JPH053640B2 - - Google Patents

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JPH053640B2
JPH053640B2 JP24584284A JP24584284A JPH053640B2 JP H053640 B2 JPH053640 B2 JP H053640B2 JP 24584284 A JP24584284 A JP 24584284A JP 24584284 A JP24584284 A JP 24584284A JP H053640 B2 JPH053640 B2 JP H053640B2
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JP
Japan
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light
emitting element
signal
light emitting
smoke
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JP24584284A
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JPS61122799A (ja
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Yukiharu Ogawa
Tetsuo Adachi
Shinichi Horio
Minoru Kato
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光の発光、受光を用いて煙検出を行な
う光式煙検出装置に関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の装置においては、発光素子をパ
ルス的に発光させ、それと同期したパルス光を受
光した時、その受光信号の大きさにより煙の有無
を判断している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、前記受光信号は、外乱光などの
影響により大きく変化してしまい、煙検出領域の
煙量に対応した正確なる信号を得ることができな
いという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みたもので、外乱光など
により影響されず、煙検出領域の煙量に対応した
正確なる信号を得ることができるようにしたもの
である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記技術的課題を達成するため、第1
図に示すように、 煙検出を行なう領域に対して光を放射する発光
素子と、前記領域からの光を受光する受光素子
と、前記発光素子をパルス駆動する発光素子駆動
手段と、前記受光素子の出力を増幅する増幅器
と、前記発光素子駆動手段にて前記発光素子を駆
動する直前の前記増幅器からの信号を第1検出信
号として検出する第1検出手段と、前記発光素子
駆動手段にて前記発光素子を駆動している時の前
記増幅器からの信号を第2検出信号として検出す
る第2検出手段と、前記発光素子駆動手段にて前
記発光素子を駆動した直後の前記増幅器からの信
号を第3検出信号として検出する第3検出手段
と、前記第1検出手段にて検出した第1検出信号
と前記第3検出手段にて検出した第3検出信号と
から前記発光素子を駆動している間の前記領域に
存在するノイズ量を演算する第1演算手段と、前
記第2検出手段にて検出した第2検出信号から前
記第1演算手段にて演算したノイズ量を除去して
前記領域に存在する煙の量に対応した信号を得る
第2演算手段とを備えたことを特徴としている。
〔作用〕
上記構成によれば、発光素子が発光する直前と
直後の煙検出領域の光量を検出して、発光素子が
発光している間の外乱光等によるノイズ量を推定
し、発光素子が発光している時の検出値から前記
ノイズ量を除去し、煙検出領域に存在する煙の量
に対応した信号を得る。
〔発明の効果〕
従つて、外乱光等によるノイズ量を除去するこ
とにより、煙検出領域の煙量に対応した正確なる
信号を得ることができるという優れた効果があ
る。
〔実施例〕
以下本発明を図に示す実施例について説明す
る。
第2図は本発明の一実施例を表わすブロツク図
であり、Aは散乱光式煙感知器(以下単に煙感知
器という)を示し、Bは煙感知器Aにより制御さ
れる空気清浄器を示している。
第2図において、101はマイクロコンピユー
タであり、発光ダイオード(以下LEDという)
103を発光させるための発光タイミングパルス
を発光させたり、A/D変換器106にA/D変
換スタート信号を出しA/D変換された受光信号
を取込みそのデータをもとに煙の有無を判断し空
気清浄器Bを制御するものである。
102はマイクロコンピユータ101より与え
られる発光タイミングパルスにより実際にLED
103を発光させるための発光パルスを発生する
発光素子駆動回路である。103はLEDで発光
素子駆動回路102により発生した発光パルスに
応じて発光する素子である。104は受光素子で
LED103のピーク発光波長に対し最も高い受
光感度をもつホトダイオードであり、その配置は
LED103に対しLED103からの直接光は受
光しない様な角度をもつて取付けられている。1
05は交流増幅器で、受光素子104で発生する
微少な受光信号を増幅しA/D変換器106に出
力するものであるが、この増幅器の周波数帯域は
数Hz〜数KHzであるため、例えば1Hz以下の周期
をもつて徐々に変化するような信号や1100KHz以
上の周期をもつて急激に変化するような信号は、
この増幅器105で増幅されることはない。10
6はA/D変換器で、マイクロコンピユータ10
1から出力されるA/D変換スタート信号を受け
