JPH06511554A - 汚染度検出器用の測定室に関する改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 汚染度検出器用の測定室に関する改良 本発明は、汚染度検出器、特に煙検出器用の測定室と、特に測定室及び変形され た測定室の両方に取り付は可能な光吸収要素及びフラッシュ光反射要素を有する 測定室の色々な態様とに関する。

従来技術の開示 この分野の前段階の作業は、私のいくつかの米国特許である第４７１４３４７号 のフラノツユ反射器、第４６６５３１１号の煙検出装置、第４６０７９１５号の 光吸収器、及び第４７８１．０６５号の風速計において完了されている。

従来技術の汚染度検出器は、金属管内の筒状空洞を含む測定室を具備しており、 この測定室か、その内壁から反射された光を吸収するための約３０の製造組み立 てされた部品からなり、また測定室を通って空気か流れることを可能にするため の接続管を有している。

二つの接続管の間には、気密にされた反射器とキセノンフラッシュ管用の窓部と か測定室内の抽出空気で運ばれた任意の汚染粒子を照らすために設置されている 。測定室は、一端部に高感度の光検出器を、また他端部に光受入器へ再伝達され てしまう偶然に反射されるいかなる光をも防止するように機能する光吸収器を有 している。測定室１０は、その壁部から反射された光を吸収及び消散させるのに 適し、測定室の長手方向に離間配置された連続の絞りを有している。

接続管は、火災監視及び汚染度監視領域からフラッシュ管からの光を受ける範囲 の測定室内へ大気を流すために設けられている。

抽出空気で運ばれた小さな破片及び分子から散乱された光が、抽出空気の汚染度 を読み取るために先受大器に当たるように測定室の長手方向に向けられることが 意図されている。私の前述の特許の検出器により極めて正確な値を得ることがで きる。本発明の目的は、さらに、測定室の構造及びそれ内の色々な要素を効果的 に簡単に改良することである。

この光感知装置は、バッファ段階、利得制御増幅段階、及び出力増幅段階に適合 するインピーダンスに接続される低レベルの光に反応する固体光セルと、利得が 光セル信号の信頼温度を補償するように調整可能である前記出力段階からの増幅 された信号を受け取るために温度センサによって制御される利得制御回路網とを 有している。

米国特許第４６０７９１５号に述べられているような吸収器は、中央円錐部を取 り囲む少なくとも一つの環状溝又は谷部を設けるために少なくきも一つの環状切 頭円錐表面によって傾斜された中央光受入円錐表面を有し、この溝又は谷部の一 つの壁部は真っ直ぐに衝突する光から溝又は谷部の基部を遮るように最適に切り 取られている。

米国特許第４７１４３４７号に述べられているＵ字形反射器は、フラッシュ管内 のイオン化された気体の１弧の各断面要素からの光を焦点合わせするための凹状 反射要素を有しており、管の長さ全体からの光出力は測定室の中央部分に焦点合 わせされる。

発明の開示 本発明は、以下の明細書に述へられるように改良か意図された三つの態様に関す る。

測定室構造 測定室は、本質的に、相互接続に適した対の構造を有し、これらが所定位置にお いて接続される時に長手方向に離間配置された連続の絞りを形成する離間配置さ れて相互接続される連続の邪魔板を一体部材として有する好ましくは型成形され るプラスチックの二つの部分からなる。測定室は、ゴムシールを組み込む舌部と 溝の簡単な接続部を有している。焦点合わせレンズは、先受大器へ反射された光 を焦点合わせするために穴部の一つに保持される。このレンズは、測定室本体に 一体に形成された弾性指部の間に摩擦的に保持される。

測定室の内側表面は、それから反射される光の任意の少量（２％より少ない）が 所定の限定方向に反射されて散乱しないために、艶出し黒で仕上げられている。

従って、いずれの反射光も光源に隣接する抽出部分において発生して集められた 散乱する光の一部を形成しない。実際的に言い換えると、測定室内で発生する散 乱された光だけが抽出部分の粒子の実際の存在によって発生されてものである。

