JP7114306B2 - 炎検出装置 - Google Patents
炎検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7114306B2 JP7114306B2 JP2018076588A JP2018076588A JP7114306B2 JP 7114306 B2 JP7114306 B2 JP 7114306B2 JP 2018076588 A JP2018076588 A JP 2018076588A JP 2018076588 A JP2018076588 A JP 2018076588A JP 7114306 B2 JP7114306 B2 JP 7114306B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- light
- flame
- unit
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
Description
本発明は、燃焼炎から放射される放射線エネルギーを観測して燃焼炎の有無を判断し検出する炎検出装置であって、
燃焼炎から放射される放射線エネルギーを受光素子で受光して所定の波長帯域を観測した受光信号を出力する受光ユニットと、
炎検出装置に加わる振動を振動検出素子で検出して振動検出信号を出力する振動検出ユニットと、
振動検出ユニットから出力された振動検出信号に基づき、受光ユニットから出力された受光信号を補正する振動補正部と、
振動補正部で補正された受光信号により燃焼炎の有無を判断する判断部と、
を備え、
受光ユニット及び振動検出ユニットは、
受光素子及び振動検出素子の各々を構成する焦電素子と、
所定の波長帯域の光を焦電素子に対し選択透過させる光学波長フィルタと、
を備えた同一のパッケージ構成を有し、
振動検出ユニットは、焦電素子に対し光の入射を遮断するマスク部材がパッケージ構成の前方に配置されたことを特徴とする。
振動補正部は、振動検出ユニットから出力された振動検出信号に所定の係数を乗じて受光ユニットから出力された受光信号から減算することで、受光信号を補正する。
振動補正部は、受光素子を遮光した状態で振動が加えられたときに、受光ユニットから出力される受光信号を振動検出ユニットから出力される振動検出信号で除した値を所定の係数として設定する。
振動検出ユニットは、焦電素子に代えて焦電素子以外の加速度検出素子により振動検出素子を構成する。
本発明は、燃焼炎から放射される放射線エネルギーを観測して燃焼炎の有無を判断し検出する炎検出装置であって、燃焼炎から放射される放射線エネルギーを受光素子で受光して所定の波長帯を観測した受光信号を出力する受光ユニットと、炎検出装置に加わる振動を振動検出素子で検出して振動検出信号を出力する振動検出ユニットと、振動検出ユニットから出力された振動検出信号に基づき、受光ユニットから出力された受光信号を補正する振動補正部とが設けられ、振動補正部で補正された受光信号により燃焼炎の有無を検出し判断するようにしたため、地震等による振動が炎検出装置に加わって受光ユニットの受光素子から圧電作用による信号が出力された場合、同じ振動が振動検出ユニットの振動検出素子に加わることで振動検出信号が出力され、受光ユニットから出力された受光信号を補正して受光信号に含まれる振動信号成分を軽減または除去することができ、振動に伴って受光ユニットから出力された信号により誤って炎と判断して非火災報を出力してしまうことを確実に防止できる。
また、振動補正部は、振動検出ユニットから出力された振動検出信号に所定の係数を乗じて受光ユニットから出力された受光信号から減算することで、受光信号を補正するようにしたため、振動検出信号に掛ける係数は例えば、製造時に炎検出装置に所定の振動を加え、このときの受光信号と振動検出信号の相関に基づいて定める。すなわち例えば、このときの受光信号値に振動検出信号値を一致させるための比率を予め求めておくことで、簡単な演算により受光信号に含まれる振動信号成分を除去することができる。
また、受光ユニットの受光素子は第1の焦電素子であり、振動検出ユニットの振動検出素子は、第2の焦電素子であり、受光ユニットは、燃焼炎から放射される所定波長帯域の光を選択透過させる光学波長フィルタと、光学波長フィルタを透過した光を受光して光電変換した電気信号に基づく受光信号を出力する焦電素子とを有する受光センサを備え、振動検出ユニットは、外部から加わる振動により圧電変換した電気信号に基づく振動検出信号を出力する第2の焦電素子と、第2の焦電素子に対し光の入射を遮断するように配置されたマスク部材とを有する振動センサを備えたため、受光ユニットの受光センサは、第1の焦電センサにおける、赤外線エネルギーを電気信号に変換する焦電作用により、燃焼炎から放射される所定波長帯の放射線エネルギーを確実に光電変換して受光信号を出力することを可能し、また、振動検出ユニットの振動センサは、第2の焦電素子に対し光の入射を遮断するように配置されたマスク部材により外からの放射線(光)を受けないようにすることで、圧電作用のみにより炎検出装置に加わる振動に伴う振動検出信号を確実に出力することを可能とする。
また、振動検出ユニットの振動検出素子を、受光ユニットの第1の焦電素子と同じ構成を有する第2の焦電素子としたため、炎検出装置に振動が加わった際の、第1の焦電素子の圧電出力信号(振動の影響により出力される受光信号)と第2の焦電素子の圧電出力信号(振動検出信号)を相似特性とすることができ、振動補正演算を簡単にすることができる。
