JP4925311B2 - smoke detector - Google Patents
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Description
本発明は、煙感知器に関する。
The present invention relates to a smoke detector.
従来の散乱光式煙感知器は、検煙室の外周を遮光する複数のラビリンス部材で覆い、その内側に向けて、発光素子および受光素子が設けられ、発光素子の光軸と交わるラビリンス部材の先端と、発光素子から受光素子へ到達する光を遮光する遮光板とによって、受光素子の受光ホルダ開口部によって決定される検煙室内に対する受光素子の受光視野領域をさらに限定する隙間を形成し、平常時に発光素子からの受光素子に向かう迷光を少なくして0点レベルを低くして信頼性向上を図っている(たとえば、特許文献1参照)。
上記従来例では、ラビリンス部材の先端と遮光板とによって、発光素子からの光の多くが遮られ、安定した受光出力を得るために、発光量を大きくする必要があり、消費電流やラビリンス内の迷光が増加するという問題がある。 In the above conventional example, much of the light from the light emitting element is blocked by the tip of the labyrinth member and the light shielding plate, and in order to obtain a stable light receiving output, it is necessary to increase the light emission amount. There is a problem that stray light increases.
つまり、上記従来例では、ラビリンス部材等の配置により受光視野を限定するために、ラビリンス内部の反射等による意図しない方向からのノイズ光に対して受光視野領域を狭くし、必要な散乱角の光のみを選択的に取り込むことができないという問題がある。 That is, in the above conventional example, in order to limit the light receiving field by the arrangement of the labyrinth member or the like, the light receiving field region is narrowed with respect to noise light from an unintended direction due to reflection inside the labyrinth, and light having a necessary scattering angle. There is a problem that it is not possible to selectively capture only.
本発明は、ラビリンス内部の反射等による意図しない方向からのノイズ光を受光せずに、必要な散乱角の光のみを選択的に取り込むことができる煙感知器を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a smoke detector that can selectively capture only light having a necessary scattering angle without receiving noise light from an unintended direction due to reflection inside the labyrinth or the like.
本願発明は、検煙部と、上記検煙部の外周に設けられている複数のラビリンス部材と、上記検煙部に設けられている発光素子と、上記検煙部に設けられている受光素子と、上記受光素子の前方に設けられている光学フィルタであって、上記発光素子のピーク発光波長帯のみを透過し、上記発光素子のピーク発光波長帯が斜め方向から入射する光を反射する光学フィルタとを有し、外部からの入射光であって上記ピーク発光波長帯の入射光、または、上記発光素子の内部迷光が、上記ラビリンス部材に反射した後に、上記光学フィルタの表面に直交しない角度で入射するように、上記発光素子と上記ラビリンス部材と上記受光素子とが配置されていることを特徴とする煙感知器である。The present invention relates to a smoke detector, a plurality of labyrinth members provided on the outer periphery of the smoke detector, a light emitting element provided in the smoke detector, and a light receiving element provided in the smoke detector And an optical filter provided in front of the light receiving element, which transmits only a peak emission wavelength band of the light emitting element and reflects light incident from an oblique direction in the peak emission wavelength band of the light emitting element. An angle that is not incident on the surface of the optical filter after the incident light from the outside and having the peak emission wavelength band or the internal stray light of the light emitting element is reflected by the labyrinth member. The smoke detector is characterized in that the light emitting element, the labyrinth member, and the light receiving element are arranged so as to be incident on the smoke detector.
本発明によれば、ラビリンス内部のノイズ光(発光素子による迷光と外部からの入射光)が減少し、検出精度を向上させることができ、また、ラビリンス構造を簡易化することができるという効果を奏する。
According to the present invention, noise light inside the labyrinth (stray light by a light emitting element and external incident light) can be reduced, detection accuracy can be improved, and the labyrinth structure can be simplified. Play.
発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例である。 The best mode for carrying out the invention is the following examples.
