JP4671731B2 - 炎感知器の感度調整方法及び装置 - Google Patents
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Description
本発明は炎感知器の感度調整方法及び装置、特に炎感知器の出力を所定の値となるように感度調整を行うものに関する。
従来の炎感知器の感度試験方法は、所定の温度・所定の開口経に設定された黒体炉から、所定の距離・角度に調整される炎感知器を配置して、センサ出力が所定の値になるように調整していた。
しかしながら、ＣＯ2共鳴放射帯を検出するような炎感知器の場合、感度調整のために放射される赤外線が黒体軌跡、すなわち連続スペクトルであるのに対し、本来検出すべき炎のＣＯ2共鳴スペクトルが急峻なピークスペクトルであるため、炎感知器が検出する波長帯域の個々のバラツキを調整によって補正できず、現実の炎では出力が出ず、結果がばらつくという問題があった。
かかる問題を解決するため、現実の炎を用いて感度調整を行うことが考えられるが、現実の炎では火の取扱が難しく、基準として大きさを特定できないため、面倒である。
そこで、従来の炎感知器の動作試験器は、炎検知装置の受光部に試験光源から擬似火炎光を照射することにより動作試験を行うものであり、その試験光源は擬似火炎光として発光強度、点滅周波数及び波形を種々に設定して発光するものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１９７５５７号公報（第１頁、第１図）
しかしながら、ＣＯ2共鳴放射帯を検出するような炎感知器の場合、感度調整のために放射される赤外線が黒体軌跡、すなわち連続スペクトルであるのに対し、本来検出すべき炎のＣＯ2共鳴スペクトルが急峻なピークスペクトルであるため、炎感知器が検出する波長帯域の個々のバラツキを調整によって補正できず、現実の炎では出力が出ず、結果がばらつくという問題があった。
かかる問題を解決するため、現実の炎を用いて感度調整を行うことが考えられるが、現実の炎では火の取扱が難しく、基準として大きさを特定できないため、面倒である。
そこで、従来の炎感知器の動作試験器は、炎検知装置の受光部に試験光源から擬似火炎光を照射することにより動作試験を行うものであり、その試験光源は擬似火炎光として発光強度、点滅周波数及び波形を種々に設定して発光するものである（例えば、特許文献１参照）。
従来の炎感知器の動作試験器は、試験光源が擬似火炎光として発光強度、点滅周波数及び波形を種々に設定して発光するが、このような擬似火炎光を発光させるためには、発光強度設定部、点滅周波数設定部及び波形モード設定部を設けなければならず、構成が複雑となってコストがかかるという問題があった。
また、動作試験される炎感知器の赤外線センサに内蔵されるフィルタの透過帯域のバラツキまでも考慮したものでないため、かかる動作試験器を用いても充分な感度調整が行えるとはいえないものであった。
また、動作試験される炎感知器の赤外線センサに内蔵されるフィルタの透過帯域のバラツキまでも考慮したものでないため、かかる動作試験器を用いても充分な感度調整が行えるとはいえないものであった。
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたもので、炎感知器の赤外線センサに内蔵されるフィルタの透過帯域のバラツキを考慮して炎感知器の出力を所定の値となるように感度調整を行うことができる炎感知器の感度調整方法及び装置を提供することを目的とする。
本発明に係る炎感知器の感度調整方法は、赤外線の透過帯域の長波長端の分光特性をＣＯ２共鳴放射帯のピークの長波長側に近似させ、短波長端をＣＯ２吸収帯よりも短波長側にした赤外線バンドパスフィルタが設置された熱源から所定の位置に配置された炎感知器の赤外線センサの出力を測定して第１のセンサ出力値とし、次に、前記熱源から赤外線バンドパスフィルタを取り除き、同じ位置にある前記炎感知器の前記赤外線センサの出力を測定して第２のセンサ出力値とし、前記第１のセンサ出力値と前記第２のセンサ出力値との出力比に基づいて前記炎感知器が検出する波長帯域のＣＯ２共鳴放射帯との重なり具合を判別し、前記炎感知器の感度の設定値を得るようにしたものである。