さらに、異なる大きさの穴部を有する邪魔板は、反射光を測定室の壁部方向へ向 けるように、又は光吸収器の方向へ戻し向けるように、しかし常に測定室の端部 の先受大器から離れる方向に向けるように機能するために測定室の長手方向に離 間された位置に設置されている。光源の近傍における邪魔板によって形成される 穴部の大きさは、先受大器部分と抽出部分との間の邪魔板の穴部の大きさに比較 してかなり大きくされている。これにより、任意の偶然に反射する光は、詳しく は後述される測定室の端部の吸収器の方向へ戻し反射される傾向にある。

反射器 反射器は、売家の両側の一対の穴絞りの間に位置する部分において測定室の中心 軸線に焦点合わせするのに適した反射器でキセノンフラッシュ管のような直線光 源を収納するにの適した部分的な楕円状筒部を有している。この反射器は、反射 器からの一つの反射と実際の光管からの反射されない光だけが売家へ向けられる ことを保証するように部分的な楕円形として構成される。反射器の構造は、基本 的な形状であり、埃及び汚れに対して隔離してシールするのに比較的簡単であり 、ランプ交換及び要素の清掃を比較的簡単にする。

この反射器構造の試験は、光源から発せられる光の７０％より多くか、測定室の 抽出部分へ火災監視又は汚染度監視を受ける部分から大気を流すために設けられ た空気流入及び流出パイプの間の抽出管に設置された抽出部分へ反射されること を示している。これは、以前に参照された米国特許第４７１４３４７号に開示さ れた反射に好都合に対比される。従って、本発明の反射器の構造は、所定電力の 光源に対する使用可能な光の高い割合を提供し、それにより、ランプへの実際の 電力の減少を可能にし、その結果、電力を節約しランプの寿命を長くする。

基本的な反射器は、確実な固定を可能にし、点検のために必要ならば容易に取外 し可能な簡単な保持留め部材によって測定室本体に関してシールされて保持され る。

測定室の一端部における先受大器感知装置に隣接する部分には、焦点合わせレン ズが米国特許第４６６５３１１号に詳細に述べられている先受大器へ受け入れら れる散乱された光線を焦点合わせするために設置されている。本発明による測定 室の増加された効率（主に偶体の光の良好な制御により）は、以前の検出装置に 使用されキセノンランプへ入力される必要エネルギの減少を可能にする少なくと も二つの焦点合わせレンズの穴部の大きさの増加を可能にする。

測定室の各半分における邪魔板は、測定室の長手方向に抽出部分と先受大器との 間の光通路として先決された大きさの穴部又は絞りを形成するように協働する。

穴部を形成する邪魔板の縁部は、不正確な読み取りをもたらすように先受大器へ 反射される可能性のある望ましくない光ビームにそのいかなる表面をも晒すこと を避けるために、ナイフェツジ形状を有している。邪魔板は、偶然の光を吸収器 又は受入器へ直接戻すよりむしろ対向する壁部の方向へ測定室を横断して戻すよ うに反射させるように機能する傾斜した表面を形成するように、その端部に向か い傾いた形状を有している。邪魔板の傾いた形状は、その製造中に形成型から部 材を容易に取外すことを可能にする利点が追加される。

吸収器 吸収器は、それに形成された谷部へ光を戻すように反射する傾斜表面を有するル ーバー状構造を有している。反射させる可能性のある部分を形成するルーバー構 造の先端部及びナイフェツジ部は、測定室に沿って離間配置された色々な絞りに よって形成されるような受入器の可視部分の外側で測定室の中心線から外れるよ うに位置していることは重要である。吸収器は、長期使用及びその結果として汚 れの付着の可能性により表面状態が変化する時、吸収器の能力における変化を修 正するためのＬＥＤ較正装置を有していてもよい。

傾いた表面は谷部に突出し、この谷部は、それが受入器から覆われて光を受入器 へ反射して戻す可能性を防止することを保証するために傾いた表面により形成さ れる有限の半径を有している。

