JP3357330B2 - Flame detector - Google Patents

Flame detector

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JP3357330B2
JP3357330B2 JP36004299A JP36004299A JP3357330B2 JP 3357330 B2 JP3357330 B2 JP 3357330B2 JP 36004299 A JP36004299 A JP 36004299A JP 36004299 A JP36004299 A JP 36004299A JP 3357330 B2 JP3357330 B2 JP 3357330B2
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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、火炎を観測して得
られる輻射エネルギーを検出することにより、炎を検知
する炎検知器に関し、特に、受光素子により検出された
検出信号を所定の信号レベルに増幅する信号増幅部を備
えた炎検知器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flame detector for detecting a flame by detecting a radiant energy obtained by observing a flame, and more particularly to a flame detector for detecting a detection signal detected by a light receiving element. The present invention relates to a flame detector provided with a signal amplifier for amplifying a flame.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、火炎等の火災源を検出するために
用いられている輻射式の炎検知器は、図7に示すよう
に、大別して、火炎等からの輻射エネルギー(特に、赤
外線エネルギー)を検出する焦電型の受光素子を備えた
検知センサ10と、該受光素子により検出、出力される
検出信号Spから、炎判定処理に用いられる特定の周波
数帯域の信号成分Apのみを通過させる前置フィルタ2
0と、前置フィルタ20を通過した信号成分Apを所定
の信号レベルに初段増幅するプリアンプ30と、プリア
ンプ30からの出力を、後述する信号処理に適した信号
レベルに増幅するメインアンプ40と、メインアンプ4
0から出力される増幅出力(アナログ信号)Bpをデジ
タル信号に変換するアナログ−デジタル変換器(以下、
A/D変換器と記す)50と、A/D変換された増幅出
力に基づいて、火炎等の検出判定処理を実行する炎判定
処理部60と、を有して構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a radiation type flame detector used for detecting a fire source such as a flame is roughly divided into radiant energy from a flame or the like (particularly, infrared energy) as shown in FIG. ), And from the detection signal Sp detected and output by the light receiving element, only the signal component Ap of a specific frequency band used in the flame determination processing is passed. Pre-filter 2
0, a preamplifier 30 that amplifies the signal component Ap that has passed through the prefilter 20 to a predetermined signal level in a first stage, a main amplifier 40 that amplifies an output from the preamplifier 30 to a signal level suitable for signal processing described later, Main amplifier 4
An analog-to-digital converter (hereinafter, referred to as an analog-to-digital converter) that converts an amplified output (analog signal) Bp output from 0 to a digital signal
An A / D converter 50) and a flame determination processing unit 60 that executes detection determination processing for a flame or the like based on the amplified output obtained by the A / D conversion.

【0003】このような炎検知器において、検知センサ
10により炎が観測されると、炎の輻射エネルギーに応
じた検出信号Spが出力され、炎判定に用いられる周波
数帯域の信号成分Apのみが抽出、増幅されて、炎判定
部60に入力される。すなわち、特定の周波数帯域に含
まれる信号成分に基づいて、炎判定処理が実行されてい
た。
In such a flame detector, when a flame is observed by the detection sensor 10, a detection signal Sp corresponding to the radiant energy of the flame is output, and only a signal component Ap in a frequency band used for flame determination is extracted. , And is input to the flame determination unit 60. That is, the flame determination processing has been executed based on the signal components included in the specific frequency band.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来技術においては、次に示すような問題点を
有していた。 (1)上述した炎検知器においては、図8に示すよう
に、検知センサ10から出力された検出信号Spのう
ち、特定の周波数帯域に含まれる信号成分Apを、プリ
アンプ30及びメインアンプ40により増幅する際、上
記周波数帯域に含まれるノイズ成分Npも、本来の炎検
出成分Dpとともに所定の増幅率で増幅される。そのた
め、炎判定処理部60に出力される増幅出力Bpに含ま
れるノイズ成分Np´の絶対レベルが増大して、炎判定
処理部60における炎判定処理に影響を及ぼすことによ
り、正確な炎判定が行われなくなる可能性を有してい
た。
However, the prior art as described above has the following problems. (1) In the above-described flame detector, as shown in FIG. 8, of the detection signal Sp output from the detection sensor 10, the signal component Ap included in a specific frequency band is converted by the preamplifier 30 and the main amplifier 40. At the time of amplification, the noise component Np included in the frequency band is also amplified at a predetermined amplification rate together with the original flame detection component Dp. Therefore, the absolute level of the noise component Np ′ included in the amplified output Bp output to the flame determination processing unit 60 increases, thereby affecting the flame determination processing in the flame determination processing unit 60, so that accurate flame determination can be performed. There was a possibility that it would not be done.

【0005】(2)また、検知センサ10においては、
検知センサ10に備えられた受光素子の特性劣化や受光
素子前方に配置される保護用透光性窓の汚れ等により、
経時的に検知エリアや検知感度の変化に対応させて、検
知感度を自動的に調整する場合、あるいは、炎検知器の
設置現場において、検知エリアや検知感度を調整する場
合、アンプの増幅率の変更制御の幅が狭く、増幅余裕度
が低い構成となっていた。そのため、炎検知器の検知性
能にばらつきを生じ易く、正確な炎判定が行われなくな
る可能性を有していた。
(2) In the detection sensor 10,
Due to the deterioration of the characteristics of the light receiving element provided in the detection sensor 10 or the contamination of the protective translucent window disposed in front of the light receiving element,
When automatically adjusting the detection sensitivity in response to changes in the detection area or sensitivity over time, or when adjusting the detection area or sensitivity at the installation site of the flame detector, the amplification factor of the amplifier The width of the change control is narrow, and the amplification margin is low. For this reason, the detection performance of the flame detector tends to vary, and there is a possibility that accurate flame determination may not be performed.

【0006】そこで、本発明は、このような問題点に鑑
み、検知センサから出力される検出信号に含まれるノイ
ズ成分を簡易な構成により抑制するとともに、本来の炎
検出成分を良好に抽出、増幅して、より正確な炎判定を
行うことができる炎検知器を提供することを目的とす
る。
In view of the above problems, the present invention suppresses a noise component included in a detection signal output from a detection sensor with a simple configuration, and satisfactorily extracts and amplifies an original flame detection component. It is another object of the present invention to provide a flame detector capable of performing more accurate flame determination.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
る炎検知器は、光エネルギーを電気信号に変換する検知
センサと、前記検知センサからの出力信号を増幅して出
力する増幅手段と、前記増幅手段から出力される増幅出
力により炎の判定を行う炎判定手段と、を備えた炎検知
器において、前記検知センサは、略同一の検知エリアを
略同時に監視するように設定され、かつ、略同一の感度
特性を有する個別出力可能な受光素子を複数備え、さら
に前記検知センサは、前記複数の受光素子の各々から出
力される検出信号の所定の周波数帯域成分のみを通過さ
せる略同一の特性を有する前置フィルターを、前記複数
の受光素子のそれぞれに対して具備し、前記増幅手段
は、前記受光素子からの個別の出力を加算増幅すること
を特徴としている。請求項2記載の発明に係る炎検知器
は、請求項1記載の炎検知器において、前記増幅手段
は、前記受光素子からの各個別の出力を初段増幅する前
置増幅手段と、該前置増幅手段からの出力を所定の信号
レベルに増幅する主増幅手段と、を備え、各前置増幅手
段からの出力線を接続して主増幅手段に出力することに
より、加算増幅するようにしたことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a flame detector, comprising: a detection sensor for converting light energy into an electric signal; and amplifying means for amplifying and outputting an output signal from the detection sensor. A flame detector comprising: a flame determination unit that determines a flame based on an amplified output that is output from the amplification unit.The flame detection unit is configured to monitor substantially the same detection area substantially simultaneously, and , Almost the same sensitivity
A plurality of individual output light-receiving elements with characteristics
The detection sensor outputs from each of the plurality of light receiving elements.
Pass only the specified frequency band components of the input detection signal.
A plurality of pre-filters having substantially the same characteristics
, And the amplification means adds and amplifies individual outputs from the light receiving elements. A flame detector according to a second aspect of the present invention is the flame detector according to the first aspect, wherein the amplifying means includes a preamplifier for amplifying each individual output from the light receiving element in a first stage; Main amplifying means for amplifying the output from the amplifying means to a predetermined signal level, wherein the output lines from the respective preamplifying means are connected to each other and output to the main amplifying means, so that addition amplification is performed. It is characterized by.

【0008】請求項3記載の発明に係る炎検知器は、請
求項2記載の炎検知器において、前記炎検知器は、各前
置増幅手段からの出力線を切換え接続する切換え手段を
備えていることを特徴としている。請求項4記載の発明
に係る炎検知器は、請求項1記載の炎検知器において、
前記検知センサは、前記受光素子が複数個配置され、一
体的にパッケージ化されたものであることを特徴として
いる。請求項5記載の発明に係る炎検知器は、請求項1
記載の炎検知器において、前記検知センサは、同一種類
の受光素子を個別にパッケージ化して、複数個近接して
配置したものであることを特徴としている。請求項6記
載の発明に係る炎検知器は、請求項4又は5のいずれか
に記載の炎検知器において、前記複数の受光素子は、各
々同一の素子寸法で形成されていることを特徴としてい
る。請求項7記載の発明に係る炎検知器は、請求項4又
は5のいずれかに記載の炎検知器において、前記複数の
受光素子は、異なる素子寸法に形成されたものを含んで
いることを特徴としている。
The flame detector according to a third aspect of the present invention is the flame detector according to the second aspect, wherein the flame detector includes switching means for switching and connecting output lines from the respective preamplifiers. It is characterized by having. A flame detector according to a fourth aspect of the present invention is the flame detector according to the first aspect,
The detection sensor is characterized in that a plurality of the light receiving elements are arranged and packaged integrally. The flame detector according to the fifth aspect of the present invention is the first aspect of the invention.
In the above flame detector, the detection sensor is characterized in that a plurality of light receiving elements of the same type are individually packaged and arranged in close proximity. A flame detector according to a sixth aspect of the present invention is the flame detector according to any one of the fourth and fifth aspects, wherein the plurality of light receiving elements are formed with the same element size. I have. A flame detector according to a seventh aspect of the present invention is the flame detector according to any one of the fourth and fifth aspects, wherein the plurality of light receiving elements include those formed with different element dimensions. Features.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。 <第1の実施形態>図1は、本発明に係る炎検知器の第
1の実施形態を示す概略構成図であり、図2は、本実施
形態に係る炎検知器に適用されるセンサ部の構成例を示
す図であり、図3は、本実施形態に係る炎検知器に適用
されるセンサ部における受光素子の配置例を示す図であ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. <First Embodiment> FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a flame detector according to the present invention, and FIG. 2 is a sensor section applied to the flame detector according to the present embodiment. FIG. 3 is a diagram showing an example of the arrangement of light receiving elements in a sensor unit applied to the flame detector according to the present embodiment.

【0010】図1に示すように、本実施形態に係る炎検
知器は、大別して、赤外線エネルギー(光エネルギー)
を電気信号に変換して出力する複数の受光素子10a〜
10dを備えたセンサ部(検知センサ)SENと、セン
サ部SENから出力される各検出信号Sa〜Sdから、
所定の周波数帯域の信号成分Aa〜Adのみを通過させ
るフィルタ部FLTと、信号成分Aa〜Adを加算(積
算)し、信号増幅する加算増幅部(増幅手段)AMP
と、加算増幅部AMPから出力される増幅出力により炎
の判定を行う信号処理部(炎判定手段)PROと、を有
して構成されている。
As shown in FIG. 1, the flame detector according to this embodiment is roughly divided into infrared energy (light energy).
Are converted into electric signals and output.
From the sensor unit (detection sensor) SEN including 10d and the detection signals Sa to Sd output from the sensor unit SEN,
A filter unit FLT that passes only signal components Aa to Ad of a predetermined frequency band, and an addition amplifying unit (amplifying unit) AMP that adds (integrates) the signal components Aa to Ad and amplifies the signal.
And a signal processing section (flame determination means) PRO for determining a flame based on the amplified output output from the addition amplification section AMP.

【0011】以下、各構成について具体的に説明する。 (ア)センサ部SEN/フィルタ部FLT センサ部SENは、略同一の検知エリアを有するように
設定され、かつ、火炎FR等の熱源からの赤外線エネル
ギーを略同時に検出する複数の受光素子10a〜10d
を有して構成され、フィルタ部FLTは、該受光素子1
0a〜10dの各々から出力される検出信号Sa〜Sd
から、炎判定処理に用いられる特定の周波数帯域の信号
成分Aa〜Adのみを通過させる前置フィルタ20a〜
20dを有して構成されている。ここで、センサ部SE
Nの具体的な構成例について説明すると、例えば、図2
に示すように、複数の受光素子10a〜10dが形成さ
れた基板101と、該基板を基部103上に支持するた
めの基板搭載部102と、基板搭載部側の背面側から端
子104が延在して設けられた基部103と、受光素子
10a〜10dの前方に光学波長フィルタである保護用
透光性窓105を備えたカバー部材106とにより、セ
ンサモジュールとしてパッケージ化された構成を有して
いる。
Hereinafter, each component will be described in detail. (A) Sensor unit SEN / Filter unit FLT The sensor unit SEN is set to have substantially the same detection area, and detects a plurality of light receiving elements 10a to 10d that detect infrared energy from a heat source such as the flame FR substantially simultaneously.
And the filter unit FLT includes the light receiving element 1
Detection signals Sa to Sd output from each of 0a to 10d
From the pre-filters 20a to 20b that pass only the signal components Aa to Ad of the specific frequency band used in the flame determination process.
20d. Here, the sensor unit SE
N will be described in detail with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, a substrate 101 on which a plurality of light receiving elements 10a to 10d are formed, a substrate mounting portion 102 for supporting the substrate on a base 103, and a terminal 104 extending from the rear side of the substrate mounting portion. And a cover member 106 provided with a protective light-transmitting window 105 as an optical wavelength filter in front of the light receiving elements 10a to 10d. I have.

【0012】このようなセンサ部SENに適用される受
光素子10a〜10dの配置例としては、例えば、図3
(a)〜(c)に示すように、単一の基板101上に、
同一の素子寸法(サイズ)、すなわち、同一の検知感度
を有する受光素子10a〜10dを複数個(本実施形態
においては、4個)、マトリクス状(図3(a))や直
線状(図3(b))、あるいは、千鳥状(図3(c))
等の任意の配列でアレイ状に形成したものを適用するこ
とができる。ここで、アレイ状とは、同一の基板上に同
一の製造プロセスにより、同一の感度特性を有するよう
に形成された受光素子群であることを意味している。
As an example of the arrangement of the light receiving elements 10a to 10d applied to such a sensor section SEN, for example, FIG.
As shown in (a) to (c), on a single substrate 101,
A plurality of (four in the present embodiment) light receiving elements 10a to 10d having the same element size (size), that is, the same detection sensitivity, a matrix (FIG. 3A) or a linear (FIG. (B)) Or staggered (Fig. 3 (c))
And the like can be applied. Here, the array means a light receiving element group formed on the same substrate by the same manufacturing process so as to have the same sensitivity characteristics.

