JP5721550B2 - Photoelectric smoke detector - Google Patents
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Description
本発明は光電式煙感知器、特に、S/N(シグナル/ノイズ)比がよい光電式煙感知器に関する。 The present invention relates to a photoelectric smoke detector, and more particularly to a photoelectric smoke detector having a good S / N (signal / noise) ratio.
従来、光電式煙感知器は、通常、屋内等の天井に設置されるものであって、感知器内に流入した煙を検出する煙検出手段と、これらの検出結果に基づいて火災の発生を判断する判断手段と、かかる判断結果を報知する報知手段と、を有している。煙検出手段は、発光素子および受光素子から構成され、暗室内に流入した煙粒子による光の散乱の有無ないし程度を検出する。そして、暗室は蓋部、プレート、および通風自在かつ遮光可能なラビリンス体によって形成されている。
そして、光電式煙感知器の小型化を実現するため、暗室を側面の一箇所が外に向かって突出した円筒状に形成し、突出箇所に発光素子を配置すると共に、暗室の外で底面と略平行に回路基板を配置し、底面の中央に形成された基板孔の位置に合わせて回路基板に受光素子を設置した光電式煙感知器が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
Conventionally, photoelectric smoke detectors are usually installed on ceilings such as indoors, and smoke detection means for detecting smoke that has flowed into the detector, and the occurrence of fire based on the detection results. Judging means for judging and notifying means for notifying the judgment result are provided. The smoke detecting means is composed of a light emitting element and a light receiving element, and detects the presence or absence or degree of light scattering by smoke particles flowing into the darkroom. The dark room is formed by a lid, a plate, and a labyrinth body that can be ventilated and shielded.
And in order to realize miniaturization of the photoelectric smoke detector, the dark room is formed in a cylindrical shape with one side projecting outward, a light emitting element is disposed in the projecting part, and the bottom surface and the outside of the dark room. A photoelectric smoke detector is disclosed in which a circuit board is disposed substantially in parallel and a light receiving element is installed on the circuit board in accordance with the position of a substrate hole formed in the center of the bottom surface (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に開示された発明は、発光素子が回路基板と平行する方向に光軸を有し、受光素子が回路基板に垂直な方向に光軸を有するため、両者がなす光軸角度が90°になっている。このため、800〜1000nm付近を検出波長とする場合、散乱する光量が少なく、S/N比が悪いという問題があった。
また、突出箇所において煙の流れが妨げられるため、全方向からの煙流入の均一性が阻害され、流入性(指向性)が悪化するという問題があった。
さらに、受光素子を形成するフォトダイオード(以下、「PD」と称す)は、電気ノイズを遮蔽するためのシールドケース内に収納(周囲を包囲)されているため、部品点数が増加して、製造コストの低廉化を阻害するという問題があった
However, in the invention disclosed in Patent Document 1, the light emitting element has an optical axis in a direction parallel to the circuit board, and the light receiving element has an optical axis in a direction perpendicular to the circuit board. Is 90 °. Therefore, when the detection wavelength is in the vicinity of 800 to 1000 nm, there is a problem that the amount of light scattered is small and the S / N ratio is poor.
Moreover, since the flow of smoke is hindered at the protruding portion, there is a problem that the uniformity of smoke inflow from all directions is hindered and the inflow property (directivity) is deteriorated.
Furthermore, the photodiode (hereinafter referred to as “PD”) that forms the light receiving element is housed (enclosed) in a shield case for shielding electrical noise, so that the number of components is increased and the manufacturing is performed. There was a problem of hindering cost reduction
本発明はかかる問題を解決するものであって、第1に、S/N比および煙の流入性を改善することを目的とし、第2に、製造コストの低廉化を実現する光電式煙感知器を提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem. Firstly, it aims to improve the S / N ratio and the inflow of smoke, and secondly, photoelectric smoke detection which realizes a reduction in manufacturing cost. The purpose is to provide a vessel.
