JP7011969B2 - 炎検出装置 - Google Patents
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Description
本発明は、監視エリアを観測して燃焼炎の有無を判定する炎検出装置であって、
筐体前面に並べて配置された一対の透光性窓と、
燃焼炎から放射される放射線エネルギーを透光性窓の各々を介して検出する一対の検出センサと、
一対の透光性窓を挟んで、正面視における当該一対の透過性窓の並び方向と垂直な方向に沿って筐体前面から突出する凸部を有して配置された中央凸部と、
中央凸部に、一対の透過性窓の各々の側に面してそれぞれ配置された一対の試験窓と、
中央凸部の内部に設けられ、試験窓の各々、及び対応する透光性窓の各々を介して検出センサの各々に試験光を照射する一対の試験光源と、
を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、監視エリアを観測して燃焼炎の有無を判定する炎検出装置であって、
筐体前面に並べて配置された一対の透光性窓と、
燃焼炎から放射される放射線エネルギーを透光性窓の各々を介して検出する一対の検出センサと、
一対の透光性窓を挟んで、正面視における当該一対の透過性窓の並び方向と垂直な方向に沿って筐体前面から突出する凸部を有して配置された中央凸部と、
中央凸部に、一対の透過性窓の各々の側に面してそれぞれ配置された一対の試験窓と、
中央凸部の内部に設けられ、試験窓の各々、及び対応する透光性窓を介して検出センサの各々に試験光を照射する1つの試験光源と、
を備えたことを特徴とする。
本発明は、監視エリアを観測して燃焼炎の有無を判定する炎検出装置であって、筐体前面に並べて配置された一対の透光性窓と、燃焼炎から放射される放射線エネルギーを透光性窓の各々を介して検出する一対の検出センサと、一対の透光性窓を挟んで、正面視における当該一対の透過性窓の並び方向と垂直な方向に沿って筐体前面から突出する凸部を有して配置された中央凸部と、中央凸部に、一対の透過性窓の各々の側に面してそれぞれ配置された一対の試験窓と、中央凸部の内部に設けられ、試験窓の各々、及び対応する透光性窓の各々を介して検出センサの各々に試験光を照射する一対の試験光源とを備えたため、試験光源及び試験窓が設けられた中央凸部は、筐体前面に設けられた透光性窓の間に上下方向に配置されたことで、透光性窓の内側に配置された検出センサから見た検知エリア(視野範囲)は上下方向では制約されることがなく、炎監視を確実に行うことができる。
本発明は、監視エリアを観測して燃焼炎の有無を判定する炎検出装置であって、筐体前面に並べて配置された一対の透光性窓と、燃焼炎から放射される放射線エネルギーを透光性窓の各々を介して検出する一対の検出センサと、一対の透光性窓を挟んで、正面視における当該一対の透過性窓の並び方向と垂直な方向に沿って筐体前面から突出する凸部を有して配置された中央凸部と、中央凸部に、一対の透過性窓の各々の側に面してそれぞれ配置された一対の試験窓と、中央凸部の内部に設けられ、試験窓の各々、及び対応する透光性窓を介して検出センサの各々に試験光を照射する1つの試験光源とを備えため、中央凸部に試験光源を1つ収納し、1つの試験光源からの試験光を2組の検出部の検出センサで検出して試験することで、2組の検出部で試験光源を共用でき、試験光源の収納スペースを小さくすることができる。これにより中央凸部を小さく形成することが可能になり、中央凸部による検知エリアの制約をさらに緩和することができる。
(装置概要)
図1は炎検出装置に組み込まれる炎検出ユニットの実施形態を示したブロック図であり、2波長式の炎検出装置を例にとっている。本実施形態の炎検出装置は、監視エリアの炎の有無を検出する火災検出装置であるものとする。
炎検出部11-1の透光性窓18-1に対しては試験光源として機能する試験光源60-1が設けられる。試験光源60-1は後の説明で明らかにする炎検出装置10の筐体(ケース本体)50の前面の中央凸部54に配置され、自己試験の一項目である汚れ試験の際、試験光源60-1の駆動による炎模擬光となる試験光を透光性の試験窓56-1から出力し、この試験光を透光性窓18-1内に配置された炎検出センサ16a,16b及び非炎検出センサ16cに受光させる。