本発明は以上説明したように、赤外線の透過帯域の長波長端の分光特性をＣＯ２共鳴放射帯のピークの長波長側に近似させ、短波長端をＣＯ２吸収帯よりも短波長側にした赤外線バンドパスフィルタが設置された熱源から赤外線を放射させ、その赤外線を利用して炎感知器の感度調整を行うようにしたので、熱源から赤外線の連続スペクトルが放射されるが、赤外線バンドパスフィルタを介して放射される赤外線はＣＯ２共鳴放射帯に近似しているため、その赤外線を利用して炎感知器の感度調整を行った場合には実際の炎に近い赤外線として調整でき、その赤外線によって調整された炎感知器は実際の炎を検出する際に感度がばらつくということがなくなるという効果がある。また、赤外線バンドパスフィルタが設置された熱源から所定の位置に配置された炎感知器の赤外線センサの出力を測定して第１のセンサ出力値とし、次に、熱源から赤外線バンドパスフィルタを取り除き、同じ位置にある炎感知器の赤外線センサの出力を測定して第２のセンサ出力値とし、第１のセンサ出力値と第２のセンサ出力値との出力比に基づいて炎感知器の感度の設定値を得るようにしたので、炎感知器が検出する波長帯域のＣＯ２共鳴放射帯との重なり具合を出力比で判別し、個々に必要な感度の設定値に基づいて炎感知器の出力を正確に調整することができる。
図１は本発明の実施の形態に係る炎感知器の感度調整装置を示すブロック図、図２は同
炎感知器の感度調整装置に用いられる赤外線バンドパスフィルタの特性を示すグラフ、図３は赤外線バンドパスフィルタの有無による赤外線センサの出力比と設定値との関係を示すグラフである。
図１において、本発明の炎感知器の感度調整装置は、温度に応じた黒体軌跡を放射する赤外線放射口を有する黒体炉１と、黒体炉１の赤外線放射口に着脱自在に装着され、透過帯域の分光特性が長波長端をＣＯ2共鳴放射帯のピークの長波長側に近似し、短波長端をＣＯ2吸収帯よりも短波長端側にした赤外線バンドパスフィルタ２と、黒体炉１の赤外線放射口の直前に設けられ、赤外線を透過・遮断して炎と同様のゆらぎ周波数を与えるチョッパー３とで構成されている。
炎感知器の感度調整装置に用いられる赤外線バンドパスフィルタの特性を示すグラフ、図３は赤外線バンドパスフィルタの有無による赤外線センサの出力比と設定値との関係を示すグラフである。
図１において、本発明の炎感知器の感度調整装置は、温度に応じた黒体軌跡を放射する赤外線放射口を有する黒体炉１と、黒体炉１の赤外線放射口に着脱自在に装着され、透過帯域の分光特性が長波長端をＣＯ2共鳴放射帯のピークの長波長側に近似し、短波長端をＣＯ2吸収帯よりも短波長端側にした赤外線バンドパスフィルタ２と、黒体炉１の赤外線放射口の直前に設けられ、赤外線を透過・遮断して炎と同様のゆらぎ周波数を与えるチョッパー３とで構成されている。
黒体炉１の赤外線放射口に装着される赤外線バンドパスフィルタ２は、次のような特性を有する。
図２に示すように、フィルタの透過波長右側肩の半値部分をＣＯ2共鳴放射帯の肩の部分に近似する４．４６μｍとするとともに、左側肩の半値部分を４．１０μｍとし、ＣＯ2吸収の波長帯域に対して短波長側に設定している。
なお、この赤外線バンドパスフィルタ２の特性はこれに限らず、例えば右側肩の半値部分は４．４６〜４．４７μｍ、左側肩の半値部分は４．２５μｍより短波長側が好ましい。
図２に示すように、フィルタの透過波長右側肩の半値部分をＣＯ2共鳴放射帯の肩の部分に近似する４．４６μｍとするとともに、左側肩の半値部分を４．１０μｍとし、ＣＯ2吸収の波長帯域に対して短波長側に設定している。
なお、この赤外線バンドパスフィルタ２の特性はこれに限らず、例えば右側肩の半値部分は４．４６〜４．４７μｍ、左側肩の半値部分は４．２５μｍより短波長側が好ましい。
また、感度調整される炎感知器１１は、図１に示すように、図示しない光学フィルタによって炎のゆらぎ成分であるＣＯ2共鳴放射の波長帯域を検出する赤外線センサ１２と、赤外線センサ１２の出力を増幅する増幅部１３と、増幅部１３で増幅された赤外線センサ１２の出力に基づいて炎の判別を行う炎判別部１４とから構成されている。