図1は、本発明の実施例1である煙感知器SE1の検煙部を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a smoke detector of a smoke detector SE1 that is
煙感知器SE1は、ケース10と、発光素子20と、受光素子30と、光学フィルタ40とを有する。また、煙感知器SE1は、図示しないが、受光増幅回路、CPU等が設けられている。
The smoke detector SE1 includes a
外周を開放するケース10の内部に、ラビリンス部材11と、検煙部12とが設けられている。
A labyrinth member 11 and a smoke detector 12 are provided inside the
検煙部12には、発光素子20と、受光素子30とが設けられている。
The smoke detector 12 is provided with a
発光素子20は、たとえば、ピーク発光波長900nmを有する赤外線を発光するLEDによって構成されている。
The
受光素子30は、赤外線に受光感度を有するPDによって構成され、煙流入時にLEDの発光を受けた煙粒子による散乱光を受光する。また、受光素子30は、発光素子20と所定の光軸角度をなしている。
The
上記受光増幅回路は、受光素子30の出力信号を増幅する。上記CPUは、A/D変換機能と火災判別機能とを有し、上記A/D変換機能は、上記受光増幅回路の信号をデータとしての検出レベルに変換する。上記火災判別機能は、その検出レベルが閾値以上であれば、火災であると判別し、火災信号を出力する。
The light receiving amplification circuit amplifies the output signal of the
光学フィルタ40は、受光素子30の受光面の前方にある受光素子収納部の開口部に配置されている。光学フィルタ40は、干渉フィルタで構成され、この干渉フィルタは、受光素子30に到達する煙による散乱光の入射等を制限するフィルタである。また、干渉フィルタは、ガラス等の基板に、薄膜材料(シリカ、二酸化チタン等)を多層に重ねたフィルタであり、分光特性を任意に設定でき、たとえば、発光素子20のピーク発光波長帯のみを透過させることができる。
The
この場合、他の波長帯は基板または膜の表面による干渉作用で反射する。 In this case, the other wavelength bands are reflected by the interference action by the surface of the substrate or film.
次に、実施例1の動作について説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be described.
図2は、実施例1の動作を説明する図である。 FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment.
図2(1)に示すように、光学フィルタ40の表面と直角に発光素子20のピーク発光波長帯の光が入射すると、その光が光学フィルタ40を透過する。しかし、図2(2)に示すように、光学フィルタ40の表面に斜めに発光素子20のピーク発光波長帯の光が入射すると、その光は、光学フィルタ40の表面で反射し、光学フィルタ40を透過しない。
As shown in FIG. 2 (1), when light in the peak emission wavelength band of the
これは、入射角度θにより光学フィルタ40の透過波長帯が短波長側にシフトすることによる。
This is because the transmission wavelength band of the
このシフトの大きさは、光学フィルタ40の屈折率によって決まる。この屈折率が低ければ、このシフト量は大きくなる。光学フィルタ40のシフト量は次の算式により計算される。
The magnitude of this shift is determined by the refractive index of the
λθ={λ0・(ne 2−sin2θ)1/2}/ne …式(1)
ここで、
θ=入射角
ne=光学フィルタ40の屈折率
λ0=正面方向(θ=0°)の入射角時の光学フィルタ40の中心波長
λθ=ある“ ”度の入射角時の光学フィルタ40の中心波長
したがって、入射角度θが大きくなるように、発光素子12と受光素子30とを配置すれば、発光素子11のピーク発光波長帯の斜め方向からの入射光を光学フィルタ40で遮ることができる。
λ θ = {λ 0 · ( n e 2 -
here,
theta = angle of incidence n e = refractive index lambda 0 = front direction (θ = 0 °) the center wavelength lambda theta = is "" the optical filter when the angle of incidence of 40 degree of the
図3は、煙感知器SE1において、発光素子20を構成するLEDの内部迷光Lが、受光素子30に到達しない状態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the internal stray light L of the LEDs constituting the
発光素子20を構成するLEDの内部迷光Lは、ラビリンス部材11を反射し、受光素子30に設けられている光学フィルタ40に達するが、その迷光は、光学フィルタ40の表面と直交する角度で入射しないので、光学フィルタ40の表面で反射し、受光素子30には到達しない。したがって、LEDの内部迷光Lによる火災の誤検出、つまり、誤報が生じない。
The internal stray light L of the LED constituting the
図4は、煙感知器SE1において、外部からの入射光Nが受光素子30に到達しない状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state where the incident light N from the outside does not reach the