【0013】そして、各々の受光素子10a〜10d
は、略同一の検知エリアを略同時に監視するように設定
され、かつ、個別に検出信号Sa〜Sdを前置フィルタ
20a〜20dに出力するように構成されている。な
お、図1、図3においては、説明の都合上、4個の受光
素子10a〜10dを備えたセンサ部SENの構成につ
いて示したが、受光素子の設置数や配置方法、素子寸法
等については、何ら限定されるものではない。また、一
般に、検知出力レベルは、受光素子の面積に略比例する
ので、各受光素子の素子寸法、素子合計寸法が大きくな
るほど大きな検知出力レベルを得ることができる。
Each of the light receiving elements 10a to 10d
Are set so as to monitor substantially the same detection area at substantially the same time, and are configured to individually output the detection signals Sa to Sd to the pre-filters 20a to 20d. 1 and 3, the configuration of the sensor unit SEN including four light receiving elements 10a to 10d is shown for convenience of explanation. However, the number of light receiving elements, the arrangement method, the element size, and the like are described. , Is not limited at all. In general, the detection output level is substantially proportional to the area of the light receiving element. Therefore, the larger the element size of each light receiving element and the total element size, the higher the detection output level can be obtained.

【0014】上述したように、受光素子10a〜10d
をアレイ状に形成し、パッケージ化することにより、セ
ンサ部SENの構成を小型化することができるととも
に、各受光素子の検知感度特性を略均一化して、各検出
信号Sa〜Sdを略同等(Sa≒Sb≒Sc≒Sd)に
することができ、後述する信号成分の加算増幅におい
て、本来の炎検出成分のみを良好に顕在化させることが
できる。なお、具体的な信号成分の加算増幅の作用につ
いては後述する。また、センサ部SENの他の構成例と
しては、図2において、基板101上に所定の素子寸法
を有する単一の受光素子を形成してパッケージ化した同
一種類のセンサモジュールを複数個用意し、これらを互
いに近接して配置した構成を適用することもできる。
As described above, the light receiving elements 10a to 10d
Are formed in an array and packaged, the configuration of the sensor unit SEN can be reduced in size, the detection sensitivity characteristics of each light receiving element are made substantially uniform, and the detection signals Sa to Sd are made substantially equivalent ( (Sa ≒ Sb ≒ Sc ≒ Sd), and in addition amplification of signal components described later, only the original flame detection component can be satisfactorily revealed. The specific operation of the addition and amplification of the signal components will be described later. Further, as another configuration example of the sensor unit SEN, in FIG. 2, a plurality of sensor modules of the same type prepared and packaged by forming a single light receiving element having a predetermined element size on the substrate 101 are prepared. A configuration in which these are arranged close to each other can be applied.

【0015】このように、個別独立してパッケージ化さ
れた同一種類のセンサモジュールを複数個近接して配置
することにより、上述したアレイ状の受光素子10a〜
10dに比較して、センサ部SENの構成が大型化した
り、あるいは、設置スペースが制限される等の問題が生
じるものの、その一方で比較的安価な汎用の受光素子を
適用することができるので、センサ部SENを安価かつ
簡易に構成することができる。なお、このような構成に
よっても上述した構成と同様に、検知感度特性を略均一
化して、各検出信号Sa〜Sdを略同等(Sa≒Sb≒
Sc≒Sd)にすることができる。
By arranging a plurality of individually and independently packaged sensor modules of the same type in close proximity to each other, the above-described array-like light receiving elements 10a to 10a
Compared to 10d, although the configuration of the sensor unit SEN becomes larger or the installation space is limited, a relatively inexpensive general-purpose light receiving element can be applied. The sensor unit SEN can be configured inexpensively and easily. In addition, even with such a configuration, similarly to the above-described configuration, the detection sensitivity characteristics are made substantially uniform, and the detection signals Sa to Sd are made substantially equal (Sa {Sb}).
Sc ≒ Sd).

【0016】(イ)加算増幅部AMP 加算増幅部AMPは、各前置フィルタ20a〜20dを
介して個別に入力される信号成分Aa〜Adを、各々所
定の増幅率で初段増幅する複数のプリアンプ(前置増幅
手段)30a〜30dと、各プリアンプ30a〜30d
の出力線L1a〜L1dを結合接続(出力信号を加算)し
て得られる出力信号を、後述する信号処理に適した信号
レベルに増幅するメインアンプ(主増幅手段)40A
と、を有して構成されている。
(A) Addition amplification section AMP The addition amplification section AMP is composed of a plurality of preamplifiers which respectively amplify the signal components Aa-Ad individually input via the pre-filters 20a-20d at a predetermined amplification rate. (Preamplifier) 30a to 30d and preamplifiers 30a to 30d
A main amplifier (main amplifying means) 40A for amplifying an output signal obtained by connecting and connecting the output lines L1a to L1d (adding the output signals) to a signal level suitable for signal processing described later.
, And is configured.

【0017】ここで、プリアンプ30a〜30dの各々
の増幅出力は、出力線L1a〜L1dを介して出力さ
れ、接点NAにおいて加算合成されて、後段のメインア
ンプ40Aに入力される。すなわち、出力線L1a〜L
1dを介して出力される増幅出力は、略同一の条件下
(略同一の検知エリアを略同時に監視して)で得られた
検出信号に基づく信号であるので、これらの出力線L1
a〜L1dを接点NAにおいて結合接続することによ
り、各増幅出力が積算されてS/Nが改善される。メイ
ンアンプ40Aは、接点NAにおいて加算合成された信
号成分を、所定の増幅率で増幅する。ここで、メインア
ンプ40Aの増幅率は、受光素子の設置数(すなわち、
プリアンプの設置数)、プリアンプの増幅率、及び、後
段の信号処理部PROにおける信号処理に必要とされる
信号レベルに基づいて設定される。詳しくは後述する。
Here, the amplified outputs of the preamplifiers 30a to 30d are output via output lines L1a to L1d, added and synthesized at a contact point NA, and input to the main amplifier 40A at the subsequent stage. That is, the output lines L1a to L1L
Since the amplified output output via 1d is a signal based on the detection signal obtained under substantially the same conditions (substantially simultaneously monitoring the substantially same detection area), these output lines L1
By coupling and connecting a to L1d at the contact point NA, each amplified output is integrated and S / N is improved. The main amplifier 40A amplifies the signal component added and synthesized at the contact point NA at a predetermined amplification factor. Here, the amplification factor of the main amplifier 40A is determined by the number of installed light receiving elements (that is,
The number is set based on the number of preamplifiers installed), the amplification factor of the preamplifier, and the signal level required for signal processing in the subsequent signal processing unit PRO. Details will be described later.

【0018】(ウ)信号処理部PRO 信号処理部PROは、メインアンプ40Aから出力され
るアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器
50と、A/D変換された増幅出力に基づいて、火炎等
の検出判定処理を実行する炎判定処理部60と、を有し
て構成されている。A/D変換部50は、メインアンプ
40Aから出力されたアナログ信号を後段の炎判定処理
部60に適したデジタル信号に変換する。なお、A/D
変換部50は、後段の炎判定処理部60がデジタル信号
処理を行う場合にのみ必要であり、アナログ信号レベル
を直接基準値と比較するような処理回路の場合には省略
することができる。
(C) Signal Processing Unit PRO The signal processing unit PRO is based on an A / D converter 50 for converting an analog signal output from the main amplifier 40A into a digital signal, and an A / D converted amplified output. , A flame determination processing unit 60 that performs detection determination processing for flames and the like. The A / D converter 50 converts the analog signal output from the main amplifier 40A into a digital signal suitable for the subsequent flame determination processing unit 60. A / D
The conversion unit 50 is necessary only when the subsequent-stage flame determination processing unit 60 performs digital signal processing, and can be omitted in the case of a processing circuit that directly compares an analog signal level with a reference value.

