JP2020153753A - 火炎検出システム、放電確率算出方法および受光量測定方法 - Google Patents

火炎検出システム、放電確率算出方法および受光量測定方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2020153753A
JP2020153753A JP2019051091A JP2019051091A JP2020153753A JP 2020153753 A JP2020153753 A JP 2020153753A JP 2019051091 A JP2019051091 A JP 2019051091A JP 2019051091 A JP2019051091 A JP 2019051091A JP 2020153753 A JP2020153753 A JP 2020153753A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge
optical sensor
state
drive pulse
pulse voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019051091A
Other languages
English (en)
Inventor
駿 小沼
Shun Konuma
駿 小沼
雷太 森
Raita Mori
雷太 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Priority to JP2019051091A priority Critical patent/JP2020153753A/ja
Priority to CN202010156010.XA priority patent/CN111721405B/zh
Priority to US16/820,030 priority patent/US11280672B2/en
Publication of JP2020153753A publication Critical patent/JP2020153753A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/429Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to measurement of ultraviolet light
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44Electric circuits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0014Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation from gases, flames
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44Electric circuits
    • G01J2001/444Compensating; Calibrating, e.g. dark current, temperature drift, noise reduction or baseline correction; Adjusting
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44Electric circuits
    • G01J2001/4446Type of detector
    • G01J2001/446Photodiode
    • G01J2001/4466Avalanche
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0014Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation from gases, flames
    • G01J5/0018Flames, plasma or welding

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

【課題】光センサの非正規の放電の確率を算出する。【解決手段】火炎検出システムは、光源100から放出される光を検出する光センサ1と、光センサ1に駆動パルス電圧を印加する印加電圧生成回路12と、光センサ1の放電を検出する放電判定部201と、光センサ1が遮光された第1の状態と、光センサ1が遮光され、かつ駆動パルス電圧のパルス幅が第1の状態と異なる第2の状態のそれぞれについて放電確率を算出する放電確率算出部202と、光センサ1の既知の感度パラメータとして駆動パルス電圧の基準パルス幅を記憶する感度パラメータ記憶部19と、感度パラメータと、第1、第2の状態のときに算出された放電確率と、第1、第2の状態のときの駆動パルス電圧のパルス幅に基づいて、光センサ1の受光量に依存せずに発生する非正規の放電の放電確率を算出する放電確率算出部203を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、火炎の有無を検出する火炎検出システムに関するものである。
燃焼炉等において火炎の光から放出される紫外線に基づいて火炎の有無を検出する光センサとして、光電管式紫外線センサが利用される場合がある。光電管式紫外線センサの放電には、光電効果による放電以外のノイズ成分による非正規な放電現象(疑放電)が起きることが観測されている。
特許文献1では、火炎センサに印加する駆動パルスのパルス幅を制御して放電の受光量を計算から求め、光量から火炎センサの寿命を判定することができる火炎検出システムが提案されている。しかし、実際の火炎センサの放電には故障と総称されるノイズによる非正規の放電が含まれており、火炎による光がない場合でも放電が起きてしまい、誤検出してしまう場合があった。そのような放電の誤検出を除去するために、ノイズ成分を考慮した放電確率の測定方法を考慮する必要がある。
また、特許文献2に開示された火炎検出システムでは、正規の放電以外のノイズ成分の放電確率を考慮した受光量の求め方が提案されており、精度よく火炎の有無を検出することを可能としている。しかしながら、特許文献2に開示された火炎検出システムでは、ノイズ成分の放電確率が既知である必要があり、その導出方法は容易ではない。
また、特許文献3に開示された故障検出装置では、火炎センサへ入射する電磁波を遮断するシャッタ機構を設けることで火炎センサの自己放電による故障を検出することが提案されている。しかしながら、特許文献3に開示された故障検出装置では、火炎センサの寿命による測定感度の変化で正規の放電と非正規の放電とを区別するための判別方法が無く、故障の検知を誤る可能性があった。
特開2018−84422号公報 特開2018−84423号公報 特開平05−012581号公報
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、光センサの受光量に依存せずに発生する、光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による非正規の放電の放電確率を算出することができる火炎検出システム、および放電確率算出方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、光センサの正規の放電以外のノイズ成分を除外した受光量を算出することができる火炎検出システムおよび受光量測定方法を提供することを目的とする。