また、振動検出ユニットの振動検出素子を加速度検出素子としたため、炎検出装置の振動に伴い受光素子が圧電作用により出力する信号は振動による加速度の大きさに略比例する関係にあることから、加速度検出素子で検出した加速度信号に基づき受光ユニットの受光信号を補正することで、受光信号から振動に伴う信号成分を確実に除去することができる。
(装置の概要)
図1は炎検出装置の実施形態を示したブロック図である。図1に示すように、本実施形態の炎検出装置10は、受光ユニット11、振動検出ユニット12、MPU(マイクロ処理ユニット)15に設けられた振動補正部36と判断部38で構成される。
図2は炎検出装置の外観を示した説明図である。図2に示すように、炎検出装置10は、天井面や壁面の取付ベースに取り付けられる本体50の下部に設けられたカバー52の監視範囲側の面に透光性窓18を設け、透光性窓18の内部に配置された基板56に、図1に示した光学ユニット11の受光センサ16aと振動検出ユニット12の振動センサ17を配置している。
図1に示した受光ユニット11において、受光センサ16aは燃焼炎からCO2共鳴により放射される、概ね4.5μmを中心波長とする所定の赤外線波長帯域の放射線エネルギーを受光し、電気信号に変換して出力し、前置フィルタ24aは受光センサ16a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通過させ、プリアンプ26aは前置フィルタ24aを通過した信号成分を初段増幅し、メインアンプ28aはこれをさらに増幅して受光信号E1を出力する。
図3は受光センサの概略構成を示した説明図、図4は図3の受光センサにおける受光素子の等価回路を示した回路図である。
透光性窓18は、図2に示したように、カバー52の、受光センサ16aの前面側に設けた所定の開口部に配置され、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。このため受光センサ16aは、受光限界視野が透光性窓18の縁辺部で規制されることにより、所定の拡がり角度を有する検知エリアが設定される。
前置フィルタ24aは、周波数選択部として機能し、受光センサ16aの受光素子22a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に特定の周波数帯域の信号成分を含む受光信号を出力する。
プリアンプ26aは、前置フィルタ24a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は、プリアンプ26aからの光信号を増幅し、受光信号E1として出力する。さらに、終段アンプ30aは受光信号E1を増幅して受光信号E1’を出力する。
図1に示した振動検出ユニット12において、振動センサ17は、炎検出装置10に加わる振動エネルギーを圧電作用により電気信号に変換して出力し、前置フィルタ24vは振動センサ17から出力される振動検出信号から、所定の周波数帯域の信号成分のみを通過させ、プリアンプ26vは前置フィルタ24vを通過した信号成分を初段増幅し、メインアンプ28vはこれを増幅して振動検出信号Evを出力する。さらに、終段アンプ30vは振動検出信号Evを増幅して振動検出信号Ev’を出力する。
振動検出ユニット12の振動センサ17は、図3に示した受光センサ16aと同じ構成であり、振動センサ17における振動検出素子の等価回路も図4に示した受光センサ16aにおける受光素子22aの等価回路と同じになる。
振動センサ17に設けられた透光性窓18と光学波長フィルタ20vの間にはマスク部材40が配置されており、透光性窓18を通った外からの光をマスク部材40で遮り、振動センサ17で受けないようにしている。
前置フィルタ24vは、受光ユニット11aの前置フィルタ24aと同じであり、振動センサ17の振動検出素子22vから出力される振動検出信号から、振動補正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26vに特定の周波数帯域の信号成分を含む振動検出信号を出力する。
プリアンプ26vは、前置フィルタ24vを介して入力される振動検出信号を所定の増幅率で初段増幅し、メインアンプ28vは、プリアンプ26vからの各受光信号を増幅し、振動検出信号Evとして出力する。
MPU15は、ハードウェアとして、CPU、メモリ、A/D変換ポート35a,35vを含む各種の入出力ポート等を備え、振動補正部36及び判断部38は、CPUによるプログラムの実行により実現される機能である。
振動補正部36は、振動検出ユニット12から出力された振動検出信号Ev’により受光ユニット11aから出力された受光信号E1’を補正して振動信号成分を除去した受光信号E1aを出力する。
E1a=E1’-K・Ev’・・・(式1)
として出力する。
E1t=K・Evt
となるように比率を係数Kとして設定すれば、式1により振動信号成分を除去できる。
係数Kは
K=E1t/Evt
として設定することができる。係数KはあらかじめMPU15のメモリに記憶させておき、振動補正部36で読み出して補正を実行する。
判断部38は、振動補正部36で振動信号成分が除去された受光信号E1aを所定時間単位に取り込み、受光信号E1aの信号振幅に対する時間積分処理を行い、積分値ΣE1を算出する。