較正装置は、装置の感度を検査する定期的な日常業務のために設けられ、ランプ を有する構成要素及び検出装置の劣化、及び表面の反射率に影響する吸収表面及 び測定室の他の内側表面に付着する汚れによって引き起こされる信号の変化を修 正する。

較正装置は、好ましくは、検出される煙の所定量に比例する光の散乱を模擬する ために、キセノンフラッシュ管に代えて試験装置として作動される発光ダイオー ド（ＬＥＤ）である。先受大器からの信号を受け取るマイクロプロセッサにおけ る適当なソフトウェアは、既知の参照信号と受け取られた信号とを比較し、受は 取られた信号における任意の変化に応じて装置を再較正することができる。

流入する抽出空気流に隣接して設置された吸収器は、空気流の連続表示を提供す るための風速計又は空気流表示器に使用されるゼナーダイオードにとって良好な 位置を提供し、この監視装置が監視空間から次の空気を抽出する。ゼナーダイオ ード接合装置は、その一方か測定室へ流入する空気流に完全に晒されるように位 置し、他方か吸収器の傾斜表面の一つの後側で良好な換気により保証される信頼 性のある空気交換か行われるが空気流には晒されないように覆われた場所に位置 するように配置されている。これは、正確さ及び空気流測定装置の感度に影響す る覆われたゼナーダイオードを取り囲む空気における大気温度からの重大な変化 が存在しないことを保証する。

本発明は、添付図面を参照してさらに詳細に述べられる。

図面の開示 図１は測定室の断面側面図である。

図２は測定室の断面平面図である。

図３は測定室の上からの斜視図である。

図３Ａは及び３Ｂは電気プラグ接続器の拡大図である。

図４は吸収器の正面図である。

図５は吸収器の側面図である。

図６は図１の線６−６において切断された測定室レンズ要素の断面図である。

図６Ａは保持留め部材の部分拡大断面図である。

図７は図１の線７−７において切断された測定室空気流出部の断面図である。

図８は図１の線８−８において合わされる二つの部分からなる測定室の図である 。

図９は図１の線９−９において切断された測定室光センサの断面図である。

図１０Ａは測定室の上側半分の斜視図である。

図１０Ｂは測定室の下側半分の斜視図である。

図１１は光吸収器の後ろからの斜視図である。

図１２は光吸収器の前からの斜視図である。

特定実施例の詳細な記述 測定室組立体 測定室組立体は、図１及び２に示すように、吸収器２０と、光源要素３０と、先 受大器４０とを具備している。この測定室は、さらに、その内部への抽出気体の 流入及び流出を可能にするための流入及び流出パイプ５０．５１を有している。

これらのパイプには、測定室の煙又は他の汚染物の監視を受ける部分から測定室 へ空気を流入させ、またそこから流出させるのに使用される網状配置のパイプを 気密に受け入れるために、弾性発泡材料５２が取り付けられている。

図１及びＩＯＢに最も良く示されているように、測定室は、離間配置された連続 の邪魔板６０を有し、各邪魔板の半分の部分には、光源部に関する邪魔板の位置 に依存してその直径か変化する中央に位置する円形の穴部を形成するように設け られた中央切欠き部を有している。実質的に、煙のような粒子の検出に関係せず に測定室内において偶然に反射する光は、吸収されるか、又は先受大器又はセン サ４０に当たらないようになっている。

邪魔板６０の位置及び形状は、パイプ５０．５１の間を流れる気体流の粒子に当 たる光源要素３０から発せられる光ビームによって生しる散乱する光か、先受大 器４０に達することを可能にする唯一の光であることを保証することが重要であ る。このように、パイプ５０．５１の間の気体抽出部分における穴部６１及び邪 魔板６０は、吸収器２０へ向けて戻る光の自由な伝達を可能にし、先受大器に対 向する邪魔板の表面部分を減少するように、比較的大きくされている。比較する と、先受大器へ向かい気体抽出部分から離れて測定室内に延在する邪魔板６０の 穴部６２、特に穴部６２ａは比較的小さくされている。

