared with the reference pulse width. Thereby, if the pulse width detected continuously 16 times exceeds the reference pulse width, it is determined that there is a failure. The reason why the number of determinations is 16 is to match the failure determination time with small particles (20 sec) (16 times: (310 msec + 1000 msec) × 16 = 20960 msec).
以上のようにして、断線検出処理を行った結果、粒子センサ1で断線していると判断されれば、図示しないLEDを点灯させたり、図示しないブザーを鳴らしたりしてユーザーに報知すればよい。
As a result of performing the disconnection detection process as described above, if it is determined that the
なお、前記実施形態では、粒子センサ1で、浮遊粒子が小粒子の場合と大粒子の場合の双方について検出するように構成したが、いずれか一方のみを検出するように構成することも可能である。
In the above-described embodiment, the
また、第1出力ポートP1からの出力には、大粒子の検出結果を含めるようにしたが、第2出力ポートP2からの出力成分を除去することにより、小粒子の検出結果のみとすることも可能である。これによれば、より一層検出精度を高めることが可能となる。 Further, the output from the first output port P1 includes the detection result of the large particles. However, the output component from the second output port P2 may be removed to obtain only the detection result of the small particles. Is possible. According to this, it becomes possible to further improve detection accuracy.
また、粒子センサ1の第1出力ポートP1からの出力信号は、RAM13にデジタルデータとして記憶させる構成としたが、アナログタイマを使用することにより、時間データとして記憶させるようにしてもよい。これにより、より一層正確な判断を行うことが可能となる。
Further, the output signal from the first output port P1 of the
また、粒子センサ1の立ち上がりが不安定である場合、電源トランジスタTrをONしてから一定時間が経過してからRAM13にデータを記憶させるか、あるいは、電源トランジスタTrをONしてから一定時間の出力P1のデータを含むカウントCnを運転に反映させないようにするとよい。
Further, when the rise of the
1…粒子センサ
2…マイコン
3…発光素子
4…受光素子
5…信号分別回路
6…増幅回路
7…粒子径分別回路
8A…第1コンパレータ
8B…第2コンパレータ
9…記憶部
10…制御部
11…入出力部
12…ROM
13…RAM
Ti…取込間隔
Td…遅延時間
Tm…検出時間
DESCRIPTION OF
13 ... RAM
Ti ... Capture interval Td ... Delay time Tm ... Detection time
Claims (9)
前記粒子検出手段からの出力を予め設定した閾値と比較することにより、ハイ又はローのいずれであるのかを判定する信号判定手段と、
前記信号判定手段での判定結果を、時間を遅延させて所定の検出時間単位でそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される、各検出時間単位での判定結果に基づいてハイ又はローの出力時間比を順次演算する演算手段と、
前記演算手段で順次演算される出力時間比に基づいて浮遊粒子量を判定する粒子量判定手段と、
を備えたことを特徴とする粒子検出装置。 A particle detector that outputs an output corresponding to the amount of received light that changes based on the influence of scattered light from airborne particles in the air when the light emitted from the light emitting element is received by the light receiving element;
A signal determination unit that determines whether the output is high or low by comparing the output from the particle detection unit with a preset threshold;
Storage means for storing the determination result in the signal determination means in units of a predetermined detection time with a time delay;
Arithmetic means for sequentially calculating a high or low output time ratio based on a determination result in each detection time unit stored in the storage means;
Particle amount determination means for determining the amount of suspended particles based on the output time ratio sequentially calculated by the calculation means;
A particle detection apparatus comprising:
前記粒子検出手段からの出力が、ハイ又はローのいずれであるのかを、所定の取込間隔で判定する信号判定手段と、
前記信号判定手段での判定結果を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された判定結果に基づいて、連続してハイ又はローとなる累積回数を計数する演算手段と、
前記演算手段で計数された累積回数に基づいて浮遊粒子量を判定する粒子量判定手段と、
を備えたことを特徴とする粒子検出装置。 A particle detector that outputs an output corresponding to the amount of received light that changes based on the influence of scattered light from airborne particles in the air when the light emitted from the light emitting element is received by the light receiving element;
A signal determination means for determining whether the output from the particle detection means is high or low at a predetermined capture interval;
Storage means for storing the determination result in the signal determination means;
Based on the determination result stored in the storage unit, a calculation unit that counts the cumulative number of times that are continuously high or low;
Particle amount determination means for determining the amount of suspended particles based on the cumulative number counted by the calculation means;
A particle detection apparatus comprising:
前記演算手段は、前記粒子径判別手段により、小粒子であると判別された場合、前記検出時間に於けるハイ又はローの出力時間比を演算し、大粒子であると判別された場合、連続してハイ又はローとなる累積回数を計数することを特徴とする請求項1又は3に記載の粒子検出装置。 Based on the determination result in the signal conversion means, further comprising a particle size determination means capable of determining whether the suspended particles are large particles or small particles,
The calculating means calculates a high or low output time ratio at the detection time when the particle diameter determining means determines that the particle is a small particle, and continuously determines when the particle size is determined to be a large particle. The particle detection device according to claim 1, wherein the cumulative number of times of high or low is counted.
判定結果を、時間を遅延させて所定の検出時間単位でそれぞれ記憶し、
各検出時間単位での判定結果に基づいてハイ又はローの出力時間比を順次演算し、
順次演算される出力時間比に基づいて浮遊粒子量を判定することを特徴とする粒子検出方法。 When light received from the light emitting element is received by the light receiving element, the output corresponding to the amount of received light that changes based on the influence of scattered light from airborne particles in the optical path is compared with a preset threshold value. To determine whether it is high or low,
The determination results are each stored in predetermined detection time units with a time delay,
Based on the determination result in each detection time unit, the output time ratio of high or low is sequentially calculated,
A particle detection method, comprising: determining an amount of suspended particles based on a sequentially calculated output time ratio.
判定結果を記憶し、
記憶された判定結果に基づいて、前記検出時間に於けるハイ又はローの連続出力回数を演算し、
演算された連続出力回数に基づいて浮遊粒子量を判定することを特徴とする粒子検出方法。 When light received from the light emitting element is received by the light receiving element, the output corresponding to the amount of received light that changes based on the influence of scattered light from airborne particles in the optical path is compared with a preset threshold value. To determine whether it is high or low,
Memorize the judgment result,
Based on the stored determination result, the number of high or low continuous outputs in the detection time is calculated,
A particle detection method, comprising: determining an amount of suspended particles based on the calculated number of continuous outputs.
小粒子であると判別された場合、前記検出時間に於けるハイ又はローの出力時間比を演算し、大粒子であると判別された場合、前記検出時間に於けるハイ又はローの連続出力回数を計数することを特徴とする請求項7又は8に記載の粒子検出方法。 Based on the determination result, determine whether the suspended particles are large particles or small particles,
If it is determined to be a small particle, the output time ratio of high or low at the detection time is calculated, and if it is determined to be a large particle, the number of continuous high or low output times at the detection time. The particle detection method according to claim 7 or 8, wherein
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-
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