図2は炎検出装置の外観を示した説明図、図3は図2の炎検出装置を正面から示した説明図、図4は図2の炎検出装置を下側から見て中央凸部の試験光源及び試験窓と透光性窓内側の炎検出部を一部断面で示した説明図である。
図1に示した炎検出ユニット12a,12bにおいて、炎検出センサ16a,16bは燃焼炎からCO2共鳴に伴って放射される、概ね4.5μmを中心波長とする赤外線波長帯域を有する赤外線エネルギーを電気信号に変換して受光信号として出力し、前置フィルタ24a,24bは炎検出センサ16a,16bから出力される受光信号から、炎の揺らぎ周波数に対応した所定の周波数帯域の信号成分のみを選択通過させ、プリアンプ26a,26bは前置フィルタ24a,24bを通過した信号成分を初段増幅し、メインアンプ28a,28bでさらに増幅して炎受光信号E1,E2を出力する。そして、終段アンプ30a,30bはこれを炎判断処理に適した信号レベルに増幅して炎受光信号E1’,E2‘を出力する。
図6は炎検出センサの概略構成を示した説明図、図7は図6の炎検出センサの等価回路を示した回路図である。
透光性窓18-1は、図2及び図3に示したように、炎検出センサ16a,16b及び非炎検出センサ16cが収納された図6のセンサユニットの監視エリア側に相当する上面側であって、炎検出センサ16a,16b及び非炎検出センサ16cの前面側に設けた、センサ収納部52の所定の開口部に配置され、上述のように、例えば、サファイアガラス等の赤外線透光性の部材により形成している。
図1の炎検出ユニット12a,12bの前置フィルタ24a,24bは、周波数選択部として機能し、炎検出センサ16a,16bの受光素子部22a,22bから出力される受光信号から、炎判断処理に用いられる特定の周波数帯域の信号成分のみを通過させる例えばアクティブフィルタであり、後段のプリアンプ26a,26bに特定の周波数帯域の信号成分からなる受光信号を出力する。
プリアンプ26a,26bは、前置フィルタ24a,24bを介して入力される受光信号を所定の増幅率で初段増幅し、メインアンプ28a,28bは、プリアンプ26a,26bからの各受光信号を増幅し、炎受光信号E1,E2として出力する。
A/D変換ポート35a、35b,35cはMPU15の入力ポートとして設けたA/D変換器であり、炎受光信号E1',E2'及び加算した炎受光信号E3をMPU15のデジタル処理に適したデジタル信号に変換して読み込む。
非炎検出ユニット12cは、炎検出センサ16a,16bとは異なる所定の波長帯域の赤外線エネルギーを電気信号に変換して出力する非炎検出センサ16cを備える。即ち、炎検出ユニット12a,12bは、燃焼炎からCO2共鳴により放射される、概ね4.5μmを中心波長とする波長帯の赤外線エネルギーを電気信号に変換した炎受光信号E1,E2を出力するのに対し、非炎検出ユニット12cは、概ね5.0μm~7.0μmの波長帯域の赤外線エネルギーを電気信号に変換した非炎受光信号E4を出力する。
非炎検出センサ16cは、概ね5.0μmを超える所定の波長帯域の赤外線を良好に透過するカットオンフィルタで構成されるロングパスフィルタである光学波長フィルタ20cと、光学波長フィルタ20cを透過した光を受光して電気信号に変換して出力する図7と同様の等価回路でなる受光素子部22cを備え、図6に示したと同様な構造により、パッケージ化された構成とする。
図8は、図1の実施形態に適用される光学波長フィルタ及び透光性窓の各波長における透過率を示した特性図である。
図9は燃焼炎から放射される赤外線を観測した場合に図1の炎検出部から出力される炎受光信号を示した信号波形図であり、図9(A)はA/D変換ポート35aからの、受光信号E1'の信号波形を示し、図9(B)はA/D変換ポート35bからの、受光信号E2'の信号波形を示す。
図11は試験光源をパルス駆動する駆動信号を示したタイムチャートであり、図11(A)は試験光源60-1の駆動信号E11を示し、図11(B)は試験光源60-2の駆動信号E12を示す。
図1のMPU15に設けられた試験制御部38は、火災受信盤10から試験信号を受信した場合に動作し、試験光源60-1,60-2を、図11に示した駆動信号により発光駆動し、透光性窓18-1,18-2を介して炎受光部11-1,11-2に試験光を照射して汚れ試験を行う。
図12は試験光源を共用した炎検出装置の実施形態を正面から示した説明図、図13は図12の炎検出装置を下側から見て中央凸部に配置された試験光源、試験窓及び透光性窓の内側に配置された炎検出部を一部断面で示した説明図、図14は図12の試験光源をパルス駆動する駆動信号を示したタイムチャートである。