先受大器４０に二番目に隣接する邪魔板６３は、二つの部分の邪魔板６３の指部 の間に焦点合わせレンズ１３を受入れ及び設置する二つの部分の弾性構造となっ ている。このレンズは、測定室の二つの部分を合わせて組み立てる前に、測定室 の片側に取り付けられる。

レンズ１３の大きさは、それに当たり次に先受大器に集中される散乱された光の 大部分を集めるために、可能な限り大きく（逸れる光を集中させることかできる ように）されることが重要である。

邪魔板６０は、その中心軸線に向かい内側に傾斜されており、それにより、それ に当たるいかなる光も測定室の対向する壁部の方向へ反射されて戻される傾向に ある。この傾斜は、製造中にその型から型成形された部材を取り外すことを容易 にする。穴部６４の縁部は、逸れて反射された光に晒される表面部分を最小に減 少するために、ナイフエッソにように形成されている。

測定室の各半分における邪魔板６０の半分は、図１に最も良く示されているよう に、上述したように穴部を形成するために二つの半分の組み立てにおいて適当に 相互適合するように食い違っている。

測定室の二つの半分は、図１０Ａ及びＩＯＢに最も良く示されているように、各 室の半分の外周囲りに連続的に延在する相互接続可能な舌部及び差し込み溝６５ ．６６を有している。溝の底部は、好ましくは、空気、水分、及び光の進入に対 しての測定室の効果的な密閉シールを保証するために、適合する時に舌部に係合 する０リングシールのようなリングシールが取り付けられる。

光源及び反射器 測定室は、好ましくは真っ直ぐなキセノンガスフラッシュ管であるフラッシュ管 ３１を有する光源要素３ｏと、この管を取り囲む部分的な楕円筒のような形状の 反射器３２とを有している。この管の位置及び楕円形状は、この管から発せられ る光が、抽出空気が流入及び流出パイプ５０．５１の間において通過する空間へ 達する以前に、反射器で−か所に反射されるようになっている。これは、抽出容 積に関して反射器を一直線にする問題を最小限にし、光の明るさへの悪影響をわ ずかにする。反射器本体３２は、流入及び流出パイプ５０．５１の間に位置する 穴部６２の上側において測定室に取外し可能に気密に取り付けられる。図６及び ６Ａに最も良く示すように、反射器本体３２の基部は、好ましくは、測定室の上 側半分に直立するフランジ３４に受入れられるような型成形での一体部分として 形成されたハネ式留め部材３３を有している。ごのように、反射器本体は、必要 に応じて光管の点検及び交換のために容易に取付は及す取外しされる。開口部６ ７の大きさは、図１及び６に最も良く示すように、光か光の線３５．３６によっ て示された部分内へ制限されるように管理されている。

反射器本体３２は、反射器開口部上に気密に取付けられ、特に、光源が測定室か ら密閉シールされなければならない化学的に危険な場所での使用に適している透 明パネル３７を受け入れることができる。

反射器は、フラッシュランプの強さを監視するための光監視装置を収納し、これ は、マイクロプロセッサが、フラッシュランプの光の強さで変化するフラノツユ 又は例えばランプの劣化のために減少された光出力を補償することを可能にする 。

吸収器 図１．４．５．１１、及び１２を参照すると、この装置２０は、測定室の反対側 端部において、光受入器から離れてそれに当たるいかなる光も吸収し又は無害に 偏向するように形成されている。この光吸収器は、二つのゼナーダイオード２１ ．２２を有し、ダイオード２１は流入パイプ５０を通り流入する抽出空気に最大 限に晒されるように取り付けられ、ダイオード２２は吸収器の部材２０．２３８ の間に覆われるが換気される位置に設置されている。部材２３ａは、空間への空 気の循環を可能にする換気切欠き２４を有するが、ダイオードを流入及び流出パ イプ５０．５１の間を通過する空気流に直接晒されることから保護するものであ る。