その赤外線センサ１２の検出波長は、約４．５μｍ近辺で、バンド幅が約５００ｎｍであり、図２に示すように、この検出波長帯に赤外線バンドパスフィルタ２を透過する赤外線の右肩が入ることになる。
また、増幅部１３に対しては図示しないボリューム等の調整手段を調整することによってゲイン、即ち炎感知器１１の出力感度を調整することができる。
その赤外線センサ１２の検出波長は、約４．５μｍ近辺で、バンド幅が約５００ｎｍであり、図２に示すように、この検出波長帯に赤外線バンドパスフィルタ２を透過する赤外線の右肩が入ることになる。
また、増幅部１３に対しては図示しないボリューム等の調整手段を調整することによってゲイン、即ち炎感知器１１の出力感度を調整することができる。
次に、本発明の実施の形態に係る炎感知器の感度調整装置を用いて炎感知器に対する感度調整の方法について図１及び図３に基づいて説明する。
（１）黒体炉１から所定の距離に炎感知器１１を設置し、所定の赤外線を黒体炉１から放射させて、炎感知器１１の赤外線センサ１２のセンサ出力を測定する。
（２）炎感知器１１が所定距離に設置された状態で、黒体炉１の赤外線放射口に赤外線バンドパスフィルタ２を装着し、炎感知器１１の赤外線センサ１２のセンサ出力を測定する。
（３）赤外線バンドパスフィルタ２が装着されていない場合の赤外線センサ１２のセンサ出力と、赤外線バンドパスフィルタ２が装着されている場合の赤外線センサ１２のセンサ出力との比（以下、「出力比」という）を求める。
この出力比は、感度調整される炎感知器１１毎によって異なる。その出力比の違いは炎感知器１１の赤外線センサ１２の図示しない光学フィルタの透過帯域のバラツキによって検出する波長帯が異ってくるからである。
（１）黒体炉１から所定の距離に炎感知器１１を設置し、所定の赤外線を黒体炉１から放射させて、炎感知器１１の赤外線センサ１２のセンサ出力を測定する。
（２）炎感知器１１が所定距離に設置された状態で、黒体炉１の赤外線放射口に赤外線バンドパスフィルタ２を装着し、炎感知器１１の赤外線センサ１２のセンサ出力を測定する。
（３）赤外線バンドパスフィルタ２が装着されていない場合の赤外線センサ１２のセンサ出力と、赤外線バンドパスフィルタ２が装着されている場合の赤外線センサ１２のセンサ出力との比（以下、「出力比」という）を求める。
この出力比は、感度調整される炎感知器１１毎によって異なる。その出力比の違いは炎感知器１１の赤外線センサ１２の図示しない光学フィルタの透過帯域のバラツキによって検出する波長帯が異ってくるからである。
図示しない光学フィルタと赤外線バンドパスフィルタ２との重なり具合によって出力比が異なり、出力比は光学フィルタの特性を表していることになる。
この出力比に対する炎感知器１１の目標とする出力値である設定値は実験的に予め求められており、出力比と設定値の関係は図３のグラフに示すように関数として表される。
（４）そこで、前記（３）で求めた出力比に基づいて出力比・設定値の関数を利用して設定値を決定する。
（５）最後に、調整手段によって、増幅器１３のゲインを調節して炎感知器１１の出力値、即ち増幅器１３の出力を決定した設定値に合わせる。
この出力比に対する炎感知器１１の目標とする出力値である設定値は実験的に予め求められており、出力比と設定値の関係は図３のグラフに示すように関数として表される。
（４）そこで、前記（３）で求めた出力比に基づいて出力比・設定値の関数を利用して設定値を決定する。
（５）最後に、調整手段によって、増幅器１３のゲインを調節して炎感知器１１の出力値、即ち増幅器１３の出力を決定した設定値に合わせる。
この実施の形態では、赤外線の透過帯域の長波長端の分光特性をＣＯ2共鳴放射帯のピークの長波長側に近似させ、短波長端をＣＯ2吸収帯よりも短波長側にした赤外線バンドパスフィルタ２が設置された黒体炉１から赤外線を放射させ、その赤外線を利用して炎感知器１１の感度調整を行うようにしたので、黒体炉１から赤外線の連続スペクトルが放射されるが、赤外線バンドパスフィルタ２を介して放射される赤外線はＣＯ2共鳴放射帯に近似しているため、その赤外線を利用して炎感知器の感度調整を行った場合には実際の炎に近い赤外線として調整でき、その赤外線によって調整された炎感知器は実際の炎を検出する際に感度がばらつくということがなくなる。
