JP2014197299A - 炎検知器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】近赤外線領域を検出するフォトダイオード(1)と、中赤外線領域を検出する焦電素子(2)と、フォトダイオードおよび焦電素子の前面に設けられた窓材構造(11、12、14、15)とを備え、同一検知対象に対するフォトダイオードの出力と焦電素子の出力との比較に基づいて、火炎と光源を判別した上で炎の発生を検出する炎検知器であって、焦電素子の前面に設けられる窓材構造(14、15)として、前記焦電素子の長波長側の感度領域を4μmより長波長側に拡大することのできる窓材を適用する。
【選択図】図1
Description
なお、硬質ガラス13は、フォトダイオード1および焦電素子2を保護する保護材としての役割をなしている。
・Siフィルタ11:約1.0μm以下の波長をカットする働きを有している。
・赤外透過フィルタ12:約0.8〜2.8μmの波長領域で高い透過率を有している。
・硬質ガラス13:約2.7μm以上の波長をカットする働きを有している。
近年、石油代替燃料、次世代自動車などの開発により、水素、Liイオン電池、バイオガソリン、天然ガスなど、ガソリン代替新燃料が増加している。そして、このようなガソリン代替新燃料に起因して発生する火災は、従来とは特性が異なる場合もあり、既存の検知波長を用いて火災を検知することが困難になるおそれがある。
本発明は、種々の実験データに基づいて、近赤外線領域を検出するフォトダイオードと、中赤外線領域を検出する焦電素子のそれぞれの前面に設ける窓材の適切な構成を見出すことで、ガソリン代替新燃料にも対応できる炎検出範囲の拡張を図った炎検知器を実現している。
[1]分光放射スペクトルの事前検証
まず始めに、検知対象である種々の燃料による火炎、および火炎と識別して検出すべき種々の光源について、分光放射スペクトルの特性を検証した。
火炎を検知したときと光源を検知したときのそれぞれにおいて、焦電素子2の出力とフォトダイオード1の出力との差が大きいほど、火炎と光源の判別がしやすくなり、さらに、素子出力の増幅率も上げやすくなる。
図1は、本発明の実施の形態1における炎検知器に採用する窓材構成の一例を示した図である。種々の組合せを検討した結果、この図1に示す2つの窓材構成によって、火炎と光源の分離度を高めることができることがわかった。
(A):パターン1の窓材透過後の焦電素子2の相対感度特性
(B):パターン2の窓材透過後の焦電素子2の相対感度特性
(C):パターン1、2の窓材透過後のフォトダイオード2の相対感度特性
(特徴1)焦電素子2側の窓材としては、焦電素子2の長波長側の感度領域を4μmより長波長側まで伸ばし、透過率を上げることで出力を増加させることが有効であり、一例として、サファイアガラス14を使用することができる。
(特徴2)フォトダイオード1の長波長側と焦電素子2の短波長側の感度領域を分けるためには、一例として、焦電素子の前面にゲルマニウムフィルタ15を付け、焦電素子2の短波長側をカットすることが有効である。
Claims (4)
- 近赤外線領域を検出するフォトダイオードと、中赤外線領域を検出する焦電素子と、前記フォトダイオードおよび前記焦電素子の前面に設けられた窓材構造とを備え、同一検知対象に対する前記フォトダイオードの出力と前記焦電素子の出力との比較に基づいて、火炎と光源を判別した上で炎の発生を検出する炎検知器であって、
前記焦電素子の前面に設けられる前記窓材構造として、前記焦電素子の長波長側の感度領域を4μmより長波長側に拡大することのできる窓材を適用する
炎検知器。 - 請求項1に記載の炎検知器において、
前記焦電素子の前面に設けられる前記窓材構造として、サファイアガラスを適用する
炎検知器。 - 請求項2に記載の炎検知器において、
前記焦電素子の前面に設けられる前記窓材構造として、ゲルマニウムフィルタとサファイアガラスの積層構造を適用する
炎検知器。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載の炎検知器において、
前記フォトダイオードとして、前記焦電素子の検知範囲と重複しない検知範囲を有する検知素子を備えたものを適用する
炎検知器。
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