JPH07113685A - 火炎検出器 - Google Patents
火炎検出器Info
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- JPH07113685A JPH07113685A JP28064493A JP28064493A JPH07113685A JP H07113685 A JPH07113685 A JP H07113685A JP 28064493 A JP28064493 A JP 28064493A JP 28064493 A JP28064493 A JP 28064493A JP H07113685 A JPH07113685 A JP H07113685A
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- Japan
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- flame
- sensor
- burner
- infrared
- infrared rays
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Control Of Combustion (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】重油及び微粉炭火炎に適用でき、かつセンサを
高温で使用できるとともに目標バ−ナ火炎と他のバ−ナ
火炎の識別感度を高める。 【構成】検出部のセンサ４前面に球面レンズ１４を設け
て受光角すなわち開口数を大きくして、センサ４の受光
面に入射する光のエネルギ密度を高め、センサ４の出力
信号の短絡電流と暗電流の比を大きくする。このセンサ
４の受光部１５に接合型素子であるＧｅ素子１６を使用
して、センサ４の使用温度を高めるとともに火炎識別感
度を改善する。
高温で使用できるとともに目標バ−ナ火炎と他のバ−ナ
火炎の識別感度を高める。 【構成】検出部のセンサ４前面に球面レンズ１４を設け
て受光角すなわち開口数を大きくして、センサ４の受光
面に入射する光のエネルギ密度を高め、センサ４の出力
信号の短絡電流と暗電流の比を大きくする。このセンサ
４の受光部１５に接合型素子であるＧｅ素子１６を使用
して、センサ４の使用温度を高めるとともに火炎識別感
度を改善する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば大型ボイラや
加熱炉等の燃焼室の火炎の有無を検出する火炎検知器、
特に検出精度の向上に関するものである。
加熱炉等の燃焼室の火炎の有無を検出する火炎検知器、
特に検出精度の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】赤外線式火炎検出器は重油等の液体燃料
や固体燃料を燃焼させたときの火炎の有無を検知するも
のである。この赤外線式の火炎検出器では高温で赤熱し
た炉壁や複数のバ−ナを有する大型ボイラ等における隣
接バ−ナ火炎や対向バ−ナ火炎と自己バ−ナ火炎を確実
に識別して自己バ−ナ火炎の有無を検知する必要があ
る。この自己バ−ナ火炎と隣接バ−ナ等の火炎とを識別
するために赤外線式火炎検出器は赤外線フリッカ現象を
利用している。
や固体燃料を燃焼させたときの火炎の有無を検知するも
のである。この赤外線式の火炎検出器では高温で赤熱し
た炉壁や複数のバ−ナを有する大型ボイラ等における隣
接バ−ナ火炎や対向バ−ナ火炎と自己バ−ナ火炎を確実
に識別して自己バ−ナ火炎の有無を検知する必要があ
る。この自己バ−ナ火炎と隣接バ−ナ等の火炎とを識別
するために赤外線式火炎検出器は赤外線フリッカ現象を
利用している。
【０００３】重油等の液体燃料や固体燃料を燃焼させた
ときの火炎から放射されている赤外線は明るさが著しく
振動しちらついている。この赤外線のちらつきを赤外線
フリッカという。図８の平面断面図と図９の側面断面図
に示すように水平方向と垂直方向に複数のバ−ナ２１を
有するマルチバ−ナシステムを採用した大型ボイラ等の
燃焼室３０におけるバ−ナ火炎３１から生じる赤外線フ
リッカの強度は周波数と関係する。この赤外線フリッカ
の強度と周波数との関係を図１０と図１１に示す。図１