また、赤外線バンドパスフィルタ２が設置された黒体炉１から所定の位置に配置された炎感知器１１のセンサ出力を測定して第１のセンサ出力値とし、次に、その黒体炉１から赤外線バンドパスフィルタ２を取り除き、同じ位置にある炎感知器１１のセンサ出力を測定して第２のセンサ出力値とし、前記第１のセンサ出力値と前記第２のセンサ出力値との出力比に基づいて炎感知器１１の感度の設定値を得るようにしたので、炎感知器１１が検出する波長帯域のＣＯ2共鳴放射帯との重なり具合を出力比で判別し、個々に必要な感度の設定値に基づいて炎感知器１１の出力を正確に調整することができる。
１ 黒体炉、２ 赤外線バンドパスフィルタ、３ チョッパー、１１ 炎感知器、１２ 赤外線センサ、１３ 増幅部、１４ 炎判別手段。
Claims (2)
- 赤外線の透過帯域の長波長端の分光特性をＣＯ２共鳴放射帯のピークの長波長側に近似させ、短波長端をＣＯ２吸収帯よりも短波長側にした赤外線バンドパスフィルタが設置された熱源から所定の位置に配置された炎感知器の赤外線センサの出力を測定して第１のセンサ出力値とし、
次に、前記熱源から赤外線バンドパスフィルタを取り除き、同じ位置にある前記炎感知器の前記赤外線センサの出力を測定して第２のセンサ出力値とし、
前記第１のセンサ出力値と前記第２のセンサ出力値との出力比に基づいて前記炎感知器が検出する波長帯域のＣＯ２共鳴放射帯との重なり具合を判別し、前記炎感知器の感度の設定値を得るようにしたことを特徴とする炎感知器の感度調整方法。 - 赤外線放射口を有する黒体炉と、
赤外線の透過帯域の長波長端の分光特性をＣＯ２共鳴放射帯のピークの長波長側に近似させ、短波長端をＣＯ２吸収帯よりも短波長側にした赤外線バンドパスフィルタと、
前記黒体炉から所定の距離に設置される炎感知器と、
を有し、
前記赤外線放射口に前記赤外線バンドパスフィルタが装着されていない場合の炎感知器の赤外線センサのセンサ出力と、前記赤外線バンドパスフィルタが装着されている場合の炎感知器の赤外線センサのセンサ出力と、の出力比に基づいて前記炎感知器の感度の設定値を得るようにしたことを特徴とする炎感知器の感度調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005095431A JP4671731B2 (ja) | 2005-03-29 | 2005-03-29 | 炎感知器の感度調整方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2005095431A JP4671731B2 (ja) | 2005-03-29 | 2005-03-29 | 炎感知器の感度調整方法及び装置 |
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|---|---|
| JP2006275773A JP2006275773A (ja) | 2006-10-12 |
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Family Applications (1)
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57182889A (en) * | 1981-04-16 | 1982-11-10 | Emi Ltd | Flame detector |
| JPH11110657A (ja) * | 1997-10-06 | 1999-04-23 | Nittan Co Ltd | 火災感知器の作動試験器 |
-
2005
- 2005-03-29 JP JP2005095431A patent/JP4671731B2/ja active Active
Patent Citations (2)
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| JPS57182889A (en) * | 1981-04-16 | 1982-11-10 | Emi Ltd | Flame detector |
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