て交流増幅器105により増幅された受光信号を
デジタル信号に変換しマイクロコンピユータに出
力するものである。
第3図の波形図を用いて煙感知器Aの作動を説
明する。マイクロコンピユータ101が第3図a
のようにパルス幅Tw、周期Toの発光タイミン
グパルスを発光素子駆動回路102に与えると、
そのタイミング通り発光素子駆動回路102は
LED103を発光させる。発光素子104は
LED103からの直接光を受光しないように配
置されているため、その出力は感知エリアに煙が
存在しない状態では第3図bの期間のように直
線的な一定レベルとなり、感知エリアに煙が侵入
して来るとLED103により発光した光が煙に
より散乱し、この散乱光を受光素子104が受光
するため、第3図bの期間に見られるような受
光信号となる。受光素子104にて得られるこの
ような受光信号は実際には微少なものであるた
め、交流増幅器105で増幅することにより第3
図bのような受光信号が得られる。マイクロコン
ピユータ101は、この受光信号を必要な部分の
みA/D変換器106でデジタル信号に変換した
後データを取込み、その大小により煙の有無を判
断する。
ここで注意しなければならないのはノイズの問
題である。特に煙感知器Aを車載で用いた場合に
は、バツテリー電圧の変動などにより生ずる電気
ノイズの外に自動車の走行中にトンネルや車庫な
どの出入、物影或いは対向車からの太陽光の反射
など周囲の明るさが急激に変化する光ノイズ(外
乱光)がある。また夜間走行中における他車のヘ
ツドライトや外燈(螢光燈)なども光ノイズの一
つである。これらのノイズのレベルや周期は自動
車の走行状態によりさまざまであるが、このノイ
ズの中で1Hz以下でゆつくりと変化する光ノイズ
や数十KHz以上で急激に変化するノイズは本煙感
知器Aにおけるノイズとはならない。なぜならば
前記交流増幅器105の周波数帯域が数Hz〜数K
Hzであるためにこれらのノイズは増幅されないか
らである。
そこで特に問題となる数Hz〜数KHzの光ノイズ
が侵入した場合について述べると、交流増幅器1
05の出力は第3図cのような信号となる。図中
の○ア、○イのようなバツクグラウンドレベル(BG
レベルと呼ぶ)が盛り上つているところがノイズ
侵入部分であり、(ここでBGレベルとは受光信
号の内でLED103の発光時間以外の部分のレ
ベルをいう。)このような信号の内でLED103
の発光パルスと同期した受光信号だけをマイクロ
コンピユータ101が取込み、その信号の大きさ
により煙の有無を判断するという従来技術によれ
ば、図中○アのように発光パルスと同期してノイズ
が侵入した場合には、ノイズと煙による受光信号
との区別ができないため煙が存在しないにもかか
わらず煙が存在すると誤判断する場合がある。
このような誤つた判断を少なくするため、本発
明は発光パルスに同期した発光信号だけではなく
その直前と直後におけるBGレベルもデータとし
て取入れ、これらのデータから光ノイズの影響を
取り除いた真の煙による受光信号を導きこれによ
り煙の有無を判断するものである。
以下、マイクロコンピユータ101の演算処理
を第4図に示すフローチヤートに従つて説明す
る。
マイクロコンピユータ101は電源が供給され
ると初期設定ステツプ401を実行し後続の処理の
ために内部カウンタやタイマをイニシヤライズす
る。次にステツプ402を実行し内部のソフトウエ
アタイマTMが時間TOを経過したか否かを判断
し、経過しておれば次のステツプ403に進み、経
過していないと判断した場合には再びステツプ
402の先頭にもどり、タイマTMがTO時間経過し
たか否かを判断する。つまりタイマTMが初期設
定でセツトされてからTO時間経過するまでステ
ツプ402を繰り返すことになる。ここでTO時間
とはLED103を発光させる発光周期である。
前記ステツプ402にてタイマTMがTO時間経過し
たと判断すると次にステツプ403を実行し、タイ
マTMをセツトする。
次にステツプ404を実行し、第5図に示すよう
にLED103を発光させる直前のBGレベルV1
入力しメモリに記憶する。次にステツプ405を実
行し前記ステツプ404を実行してからT1時間経過
するまで待つ。次にステツプ406を実行し、LED
を発光させるための発光信号を発光素子駆動回路
102に出力しLEDを発光させる。次にステツ
プ407を実行し、前記ステツプ406を実行してから
T2時間が経過するまで待つ。このT2時間はLED
103が発光してから受光素子104が受光し受
光信号が増幅されマイクロコンピユータ101が
入力可能な状態となるまで遅れが生ずるため、そ
の遅れ時間以上待つてから受光信号を入力するた
めに設けられた時間である。
次にステツプ408を実行し、LED103を発光
させている状態で受光信号V2を入力しメモリに
記憶する。次にステツプ409を実行しLED103
を消燈させるため発光信号をOFFする。次にス
テツプ410を実行し、前記ステツプ409を実行して
からT3時間経過するものを待つ。このT3時間は
LEDをOFFしてから次のBGレベルV3の読込みが
可能な状態となるまでの時間である。次にステツ
プ411を実行しLED103を消燈させた後のBG
レベルV3を入力しメモリに記憶する。次にステ
ツプ412を実行し、メモリに記憶されているLED
の発光直前のBGレベルV1と発光終了直後のBG
レベルV3との平均値V0を求める。この時の計算
式は V0=(V1+V3)/2 …(1) である。ここで求めたV0は発光直前と発光終了
直後のBGレベルの平均値ではあるが、これは発
光時のBGレベルの推定値と考えてよい。次にス
テツプ413を実行し、LED103の発光時の受光
レベルV2と前ステツプ412で求めた平均値V0との
差V0との差VSを算出する。つまり VS=V2−V0 …(2) を演算するものである。ここでV2信号の成分を
考えてみると、今VSMを煙が存在することによる
真の受光信号とし、VBを発光時のBGレベルとす