本発明の火炎検出システムは、光源から放出される光を検出するように構成された光センサと、この光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加するように構成された印加電圧生成部と、前記光センサの放電電流を検出するように構成された電流検出部と、この電流検出部によって検出された放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出するように構成された放電判定部と、前記光センサが遮光された第1の状態と、前記光センサが遮光され、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態のそれぞれについて、前記印加電圧生成部による前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記放電判定部によって検出された放電の回数とに基づいて放電確率を算出するように構成された第1の放電確率算出部と、前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅を予め記憶するように構成された記憶部と、前記記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第1、第2の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率と、前記第1、第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存して発生しかつ前記光センサの受光量に依存せずに発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による第1種の非正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅と前記光センサの受光量とに依存せずに発生する、前記ノイズ成分による第2種の非正規の放電の放電確率とを算出するように構成された第2の放電確率算出部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の火炎検出システムの1構成例は、前記光センサが採光可能な第3の状態のときの前記光センサの受光量を算出するように構成された受光量算出部をさらに備え、前記第1の放電確率算出部は、前記第1、第2の状態のときの放電確率に加えて、前記第3の状態のときの前記印加電圧生成部による前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記放電判定部によって検出された放電の回数とに基づいて放電確率を算出し、前記記憶部は、前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅に加えて、前記光センサの基準受光量と、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅で前記光センサの受光量が前記基準受光量で前記第3の状態のときの正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記ノイズ成分による第3種の非正規の放電の放電確率とを予め記憶し、前記受光量算出部は、前記記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第3の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率と、前記第3の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅と、前記第2の放電確率算出部によって算出された第1種、第2種の非正規の放電確率とに基づいて、前記第3の状態のときの前記光センサの受光量を算出することを特徴とするものである。
また、本発明の火炎検出システムの1構成例は、前記受光量算出部によって算出された受光量と受光量閾値とを比較することにより、前記光源の有無を判定するように構成された受光量判定部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の火炎検出システムの1構成例は、前記光源と前記光センサとの間に設けられた遮光手段と、この遮光手段を開閉動作させて、前記前記光センサが遮光された状態と前記光センサが採光可能な状態とを切り替えるように構成されたシャッタ制御部とをさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の火炎検出システムの1構成例において、前記第2の放電確率算出部は、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅T0、前記第1の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率1*、前記第2の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率2*、前記第1の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅T1、前記第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅T2(T1≠T2)に基づいて、前記第1種の非正規の放電の放電確率PaBと前記第2種の非正規の放電の放電確率PbBとを算出することを特徴とするものである。
また、本発明の火炎検出システムの1構成例において、前記受光量算出部は、前記光センサの基準受光量Q0、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅T0、前記正規の放電の放電確率PaA、前記第1種の非正規の放電の放電確率PaB、前記第2種の非正規の放電の放電確率PbB、前記第3種の非正規の放電の放電確率PbA、前記第3の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率P、前記第3の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅Tに基づいて、前記第3の状態のときの前記光センサの受光量Qを算出することを特徴とするものである。
また、本発明の火炎検出システムの放電確率算出方法は、光源から生じる光を検出する光センサが遮光された第1の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第1のステップと、前記第1の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第2のステップと、前記第1の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第3のステップと、前記第1のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第3のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第1の状態のときの放電確率を算出する第4のステップと、前記光センサが遮光され、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第5のステップと、前記第2の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第6のステップと、前記第2の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第7のステップと、前記第5のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第7のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第2の状態のときの放電確率を算出する第8のステップと、前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅を予め記憶する記憶部を参照し、この記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第4、第8のステップで算出した放電確率と、前記第1、第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存して発生しかつ前記光センサの受光量に依存せずに発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による第1種の非正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅と前記光センサの受光量とに依存せずに発生する、前記ノイズ成分による第2種の非正規の放電の放電確率とを算出する第9のステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の火炎検出システムの受光量測定方法は、前記第1〜第9のステップと、前記第1〜第9のステップよりも前または後において、前記光センサが採光可能な第3の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第10のステップと、前記第1〜第9のステップよりも前または後において、前記第3の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第11のステップと、前記第1〜第9のステップよりも前または後において、前記第3の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第12のステップと、前記第1〜第9のステップよりも前または後において、前記第10のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第12のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第3の状態のときの放電確率を算出する第13のステップと、前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅に加えて、前記光センサの基準受光量と、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅で前記光センサの受光量が前記基準受光量で前記第3の状態のときの正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記ノイズ成分による第3種の非正規の放電の放電確率とを予め記憶する前記記憶部を参照し、この記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第3の状態のときに前記第13のステップで算出した放電確率と、前記第3の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅と、前記第9のステップで算出した前記第1種、第2種の非正規の放電確率とに基づいて、前記第3の状態のときの前記光センサの受光量を算出する第14のステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の火炎検出システムの受光量測定方法の1構成例は、前記第14のステップで算出した受光量と受光量閾値とを比較することにより、前記光源の有無を判定する第15のステップをさらに含むことを特徴とするものである。
本発明によれば、第1の放電確率算出部と記憶部と第2の放電確率算出部とを設けることにより、駆動パルス電圧のパルス幅に依存して発生しかつ光センサの受光量に依存せずに発生する、光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分(例えば熱電子、突入電流、残存イオンなど)による第1種の非正規の放電の放電確率と、駆動パルス電圧のパルス幅と光センサの受光量とに依存せずに発生する、ノイズ成分による第2種の非正規の放電の放電確率とを算出することができる。
また、本発明では、受光量算出部を設けることにより、光源から生じる光による光センサの正規の放電以外のノイズ成分を除外した受光量を算出することができる。その結果、本発明では、求めた受光量から火炎の有無を精度良く検出することが可能となる。また、本発明では、ノイズ成分を含む受光量により光センサの誤った寿命判定をしてしまう可能性を低減することができる。
図1は、本発明の実施例に係る火炎検出システムの構成を示すブロック図である。 図2は、本発明の実施例において光センサに印加される駆動パルス、および電流検出回路において検出される検出電圧を示す波形図である。 図3は、本発明の実施例に係る火炎検出システムの動作を説明するフローチャートである。 図4は、本発明の実施例に係る火炎検出システムを実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。
[実施例]
以下、ノイズ成分による非正規の放電の測定方法と受光量の測定方法について説明する。光電効果を利用した光センサは、光子が電極に当たることで通電する光電管である。通電は次の条件で進行する。
[光センサの動作]
光センサの1対の電極間に電圧を印加した状態において、一方の電極に光子が当たると、ある確率で光電子が飛び出し、電子なだれを起こしながら通電する(電極間に放電電流が流れる)。
電極間に電圧が掛かっている間、光センサは通電し続ける。あるいは、光センサの通電が確認されたら直ちに電圧を下げることで通電が停止する。このように、光センサは、電極間の電圧が下がると、通電を終了する。
光センサの電極に光子が1個当たったときに、光センサが放電する確率をP1とする。また、光センサの電極に光子が2個当たったときに、光センサが放電する確率をP2とする。P2は1個目の光子でも2個目の光子でも放電しない確率の逆なので、P2とP1の関係は、式(1)のように表される。
Figure 2020153753
一般にn個の光子が光センサの電極に当たったときに光センサが放電する確率をPn、m個の光子が光センサの電極に当たったときに光センサが放電する確率をPmとすると(n,mは自然数)、式(1)と同様に式(2)と式(3)が成り立つ。
Figure 2020153753
式(2)と式(3)から、PnとPmの関係として式(4)が導ける。
Figure 2020153753
単位時間あたりに光センサの電極に飛来してくる光子の数をE、光センサの放電開始電圧以上の電圧を電極間に印加する時間(以下パルス幅と呼ぶ)をTとすると、電圧印加1回あたりに電極に衝突する光子の数はETで表される。よって、同一の光センサを、ある条件Aと別の条件Bで動作させた際の、光子数E、パルス幅T、放電確率Pの関係は式(5)のとおりとなる。ここで、基準とする光子数をE0と定め、Q=E/E0とすると、式(6)となる。ここで、Qを受光量と呼ぶこととする。
Figure 2020153753
[火炎検出システムの構成と動作]
図1は本発明の実施例に係る火炎検出システムの構成を示すブロック図である。火炎検出システムは、光センサを駆動し、光センサの駆動結果から光源からの受光量を算出するものである。この火炎検出システムは、炎やLEDやランプなどの光源100から生じる光(紫外線)を検出する光センサ1と、外部電源2と、光センサ1および外部電源2が接続された演算装置3と、光源100と光センサ1との間に設けられたシャッタ21と、シャッタ21を駆動するシャッタ駆動部22と、シャッタ駆動部22を通じてシャッタ21を制御するシャッタ制御部23とを備えている。シャッタ21とシャッタ駆動部22とは、遮光手段を構成している。
光センサ1は、両端部が塞がれた円筒状の外囲器と、この外囲器の両端部を貫通する2本の電極ピンと、外囲器内部において電極ピンにより互いに平行に支持された2枚の電極とを備えた光電管から構成されている。このような光センサ1では、電極支持ピンを介して電極間に所定の電圧を印加した状態において、光源100に対向配置された一方の電極に紫外線が照射されると、光電効果によりその電極から電子が放出され、電極間に放電電流が流れる。
外部電源2は、例えば、100[V]または200[V]の電圧値を有する交流の商用電源からなる。
演算装置3は、外部電源2に接続された電源回路11と、この電源回路11に接続された印加電圧生成回路12およびトリガ回路13と、光センサ1の下流側の端子1bと接地ラインGNDとの間に直列に接続された抵抗R1とR2とからなる分圧抵抗14と、この分圧抵抗14の抵抗R1とR2との接続点Paに生じる電圧(参照電圧)Vaを光センサ1に流れる電流Iとして検出する電流検出回路15と、印加電圧生成回路12,トリガ回路13および電流検出回路15が接続された処理回路16とを備えている。
電源回路11は、外部電源2から入力される交流電力を、印加電圧生成回路12およびトリガ回路13に供給する。また、演算装置3の駆動用の電力は、電源回路11より取得される(ただし、交流/直流を問わず別電源から駆動用の電力を取得するように構成することもできる)。
印加電圧生成回路12(印加電圧生成部)は、電源回路11により印加される交流電圧を所定の値まで昇圧させて光センサ1に印加する。本実施例では、処理回路16からの矩形パルスPSと同期した200[V]のパルス状の電圧(光センサ1の放電開始電圧VST以上の電圧)を駆動パルス電圧PMとして生成し、この生成した駆動パルス電圧PMを光センサ1に印加する。図2に光センサ1に印加される駆動パルス電圧PMを示す。駆動パルス電圧PMは、処理回路16からの矩形パルスPSと同期しており、そのパルス幅Tは矩形パルスPSのパルス幅と等しい。処理回路16からの矩形パルスPSについては後述する。
トリガ回路13は、電源回路11により印加される交流電圧の所定の値点を検出し、この検出結果を処理回路16に入力する。本実施例において、トリガ回路13は、電圧値が最小となる最小値点を所定の値点(トリガ時点)として検出する。このように交流電圧について所定の値点を検出することにより、その交流電圧の1周期を検出することが可能となる。
分圧抵抗14は、抵抗R1とR2との分圧電圧として参照電圧Vaを生成し、電流検出回路15に入力する。ここで、光センサ1の上流側の端子1aに印加される駆動パルスPMの電圧値は、上述したように200[V]という高電圧となっているので、光センサ1の電極間に電流が流れた時にその下流側の端子1bに生じる電圧をそのまま電流検出回路15に入力すると電流検出回路15に大きな負荷がかかることとなる。このため、本実施例では、分圧抵抗14によって電圧値が低い参照電圧Vaを生成し、これを電流検出回路15に入力するようにしている。
電流検出回路15(電流検出部)は、分圧抵抗14から入力される参照電圧Vaを光センサ1の放電電流Iとして検出し、この検出した参照電圧Vaを検出電圧Vpvとして処理回路16に入力する。
矩形パルス生成部17は、トリガ回路13がトリガ時点を検出する毎に、すなわち電源回路11からトリガ回路13に印加される交流電圧の1周期毎に、パルス幅Tの矩形パルスPSを生成する。この矩形パルス生成部17が生成する矩形パルスPSが印加電圧生成回路12へ送られる。
A/D変換部18は、電流検出回路15からの検出電圧VpvをA/D変換し、中央処理部20へ送る。
中央処理部20は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、放電判定部201と、放電確率算出部202,203と、パルス印加数積算部204と、印加数判定部205と、受光量算出部206と、受光量判定部207として機能する。
中央処理部20において、放電判定部201は、電流検出回路15によって検出された光センサ1の放電電流に基づいて光センサ1の放電を検出する。具体的には、放電判定部201は、光センサ1に駆動パルス電圧PMが印加される毎(矩形パルスPSが生成される毎)に、A/D変換部18から入力される検出電圧Vpvと予め定められている閾値電圧Vthとを比較し(図2参照)、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定し、放電回数nを1増やす。
放電確率算出部202は、光センサ1に印加された駆動パルス電圧PMの印加回数Nが所定数に達したとき(矩形パルスPSのパルス数が所定数に達したとき)に、放電判定部201によって検出された放電回数nと駆動パルス電圧PMの印加回数Nとから光センサ1の放電確率Pを算出する。
この放電確率Pをフレーム信号として出力する。ある動作条件、受光量Q0(Q0≠0)、パルス幅T0における放電確率P0が既知であるとする。例えば火炎検出システムの出荷検査において、定められた受光量とパルス幅における放電確率Pを測定しておく方法がある。このとき、受光量Q、パルス幅T、放電確率Pの関係は、式(7)となる。ただし、P=0はQ=0とする。本発明では、P=0のときとP=1のときは、受光量Qの算出処理から除外する。
Figure 2020153753
いま、Q0,T0,P0が既知で、Tは火炎検出システムが制御しているパルス幅なので既知である。複数回の駆動パルス電圧PMを光センサ1に印加し、放電回数nを測定し、放電確率Pを算出すれば、未知数である受光量Qを式(7)から算出することができる。この受光量Qをフレーム信号として出力してもよい。
[ノイズを考慮した火炎検出システムの動作]
式(7)から、ある動作条件、受光量Q0、パルス幅T0における放電確率PaAが既知であるとし、受光量Q、パルス幅T、放電確率Pの関係は、式(8)で与えられる。
Figure 2020153753
光センサ1の放電と時間との関係としては、下記の2とおりが考えられる。
(a)駆動パルス電圧PMの印加中に一律の確率で現れる放電(式(8))。
(b)駆動パルス電圧PMの立ち上がり時に現れる放電。
次に、光センサ1の放電と受光量との関係は、下記の2とおりが考えられる。
(A)受光量と式(8)の関係に従って現れる放電。
(B)受光量と無関係に表れる放電。
Figure 2020153753
表1のマトリクスのとおり、(a)、(b)と(A)、(B)の組み合わせで光センサ1のノイズ放電を類型できる。本発明では、(a)と(A)の組み合わせ(aA)、(a)と(B)の組み合わせ(aB)、(b)と(A)の組み合わせ(bA)、(b)と(B)の組み合わせ(bB)が確実に観測される可能性が高いと考えられる。
aAの組み合わせの放電は、「感度」と呼ばれる正常な放電(式(8)に組み込み済み)である。aBの組み合わせの放電は、熱電子などがトリガとなる紫外線量に無関係な放電である。bAの組み合わせの放電は、突入電流や残存イオンによりパルス初期に限定的に発生する放電のうち光量に依存する放電である。ここで、パルス初期とは、パルス幅Tの調整範囲の下限より短い時間を指す。bBの組み合わせの放電は、突入電流や残存イオンによりパルス初期に限定的に発生する放電のうち光量に依存しない放電である。
なお、表1に類型化したものはUV(ultraviolet)故障モードの全てではない。例えば放電が切れない、感度波長が異なるなど、表1に含まれない故障モードがある。
以上のaAの放電と3種のaB,bA,bBのノイズ放電とは、式(9)の形で表すことができる。
Figure 2020153753
式(9)において、PaBは受光量Q、パルス幅TにおけるaBの放電確率、PbAは受光量Q、パルス幅TにおけるbAの放電確率、PbBは受光量Q、パルス幅TにおけるbBの放電確率である。式(9)における各ノイズ成分PaB,PbA,PbBは、シャッタ21と、明るさが既知の光源と、パルス幅調整の組み合わせで、それぞれ個別の値を検出可能である。既知の、あるいは無視できる成分があれば、測定条件を緩和できる場合がある。
また、放電確率PaAが既知である場合、例えば火炎検出システムの出荷検査で既に放電確率PaAが測定されており、測定感度のばらつきが小さくて代表値を利用することができ、システムの製品寿命中は放電確率PaAが不変であると考えられる場合には、シャッタ21とパルス幅調整の組み合わせで、ノイズ成分PaB,PbA,PbBを除去した受光量Qを測定可能である。シャッタ21のみの場合は、ノイズ成分PaB,PbBを除去できる。パルス幅調整のみの場合は、ノイズ成分PbA,PbBを除去できる。
[シャッタを利用した放電確率PaB,PbBの検出方法]
式(9)においてシャッタ閉のとき、受光量Qを0とすると、式(10)となる。ここで、P*はシャッタ閉での放電確率測定値とする。
Figure 2020153753
パルス幅T1で測定を行い、放電確率1*を測定する。
Figure 2020153753
さらに、パルス幅T2(T1≠T2)で測定を行い、放電確率2*を測定する。
Figure 2020153753
式(11)を式(12)で除すれば、式(13)が得られるので、放電確率PaBを式(14)のとおりに算出することができる。
Figure 2020153753
式(14)を式(11)に代入すれば、式(15)のとおり放電確率PbBを算出することができる。
Figure 2020153753
また、式(14)を式(12)に代入すれば、式(16)のとおり放電確率PbBを算出することができる。
Figure 2020153753
したがって、シャッタ21を利用して、パルス幅T1,T2のときの放電確率1*2*をそれぞれ測定すれば、放電確率PaB,PbBを得ることができる。
式(9)より、式(17)のとおり受光量Qが得られる。
Figure 2020153753