【0019】炎判定処理部60は、A/D変換器50
(又は、メインアンプ40A)からの加算増幅出力に基
づいて、所定の炎判定処理を実行する。炎検出判定の具
体的な手法としては、例えば、加算増幅出力の積分レベ
ルと所定の炎判定レベルとを比較する方法を適用するこ
とができる。また、他の炎判定方法としては、火炎特有
のちらつき周波数が得られるか否かを判定するものや、
レベル比較との組合せ等、種々の手法を適用することが
できる。すなわち、本実施形態に係る炎検知器において
は、プリアンプ30a〜30dからの増幅出力を加算
し、メインアンプ40Aにより増幅したものを用いて炎
検出判定処理が実行される。なお、炎検知器の検知感度
は、受光素子の出力数(設置数)、加算増幅部における
増幅率、炎判定処理部60における炎判定レベル等によ
り決定される。
The flame determination processing section 60 includes an A / D converter 50
A predetermined flame determination process is executed based on the added amplified output from (or the main amplifier 40A). As a specific method of flame detection determination, for example, a method of comparing the integrated level of the added amplified output with a predetermined flame determination level can be applied. Further, as another flame determination method, a method of determining whether or not a flicker frequency specific to a flame is obtained,
Various methods, such as a combination with a level comparison, can be applied. That is, in the flame detector according to the present embodiment, the flame output determination processing is executed by using the amplified outputs from the preamplifiers 30a to 30d and amplified by the main amplifier 40A. Note that the detection sensitivity of the flame detector is determined by the number of outputs (the number of installations) of the light receiving elements, the amplification factor in the addition amplification section, the flame determination level in the flame determination processing section 60, and the like.

【0020】ここで、本実施形態に係る炎検知器と、従
来技術に示した炎検知器における増幅作用の差異につい
て、図を参照して詳しく説明する。図4は、本発明に係
る炎検知器に適用される加算増幅部における加算増幅作
用を説明するための概念図である。ここでは、図7、図
8に示した従来技術を適宜参照して説明する。まず、上
述した従来技術について説明する。図7に示したよう
に、単一の受光センサを備えた検知センサ10から出力
される検出信号Spから所定の周波数帯域の信号成分A
pを抽出し、プリアンプ30及びメインアンプ40によ
り増幅処理する場合において、例えば、プリアンプ30
の増幅率を10倍、メインアンプ40の増幅率を100
倍とすると、図8(a)、(b)に示したように、信号
成分Apに含まれる本来の炎検出成分Dpとともに、受
光素子の素子特性や外的環境等に基づくノイズ成分Np
も1000倍に増幅される。そのため、ノイズ成分が増
大して正確な炎判定を行うことができなくなる場合が生
じる。
Here, the difference between the flame detector according to the present embodiment and the amplification function of the flame detector shown in the prior art will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the addition amplification operation in the addition amplification unit applied to the flame detector according to the present invention. Here, description will be made with reference to the related art shown in FIGS. 7 and 8 as appropriate. First, the above-described related art will be described. As shown in FIG. 7, a signal component A of a predetermined frequency band is obtained from a detection signal Sp output from the detection sensor 10 having a single light receiving sensor.
p is extracted and amplified by the preamplifier 30 and the main amplifier 40, for example, the preamplifier 30
10 times the amplification factor of the main amplifier 40 and 100
8A and 8B, the noise component Np based on the element characteristics of the light receiving element, the external environment, etc., together with the original flame detection component Dp included in the signal component Ap, as shown in FIGS.
Is also amplified 1000 times. For this reason, the noise component may increase, making it impossible to make an accurate flame determination.

【0021】これに対して、本実施形態に係る炎検知器
においては、センサ部SENに備えられた各受光素子1
0a〜10dが略均一な検知感度特性を有し、かつ、略
同一の検知エリアを略同時に監視するので、各受光素子
10a〜10dから出力される検出信号Sa〜Sdは、
略同等(Sa≒Sb≒Sc≒Sd)な信号として得られ
る。そして、検出信号Sa〜Sdから所定の周波数帯域
の信号成分Aa〜Adを抽出し、各プリアンプ30a〜
30d及びメインアンプ40Aにより増幅処理する場
合、例えば、各プリアンプ30a〜30dの増幅率を1
0倍とすると、各信号成分Aa〜Adは、各々10倍に
信号増幅される。このとき、信号成分Aa〜Adに含ま
れるノイズ成分Na〜Ndも本来の炎検出成分Da〜D
dとともに増幅され、各出力線L1a〜L1dを介して
出力される。
On the other hand, in the flame detector according to the present embodiment, each light receiving element 1 provided in the sensor section SEN is provided.
0a to 10d have substantially uniform detection sensitivity characteristics, and monitor substantially the same detection area almost simultaneously, so that the detection signals Sa to Sd output from the respective light receiving elements 10a to 10d are:
It is obtained as a signal that is substantially equivalent (Sa ≒ Sb ≒ Sc ≒ Sd). Then, the signal components Aa to Ad of a predetermined frequency band are extracted from the detection signals Sa to Sd, and each of the preamplifiers 30a to 30d is extracted.
When the amplification process is performed by the main amplifier 40A and the main amplifier 40A, for example, the amplification factor of each of the preamplifiers 30a to 30d is set to 1
If it is set to 0 times, each of the signal components Aa to Ad is signal-amplified 10 times. At this time, the noise components Na to Nd included in the signal components Aa to Ad are also the original flame detection components Da to D.
The signal is amplified together with the signal d and output via the output lines L1a to L1d.

【0022】ここで、各プリアンプ30a〜30dの各
出力線L1a〜L1dは、接点NAにおいて結合接続さ
れているので、各プリアンプ30a〜30dからの増幅
出力は、加算合成(すなわち、積算)されて、図4に示
すように、略同一の帯域に現れる本来の炎検出成分Da
〜Ddの絶対レベルが、概ね結合される出力線数倍(す
なわち、受光素子の設置数倍;図4では4倍)に増大す
ることになり、接点NAにおける加算出力は、センサ部
SENに備えられた各受光素子10a〜10dにより検
出された各検出信号Sa〜Sdの信号レベルを40倍
(=4×Sa×10)に増幅したものに相当する。そし
て、上述した従来技術と同様に、本来の炎検出成分に対
して1000倍の増幅率を実現するためには、上記加算
出力に対して25倍の増幅処理を行えばよいことになる
ので、メインアンプ40Aの増幅率は、25倍に設定さ
れる。
Since the output lines L1a to L1d of the preamplifiers 30a to 30d are connected and connected at the contact point NA, the amplified outputs from the preamplifiers 30a to 30d are added and synthesized (ie, integrated). As shown in FIG. 4, the original flame detection component Da appears in substantially the same band.
The absolute level of .about.Dd generally increases to the number of output lines to be coupled (ie, the number of light receiving elements installed: four times in FIG. 4), and the added output at the contact point NA is provided in the sensor unit SEN. This corresponds to a signal level of each of the detection signals Sa to Sd detected by the respective light receiving elements 10a to 10d amplified by a factor of 40 (= 4 × Sa × 10). Then, similarly to the above-described prior art, in order to realize the amplification factor of 1000 times with respect to the original flame detection component, it is necessary to perform the amplification process of 25 times with respect to the added output. The amplification factor of the main amplifier 40A is set to 25 times.