(受光信号の平均)
上記の実施形態は、炎検出ユニット12a,12bからの炎受光信号E1,E2を加算器32で加算した炎受光信号E3を用いて判断部36により炎の有無の判断を行っているが、これに限定されず、例えば、炎検出ユニット12a,12bからの炎受光信号E1,E2の平均を求め、平均受光信号を取り込んで判断部36により炎の有無の判断を行うようにしても良い。
また、上記の実施形態は、2波長方式の炎検出装置として、燃焼炎のCO2の共鳴放射帯である4.5μm付近の波長帯域と、5.0μm付近の波長帯域における各々の赤外線を観測して炎を判定しているが、4.5μm付近の波長帯域と、2.3μm付近の波長帯域における各々の赤外線を観測して炎を判定するようにしても良い。
また、燃焼炎のCO2の共鳴放射帯である4.5μm帯の短波長側の、例えば、2.3μm付近の波長帯域における赤外線エネルギーを、5.0μm付近の波長帯域における赤外線を検出する2波長式と同様の手法で検出し、これらの3波長帯域における受光信号の相対比が炎からの放射の特徴に従うことを炎有りの判断要素とする3波長式の炎検出装置としても良い。
また上記の実施形態の試験制御部38は、汚れ試験のほか、炎検出センサ16a,16bの感度試験を行うようにしても良い。試験制御部38の感度試験は、火災受信盤から定期的に送信される試験信号を受信した場合に、試験光を炎検出センサ16a,16bに入射して、この時の受光レベルに基づいて受光感度を検出し、受光感度が所定の閾値感度に低下するまでは、検出感度の逆数となる補正値で受光値を補正し、検出感度が所定の感度閾値に低下して補正が不可能となった場合には、炎検出センサ16a,16bの故障信号を防災受信盤に送信してセンサ故障警報を出力させる制御を行う。この感度試験は、非炎検出センサ16cについても同様に行う。
また、本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
11-1:炎検出部
12a,12b:炎検出ユニット
12c:非炎検出ユニット
15:MPU
16a,16b:炎検出センサ
16c:非炎検出センサ
18-1,18-2:透光性窓
20a,20b,20c:光学波長フィルタ
22a,22b,22c:受光素子部
24a,24b,24c:前置フィルタ
25:受光電極
26a,26b,26c:プリアンプ
27:FET
28a,28b,28c:メインアンプ
30a,30b,30c:終段アンプ
32:加算アンプ
35a,35b,35c,35d:A/D変換ポート
36:判断部
38:試験制御部
45:焦電体
50:筐体
52:センサ収納部
54:中央凸部
56-1,56-2:試験窓
60,60-1,60-2:試験光源
74-1,74-2:反射フード
Claims (2)
- 監視エリアを観測して燃焼炎の有無を判定する炎検出装置であって、
筐体前面に並べて配置された一対の透光性窓と、
燃焼炎から放射される放射線エネルギーを前記透光性窓の各々を介して検出する一対の検出センサと、
前記一対の透光性窓を挟んで、正面視における当該一対の透過性窓の並び方向と垂直な方向に沿って前記筐体前面から突出する凸部を有して配置された中央凸部と、
前記中央凸部に、前記一対の透過性窓の各々の側に面してそれぞれ配置された一対の試験窓と、
前記中央凸部の内部に設けられ、前記試験窓の各々、及び対応する前記透光性窓の各々を介して前記検出センサの各々に試験光を照射する一対の試験光源と、
を備えたことを特徴とする炎検出装置。
- 監視エリアを観測して燃焼炎の有無を判定する炎検出装置であって、
筐体前面に並べて配置された一対の透光性窓と、
燃焼炎から放射される放射線エネルギーを前記透光性窓の各々を介して検出する一対の検出センサと、
前記一対の透光性窓を挟んで、正面視における当該一対の透過性窓の並び方向と垂直な方向に沿って前記筐体前面から突出する凸部を有して配置された中央凸部と、
前記中央凸部に、前記一対の透過性窓の各々の側に面してそれぞれ配置された一対の試験窓と、
前記中央凸部の内部に設けられ、前記試験窓の各々、及び対応する前記透光性窓の各々を介して前記検出センサの各々に試験光を照射する1つの試験光源と、
を備えたことを特徴とする炎検出装置。
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