JP3196976B2 - 光電式分離型煙感知器 - Google Patents

光電式分離型煙感知器

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修三 三ノ輪
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一定距離を介して配置
した反射部に対して光線を発光し、反射部からの反射光
を受光し、監視領域内に侵入した煙により受光レベルが
予め設定した閾値以下となった場合に感知出力を行う光
電式分離型煙感知器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような光電式分離型煙感知器
としては、次のようなものが知られている。即ち、発光
部から発せられる光の光軸上に反射板を配置し、反射板
による反射光を受光部で受光し、煙の侵入によって光が
遮られることにより、受光部での受光レベルの変化を検
出し、その検出した受光レベルにより火災の判断を行う
ものである。
【0003】図6(a)に従来の光電式分離型煙感知器
の概略構成を示す。図6(a)よりわかるように従来の
光電式分離型煙感知器においては、感知器本体100の
発光素子102の光は、レンズ104によってコリメー
トされ投光ビーム106となって監視空間を横切る。そ
して、再帰ミラー(反射板)101により180°方向
転換したビーム107は、受光レンズ105で集光さ
れ、受光素子103で受光される。ここで、監視空間に
火災により発生した煙110が存在すれば、ビームが減
光されて受光される。例えば、通常100mvの受光信号
が50mvまで低下することで、火災信号を発するように
構成されていた。
【0004】このような火災感知器にあっては、例えば
図6(b)に示すように、通常監視状態で監視領域に煙
以外の遮蔽物121が存在する場合、受光部側での受光
出力が落込むことから誤って火災検出を行ってしまうこ
とがある。このような場合、係員が火災感知器を設置し
てある現場に出向き、遮蔽の存在を確認して遮蔽物を取
除くことにより通常の監視状態に戻るといった対処がな
されていた。また、このような光が遮蔽物で遮られるこ
とで無監視状態になるのを避けるために、受光信号が極
端に小さくなった場合にトラブル信号を発して注意を促
すようにしたものもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
光電式分離型煙感知器では、反射率の低い遮蔽物121
による遮蔽の場合には遮蔽物によって受光部の受光レベ
ルが低下しトラブル検出動作を行えば、上記した方法で
とりあえず対処することができる。しかしながら、遮蔽
物の反射率が高い場合には、発光部からの光が遮蔽物1
20で反射して受光部に戻ることにより感知器では正常
と判断してしまう問題があった。その場合、遮蔽物12
0と反射板101までの範囲においては監視が不能とな
り失報してしまうという問題があった。
【0006】また、本感知器は建物の天井近くに設置さ
れる場合も多い。しかしながら、建物の天井付近には配
管やダクト類が配されていることが多く、これらがいわ
ゆる限界半径内にある場合には、その反射光による失報
を避けるため、本感知器が有効であるにもかかわらず設
置できないという問題もあった。さらに、遮蔽物を考慮
して予め反射光量を差し引いたデ−タにより初期設定し
た場合であっても感知器設置後反射物体が移動、変形す
ることにより反射光量が変化したり、感知器自体が建物
の振動や変形等により光軸がずれた場合には誤動作する
という問題もあった。
【0007】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、監視領域における煙以外の遮蔽物の存
在を的確に判別でき、かつたとえ遮蔽物がある場合であ
ってもその反射率や変動にかかわらずその影響を排除し
て反射板からの真の反射光量を得ることにより正確な火
災判断を行うことのできる光電式分離型煙感知器を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
るため請求項1の本発明は、発光部と、該発光部と同光
軸上に一定距離を介して配置した反射部と、該反射部か
らの反射光を受光する受光部と、該受光部の受光出力が
予め設定した閾値以下の場合に感知出力を行う判断部を
備えてなる光電式分離型煙感知器において、上記発光部
は、予め定めた第1の波長帯の光線を発する発光手段を
備え、上記反射部は、上記第1の波長帯の光線を第2の
波長帯の光線に変換して出力する波長変換手段を備え、
上記受光部は、反射部からの反射光を受光する受光手段
と、上記第2の波長帯の光線は透過するが上記第1の波
長帯の光線は透過しないフィルタを備えた構成としてい
る。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。図1は本発明の光電式分離型煙感知器の第1
の実施例の全体構成を示す斜視図である。本光電式分離
型煙感知器は、図1に示すように感知器本体1から一定
距離を介して配置した反射部2に対して光線を発し、そ