Hを求め、この積分値の相対比ΣFL/ΣFHが、予め設定された閾値以下の場合には、炎に相当する受光出力が検出されなかったものと判断し、一方、閾値を超えた場合には、炎有り判断の第2要素とする。
上記の実施形態は、1波長方式の炎検出装置を例にとっているが、例えば、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放射線エネルギーを観測して炎を判定する2波長式の炎検出装置にも適用できる。
11:受光ユニット
12:振動検出ユニット
15:MPU
16a:受光センサ
17:振動センサ
18:透光性窓
20a,20v:光学波長フィルタ
22a:受光素子
22v:振動検出素子
24a,24v:前置フィルタ
25:受光電極
26a,26v:プリアンプ
27:FET
28a,28v:メインアンプ
30a,30v:終段アンプ
35a,35v:A/D変換ポート
36:振動補正部
38:判断部
40:マスク部材
45:焦電体
Claims (4)
- 燃焼炎から放射される放射線エネルギーを観測して燃焼炎の有無を判断し検出する炎検出装置であって、
前記燃焼炎から放射される前記放射線エネルギーを受光素子で受光して所定の波長帯域を観測した受光信号を出力する受光ユニットと、
前記炎検出装置に加わる振動を振動検出素子で検出して振動検出信号を出力する振動検出ユニットと、
前記振動検出ユニットから出力された前記振動検出信号に基づき、前記受光ユニットから出力された前記受光信号を補正する振動補正部と、
前記振動補正部で補正された前記受光信号により燃焼炎の有無を判断する判断部と、
を備え、
前記受光ユニット及び前記振動検出ユニットは、
前記受光素子及び前記振動検出素子の各々を構成する焦電素子と、
前記所定の波長帯域の光を前記焦電素子に対し選択透過させる光学波長フィルタと、
を備えた同一のパッケージ構成を有し、
前記振動検出ユニットは、前記焦電素子に対し光の入射を遮断するマスク部材が前記パッケージ構成の前方に配置されたことを特徴とする炎検出装置。
- 請求項1記載の炎検出装置に於いて、
前記振動補正部は、前記振動検出ユニットから出力された前記振動検出信号に所定の係数を乗じて前記受光ユニットから出力された前記受光信号から減算することで、前記受光信号を補正することを特徴とする炎検出装置。
- 請求項2記載の炎検出装置に於いて、
前記振動補正部は、前記受光素子を遮光した状態で振動が加えられたときに、前記受光ユニットから出力される前記受光信号を前記振動検出ユニットから出力される前記振動検出信号で除した値を前記所定の係数として設定することを特徴とする炎検出装置。
- 請求項1記載の炎検出装置に於いて、
前記振動検出ユニットは、前記焦電素子に代えて焦電素子以外の加速度検出素子により前記振動検出素子を構成したことを特徴とする炎検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018076588A JP7114306B2 (ja) | 2018-04-12 | 2018-04-12 | 炎検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018076588A JP7114306B2 (ja) | 2018-04-12 | 2018-04-12 | 炎検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019184451A JP2019184451A (ja) | 2019-10-24 |
JP7114306B2 true JP7114306B2 (ja) | 2022-08-08 |
Family
ID=68340789
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018076588A Active JP7114306B2 (ja) | 2018-04-12 | 2018-04-12 | 炎検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7114306B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002109652A (ja) | 2000-09-26 | 2002-04-12 | Nohmi Bosai Ltd | 炎検知器および火災報知設備 |
US20170108374A1 (en) | 2015-10-16 | 2017-04-20 | Raytheon Bbn Technologies Corp. | Methods and apparatus for improved sensor vibration cancellation |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59104295U (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-13 | 松下電工株式会社 | 赤外線式炎検知器 |
JPH01116419A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-09 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 赤外線検知器 |