以下、本実施例の火炎検出システムの動作について更に詳細に説明する。図3は本実施例の火炎検出システムの動作を説明するフローチャートである。
シャッタ制御部23は、シャッタ21を開閉動作させるためのシャッタ開信号(電圧)を選択的に出力することにより、シャッタ閉(光センサ1が遮光された第1、第2の状態)とシャッタ開(光センサが採光可能な第3の状態)とを切り替えることが可能である。
本実施例では、火炎検出システムの出荷検査時または火炎検出システムが設置されている現場において、初期の状態では、シャッタ開信号を出力しない。このため、シャッタ駆動部22は、シャッタ21を閉じた状態とする(図3ステップS100)。これにより、光源100からの光がシャッタ21によって遮断され、光センサ1への光の入射が遮断される。
上記のとおり、印加電圧生成回路12は、駆動パルス電圧PMを光センサ1の1対の端子1a,1b間に印加する(図3ステップS101)。このとき駆動パルス電圧PMのパルス幅はT1である。このパルス幅T1の設定は、矩形パルス生成部17による制御、すなわち矩形パルス生成部17が矩形パルスPSのパルス幅をT1に設定することで実現できる。
放電判定部201は、電流検出回路15からの検出電圧Vpvと予め定められている閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定する。放電判定部201は、光センサ1が放電したと判定すると、これを1回として放電回数n1をカウントする(図3ステップS102)。放電回数n1と後述する駆動パルス電圧PMの印加回数N1の初期値が共に0であることは言うまでもない。こうして、ステップS101,S102の処理が繰り返し実行される。
パルス印加数積算部204は、矩形パルス生成部17から出力される矩形パルスPSを数えることにより、駆動パルス電圧PMの印加回数N1(あるいは後述する印加回数N2,N3)を数える。
印加数判定部205は、駆動パルス電圧PMの印加回数N1,N2,N3を所定数Nth1,Nth2,Nth3と比較する。
放電確率算出部202は、ステップS101による駆動パルス電圧PMの印加開始時からの駆動パルス電圧PMの印加回数N1が所定数Nth1に達したと印加数判定部205が判定したとき(図3ステップS103においてYES)、このときの駆動パルス電圧PMの印加回数N1(=Nth1)と放電判定部201によって検出された放電回数n1とに基づいて、式(18)により放電確率1*を算出する(図3ステップS104)。
1*=n1/N1 ・・・(18)
次に、印加電圧生成回路12は、ステップS101と同様に、駆動パルス電圧PMを光センサ1の1対の端子1a,1b間に印加する(図3ステップS105)。ただし、このときの駆動パルス電圧PMのパルス幅はT2(T1≠T2)である。パルス幅T1の場合と同様に、パルス幅T2の設定は、矩形パルス生成部17が矩形パルスPSのパルス幅をT2に設定することで実現できる。
放電判定部201は、ステップS102と同様に、電流検出回路15からの検出電圧Vpvと閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定し、放電回数n2を1増やす(図3ステップS106)。放電回数n2と後述する駆動パルス電圧PMの印加回数N2の初期値が共に0であることは言うまでもない。こうして、ステップS105,S106の処理が繰り返し実行される。
放電確率算出部202は、ステップS105による駆動パルス電圧PMの印加開始時からの駆動パルス電圧PMの印加回数N2が所定数Nth2に達したと印加数判定部205が判定したとき(図3ステップS107においてYES)、このときの駆動パルス電圧PMの印加回数N2(=Nth2)と放電判定部201によって検出された放電回数n2とに基づいて、式(19)により放電確率2*を算出する(図3ステップS108)。
2*=n2/N2 ・・・(19)
感度パラメータ記憶部19には、光センサ1の既知の感度パラメータとして、光センサ1の基準受光量Q0と、駆動パルス電圧PMの基準パルス幅T0と、駆動パルス電圧PMのパルス幅が基準パルス幅T0で光センサ1の受光量が基準受光量Q0で光センサ1が採光可能な状態のときの正規の放電の放電確率PaAと、光センサ1が採光可能な状態のときの非正規の放電の放電確率PbAとが予め記憶されている。
放電確率PbAは、上記のとおり駆動パルス電圧PMのパルス幅に依存せずに発生しかつ光センサ1の受光量に依存して発生する、光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による放電の確率である。感度パラメータ記憶部19に記憶される感度パラメータについては、例えば火炎検出システムの出荷検査において予め測定しておくものとする。
なお、上記のパルス幅T1,T2(T1≠T2)のうちどちらか一方は、基準パルス幅T0と同じでもよい。
放電確率算出部203は、放電確率算出部202によって算出された放電確率1*2*と、放電確率1*2*を求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅T1,T2と、感度パラメータ記憶部19に記憶されているパラメータT0とに基づいて、非正規の放電の放電確率PaBを、式(14)により算出する(図3ステップS109)。放電確率PaBは、上記のとおり駆動パルス電圧PMのパルス幅に依存して発生しかつ光センサ1の受光量に依存せずに発生する、光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による放電の確率である。
続いて、放電確率算出部203は、放電確率算出部202によって算出された放電確率1*2*と、放電確率1*2*を求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅T1,T2とに基づいて、非正規の放電の放電確率PbBを、式(15)により算出する(図3ステップS110)。または、放電確率算出部203は、放電確率PbBを、式(16)により算出してもよい(ステップS110)。放電確率PbBは、上記のとおり駆動パルス電圧PMのパルス幅と光センサ1の受光量とに依存せずに発生する、光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による放電の確率である。
次に、シャッタ制御部23は、放電確率PaB,PbBの算出が終了したとき、シャッタ開信号を出力する。
シャッタ駆動部22は、シャッタ制御部23からシャッタ開信号が出力されたとき、シャッタ21を開く(図3ステップS111)。シャッタ21が開いたことにより、光センサ1は採光可能な状態となる。光源100からの光は光センサ1に入射する。
次に、印加電圧生成回路12は、ステップS101と同様に、駆動パルス電圧PMを光センサ1の1対の端子1a,1b間に印加する(図3ステップS112)。このときの駆動パルス電圧PMのパルス幅はTである。パルス幅T1,T2の場合と同様に、パルス幅Tの設定は、矩形パルス生成部17が矩形パルスPSのパルス幅をTに設定することで実現できる。なお、パルス幅Tは、上記のパルス幅T1,T2のうちどちらか一方と同じでもよい。
放電判定部201は、ステップS102と同様に、電流検出回路15からの検出電圧Vpvと閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定し、放電回数n3を1増やす(図3ステップS113)。放電回数n3と後述する駆動パルス電圧PMの印加回数N3の初期値が共に0であることは言うまでもない。こうして、ステップS112,S113の処理が繰り返し実行される。
放電確率算出部202は、ステップS112による駆動パルス電圧PMの印加開始時からの駆動パルス電圧PMの印加回数N3が所定数Nth3に達したと印加数判定部205が判定したとき(図3ステップS114においてYES)、このときの駆動パルス電圧PMの印加回数N3(=Nth3)と放電判定部201によって検出された放電回数n3とに基づいて、式(20)により放電確率Pを算出する(図3ステップS115)。
P=n3/N3 ・・・(20)
受光量算出部206は、放電確率算出部202によって算出された放電確率Pが0より大きくかつ1未満である場合(図3ステップS116においてYES)、この放電確率Pと、放電確率Pを求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅Tと、放電確率算出部203によって算出された放電確率PaB,PbBと、感度パラメータ記憶部19に記憶されているパラメータQ0,T0,PaA,PbAとに基づいて、式(17)により受光量Qを算出する(図3ステップS117)。
また、受光量算出部206は、放電確率算出部202によって算出された放電確率Pが0の場合(ステップS116においてNO)、受光量Qを0とするか、あるいは受光量Qを算出不可とする例外処理を行う(図3ステップS118)。また、受光量算出部206は、放電確率Pが1の場合(ステップS116においてNO)、受光量Qを算出不可とする例外処理を行う(ステップS118)。
次に、受光量判定部207は、受光量算出部206によって算出された受光量Qと所定の受光量閾値Qthとを比較し(図3ステップS119)、受光量Qが受光量閾値Qthを超えた場合(ステップS119においてYES)、火炎有りと判定する(図3ステップS120)。また、受光量判定部207は、受光量Qが受光量閾値Qth以下の場合(ステップS119においてNO)、火炎無しと判定する(図3ステップS121)。
以上の説明から分かるように、本実施例では、光センサ1の受光量に依存せずに発生する非正規の放電の放電確率PaB,PbBを算出することができる。そして、本実施例では、この放電確率PaB,PbBを用いて、ノイズ成分を除外した受光量Qを算出することができる。その結果、本実施例では、求めた受光量Qから火炎の有無を精度良く検出することが可能となる。また、本実施例では、ノイズ成分を含む受光量Qにより光センサ1の誤った寿命判定をしてしまう可能性を低減することができる。
なお、本実施例では、図3のステップS100〜S110の処理の後に、ステップS111〜S115の処理を行っているが、これに限るものではなく、ステップS111〜S115の処理を先に行った後に、ステップS100〜S110の処理を行うようにしてもよい。
また、本実施例では、シャッタ機構付きの火炎検出システムに本発明を適用しているが、シャッタ機構無しの火炎検出システムに本発明を適用することも可能である。
この場合、火炎検出システムの出荷検査時または火炎検出システムが設置されている現場において、ステップS101〜S110の処理を行う際には、例えば光センサ1に覆いを装着することで、光センサ1が遮光された状態にすればよい。このとき、火炎検出システムには、光センサ1が遮光された状態であることを示す信号が例えばユーザの操作によって入力される。これにより、火炎検出システムの中央処理部20は、S101〜S110の処理を行う。
また、ステップS112〜S115の処理を行う際には、光センサ1が遮光された状態を解除し、光センサ1が採光可能な状態とすればよい。このとき、火炎検出システムには、光センサ1が採光可能な状態であることを示す信号が例えばユーザの操作によって入力される。これにより、火炎検出システムの中央処理部20は、S112〜S115の処理を行う。
本実施例で説明した感度パラメータ記憶部19と中央処理部20とは、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。
このコンピュータの構成例を図4に示す。コンピュータは、CPU300と、記憶装置301と、インターフェース装置(以下、I/Fと略する)302とを備えている。I/F302には、印加電圧生成回路12と矩形パルス生成部17とA/D変換部18とシャッタ制御部23などが接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の放電確率算出方法および受光量測定方法を実現させるためのプログラムは記憶装置301に格納される。CPU300は、記憶装置301に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。
本発明は、火炎検出システムに適用することができる。
1…光センサ、2…外部電源、3…演算装置、11…電源回路、12…印加電圧生成回路、13…トリガ回路、14…分圧抵抗、15…電流検出回路、16…処理回路、17…矩形パルス生成部、18…A/D変換部、19…感度パラメータ記憶部、20…中央処理部、21…シャッタ、22…シャッタ駆動部、23…シャッタ制御部、100…光源、201…放電判定部、202,203…放電確率算出部、204…パルス印加数積算部、205…印加数判定部、206…受光量算出部、207…受光量判定部。

Claims (9)

  1. 光源から放出される光を検出するように構成された光センサと、
    この光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加するように構成された印加電圧生成部と、
    前記光センサの放電電流を検出するように構成された電流検出部と、
    この電流検出部によって検出された放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出するように構成された放電判定部と、
    前記光センサが遮光された第1の状態と、前記光センサが遮光され、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態のそれぞれについて、前記印加電圧生成部による前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記放電判定部によって検出された放電の回数とに基づいて放電確率を算出するように構成された第1の放電確率算出部と、
    前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅を予め記憶するように構成された記憶部と、
    前記記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第1、第2の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率と、前記第1、第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存して発生しかつ前記光センサの受光量に依存せずに発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による第1種の非正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅と前記光センサの受光量とに依存せずに発生する、前記ノイズ成分による第2種の非正規の放電の放電確率とを算出するように構成された第2の放電確率算出部とを備える火炎検出システム。
  2. 請求項1記載の火炎検出システムにおいて、
    前記光センサが採光可能な第3の状態のときの前記光センサの受光量を算出するように構成された受光量算出部をさらに備え、
    前記第1の放電確率算出部は、前記第1、第2の状態のときの放電確率に加えて、前記第3の状態のときの前記印加電圧生成部による前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記放電判定部によって検出された放電の回数とに基づいて放電確率を算出し、
    前記記憶部は、前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅に加えて、前記光センサの基準受光量と、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅で前記光センサの受光量が前記基準受光量で前記第3の状態のときの正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記ノイズ成分による第3種の非正規の放電の放電確率とを予め記憶し、
    前記受光量算出部は、前記記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第3の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率と、前記第3の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅と、前記第2の放電確率算出部によって算出された第1種、第2種の非正規の放電確率とに基づいて、前記第3の状態のときの前記光センサの受光量を算出することを特徴とする火炎検出システム。