煙感知器SE1の外部から入射光Nが検煙部12に入った場合、ラビリンス部材11で反射した後に、光学フィルタ40に達するが、その入射光に発光素子20のピーク発光波長と同じ帯域があっても、光学フィルタ40の表面と直交する角度で入射しないので、光学フィルタ40の表面で反射し、受光素子30には到達しない。したがって、外部からの入射光Nによる火災の誤検出、つまり、誤報が生じない。
When the incident light N enters the smoke detector 12 from the outside of the smoke detector SE1, it reaches the
図3および図4において、万一、発光素子20のピーク発光波長と同じ帯域の迷光Lと入射光Nが、光学フィルタ40に直交するように入射しても、その時点までに、ラビリンス部材11で複数回反射させて十分に減衰させるように設計しているので、受光素子30は、これらを検出しない。
3 and 4, even if the stray light L and the incident light N in the same band as the peak emission wavelength of the
すなわち、上記実施例によれば、発光部からの光を、必要な散乱角の光を選択的に受光させるので、ラビリンス内部のノイズ光(LEDの内部迷光Lと外部からの入射光N)が減少し、検出精度を向上させることができる。また、ラビリンス構造を簡易化することができ、周縁方向から検煙部に対する煙の流入特性(応答性)の方向性をなくすことができる。 That is, according to the above embodiment, the light from the light emitting unit is selectively received with the light having the necessary scattering angle, so that the noise light inside the labyrinth (the internal stray light L of the LED and the incident light N from the outside) is generated. The detection accuracy can be improved. Moreover, a labyrinth structure can be simplified and the directionality of the inflow characteristic (responsiveness) of the smoke with respect to the smoke detection part from the peripheral direction can be eliminated.
また、光学フィルタ40は、バンドパスフィルタを用いてもよい。
The
いずれの場合も発光素子20の発光波長帯のみが透過する分光特性を有する光学フィルタ40を用いることによって、発光素子20のピーク発光波長帯を透過する一方で、受光素子30の受光波長感度を狭めることができるので、ノイズ光量を低くすることができ、S/N比が優れた煙感知器SE1を得ることができる。
In any case, by using the
SE1…煙感知器、
10…ケース、
11…ラビリンス部材、
12…検煙部、
20…発光素子、
30…受光素子、
40…光学フィルタ。
SE1: Smoke detector,
10 ... Case,
11 ... Labyrinth member,
12 ... smoke detector,
20 ... light emitting element,
30. Light receiving element,
40: Optical filter.
Claims (1)
上記検煙部の外周に設けられている複数のラビリンス部材と;
上記検煙部に設けられている発光素子と;
上記検煙部に設けられている受光素子と;
上記受光素子の前方に設けられている光学フィルタであって、上記発光素子のピーク発光波長帯のみを透過し、上記発光素子のピーク発光波長帯が斜め方向から入射する光を反射する光学フィルタと;
を有し、
外部からの入射光であって上記ピーク発光波長帯の入射光、または、上記発光素子の内部迷光が、上記ラビリンス部材に反射した後に、上記光学フィルタの表面に直交しない角度で入射するように、上記発光素子と上記ラビリンス部材と上記受光素子とが配置されていることを特徴とする煙感知器。 A smoke detector;
A plurality of labyrinth members provided on the outer periphery of the smoke detector;
A light emitting device provided in the smoke detector;
A light receiving element provided in the smoke detector;
An optical filter provided in front of the light receiving element, wherein the optical filter transmits only a peak emission wavelength band of the light emitting element and reflects light incident from an oblique direction with the peak emission wavelength band of the light emitting element; ;
Have
Incident light from the outside and incident light in the peak emission wavelength band, or internal stray light of the light emitting element is reflected on the labyrinth member and then incident at an angle that is not orthogonal to the surface of the optical filter. The smoke detector, wherein the light emitting element, the labyrinth member, and the light receiving element are arranged .
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