ると V2=VSM+VB である。従つて(2)式は VS=VSM+VB−V0 …(3) となる。前に述べた通りV0は発光時のBGレベル
の推定値と考えられるから BB≒V0 であり、従つて(3)式は VSSM となる。以上の理由によりVSは外乱光の影響に
よるノイズを取り除いた煙が存在することによる
真の受光信号と考えられる。
次にステツプ414を実行し、前ステツプ413にて
算出したVSが空気清浄器をONさせる基準値VON
と比較して大きいか否かを判断する。ここでVS
がVONより大きい場合とは、ある基準濃度以上の
煙が存在する場合であり、従つてこの場合は次の
ステツプ415に進み空気清浄器BをONする。そ
して次にステツプ402に戻り、前に述べた動作を
再び実行する。一方ステツプ414においてVS
VONより小さいと判断した場合は、煙がある濃度
以下の場合であり、この時は次のステツプ416に
進む。ステツプ416ではVSが空気清浄器BをOFF
させる基準値VOFFと比較して小さいか否かを判断
し、VSがVOFFより小さいと判断した場合は空気
が充分に浄化され、ほとんど煙が存在しなくなつ
た場合であり、この場合は次のステツプ417に進
み空気清浄器BをOFFする。そして次にステツ
プ402に戻り、前に述べた動作を再び実行する。
またステツプ416においてVSがVOFFより大きいと
判断した場合は、空気が充分に浄化されておらず
煙がある程度(VOFFに相当する煙濃度以上)残つ
ている場合であり、この場合は新たな動作は行わ
ず(空気清浄煙感知器BONの状態を続ける)、ス
テツプ402に戻り前に述べた動作を行なう。
なお、上記実施例においては、散乱光式煙感知
器について述べてきたが本発明は透感光式煙感知
器にも応用できる。第6図は透過光式煙感知器の
構成を示したもので受光素子104は、発光素子
103と対向し光軸が一致するように配置してあ
り、発光素子103が発光した光を直接受光する
ようになつている。このような構成において発光
素子103と受光素子104の間に煙が存在する
と、受光素子104で受光する光量が減少するた
め第7図bのように受光信号も低下する。マイク
ロコンピユータ101はこの受光信号の低下を調
べて煙の存在を知るものである。ところが、上記
実施例でも述べたように周囲の明るさが急に変化
するとそれにより受光信号は第7図cのように変
化する。
こようなノイズ対策として基本的には第4図の
フローチヤートに基づいて処理を行なえばよい
が、ただステツプ414の判断は、VSONと変更し、
ステツプ416の判断は、VS>VOFFに変更しなけれ
ばならない。これにより透過光式煙感知器の外乱
光による誤動作を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構成を示す構成図、第2図は
本発明の一実施例を示すブロツク図、第3図は第
2図中の各部の信号波形を示す波形図、第4図は
第1図中のマイクロコンピユータの演算処理を示
すフローチヤート、第5図は作動説明に供する説
明図、第6図は他の実施例を示すブロツク図、第
7図は第6図中の各部の信号波形を示す波形図で
ある。 101…マイクロコンピユータ、102…発光
素子駆動回路、103…発光素子、104…受光
素子、105…交流増幅器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 煙検出を行なう領域に対して光を放射する発
    光素子と、前記領域からの光を受光する受光素子
    と、前記発光素子をパルス駆動する発光素子駆動
    手段と、前記受光素子の出力を増幅する増幅器
    と、前記発光素子駆動手段にて前記発光素子を駆
    動する直前の前記増幅器からの信号を第1検出信
    号として検出する第1検出手段と、前記発光素子
    駆動手段にて前記発光素子を駆動している時の前
    記増幅器からの信号を第2検出信号として検出す
    る第2検出手段と、前記発光素子駆動手段にて前
    記発光素子を駆動した直後の前記増幅器からの信
    号を第3検出信号として検出する第3検出手段
    と、前記第1検出手段にて検出した第1検出信号
    と前記第3検出手段にて検出した第3検出信号と
    から前記発光素子を駆動している間の前記領域に
    存在するノイズ量を演算する第1演算手段と、前
    記第2検出手段にて検出した第2検出信号から前
    記第1演算手段にて演算したノイズ量を除去して
    前記領域に存在する煙の量に対応した信号を得る
    第2演算手段とを備えた光式煙検出装置。
JP24584284A 1984-11-19 1984-11-19 光式煙検出装置 Granted JPS61122799A (ja)

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JPS61122799A JPS61122799A (ja) 1986-06-10
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JPS63262126A (ja) * 1987-04-21 1988-10-28 日本精密測器株式会社 血圧測定法
JP4574808B2 (ja) * 1999-07-27 2010-11-04 ホーチキ株式会社 火災感知器及び火災感知装置のノイズ除去処理方法
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WO2015065965A1 (en) * 2013-10-30 2015-05-07 Valor Fire Safety, Llc Smoke detector with external sampling volume and ambient light rejection

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