の反射部2からの反射光を受光することにより、受光出
力が予め設定した閾値以下の場合に火災の感知出力を行
うものである。
【0010】本実施例は特に、特定の波長帯の光を特定
の波長帯の光に変換して出力する波長帯変換素子を用い
て特定波長帯の光が反射部2から戻ってくるようにし、
加えて波長帯変換素子から変換出力された特定波長帯の
光のみを透過する光学フィルタを用いることにより常に
反射部2による反射光のみを受光し遮蔽物からの反射光
を受光しない構成として反射部2による真の反射光量の
みを得るものである。即ち、本実施例は図1に示すよう
に、感知器本体1に波長λ1 近傍の波長帯(A)(第1
の波長帯)の光を発する発光素子10と波長λ2 近傍の
波長帯(B)(第2の波長帯)の光は透過するが波長帯
(A)の光は通さないフィルタ31を配した受光素子1
3とを備え、さらに、反射部2には波長帯(A)の光を
波長帯(B)(第2の波長帯)の光に変換して発する波
長変換素子21(波長変換手段)を備えた構成となって
いる。
【0011】最初に感知器本体1の構成から説明する。
図2は、感知器本体1の構成を示す構成ブロック図であ
る。感知器本体1は、大きく発光部4,受光部5及び判
断部6とに大別される。先ず、発光部4は、波長帯
(A)の近赤外光を発する発光ダイオード等の発光素子
10(発光手段)と、発光素子10を駆動する発光駆動
部11、発光と受光動作の制御を行う受発光制御部1
2、発光素子10の発光時間や発光周期等を設定するタ
イマ33とから構成されている。
【0012】次に、受光部5は、反射部2で反射した光
を受光する受光素子13と、受光素子13(受光手段)
からの出力を増幅する増幅回路15、増幅回路15から
のアナログ信号をデジタル信号の受光データに変換する
A/D変換部16とから構成されている。また、判断部
6は、受光データを蓄える受光データ記憶部17、予め
火災感知を行う閾値を設定する閾値設定部18、該閾値
に基づいて火災判断を行う火災判断部19とから構成さ
れている。
【0013】一方、本実施例においても従来の光電式分
離型煙感知器と同様に、発光素子10の前面には光をコ
リメートするコリメートレンズ51が、受光素子13の
前面には、反射部2からの反射光を集光する集光レンズ
52が設けられている。また、本実施例においてはこれ
に加えて集光レンズ52の前面に波長帯(B)の光は透
過率100%近く通すものの波長帯(A)の光は透過さ
せないフィルタ31が設けられている。これらの両波長
帯(A)(B)とフィルタ31の特性とを図3に示す。
【0014】一方、反射部2には、波長変換素子21が
設けられている。ここで、この波長変換素子21とは、
入射光のエネルギを吸収し励起状態となった化合物が遷
移を伴って発光する現象を利用したもので、これにより
特定波長帯(A)の光が入射した場合この入射光とは異
なる波長帯(B)の光を発するものである。例えば、Q
UANTEX社製IRセンサ−カ−ド(商標名)のよう
に赤外線を受けると可視光を発光するようなもの等があ
り、これらを適宜利用することにより本実施例を構成す
る。また、この反射部2には発光素子10からの光を波
長変換素子21に集中させるための集光レンズ53が設
けられており、その焦点位置に波長変換素子21が配さ
れている。従って、発光素子10から発せられた波長帯
(A)の光は反射部2によって波長帯(B)の光に変換
され180°方向を変え集光レンズ52により再び平行
光に近い状態で感知器本体1の受光部5へと戻ってく
る。なお、波長帯(B)は波長帯(A)と異なれば、図
3以外の波長帯でも勿論よい。
【0015】次に、図4、5を用いて上記のように構成
される本発明に係る光電式分離型煙感知器の実施例の動
作について説明する。図4は波長変換素子21の働きを
示す説明図、図5は遮蔽物がある場合の監視光の様子を
示す説明図である。本実施例においては、発光素子10
は波長帯(A)の光を常時発光している。そして、この
光は先述のように反射部2に入射すると波長変換素子2
1により波長帯(A)から波長帯(B)の光に変換、出
力され感知器本体1の受光部5へと戻る。ここで、受光
部5に設けられたフィルタ31は波長帯(B)の光は透
過することから波長帯(B)の反射光はフィルタ31を
透過して受光素子13により受光される。 即ち、通常
の場合には発光素子10から発せられた波長帯(A)の
光は波長帯(B)の光となって受光素子13により受光
される。
【0016】ここで、監視領域内に図5に示すように遮
蔽物9が存在する場合を考える。この場合、遮蔽物9へ
は発光素子10から発せられた波長帯(A)光がこの遮
蔽物9に照射されかつ反射される。そして、その反射光
は反射部2からの反射光と共に受光素子13に入射す
る。即ち、正しい火災判断を行うためには、この遮蔽物
からの反射光の影響を取除かなければならない。
【0017】本発明においては、遮蔽物9は波長帯
(A)の光を反射することを利用して反射光の影響を取
除く。即ち、遮蔽物9が存在する場合その反射光は発光
素子10から発せられる波長帯(A)の光である。従っ
て、この光はフィルタ31によってカットされ受光素子
13には受光されない。このため、たとえ監視領域内に
遮蔽物9が存在する場合であっても受光素子13に入射
する光は反射部2からの光のみになり遮蔽物からの反射
光の影響を排除できることになる。
【0018】そして、この遮蔽物からの反射光の影響を
排除した受光デ−タに基づいて判断部6が火災判断を行
う。即ち、受光データ記憶部17から発光素子10の発
光時のデータを読込み、火災判断部19においてその値
と閾値設定部18に予め設定された閾値とを比較するこ
とにより火災判断を行う。この時、従来の光電式分離型
煙感知器と同様、監視領域内に煙が存在する場合には煙
粒子による監視光の散乱のため受光素子13の受光量が
低下することに鑑み、受光量を閾値と比較し受光量が閾
値以下の場合には火災信号を発する。
【0019】なお、本発明にあっては、受光素子をさら
に設け、その前面に波長帯(A)の光のみを透過するフ
ィルタ(図示せず)を設けることにより遮蔽物そのもの
の検出を行うこともできる。また、上記実施例では発光
ダイオードを用いたものを示したが波長変換素子の特性
によってはレ−ザ光を用いることもでき、さらに発光素
子10は常時発光しているものに限らず間欠発光してい
るものであってもよい。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、感
知器本体に予め定めた第1の波長帯の光線を発する発光
素子と反射部からの反射光を受光する受光素子と、第2
の波長帯の光線は透過するが上記第1の波長帯の光線は
透過しないフィルタとを備え、反射部に第1の波長帯の
光線を第2の波長帯の光線に変換して出力する波長変換
素子を備えたことにより、受光量に対する遮蔽物の影響
を排除することができ、反射板からの真の反射光量を得
ることができるという効果がある。これにより、遮蔽物
が監視領域内にある場合であっても正確な火災判断を行
うことができる。また、常に反射板からの真の反射光量
を得ることができ、そのデ−タに基づき火災判断を行う
ことにより、遮蔽物が新たに増えた場合や、遮蔽物によ
る反射光量が変化した場合やレンズの汚れ等による受光
量の低下が生じた場合であっても、その影響が排除され
るという効果がある。従って、かかる場合であっても正
確な火災判断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光電式分離型煙感知器の一実施例
の全体構成を示す斜視図である。
【図2】本発明に係る光電式分離型煙感知器の一実施例
の感知器本体の構成ブロック図である。
【図3】本発明に係る光電式分離型煙感知器の一実施例
における波長帯(A)(B)とフィルタの特性とを示す
説明図である。
【図4】本発明に係る光電式分離型煙感知器の一実施例
における波長変換素子の働きを示す説明図である。
【図5】本発明に係る光電式分離型煙感知器の一実施例
における遮蔽物がある場合の監視光の様子を示す説明図
である。
【図6】従来の光電式分離型煙感知器の例を示す説明図
である。
【符号の説明】
1 感知器本体 2 反射板 4 発光部 5 受光部 6 判断部 9 遮蔽物 10 発光素子(発光手段) 13 受光素子(受光手段) 21 波長変換素子(波長変換手段) 31 フィルタ
フロントページの続き (72)発明者 石田 真理子 東京都品川区上大崎二丁目10番43号 ホ ーチキ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−70736(JP,A) 特開 昭62−148836(JP,A) 特開 昭60−134399(JP,A) 特開 昭51−128583(JP,A) 特開 平1−196536(JP,A) 特開 平1−314950(JP,A) 実開 昭61−122552(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/61

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光部と、該発光部と同光軸上に一定距
    離を介して配置した反射部と、該反射部からの反射光を
    受光する受光部と、該受光部の受光出力が予め設定した
    閾値以下の場合に感知出力を行う判断部を備えてなる光
    電式分離型煙感知器において、 上記発光部は、予め定めた第1の波長帯の光線を発する
    発光手段を備え、 上記反射部は、上記第1の波長の光線を第2の波長帯の
    光線に変換して出力する波長変換手段を備え、 上記受光部は、反射部からの反射光を受光する受光手段
    と、上記第2の波長帯の光線は透過するが上記第1の波
    長帯の光線は透過しないフィルタを備えたことを特徴と
    する光電式分離型煙感知器。
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GB9310899A GB2267342B (en) 1992-05-29 1993-05-26 Smoke sensor
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