  3. 請求項2記載の火炎検出システムにおいて、
    前記受光量算出部によって算出された受光量と受光量閾値とを比較することにより、前記光源の有無を判定するように構成された受光量判定部をさらに備えることを特徴とする火炎検出システム。
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の火炎検出システムにおいて、
    前記光源と前記光センサとの間に設けられた遮光手段と、
    この遮光手段を開閉動作させて、前記前記光センサが遮光された状態と前記光センサが採光可能な状態とを切り替えるように構成されたシャッタ制御部とをさらに備えることを特徴とする火炎検出システム。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の火炎検出システムにおいて、
    前記第2の放電確率算出部は、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅をT0、前記第1の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率を1*、前記第2の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率を2*、前記第1の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT1、前記第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT2(T1≠T2)としたとき、
    Figure 2020153753
    により、前記第1種の非正規の放電の放電確率PaBを算出し、
    Figure 2020153753
    、または
    Figure 2020153753
    により、前記第2種の非正規の放電の放電確率PbBを算出することを特徴とする火炎検出システム。
  6. 請求項2記載の火炎検出システムにおいて、
    前記受光量算出部は、前記光センサの基準受光量をQ0、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅をT0、前記正規の放電の放電確率をPaA、前記第1種の非正規の放電の放電確率をPaB、前記第2種の非正規の放電の放電確率をPbB、前記第3種の非正規の放電の放電確率をPbA、前記第3の状態のときに前記第1の放電確率算出部によって算出された放電確率をP、前記第3の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をTとしたとき、
    Figure 2020153753
    により、前記第3の状態のときの前記光センサの受光量Qを算出することを特徴とする火炎検出システム。
  7. 光源から放出される光を検出する光センサが遮光された第1の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第1のステップと、
    前記第1の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第2のステップと、
    前記第1の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第3のステップと、
    前記第1のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第3のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第1の状態のときの放電確率を算出する第4のステップと、
    前記光センサが遮光され、かつ前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第5のステップと、
    前記第2の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第6のステップと、
    前記第2の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第7のステップと、
    前記第5のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第7のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第2の状態のときの放電確率を算出する第8のステップと、
    前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅を予め記憶する記憶部を参照し、この記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第4、第8のステップで算出した放電確率と、前記第1、第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存して発生しかつ前記光センサの受光量に依存せずに発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による第1種の非正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅と前記光センサの受光量とに依存せずに発生する、前記ノイズ成分による第2種の非正規の放電の放電確率とを算出する第9のステップとを含む火炎検出システムの放電確率算出方法。
  8. 請求項7に記載の第1〜第9のステップと、
    前記第1〜第9のステップよりも前または後において、前記光センサが採光可能な第3の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第10のステップと、
    前記第1〜第9のステップよりも前または後において、前記第3の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第11のステップと、
    前記第1〜第9のステップよりも前または後において、前記第3の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第12のステップと、
    前記第1〜第9のステップよりも前または後において、前記第10のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第12のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第3の状態のときの放電確率を算出する第13のステップと、
    前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅に加えて、前記光センサの基準受光量と、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅で前記光センサの受光量が前記基準受光量で前記第3の状態のときの正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記ノイズ成分による第3種の非正規の放電の放電確率とを予め記憶する前記記憶部を参照し、この記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第3の状態のときに前記第13のステップで算出した放電確率と、前記第3の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅と、前記第9のステップで算出した前記第1種、第2種の非正規の放電確率とに基づいて、前記第3の状態のときの前記光センサの受光量を算出する第14のステップとを含む火炎検出システムの受光量測定方法。
  9. 請求項8記載の火炎検出システムの受光量測定方法において、
    前記第14のステップで算出した受光量と受光量閾値とを比較することにより、前記光源の有無を判定する第15のステップをさらに含むことを特徴とする火炎検出システムの受光量測定方法。