JPH0359426A (ja) * | 1989-07-28 | 1991-03-14 | Seiwa Denki Kk | 火炎検知器 |
JPH08271342A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-18 | Nec San-Ei Instr Co Ltd | 赤外線検出装置 |
-
2018
- 2018-04-12 JP JP2018076588A patent/JP7114306B2/ja active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002109652A (ja) | 2000-09-26 | 2002-04-12 | Nohmi Bosai Ltd | 炎検知器および火災報知設備 |
US20170108374A1 (en) | 2015-10-16 | 2017-04-20 | Raytheon Bbn Technologies Corp. | Methods and apparatus for improved sensor vibration cancellation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019184451A (ja) | 2019-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5109079B2 (ja) | 炎感知器 | |
US10692705B2 (en) | Advanced optical sensor and method for detecting an optical event in a light emission signal in a plasma chamber | |
US10061034B2 (en) | Signal processing device and noise strength determining method | |
KR20090010895A (ko) | 쿼츠-보강형 광음향 분광법을 수행하기 위한 방법 및 기체센서 | |
US20140015668A1 (en) | Photoelectric smoke detector and process for testing the photoelectric smoke detector | |
KR20110059608A (ko) | 저 농도 가스의 스펙트럼 분석에 적용되는 장치 | |
JPWO2018198504A1 (ja) | 異常検知器 | |
US8661874B2 (en) | Photoacoustic detector with background signal correction | |
JP7114306B2 (ja) | 炎検出装置 | |
US6756593B2 (en) | Flame Sensor | |
JP2003173896A (ja) | 異常放電検出装置、異常放電検出方法、及び、プラズマ処理装置 | |
JP7277643B2 (ja) | 炎検出装置 | |
JP7061517B2 (ja) | 炎検出装置 | |
JP6430795B2 (ja) | 炎検出装置 | |
JP6526971B2 (ja) | 炎検出装置 | |
JP2019174321A (ja) | 炎検出装置 | |
JP6748696B2 (ja) | 炎検出装置 | |
JP7177598B2 (ja) | 炎検出装置 | |
CN116803103A (zh) | 在mems麦克风中识别光干涉 | |
JP2007163383A (ja) | 微量成分計測装置及び方法 | |
JPH0962963A (ja) | 炎感知器および炎検知方法 | |
JP2020129410A (ja) | 炎検出装置 | |
JP7170791B2 (ja) | 炎検出装置 | |
CN112986149A (zh) | 光声探测器单元、光声传感器和所属的制造方法 | |
JP7016765B2 (ja) | 炎検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180621 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210217 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220119 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220126 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220315 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220713 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220727 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7114306 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |