JPH04285Y2 - - Google Patents

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JPH04285Y2
JPH04285Y2 JP3300184U JP3300184U JPH04285Y2 JP H04285 Y2 JPH04285 Y2 JP H04285Y2 JP 3300184 U JP3300184 U JP 3300184U JP 3300184 U JP3300184 U JP 3300184U JP H04285 Y2 JPH04285 Y2 JP H04285Y2
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sensor
photoelectric sensors
photoelectric
flame
light
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JP3300184U
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、空間フイルタを用いる火炎センサの
信号回路に関する。
空間フイルタとは、第1図に示すように平面的
に規制正しく配列される光電センサにより構成さ
れるもので、このセンサ上に結像される対象物の
光学的像が有する空間的周波数がセンサ出力とし
て出力され、その周波数特性が検出対象の速度等
に依存することから非接触の速度センサや距離セ
ンサとして用いられている。本出願人が、特願昭
54−235506号において、この空間フイルタを燃焼
装置の火炎センサとして用いることを提案した。
この技術は、火炎の平面的な輝度分布の脈動を直
接検出することから、直流的なレベルの外乱光や
蛍光灯のような時間的に交流的に変化する外乱光
が混在していても、それらに影響されずに火炎そ
のものを直接検出できるという点で、従来の火炎
センサにはない特長を有するものである。
第2図に、空間フイルタを用いるセンサの信号
処理回路の従来技術を示す。図中、A,Bは第1
図に示す空間フイルタを構成する光電センサであ
り、A,B上に入射する光量に応じて光を電気量
に変換する。1は差動アンプであり、光電センサ
A,Bで検出された光信号値を差動増巾すること
で測定の誤差となる外乱光成分を除去するととも
に、温度ドリフトの影響を小さなものとしてい
る。2はバイパスフイルタで、直流分をカツト
し、測定対象物の空間周波数成分のみを通過させ
るものである。3は増巾器であり2つの出力を増
巾する。4は例えばスイツチング回路であり、光
電センサA,Bで検出される測定対象物の空間周
波数成分が所定の値以上のときON/OFFを出力
するものである。このような構成の信号処理回路
では、光電センサA,Bの光電変換特性が異なる
と、蛍光灯のような時間的に交流的に光量の変化
する外乱光は、光電センサA,Bで異なる大きさ
の電気信号に変化されるため、差動増巾器1でそ
の影響を取除くことはできなくなる。このこと
は、火炎の有無を検出する火炎センサとして非常
に不都合なことであり、空間フイルタを火炎セン
サとして適用する利点がなくなつてしまうことに
もなりかねないものである。この問題点に対処す
るための1つの方法としては、光電センサA,B
のバイアス回路に調節機能をもたせることが考え
られる。第2図の例でみるならば、抵抗R1,R
2を可変抵抗とし、感度を一致させるといつた方
法である。しかしながら調節は手間がかかるもの
であり、しかも光電センサA,Bも含めて信号処
理回路を1チツプのシリコン上に集積化させて構
成するような場合には、この手間は非常に大きな
ものとなつてしまう。
本考案はかかる問題点を解決すべくなされたも
のであり、何ら調節機能を必要としないで、交流
的外乱光の影響をもキヤンセルできる構成とした
信号処理回路を提供することを目的とするもので
ある。
以下実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。
第3図に本発明の実施例を示す。第2図と符号
の同じものは同じ構成要素である。光電センサ
A,Bとしてはフオトダイオードのような光/電
流交換素子が用いれらる。ここで第3図におい
て、光電センサA,Bは1個の素子により構成さ
れるものが開示されているが、これは第1図に示
すように複数個からなるものであつてもよい。光
電センサA,Bは第3図に示すように直列に接続
されるダイオード5列を介して直流電源によりバ
イアスされる。このダイオード5列を構成するダ
イオードの数は何ら発明の作用効果に影響を与え
るものではなく1個からなるものであつてもよ
い。
次に、本発明に係わる第3図の回路の動作につ
いて説明を加える。
2つの光電センサA,Bに入射する光の量を考
えてみる。これらの光には、直流成分の外乱光と
交流成分の外乱光と火炎の光(この中には、直流
成分と空間周波数による交流成分光が含まれる)
からなる。外乱光の影響は、火炎がないときに火
炎があるとの誤検知をすることで、燃焼安全装置
がガス等の燃料を供給してしまうことになること
から危険であり、絶対に避けなければならないの
である。これから外乱光の影響は火炎がないとき
に影響を受けなければ実用上問題はない。そこで
光電センサA,Bに入射する光は、直流成分と交
流成分の外乱光だけであると仮定し、これをPと
して表わすことにする。ここで外乱光は光電セン
サA,Bで同一光量とみなせる。光電センサA,
Bの光/電流変換効率をηA,ηBとすると、光電セ
ンサA,Bにより生ずる光電流IA,IBは、 IA=ηA×P IB=ηB×P となる。光電センサAに接続されるn個のダイオ
ードの飽和電流を、各々、iA1,IA2,…,iAo、光
電センサBに接続されるn個のダイオードの飽和
電流を、各々、iB1,iB2,…,iBoと表わすと、光
電センサAに接続されるダイオード列の電圧降下
VAは、ダイオードの理論により、 VA=kT/qoj=1 nIA/iAj =kT/qoj=1 nηA/iAj+nkT/qnP …(1) となる。
一方、光電センサBに接続されるダイオード列
の電圧降下VBは、 VB=kT/qoj=1 nIB/iBj =kT/qoj=1 nηB/iBj+nkT/qnP …(2) となる。ここで、qは電子電荷、kはボルツマン
定数、Tは絶対温度である。差動アンプ1はVA
とVBの差を求めるものでああることから、VA
VBを計算すると、 VA−VB=kT/q(oj=1 nηA/iAjoj=1 nηB/iBj) …(3) となる。この式からわかるように、本発明による
光電センサA,Bの検出値に対応するVA,VB
差の値(VA−VB)には、外乱光の光量Pが入つ
てこないのである。光電センサA,Bの感度に違
いがあつても、これは、(VA−VB)の直流分とし
て入つてくることから、次段に接続されるハイパ
スフイルタ2で除去できるものである。
一方、このことを第2図の従来技術でみてみる
ならば、光電センサA,Bに入射する光量に対応
する検出値の差は、(IA−IB)となることから、 IA−IB=(ηA−ηB)P …(4) となり、光電センサA,Bの感度ηA,ηBを一致さ
せない限り、Pの影響をなくすことができないの
である。すなわちPの内、直流的な外乱光は、差
動アンプ1とハイパスフイルタ2で除去できるも
のであるが、交流的な外乱光は除去できないとい
うことになる。このことはこの交流的な外乱光の
周波数と、火炎のゆらぎによる空間周波数成分の
周波数が近い値であるときは、電気的な除去手段
がとれないことから問題は解決不可能なものにな
るのである。
これに対して本発明では、(VA−VB)に入つて
くるものは各素子固有の定数のみであり、Pが入
つてこない。これから火炎が存在しないときに
も、交流的な外乱光の混入により誤検知が発生す
ることはなく、燃焼安全装置用の極めて安全の高
い火炎センサを提供できることになる。すなわち
本発明は、対数関数の一算が÷算をもかねるとい
う点を利用することで、光電センサA,Bの感度
を一致させる調節を不要とするものであり、その
効果は極めて大きなものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は空間フイルタの構成を示す平面図、第
2図は空間フイルタのための従来の信号処理回路
の回路図、第3図はこの発明の一実施例による信
号処理回路の回路図である。 A,B……光電センサ、1……差動アンプ、2
……ハイパスフイルタ、3……増幅器、4……整
流器、5……ダイオード。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 一対もしくは複数対の光電センサを交互に配置
    することによつて構成した空間フイルタと、第1
    の光電センサと直流電源との間に挿入された第1
    のダイオードと、第2の光電センサと上記直流電
    源との間に挿入された第2のダイオードと、上記
    第1および第2の光電流の差を検出する差動アン
    プとを備えた火炎センサの信号処理回路。
JP3300184U 1984-03-09 1984-03-09 火炎センサの信号処理回路 Granted JPS60145330U (ja)

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JP3300184U JPS60145330U (ja) 1984-03-09 1984-03-09 火炎センサの信号処理回路

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Publication Number Publication Date
JPS60145330U JPS60145330U (ja) 1985-09-26
JPH04285Y2 true JPH04285Y2 (ja) 1992-01-07

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ID=30535043

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JP3300184U Granted JPS60145330U (ja) 1984-03-09 1984-03-09 火炎センサの信号処理回路

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JPS60145330U (ja) 1985-09-26

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