【0023】一方、各プリアンプ30a〜30dにより
所定の増幅率で信号増幅された信号成分Aa〜Adに含
まれる各ノイズ成分Na〜Ndは、各出力線L1a〜L
1dを接点NAにおいて結合接続した構成により、加算
合成(積算)されて、上記本来の炎検出成分Dの信号レ
ベルに比較して相対的に増大率が抑制されて現れる。そ
して、メインアンプ40Aにより加算出力に含まれるノ
イズ成分も本来の炎検出成分とともに増幅されるが、従
来のメインアンプ40の増幅率(100倍)に比較し
て、極めて低い増幅率(25倍)で増幅されるにすぎな
いので、ノイズ成分Nは本来の炎検出成分Dに比較して
相対的に大幅に抑制された信号レベルとして現れる。こ
のように、本実施形態おける加算増幅部AMPにより、
本来の炎検出成分のみを増大させ、かつ、ノイズ成分を
相対的に抑制することができるのは、各受光素子10a
〜10dにおける本来の炎検出成分Da〜Dd相互が、
同一の被検出体(炎)を同時に検出していることにより
密接な相関を有しているのに対して、ノイズ成分Na〜
Nd相互には相関が比較的少ないことに基づくものであ
る。
On the other hand, the noise components Na to Nd included in the signal components Aa to Ad amplified at a predetermined amplification rate by the preamplifiers 30a to 30d are output to the output lines L1a to L1.
With the configuration in which 1d is connected and connected at the contact point NA, addition and synthesis (integration) are performed, and the rate of increase appears relatively lower than the signal level of the original flame detection component D. The noise component included in the added output is also amplified by the main amplifier 40A together with the original flame detection component. However, the amplification factor is extremely low (25 times) as compared with the amplification factor of the conventional main amplifier 40 (100 times). Therefore, the noise component N appears as a signal level that is relatively greatly suppressed as compared with the original flame detection component D. As described above, the addition amplification unit AMP in the present embodiment
The reason that only the original flame detection component can be increased and the noise component can be relatively suppressed is that each light receiving element 10a
10 to 10d, the original flame detection components Da to Dd
While detecting the same object (flame) at the same time has a close correlation, the noise components Na to
Nd is based on the fact that the mutual correlation is relatively small.

【0024】また、このような信号成分Aa〜Adを加
算増幅した場合におけるS/Nは、次のような特徴を有
している。すなわち、i番目の受光素子からの信号成分
Aiをm個加算すると、その結果は、炎検出成分の平均
振幅Sを用いて、次式のように表される。 ΣSi = m・S ・・・(1) 一方、雑音強度ついては、その分散の平方平均で評価す
ることができるので、雑音成分の平均振幅Nを用いて、
次式のように表される。 √(ΣNi2) = N・√m ・・・(2) したがって、最終的なS/Nは、次式のように表され、
m個の受光素子からの出力を加算合成(積算平均化)す
ることにより、S/Nは√m倍向上することになる。 m・S/(N・√m) = (S/N)・√m ・・・(3)
The signal-to-noise ratio when the signal components Aa to Ad are added and amplified has the following characteristics. That is, when m signal components Ai from the i-th light receiving element are added, the result is expressed by the following equation using the average amplitude S of the flame detection component. ΣSi = m · S (1) On the other hand, the noise intensity can be evaluated by the square mean of its variance.
It is expressed as the following equation. √ (ΣNi 2 ) = N · √m (2) Therefore, the final S / N is represented by the following equation:
By adding and combining (integrating and averaging) the outputs from the m light receiving elements, the S / N is improved by √m times. m · S / (N · √m) = (S / N) · √m (3)

【0025】したがって、複数の受光素子からの検出出
力を加算増幅することにより、従来と同等の信号増幅率
(例えば、1000倍)を実現するためにメインアンプ4
0Aに必要とされる増幅率を大幅に低減することができ
るとともに、本来の炎検出成分のみを良好に増幅(10
00倍)させて、本来の炎検出成分をより顕在化させる
ことができ、信号処理部PROに入力される加算増幅出
力のS/Nを大幅に改善して、より正確な炎判定処理を
行うことができる。
Therefore, by adding and amplifying the detection outputs from the plurality of light receiving elements, a signal amplification factor equivalent to that of the related art is obtained.
(For example, 1000 times)
The amplification factor required for 0A can be greatly reduced, and only the original flame detection component can be satisfactorily amplified (10
00 times), the original flame detection component can be made more prominent, and the S / N of the added amplified output input to the signal processing unit PRO is greatly improved to perform more accurate flame determination processing. be able to.

【0026】<第2の実施形態>次に、本発明に係る炎
検知器の第2の実施形態について、図面を参照して説明
する。図5は、第2の実施形態に係る炎検知器の概略構
成を示すブロック図である。ここで、上述した実施形態
と同等の構成については、同一の符号を付して、その説
明を省略する。図5に示すように、本実施形態に係る炎
検知器は、複数の受光素子10a〜10dを備えたセン
サ部SENと、火炎FRを観測することによりセンサ部
SENから出力される各検出信号Sa〜Sdから、所定
の周波数帯域の信号成分Aa〜Adのみを通過させるフ
ィルタ部FLTと、信号成分Aa〜Adを加算し、信号
増幅する加算増幅部AMPと、加算増幅部AMPから出
力される増幅出力により炎の判定を行う信号処理部PR
Oと、を有して構成されている。
<Second Embodiment> Next, a second embodiment of the flame detector according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the flame detector according to the second embodiment. Here, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. As shown in FIG. 5, the flame detector according to the present embodiment includes a sensor unit SEN having a plurality of light receiving elements 10a to 10d and detection signals Sa output from the sensor unit SEN by observing the flame FR. To Sd, a filter unit FLT that passes only signal components Aa to Ad in a predetermined frequency band, an addition amplifier AMP that adds the signal components Aa to Ad to amplify the signal, and an amplification output from the addition amplifier AMP. A signal processing unit PR for judging a flame based on the output
O.

【0027】ここで、加算増幅部AMPは、信号成分A
a〜Adを初段増幅して出力線L2a〜L2cに出力す
るプリアンプ30a〜30dと、出力線L2a〜L2c
の接続状態、すなわち、プリアンプ30b〜30dの出
力を接点NBに対して接続導通/接続遮断するスイッチ
(切換え手段)SW1、SW2と、例えば、信号処理部
PROからの指令に基づいて、スイッチSW1、SW2
の接続導通/接続遮断状態を制御するスイッチ制御部7
0と、を有して構成されている。
Here, the addition amplification section AMP outputs the signal component A
preamplifiers 30a to 30d for amplifying a to Ad in the first stage and outputting the amplified signals to output lines L2a to L2c;
, That is, switches (switching means) SW1 and SW2 for connecting / disconnecting the outputs of the preamplifiers 30b to 30d to / from the contact point NB, and switches SW1 and SW2 based on, for example, a command from the signal processing unit PRO. SW2
Control unit 7 for controlling the connection conduction / connection interruption state of the switch
0.

【0028】すなわち、本実施形態に係る炎検出器にお
いては、プリアンプ30aの出力線L2aは、接点NB
を介して、常時メインアンプ40Aに接続され、プリア
ンプ30bの出力線L2bは、スイッチSW1を介して
接点NBに接続され、プリアンプ30c、30dの加算
出力線L2cは、スイッチSW2を介して接点NBに接
続される。なお、以下、説明の都合上、便宜的にプリア
ンプ30a〜30dの増幅率は、おのおの同等の、例え
ば10倍に設定され、メインアンプ40Aの増幅率は、
25倍に設定されているものとする。
That is, in the flame detector according to the present embodiment, the output line L2a of the preamplifier 30a is connected to the contact NB.
, The output line L2b of the preamplifier 30b is connected to the contact NB via the switch SW1, and the addition output line L2c of the preamplifiers 30c and 30d is connected to the contact NB via the switch SW2. Connected. In the following, for convenience of explanation, the amplification factors of the preamplifiers 30a to 30d are set to the same, for example, 10 times for convenience, and the amplification factor of the main amplifier 40A is
It is assumed that it is set to 25 times.

【0029】次いで、上述した構成を有する炎検知器に
おける各接続状態とその作用について、図面を参照して
説明する。図6は、第2の実施形態に係る炎検知器にお
ける各接続状態とその作用を説明するための概念図であ
る。 (状態1:図6(a))上述したような構成を有する炎検
知器において、図6(a)に示すように、スイッチ制御
部70により、スイッチSW1及びSW2を遮断状態に
設定した場合、受光素子10aから出力される検出信号
Saのみが、プリアンプ30a及びメインアンプ40A
を介して信号増幅される。したがって、単一の受光素子
10aからの検出信号Saは、プリアンプ30aとメイ
ンアンプ40Aの各々の増幅率に基づいて、増幅処理さ
れるので、検出信号Saが250倍(=10×25)さ
れて信号処理部PROに入力される。
Next, each connection state and its operation in the flame detector having the above-described configuration will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining each connection state and its operation in the flame detector according to the second embodiment. (State 1: FIG. 6A) In the flame detector having the above-described configuration, as shown in FIG. 6A, when the switches SW1 and SW2 are set to the cutoff state by the switch control unit 70, Only the detection signal Sa output from the light receiving element 10a is determined by the preamplifier 30a and the main amplifier 40A.
The signal is amplified via. Therefore, since the detection signal Sa from the single light receiving element 10a is amplified based on the amplification factors of the preamplifier 30a and the main amplifier 40A, the detection signal Sa is multiplied by 250 (= 10 × 25). The signal is input to the signal processing unit PRO.

【0030】(状態2:図6(b))また、図6(b)に
示すように、スイッチ制御部70により、スイッチSW
1を導通状態、スイッチSW2を遮断状態に設定した場
合、受光素子10a、10bから出力される検出信号S
a、Sbが、プリアンプ30a、30bを介して信号増
幅されて、接点NBにおいて加算合成され、メインアン
プ40Aに出力される。ここで、受光素子10a、10
bは、略同一の検知エリアを略同時に監視することによ
り、各検出信号Sa、Sbが略同等(Sa≒Sb)の信
号レベルを有している。したがって、センサ部SENか
らの検出信号Sa、Sbは、プリアンプ30a、30b
及びメインアンプ40Aの各々の増幅率に基づいて、加
算増幅処理されるので、結果、検出信号Saが500倍
(上記状態1の2倍)されたと同等の信号が信号処理部
PROに入力される。
(State 2: FIG. 6B) As shown in FIG. 6B, the switch SW is controlled by the switch control unit 70.
1 is set to the conducting state and the switch SW2 is set to the blocking state, the detection signal S output from the light receiving elements 10a and 10b
The signals a and Sb are amplified through the preamplifiers 30a and 30b, added and synthesized at the contact point NB, and output to the main amplifier 40A. Here, the light receiving elements 10a, 10
b, by monitoring substantially the same detection area at substantially the same time, the detection signals Sa and Sb have substantially the same signal level (Sa ≒ Sb). Therefore, the detection signals Sa and Sb from the sensor unit SEN are output to the preamplifiers 30a and 30b
In addition, since the addition amplification process is performed based on the amplification factors of the main amplifier 40A and the main amplifier 40A, a signal equivalent to the detection signal Sa multiplied by 500 (twice the state 1) is input to the signal processing unit PRO. .

【0031】(状態3:図6(c))また、図6(c)に
示すように、スイッチ制御部70により、スイッチSW
1及びSW2を導通状態に設定した場合、受光素子10
a〜10dから出力される検出信号Sa〜Sdが、プリ
アンプ30a〜30dを介して信号増幅されて、接点N
Bにおいて加算合成され、メインアンプ40Aに出力さ
れる。ここで、受光素子10a〜10dは、略同一の検
知エリアを略同時に監視することにより、各検出信号S
a〜Sdが略同等(Sa≒Sb≒Sc≒Sd)の信号レ
ベルを有している。したがって、センサ部SENからの
検出信号Sa〜Sdは、プリアンプ30a〜30d及び
メインアンプ40Aの各々の増幅率に基づいて、加算増
幅処理されるので、結果、検出信号Saが1000倍
(上記状態1の4倍)されたと同等の信号が信号処理部
PROに入力される。
(State 3: FIG. 6 (c)) As shown in FIG. 6 (c), the switch SW 70
1 and SW2 are set to the conductive state, the light receiving element 10
a to 10d are amplified through preamplifiers 30a to 30d, and are amplified at contact points N to N.
At B, the signals are added and synthesized and output to the main amplifier 40A. Here, the light receiving elements 10a to 10d monitor each detection signal S by monitoring substantially the same detection area substantially simultaneously.
a to Sd have substantially the same signal level (Sa ≒ Sb ≒ Sc ≒ Sd). Therefore, the detection signals Sa to Sd from the sensor unit SEN are added and amplified based on the respective amplification factors of the preamplifiers 30a to 30d and the main amplifier 40A. Is input to the signal processing unit PRO.

【0032】(状態4:図6(d))また、図6(d)に
示すように、スイッチ制御部70により、スイッチSW
1を遮断状態、スイッチSW2を導通状態に設定した場
合、受光素子10a、10c、10dから出力される検
出信号Sa、Sc、Sdが、プリアンプ30a、30
c、30dを介して信号増幅されて、接点NBにおいて
加算合成され、メインアンプ40Aに出力される。ここ
で、受光素子10a、10c、10dは、略同一の検知
エリアを略同時に監視することにより、各検出信号S
a、Sc、Sdが略同等(Sa≒Sc≒Sd)の信号レ
ベルを有している。したがって、センサ部SENからの
検出信号Sa、Sc、Sdは、プリアンプ30a、30
c、30d及びメインアンプ40Aの各々の増幅率に基
づいて、加算増幅処理されるので、結果、検出信号Sa
が750倍(上記状態1の3倍)されたと同等の信号が
信号処理部PROに入力される。
(State 4: FIG. 6 (d)) As shown in FIG. 6 (d), the switch control unit 70 controls the switch SW.
1 is set to the cutoff state and the switch SW2 is set to the conductive state, the detection signals Sa, Sc, and Sd output from the light receiving elements 10a, 10c, and 10d are output to the preamplifiers 30a and 30d.
The signals are amplified via c and 30d, added and synthesized at the contact point NB, and output to the main amplifier 40A. Here, the light receiving elements 10a, 10c, and 10d monitor each detection signal S by monitoring substantially the same detection area substantially simultaneously.
a, Sc, and Sd have substantially the same signal level (Sa ≒ Sc ≒ Sd). Therefore, the detection signals Sa, Sc, and Sd from the sensor unit SEN are output from the preamplifiers 30a and 30d.
c, 30d and the main amplifier 40A are subjected to the addition and amplification processing based on the respective amplification factors.
Is input to the signal processing unit PRO, which is equivalent to 750 times (3 times the state 1).

【0033】したがって、本実施形態に係る炎検知器に
よれば、スイッチ制御部70により、スイッチSW1、
SW2の導通/遮断状態を個別に制御することにより、
受光素子からの検出信号の入力数を増減することができ
るので、上記スイッチの組み合わせの範囲内で、センサ
部の検出出力を任意に切換え、調整することができる。
また、メインアンプの増幅度を、従来の構成に比較して
大幅に小さく設定することができるので、より大きな増
幅率を必要とする場合に良好に対応することができ、増
幅余裕度を向上させることができる。
Therefore, according to the flame detector according to this embodiment, the switch control unit 70 controls the switches SW1 and SW1.
By individually controlling the ON / OFF state of SW2,
Since the number of detection signals input from the light receiving element can be increased or decreased, the detection output of the sensor unit can be arbitrarily switched and adjusted within the range of the combination of the switches.
Further, since the amplification degree of the main amplifier can be set to be significantly smaller than that of the conventional configuration, it is possible to appropriately cope with a case where a larger amplification rate is required, thereby improving the amplification margin. be able to.

【0034】なお、上述した各実施形態においては、受
光素子の素子寸法(サイズ)及びプリアンプ30a〜3
0dの個々の増幅率を、同一の規定値に設定した場合に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、個々の受光素子の素子寸法(サイズ)等を任意に
変化させて設定することにより、検出出力レベルを異な
らせた受光素子から出力される検出信号を加算増幅する
ように構成することもできる。この場合、出力特性を段
階的に変化させて設定した受光素子群を形成することが
でき、スイッチ制御部を用いた出力線の切換え制御によ
り、増幅率の設定方法に一層の多様性を持たせることが
できる。
In each of the above-described embodiments, the element size (size) of the light receiving element and the preamplifiers 30a to 30a
The case where the individual amplification factors of 0d are set to the same specified value has been described. However, the present invention is not limited to this, and the element dimensions (size) of the individual light receiving elements are arbitrarily changed. By setting, detection signals output from the light receiving elements having different detection output levels can be configured to be added and amplified. In this case, it is possible to form a light receiving element group in which the output characteristics are changed step by step, and the switching method of the output line using the switch control unit gives more variety to the setting method of the amplification factor. be able to.

【0035】また、上述した各実施形態に係る炎検知器
は、火炎から放射される輻射光を検出することにより炎
を検知、判定するものであれば、どのような空間に設置
されるものであってもよく、例えば、トンネル用の火災
検知器として良好に適用することができる。さらに、上
述した各実施形態に係る炎検知器においては、加算増幅
部において増幅処理される検出信号の増幅率を、説明の
都合上、便宜的に1000倍としたが、実際の炎検知器
においては、例えば、数千倍から数万倍以上の極めて高
い増幅率が必要とされているが、上述した実施形態に示
したような複数の受光素子を備えたセンサ部、及び、加
算増幅部を有する構成を適用することにより、メインア
ンプの増幅率を大幅に低減することができる。
The flame detector according to each of the above-described embodiments can be installed in any space as long as the flame can be detected and determined by detecting radiation emitted from the flame. For example, it can be favorably applied as a fire detector for a tunnel. Furthermore, in the flame detector according to each of the above-described embodiments, the amplification factor of the detection signal amplified in the addition amplification unit is set to 1000 times for convenience of explanation, but in an actual flame detector, Although, for example, an extremely high amplification factor of several thousand times to several tens of thousands or more is required, a sensor unit having a plurality of light receiving elements as shown in the above-described embodiment, and an addition amplification unit By applying the configuration having the above, the amplification factor of the main amplifier can be significantly reduced.

【0036】[0036]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、光エネル
ギーを電気信号に変換する検知センサからの出力信号を
増幅して、火災の判定を行う炎検知器において、検知セ
ンサが、略同一の検知エリアを監視するように設定され
た、略同一の感度特性を有する個別出力可能な複数の受
光素子を備え、さらに、前記複数の受光素子のそれぞれ
に対して、複数の受光素子の各々から出力される検出信
号の所定の周波数帯域成分のみを通過させる略同一の特
性を有する前置フィルターを具備し、各受光素子からの
出力を加算増幅するように構成されているので、個別の
受光素子からの出力に含まれる本来の炎検出成分のみを
増大させつつ、ノイズ成分の相対値を抑制して、SN比
を大幅に改善することができ、より正確な炎判定を行う
ことができる。また、各受光素子からの出力を加算合成
するという簡易な構成により、従来に比較して低い増幅
率で所定の信号レベルへの増幅を実現することができ
る。したがって、増幅手段の増幅率を従来に比較して小
さく設定することができるので、増幅余裕度を増すこと
ができる。
According to the first aspect of the present invention, in a flame detector for judging a fire by amplifying an output signal from a detection sensor for converting light energy into an electric signal, the detection sensors are substantially the same. A plurality of light receiving elements that are set to monitor the detection area and that can output individually with substantially the same sensitivity characteristics , and furthermore, each of the plurality of light receiving elements
Detection signal output from each of the plurality of light receiving elements
Signals that pass only a predetermined frequency band component of the signal
It is equipped with a pre-filter having the characteristic, and is configured to add and amplify the output from each light receiving element, so that only the original flame detection component included in the output from the individual light receiving element is increased, By suppressing the relative values of the components, the SN ratio can be greatly improved, and more accurate flame determination can be performed. In addition, with a simple configuration in which outputs from the respective light receiving elements are added and synthesized, amplification to a predetermined signal level can be realized with a lower amplification factor than in the related art. Therefore, the amplification factor of the amplifying unit can be set smaller than that of the conventional one, so that the amplification margin can be increased.

【0037】請求項2記載の発明によれば、上記増幅手
段が、受光素子からの各個別の出力を初段増幅する前置
増幅手段と、該前置増幅手段からの出力を所定の信号レ
ベルに増幅する主増幅手段と、を備え、各前置増幅手段
からの出力線を接続して主増幅手段に出力することによ
り、加算増幅するように構成されているので、各受光素
子(各前置増幅手段)からの出力線を接続し、主増幅手
段に出力することで、加算合成するという簡易な構成に
より、従来に比較して低い増幅率で所定の信号レベルへ
の増幅を実現することができる。また、主増幅手段の増
幅度を、従来の構成に比較して小さく設定することがで
きるので、より大きな増幅率を必要とする場合に対応す
ることができ、増幅余裕度を向上させることができる。
請求項3記載の発明によれば、炎検知器が、各前置増幅
手段からの出力線を切換え接続する切換え手段を備えて
いるので、切換え手段の導通/遮断状態を個別に制御す
ることにより、受光素子からの検出信号の入力数を増減
することができ、検知センサの検出出力を任意に切換え
て、調整することができる。
According to the second aspect of the present invention, the amplifying means comprises: a preamplifier for amplifying each individual output from the light receiving element in the first stage; and an output from the preamplifier to a predetermined signal level. And a main amplifying means for amplifying. The output lines from the respective preamplifiers are connected to each other and output to the main amplifying means so as to amplify and add. By connecting the output line from the amplifying means and outputting to the main amplifying means, it is possible to realize amplification to a predetermined signal level at a lower amplification factor than the conventional one by a simple configuration of adding and combining. it can. Further, since the amplification degree of the main amplification means can be set smaller than that of the conventional configuration, it is possible to cope with a case where a larger amplification rate is required, and it is possible to improve the amplification margin. .
According to the third aspect of the present invention, since the flame detector is provided with the switching means for switching and connecting the output lines from the respective preamplifiers, it is possible to individually control the conduction / cutoff state of the switching means. The number of detection signals input from the light receiving element can be increased or decreased, and the detection output of the detection sensor can be arbitrarily switched and adjusted.

【0038】請求項4記載の発明によれば、上記検知セ
ンサが、受光素子を複数個配置し、一体的にパッケージ
化された構成を有しているので、検知センサの構成を大
幅に小型化することができるとともに、感度特性の略均
一な受光素子群を形成することができる。請求項5記載
の発明によれば、上記検知センサが、同一種類の受光素
子を個別にパッケージして、複数個近接して配置した構
成を有しているので、比較的安価な汎用の受光素子を適
用することができるので、センサ部を簡易かつ安価に構
成することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the detection sensor has a configuration in which a plurality of light receiving elements are arranged and is integrally packaged, the configuration of the detection sensor is significantly reduced in size. And a light receiving element group having substantially uniform sensitivity characteristics can be formed. According to the fifth aspect of the present invention, the detection sensor has a configuration in which a plurality of light receiving elements of the same type are individually packaged and arranged close to each other. Can be applied, so that the sensor unit can be configured simply and inexpensively.

【0039】請求項6記載の発明によれば、上記複数の
受光素子が、同一のサイズに構成されているので、感度
特性の略均一な受光素子群を形成することができ、本来
の炎検出成分を顕在化させることができ、信号処理部に
おける炎判定処理に使用される信号の精度を高めること
ができる。請求項7記載の発明によれば、上記複数の受
光素子が、異なるサイズに構成されたものを含んでいる
ので、感度特性を段階的に変化させて設定した受光素子
群を形成することができ、スイッチ制御部を用いた出力
線の切換え制御により、増幅率の設定方法に一層の多様
性を持たせることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, since the plurality of light receiving elements are configured to have the same size, a light receiving element group having substantially uniform sensitivity characteristics can be formed. The component can be made obvious, and the accuracy of the signal used in the flame determination processing in the signal processing unit can be increased. According to the seventh aspect of the present invention, since the plurality of light receiving elements include those having different sizes, it is possible to form a light receiving element group in which the sensitivity characteristic is changed stepwise and set. By controlling the switching of the output line using the switch control unit, the setting method of the amplification factor can have more variety.