(1)本発明に係る光電式煙感知器は、貫通した光学台孔が形成された底板と、該底板の一方の面に立設され、環状に配置された複数の側板と、を具備する光学台と、前記側板の端部に設置された光学台カバーと、前記底板の他方の面に所定の間隔を空けて対面し、貫通した基板孔が形成されたプリント基板と、前記底板、前記複数の側板および前記光学台カバーによって形成され、外光は入射不能で煙は流入可能な暗室と、前記暗室内に設置され、前記底板の一方の面に略平行な光軸の光を照射する発光素子と、前記プリント基板の前記底板の他方の面に対面しない面に設けられ、電気的ノイズを遮蔽するグランドパターンと、該グランドパターン上で前記基板孔の位置に実装され、前記発光素子から照射され、前記暗室内の煙粒子により生じる散乱光を受光する受光素子と、を有し、
前記受光素子の光軸が前記基板孔および前記光学台孔を貫通することによって形成され、前記発光素子の光軸と前記受光素子の光軸とが、鈍角をもって前記暗室において交差することを特徴とする。
(1) A photoelectric smoke detector according to the present invention includes a bottom plate having a penetrating optical base hole and a plurality of side plates that are erected on one surface of the bottom plate and arranged in an annular shape. An optical bench, an optical bench cover installed at an end of the side plate, a printed board on which the other surface of the bottom plate faces with a predetermined gap and a through-hole is formed, the bottom plate, Formed by a plurality of side plates and the optical base cover, installed in the dark room where the outside light cannot enter and smoke can flow in, and irradiates light of an optical axis substantially parallel to one surface of the bottom plate A light emitting element and a ground pattern that is provided on a surface of the printed circuit board that does not face the other surface of the bottom plate, shields electrical noise, and is mounted at the position of the substrate hole on the ground pattern; Irradiated by smoke particles in the darkroom A light receiving element for receiving Jill scattered light, and
The optical axis of the light receiving element is formed by penetrating the substrate hole and the optical platform hole, and the optical axis of the light emitting element and the optical axis of the light receiving element intersect at an obtuse angle in the dark room. To do.
本発明に係る光電式煙感知器は、発光素子の光軸と受光素子の光軸とが鈍角をもって交差するから、800〜1000nm付近を検出波長とする場合、散乱する光量をより多く検出することができ、S/N比が改善される。
また、プリント基板の底板に対面しない面に設けられ、電気的ノイズを遮蔽するグランドパターン上に受光素子を実装すると、受光素子を受光孔が形成されている電気的ノイズを遮蔽するシールドケースに収納する必要がなくなり、部品点数が減少し、製造コストが安価になる。
さらに、底板と不連続な環状のラビリンスを形成する複数の側板と光学台カバーとによって、暗室が形成されるから、特定の方向からの煙りの流入を阻害する障壁がないため、全方向から暗室に煙が流入し、流入性(指向性)が悪化することがない。
In the photoelectric smoke detector according to the present invention, since the optical axis of the light emitting element and the optical axis of the light receiving element intersect with an obtuse angle, when the detection wavelength is in the vicinity of 800 to 1000 nm, the amount of scattered light is detected more. And the S / N ratio is improved.
Also, when the light receiving element is mounted on the ground pattern that is provided on the surface that does not face the bottom plate of the printed circuit board and shields electrical noise, the light receiving element is housed in a shielding case that shields electrical noise that has a light receiving hole. This reduces the number of parts and the manufacturing cost.
Furthermore, since the dark room is formed by the side plate and the optical bench cover that form a discontinuous annular labyrinth with the bottom plate, there is no barrier to block the inflow of smoke from a specific direction, so the dark room from all directions. Smoke does not flow in, and the inflow (directivity) does not deteriorate.
[実施の形態1]
以下、本発明の実施の形態1に係る光電式煙感知器を図面を参照しながら説明する。なお、各図において同じ部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図1〜図6は本発明の実施の形態1に係る光電式煙感知器を説明するものであって、図1は平面図、図2は側面図、図3は部材を分離して示す斜視図、図4は部材を分離して示す斜視図、図5は側面視の断面図、図6は平面視の断面図である。
[Embodiment 1]
Hereinafter, the photoelectric smoke detector according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and some description is abbreviate | omitted.
1 to 6 illustrate a photoelectric smoke detector according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a plan view, FIG. 2 is a side view, and FIG. 4 is a perspective view showing the members separately, FIG. 5 is a sectional view in side view, and FIG. 6 is a sectional view in plan view.
図1〜図6において、光電式煙感知器100は、貫通した光学台孔11が形成された底板12と、底板12の一方の面12aに立設された複数の側板13と、を具備する光学台10と、底板12の他方の面12bに所定の間隔を空けて対面し、貫通した基板孔21が形成されたプリント基板20と、側板13の端部に設置された光学台カバー30と、を有している。
そして、底板12、複数の側板13および光学台カバー30によって暗室60が形成されている。複数の側板13は、それぞれ断面T字状や断面Y字状であって、側板13同士の隙間を空気が通過自在であるものの、暗室60内に外光を進入させないラビリンス(迷路)を形成するように配置されている。
また、底板12には貫通する排煙孔14が形成され、底板12の他方の面12bとプリント基板20の一方の面20aとの間に形成された隙間(以下、「排煙路」と称す)70は、外部に連通している。
1 to 6, the
A
The
そして、側板13のうちの所定の側板13aには、底板12の一方の面12aに略平行で暗室60の中央に向かった光軸41を有する近赤外光を発する発光素子40が設置されている(正確には、発光素子40の光軸41が、底板12の一方の面12aに略平行で暗室60の中央に向かう直線に一致している)。
また、底板12の他方の面12bに対面しないプリント基板20の他方の面20bには電気的ノイズを遮蔽するグランドパターンが設置され、グランドパターン上で、基板孔21の位置に受光素子50が散乱光を受光できるように実装されている。
The
A ground pattern for shielding electrical noise is provided on the
すなわち、底板12と不連続な環状のラビリンスを形成する複数の側板13と光学台カバー30とによって、煙の流入を許容しながら、外光の進入を阻止する暗室60が形成されている。
そして、受光素子50は暗室60からの光(正確には、煙による散乱光で、検出波長800〜1000nmに含まれる)を感知するものであって、その光軸51は、基板孔21および光学台孔11を通過させることによって形成され、発光素子40の光軸41に鈍角(略120°)をもって交差している。
That is, a
The
したがって、光電式煙感知器100は、プリント基板20が建物の天井側あるいは壁側になるよう設置され、発生した煙は側板13同士の隙間(ラビリンスが形成されている)を通過して暗室60内に流入し、底板12を貫通する排煙孔14や光学台孔11を経由して、排煙路70に流入し、そして、光電式煙感知器100の外部に流出する。
このとき、暗室60内において、発光素子40から照射された光は、煙によって散乱されるから、かかる散乱光が受光素子50によって感知される。
Therefore, the
At this time, since the light emitted from the
発光素子の光軸と受光素子の光軸とがなす角度と、受光素子が感知する散乱光出力との関係を測定した。
その結果、光軸同士がなす角度が90°より大きくなる程、散乱光出力は増大し、特に、110°を超えると、散乱光出力は急増している。
したがって、光電式煙感知器100は、光軸41と光軸51とがなす角度を略120°にしているから、散乱する光量をより多く検出することができ、S/N比が改善されている。
The relationship between the angle formed by the optical axis of the light emitting element and the optical axis of the light receiving element and the scattered light output sensed by the light receiving element was measured.
As a result, the scattered light output increases as the angle formed by the optical axes is larger than 90 °, and particularly when the angle exceeds 110 °, the scattered light output increases rapidly.
Accordingly, since the
また、プリント基板20の底板12に対面しない他方の面20bに電気的ノイズを遮蔽するグランドパターンが設けられ、グランドパターン上に受光素子50が実装されているから、受光素子50を電気的ノイズから遮蔽するためのシールドケースに収納する必要がなくなるため、部品点数が減少し、製造コストが安価になっている。
さらに、底板12と不連続な環状のラビリンスを形成する複数の側板13と光学台カバー30とによって、暗室60が形成され、特定の方向からの煙の流入を阻害する障壁がないため、全方向から暗室60に煙が流入し、流入性(指向性)が悪化することがない。
In addition, a ground pattern that shields electrical noise is provided on the
Furthermore, since the
[実施の形態2]
次に、本発明の実施の形態2に係る光電式煙感知器を図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。
図7〜図9は本発明の実施の形態2に係る光電式煙感知器を説明するものであって、図7は平面図、図8は部材を分離して示す斜視図、図9は側面視の断面図である。
[Embodiment 2]
Next, a photoelectric smoke detector according to
7 to 9 illustrate a photoelectric smoke detector according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a plan view, FIG. 8 is a perspective view showing members separated, and FIG. 9 is a side view. FIG.