前述のゼナーダイオードは、参照として組み込まれた米国特許第４７８１０６５ 号に述べられた風速計を形成する電気回路の一部である。

表面２０ｂは、光受入セル４０の視軸と真っ直ぐな表面であり、この表面の状態 及び結果としてのこの表面の任意の色々な反射は、装置の有効な操作に不可欠な ものである。この吸収器は、好ましくは、黒いプラスチック材料であり、特に、 測定室の他の型成形要素を形成するのに使用されるのと同し材料である。表面２ ０．２０ａ。

２０ｂ、及び２０ｃは、それに当たる任意の光が表面２３及び２３ａと表面２０ ｂ及び２０ｃとの集中によって形成される吸収器の谷部へ反射されるごとか引き 起こされることを保証するように所定角度類いており、谷部の線は受入器へ戻る 光の反射を防止するように傾斜する表面によって覆われている。

吸収器を横断するナイフェツジ２５は、光受入器と一直線とならないように配置 され、それにより、測定室本体に沿って延在する各邪魔板の色々な絞りと一直線 となる中央の真っ直ぐな反射光線が存在しない。吸収器は、さらに、詳しくは後 述される装置較正中に表面２０ｂに当たるように調整された光を発する発光ダイ オード（ＬＥＤ）２７を収納する。

吸収器は、光受入器／センサ４０から受け取られる信号を受け取って判断するマ イクロプロセッサを有する較正回路の一部として、煙レベル模擬装置として機能 するＬＥＤ２７を有している。この検出装置の通常操作において、マイクロプロ セッサは、光受入器４０からの信号を受け取り、光源３０に隣接する抽出部分に 粒子が存在するかどうかを表示するようにプログラムされている。これは、この ような粒子に当たり、散乱光として不規則に偏向され、そのいくらかが光受入器 ４０によって受け入れられる光によって立証される。

これは、次に、マイク０プロセツサへ伝達される電気信号を発生し、それにより 、判断される。

通常操作において、この装置は、光源の強さ、吸収器の反射、及び他の要因にお ける実際の変化を考慮して較正を必要とする。ＬＥＤ２７は、光受入器に当たる ＬＥＤ光によって発生される信号を受け取るようにプログラムされたマイクロプ ロセッサにより既知の強さの煙レベル表示器として機能する。このように、マイ クロプロセッサは、検出器の参照信号に対して信号を容易に検査し、内側表面に 付く汚れ及びランプ強さの変化等によって引き起こされるような任意の変化を修 正するように検出器を自動的に再較正する。

図３．３Ａ、及び３Ｂに最も良く示すように、組み立てられた測定室の側面には 接合部が設けられ、これらは、図３Ａ及び３Ｂに示すように側壁への容易な取付 は及び標準的な電気接続を可能とし、風速計装置、較正装置、及び光受入装置へ の接続のために設けられる。

特表千６−５１１５５４　（７） ＦｗｍＰＣ１°ｆｆ１Ａ／ｐｏ＋自り国−−輪−−ｏ−＊（ｆｉｘｓｂｗｌｆｉ ｌｌＵｕ１７１ｆｆｌコ。−一１１に国際Ｕ査ＩＯ告ＩｎＬ園砿閏１轡−画陶