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

【図1】本発明に係る炎検知器の第1の実施形態を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a flame detector according to the present invention.

【図2】第1の実施形態に係る炎検知器に適用されるセ
ンサ部の構成例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a sensor unit applied to the flame detector according to the first embodiment.

【図3】第1の実施形態に係る炎検知器に適用されるセ
ンサ部における受光素子の配置例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the arrangement of light receiving elements in a sensor unit applied to the flame detector according to the first embodiment.

【図4】第1の実施形態に係る炎検知器に適用される加
算増幅部における加算増幅作用を説明するための概念図
である。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining an addition amplification operation in an addition amplification unit applied to the flame detector according to the first embodiment.

【図5】本発明に係る炎検知器の第2の実施形態を示す
ブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the flame detector according to the present invention.

【図6】第2の実施形態に係る炎検知器における各接続
状態とその作用を説明するための概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining each connection state and its operation in a flame detector according to a second embodiment.

【図7】従来技術における炎検知器の概略構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a flame detector according to the related art.

【図8】従来技術に示した炎検知器における検出信号の
増幅作用を説明するための概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining an operation of amplifying a detection signal in a flame detector shown in the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

SEN センサ部(検知センサ) AMP 加算増幅部(増幅手段) PRO 信号処理部(火災判定手段) 10a〜10d 受光素子 20a〜20d 前置フィルタ 30a〜30d プリアンプ(前置増幅手段) L1a〜L1d 出力線 40A メインアンプ(主増幅手段) 50 A/D変換器 60 炎判定処理部 70 スイッチ制御部 SEN sensor unit (detection sensor) AMP addition amplification unit (amplification unit) PRO signal processing unit (fire determination unit) 10a to 10d light receiving element 20a to 20d pre-filter 30a to 30d preamplifier (pre-amplification unit) L1a to L1d output line 40A main amplifier (main amplifying means) 50 A / D converter 60 flame judgment processing unit 70 switch control unit

フロントページの続き (72)発明者 相澤 真人 東京都品川区上大崎2丁目10番43号 ホ ーチキ株式会社内 (72)発明者 溝渕 学 東京都品川区上大崎2丁目10番43号 ホ ーチキ株式会社内 (72)発明者 浅野 功 東京都品川区上大崎2丁目10番43号 ホ ーチキ株式会社内 (72)発明者 川端 芳美 東京都品川区上大崎2丁目10番43号 ホ ーチキ株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−326391(JP,A) 特開 平6−223284(JP,A) 特開 平4−18698(JP,A) 特開 平5−225460(JP,A) 特開 平3−134798(JP,A) 特開 平11−281475(JP,A) 実開 昭57−124756(JP,U) 実開 昭60−92385(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G08B 17/00 - 17/12 G01J 1/02 Continued on the front page (72) Inventor Masato Aizawa 2-10-4 Kami-Osaki, Shinagawa-ku, Tokyo Hochiki Co., Ltd. (72) Inventor Manabu Mizobuchi 2-10-43, Kami-Osaki, Shinagawa-ku Tokyo Inside the company (72) Inventor Isao Asano 2-10-43 Kami-Osaki, Shinagawa-ku, Tokyo Hochiki Co., Ltd. (72) Inventor Yoshimi Kawabata 2--10-43, Kami-Osaki, Shinagawa-ku, Tokyo Hochiki Corporation (56) References JP-A-10-326391 (JP, A) JP-A-6-223284 (JP, A) JP-A-4-18698 (JP, A) JP-A-5-225460 (JP, A) JP-A-3-134798 (JP, A) JP-A-11-281475 (JP, A) JP-A-57-124756 (JP, U) JP-A-60-92385 (JP, U) (58) Int.Cl. 7 , DB name) G08B 17/00-17/12 G01J 1/02

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光エネルギーを電気信号に変換する検知
センサと、前記検知センサからの出力信号を増幅して出
力する増幅手段と、前記増幅手段から出力される増幅出
力により炎の判定を行う炎判定手段と、を備えた炎検知
器において、 前記検知センサは、略同一の検知エリアを略同時に監視
するように設定され、かつ、略同一の感度特性を有する
個別出力可能な受光素子を複数備え、さらに前記検知セ
ンサは、前記複数の受光素子の各々から出力される検出
信号の所定の周波数帯域成分のみを通過させる略同一の
特性を有する前置フィルターを、前記複数の受光素子の
それぞれに対して具備し、 前記増幅手段は、前記受光素子からの個別の出力を加算
増幅することを特徴とする炎検知器。
1. A detector for converting light energy into an electric signal.
Sensor and the output signal from the detection sensor is amplified and output.
Amplifying means for applying power, and an amplification output outputted from the amplifying means.
Flame detection means for determining a flame by force
Wherein the detection sensor monitors substantially the same detection area at substantially the same time
Is set toHas almost the same sensitivity characteristics
A plurality of light-receiving elements capable of individual output;
The sensor detects a detection output from each of the plurality of light receiving elements.
Approximately the same that passes only a predetermined frequency band component of the signal
A pre-filter having characteristics is provided for the plurality of light receiving elements.
Prepared for each,  The amplifying unit is configured to receive the signal from the light receiving element.IndividualAdd the output of
A flame detector characterized by amplification.
【請求項2】 前記増幅手段は、前記受光素子からの各
個別の出力を初段増幅する前置増幅手段と、該前置増幅
手段からの出力を所定の信号レベルに増幅する主増幅手
段と、を備え、 各前置増幅手段からの出力線を接続して主増幅手段に出
力することにより、加算増幅するようにしたことを特徴
とする請求項1記載の炎検知器。
2. The preamplifier for amplifying each individual output from the light receiving element in a first stage, a main amplifying unit for amplifying an output from the preamplifier to a predetermined signal level, 2. The flame detector according to claim 1, further comprising: connecting an output line from each of the preamplifiers and outputting the output to the main amplifier, thereby performing amplifying.
【請求項3】 前記炎検知器は、各前置増幅手段からの
出力線を切換え接続する切換え手段を備えていることを
特徴とする請求項2記載の炎検知器。
3. The flame detector according to claim 2, wherein the flame detector includes switching means for switching and connecting an output line from each preamplifier.
【請求項4】 前記検知センサは、前記受光素子が複数
個配置され、一体的にパッケージ化されたものであるこ
とを特徴とする請求項1記載の炎検知器。
4. The flame detector according to claim 1, wherein the detection sensor includes a plurality of the light receiving elements arranged and packaged integrally.
【請求項5】 前記検知センサは、同一種類の受光素子
を個別にパッケージ化して、複数個近接して配置したも
のであることを特徴とする請求項1記載の炎検知器。
5. The flame detector according to claim 1, wherein the detection sensor is formed by individually packaging light receiving elements of the same type and arranging a plurality of light receiving elements in close proximity.
【請求項6】 前記複数の受光素子は、各々同一の素子
寸法で形成されていることを特徴とする請求項4又は5
のいずれかに記載の炎検知器。
6. The light receiving element according to claim 4, wherein each of the plurality of light receiving elements has the same element size.
The flame detector according to any one of the above.
【請求項7】 前記複数の受光素子は、異なる素子寸法
に形成されたものを含んでいることを特徴とする請求項
4又は5のいずれかに記載の炎検知器。
7. The flame detector according to claim 4, wherein the plurality of light receiving elements include elements formed in different element dimensions.
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