図7〜図9において、光電式煙感知器200は、実施の形態1で説明した光電式煙感知器100において、受光素子50の設置位置を変更し、かかる設置位置の変更に伴って、基板孔21およびグランドパターンを撤去すると共に、受光素子50を、ケース孔52が形成されたシールドケース53内に収納したものである。
すなわち、プリント基板20の底板12の他方の面12bに対面する一方の面20aに受光素子50が実装され、受光素子50は電気的ノイズを遮蔽するシールドケース53内に収納されている。
7 to 9, the
That is, the
したがって、受光素子50は底板12に形成された光学台孔11とシールドケース53に形成されたケース孔52を通過した散乱光を、プリント基板20の底板12側の一方の面20a側において感知する。
そして、発光素子40の光軸41と、受光素子50の光軸51とは鈍角(略120°)をもって交差しているから、実施の形態1で説明した光電式煙感知器100と同様に、S/N比および流入性が改善されている。
Therefore, the
Since the
以上のように、本発明に係る光電式煙感知器は、S/N(シグナル/ノイズ)比が改善されるから、様々な場所に設置される各種光電式煙感知器として広く利用することができる。 As described above, since the S / N (signal / noise) ratio is improved, the photoelectric smoke detector according to the present invention can be widely used as various photoelectric smoke detectors installed in various places. it can.
10:光学台、11:光学台孔、12:底板、12a:一方の面、12b:他方の面、13:側板、13a:側板、14:排煙孔、20:プリント基板、20a:一方の面、20b:他方の面、21:基板孔、30:光学台カバー、40:発光素子、41:光軸、50:受光素子、51:光軸、52:ケース孔、53:シールドケース、60:暗室、70:排煙路、100:光電式煙感知器(実施の形態1)、200:光電式煙感知器(実施の形態2)。
10: Optical base, 11: Optical base hole, 12: Bottom plate, 12a: One side, 12b: The other side, 13: Side plate, 13a: Side plate, 14: Smoke vent, 20: Printed circuit board, 20a: One side Surface: 20b: the other surface, 21: substrate hole, 30: optical base cover, 40: light emitting element, 41: optical axis, 50: light receiving element, 51: optical axis, 52: case hole, 53: shield case, 60 : Dark room, 70: flue gas path, 100: photoelectric smoke detector (Embodiment 1), 200: photoelectric smoke detector (Embodiment 2).
Claims (1)
前記側板の端部に設置された光学台カバーと、
前記底板の他方の面に所定の間隔を空けて対面し、貫通した基板孔が形成されたプリント基板と、
前記底板、前記複数の側板および前記光学台カバーによって形成され、外光は入射不能で煙は流入可能な暗室と、
前記暗室内に設置され、前記底板の一方の面に略平行な光軸の光を照射する発光素子と、
前記プリント基板の前記底板の他方の面に対面しない面に設けられ、電気的ノイズを遮蔽するグランドパターンと、
該グランドパターン上で前記基板孔の位置に実装され、前記発光素子から照射され、前記暗室内の煙粒子により生じる散乱光を受光する受光素子と、
を有し、
前記受光素子の光軸が前記基板孔および前記光学台孔を貫通することによって形成され、前記発光素子の光軸と前記受光素子の光軸とが、鈍角をもって前記暗室において交差することを特徴とする光電式煙感知器。 An optical bench comprising: a bottom plate in which a penetrating optical bench hole is formed; and a plurality of side plates that are erected on one surface of the bottom plate and arranged annularly;
An optical stand cover installed at an end of the side plate;
A printed circuit board facing the other surface of the bottom plate at a predetermined interval and having a through-hole formed therein;
Formed by the bottom plate, the plurality of side plates and the optical bench cover, a darkroom in which outside light cannot enter and smoke can flow,
A light emitting element that is installed in the darkroom and emits light having an optical axis substantially parallel to one surface of the bottom plate;
A ground pattern that is provided on a surface that does not face the other surface of the bottom plate of the printed circuit board and shields electrical noise;
A light receiving element that is mounted at the position of the substrate hole on the ground pattern, receives light scattered from smoke particles in the dark room, and is irradiated from the light emitting element;
Have
The optical axis of the light receiving element is formed by penetrating the substrate hole and the optical platform hole, and the optical axis of the light emitting element and the optical axis of the light receiving element intersect at an obtuse angle in the dark room. A photoelectric smoke detector.
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