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．測定室の特定部分に光線を投じるための先決された光強さのフラッシュ光源 を有する測定室と、流体が前記光線の通路を横断して移動するように前記特定部 分において測定される流体を通過させるための流体の流入及び流出手段と、光線 によって当てられる煙等の汚染粒子のような一つ又は複数の粒子が、前記光線の 不規則な反射及び散乱を引き起こすような構造と、光の散乱の程度及びその結果 としての抽出物内の汚染物の存在を表示する信号を提供するために、前記散乱さ れた光線の少なくともいくつかを受け入れるように測定室内に設置された光受入 装置、とを具備する汚染度検出装置において、測定室は二つの分離可能な相互適 合する部分からなり、各部分が、組み立て時に、光受入器への散乱されない光の 伝達を防止するように機能する特定部分と光受入器との間の整列された連続の穴 部を形成する離間配置された連続の穴明き邪魔板を有するように改良された汚染 度検出装置。
2. ２．邪魔板の一つが前記光受入器へ光の焦点合わせをするためのレンズを収納す る請求項１に記載の装置。
3. ３．レンズ邪魔板が、光受入器と整列されたレンズを取外し可能に固定するため の弾性指手段を有する請求項１又は２に記載の装置。
4. ４．測定室の特定部分に光線を投じるための先決された光強さのフラッシュ光源 を有する測定室と、流体が前記光線の通路を横断して移動するように前記特定部 分において測定される流体を通過させるための流体の流入及び流出手段と、光線 によって当てられる煙等の汚染粒子のような流体中の一つ又は複数の粒子が、前 記光線の不規則な反射及び散乱を引き起こすような構造と、光の散乱の程度及び その結果としての抽出物内の汚染物の存在を表示する信号を提供するために、前 記散乱された光線の少なくともいくつかを受け入れるように測定室内に設置され た光受入装置、とを具備する汚染度検出装置のための光源用の反射器であって、 キセノンフラッシュ管にような光源を収納するのに適した部分的な楕円筒形状を 有し、測定室の特定部分の中央部に光を焦点合わせするのに適しており、その構 造は光線の唯一の反射が前記焦点に達することを起こすようになっている光源用 の反射器。
5. ５．反射器及び光源が一つの要素として構成され、固定手段がこの要素を前記測 定室へ取外し可能に気密に固定する請求項４に記載の光源用の反射器。
6. ６．測定室の特定部分に光線を投じるための先決された光強さのフラッシュ光源 を有する測定室と、流体が前記光線の通路を横断して移動するように前記特定部 分において測定される流体を通過させるための流体の流入及び流出手段と、光線 によって当てられる煙等の汚染粒子のような流体中の一つ又は複数の粒子が、前 記光線の不規則な反射及び散乱を引き起こすような構造と、光の散乱の程度及び その結果としての抽出物内の汚染物の存在を表示する信号を提供するために、前 記散乱された光線の少なくともいくつかを受け入れるように測定室内に設置され た光受入装置、とを具備する汚染度検出装置のための光源用の吸収器であって、 前記光受入器の反対側の前記測定室端部を横断して延在する傾斜表面を有するル ーバー状構造を有し、前記表面の傾斜は、当たる光が吸収器の傾斜表面によって 形成される谷部へ反射して戻されるようになっている光源用の吸収器。
7. ７．少なくとも二つの傾斜表面が設けられ、光受取り表面を形成するジグザグ形 状に接続され、これらの表面が前記谷部によって形成された線を覆うように機能 し、光受入器への光の反射を防止する請求項６に記載の吸収器。
8. ８．測定室の特定部分に光線を投じるための先決された光強さのフラッシュ光源 を有する測定室と、流体が前記光線の通路を横断して移動するように前記特定部 分において測定される流体を通過させるための流体の流入及び流出手段と、光線 によって当てられる煙等の汚染粒子のような一つ又は複数の粒子が、前記光線の 不規則な反射及び散乱を引き起こすような構造と、光の散乱の程度及びその結果 としての抽出物内の汚染物の存在を表示する信号を提供するために、前記散乱さ れた光線の少なくともいくつかを受け入れるように測定室内に設置された光受入 装置、とを具備する汚染度検出装置において、ＬＥＤ較正装置が、表面の劣化及 び汚れの付着によって引き起こされる測定室内の光反射の変化の修正のために測 定室内に配置され、前記較正装置が煙等の汚染物の先決された量に比例する光の 散乱を模擬するようにフラッシュ光のための試験方法において代わりに機能し、 マイクロプロセッサが、前記試験方式において既知の参照信号と信号とを比較す るために、光受入器からの信号を受け取り、受け取られた信号の変化に応じて装 置を再較正するように機能するように改良された汚染度検出装置。