JP2019051091A 2019-03-19 2019-03-19 火炎検出システム、放電確率算出方法および受光量測定方法 Pending JP2020153753A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019051091A JP2020153753A (ja) 2019-03-19 2019-03-19 火炎検出システム、放電確率算出方法および受光量測定方法
CN202010156010.XA CN111721405B (zh) 2019-03-19 2020-03-09 火焰检测系统、放电概率算出方法以及受光量测定方法
US16/820,030 US11280672B2 (en) 2019-03-19 2020-03-16 Flame detection system, discharge probability calculating method, and received light quantity measuring method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019051091A JP2020153753A (ja) 2019-03-19 2019-03-19 火炎検出システム、放電確率算出方法および受光量測定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020153753A true JP2020153753A (ja) 2020-09-24

Family

ID=72514281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019051091A Pending JP2020153753A (ja) 2019-03-19 2019-03-19 火炎検出システム、放電確率算出方法および受光量測定方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11280672B2 (ja)
JP (1) JP2020153753A (ja)
CN (1) CN111721405B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021131248A (ja) * 2020-02-18 2021-09-09 アズビル株式会社 光検出システム、放電確率算出方法および受光量測定方法
JP2021131253A (ja) * 2020-02-18 2021-09-09 アズビル株式会社 光検出システム、放電確率算出方法および受光量測定方法
JP2021131254A (ja) * 2020-02-18 2021-09-09 アズビル株式会社 光検出システム、放電確率算出方法および受光量測定方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0512581A (ja) * 1991-07-02 1993-01-22 Yamatake Honeywell Co Ltd 紫外線放電管の故障検出装置
JP2018084423A (ja) * 2016-11-21 2018-05-31 アズビル株式会社 火炎検出システム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3493753A (en) * 1967-08-11 1970-02-03 Melpar Inc Ultraviolet detection system using uv detector tube with d-c biased nonsymmetrical electrode configuration
DE10211387B4 (de) * 2001-03-15 2020-03-26 Omron Corp. Strahlungsimpulse verwendender Sensor
US10852183B2 (en) * 2015-11-19 2020-12-01 Sony Semiconductors Solutions Corporation Optical pulse detection device, optical pulse detection method, radiation counter device, and biological testing device
JP6782612B2 (ja) * 2016-11-21 2020-11-11 アズビル株式会社 火炎検出システム
CN108981910B (zh) * 2017-06-05 2021-01-19 京东方科技集团股份有限公司 光电探测电路以及光电探测器
JP7067875B2 (ja) * 2017-06-06 2022-05-16 アズビル株式会社 火炎検出システム及び劣化指標算出装置
JP2020153754A (ja) * 2019-03-19 2020-09-24 アズビル株式会社 火炎検出システムおよび受光量測定方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0512581A (ja) * 1991-07-02 1993-01-22 Yamatake Honeywell Co Ltd 紫外線放電管の故障検出装置
JP2018084423A (ja) * 2016-11-21 2018-05-31 アズビル株式会社 火炎検出システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN111721405A (zh) 2020-09-29
US20200300694A1 (en) 2020-09-24
CN111721405B (zh) 2022-10-04
US11280672B2 (en) 2022-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6782612B2 (ja) 火炎検出システム
JP6782613B2 (ja) 火炎検出システム
CN111721405B (zh) 火焰检测系统、放电概率算出方法以及受光量测定方法
CN111721404B (zh) 火焰检测系统以及受光量测定方法
KR102574675B1 (ko) 광 검출 시스템, 방전 확률 산출 방법 및 수광량 측정 방법
JP2021131249A (ja) 光検出システムおよび放電確率算出方法
JP2021131258A (ja) 光検出システムおよび放電確率算出方法
JP2021131253A (ja) 光検出システム、放電確率算出方法および受光量測定方法
JP2021131247A (ja) 光検出システム、放電確率算出方法および受光量測定方法
JP2021131252A (ja) 光検出システムおよび受光量測定方法
JP2021131251A (ja) 光検出システムおよび受光量測定方法
JP2021131255A (ja) 光検出システムおよび受光量測定方法
JP2021131256A (ja) 光検出システムおよび受光量測定方法
JP2021131248A (ja) 光検出システム、放電確率算出方法および受光量測定方法
JP2021131250A (ja) 光検出システムおよび放電確率算出方法
SE461549B (sv) Anordning vid ett straalningsdetekteringssystem med ett gasurladdningsroer
JP2023006156A (ja) 光検出システムおよび光子数算出方法
JP2023006136A (ja) 光検出システムおよび光子数算出方法
JP2020165825A (ja) 火炎検出システムおよび故障診断方法
JP2020165831A (ja) 火炎検出システムおよび故障診断方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211223

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220913

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221110

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230214