０はマルチバ−ナシステムにおける油火炎から放射され
る赤外線をＰｂＳで受光し、赤外線信号を電気信号に変
換して周波数分析器で処理した赤外線フリッカの周波数
分布特性の一例を示し、図１１は微粉炭火炎における赤
外線フリッカの周波数分布特性を示す。図１０，図１１
において、Ａは自己バ−ナである目標バ−ナに火炎があ
る場合、Ｂは目標バ−ナに火炎がなく、隣接バ−ナ等の
他のバ−ナに火炎がある場合を示す。図１０，図１１に
示すように、いずれの場合も赤外線フリッカ信号は数Ｈ
ｚの低周波成分から1000Ｈｚの高周波成分までが連続し
て存在している。この赤外線フリッカ信号の強度すなわ
ち信号レベルは低周波成分が高く、高周波成分になるほ
ど低くなる。
ときの火炎から放射されている赤外線は明るさが著しく
振動しちらついている。この赤外線のちらつきを赤外線
フリッカという。図８の平面断面図と図９の側面断面図
に示すように水平方向と垂直方向に複数のバ−ナ２１を
有するマルチバ−ナシステムを採用した大型ボイラ等の
燃焼室３０におけるバ−ナ火炎３１から生じる赤外線フ
リッカの強度は周波数と関係する。この赤外線フリッカ
の強度と周波数との関係を図１０と図１１に示す。図１
０はマルチバ−ナシステムにおける油火炎から放射され
る赤外線をＰｂＳで受光し、赤外線信号を電気信号に変
換して周波数分析器で処理した赤外線フリッカの周波数
分布特性の一例を示し、図１１は微粉炭火炎における赤
外線フリッカの周波数分布特性を示す。図１０，図１１
において、Ａは自己バ−ナである目標バ−ナに火炎があ
る場合、Ｂは目標バ−ナに火炎がなく、隣接バ−ナ等の
他のバ−ナに火炎がある場合を示す。図１０，図１１に
示すように、いずれの場合も赤外線フリッカ信号は数Ｈ
ｚの低周波成分から1000Ｈｚの高周波成分までが連続し
て存在している。この赤外線フリッカ信号の強度すなわ
ち信号レベルは低周波成分が高く、高周波成分になるほ
ど低くなる。
【０００４】この赤外線フリッカ信号の周波数分布は目
標バ−ナに火炎がある場合Ａと目標バ−ナに火炎がない
場合Ｂとの信号レベルは周波数が50Ｈｚ以上の範囲で明
らかな違いが存在している。これは目標バ−ナに火炎が
ある場合Ａは目標バ−ナ火炎の一次燃焼域である着火部
からの火炎が放射する赤外線を直接検出しているのに対
して、目標バ−ナに火炎がない場合Ｂは目標バ−ナ火炎
以外の他のバ−ナ火炎の先端部から放射する赤外線を検
出しているために生じる現象である。赤外線式火炎検出
器はこの赤外線フリッカ信号の周波数分布の相違を利用
して自己バ−ナ火炎と他のバ−ナ火炎とを識別してい
る。
標バ−ナに火炎がある場合Ａと目標バ−ナに火炎がない
場合Ｂとの信号レベルは周波数が50Ｈｚ以上の範囲で明
らかな違いが存在している。これは目標バ−ナに火炎が
ある場合Ａは目標バ−ナ火炎の一次燃焼域である着火部
からの火炎が放射する赤外線を直接検出しているのに対
して、目標バ−ナに火炎がない場合Ｂは目標バ−ナ火炎
以外の他のバ−ナ火炎の先端部から放射する赤外線を検
出しているために生じる現象である。赤外線式火炎検出
器はこの赤外線フリッカ信号の周波数分布の相違を利用
して自己バ−ナ火炎と他のバ−ナ火炎とを識別してい
る。
【０００５】このような赤外線フリッカを検出するため
に、従来の赤外線式火炎検出器は検出部のセンサとして
赤外線に対して応答の速い光導電素子であるＰｂＳや接
合型素子であるＳｉフォトダイオ−ドを使用している。
そして燃料別に検出する赤外線フリッカの周波数帯を選
定して火炎の有無を検出している。
に、従来の赤外線式火炎検出器は検出部のセンサとして
赤外線に対して応答の速い光導電素子であるＰｂＳや接
合型素子であるＳｉフォトダイオ−ドを使用している。
そして燃料別に検出する赤外線フリッカの周波数帯を選
定して火炎の有無を検出している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように受光素子
としてＳｉフォトダイオ−ドを使用したセンサは重油火
炎の検出には適用できるが微粉炭火炎の検出には適用で
きなかった。これは図１２の各種受光素子の波長特性図
に示すようにＳｉセンサは検知する光の波長範囲が0.4
〜1.2μｍ、すなわち可視光の赤から近赤外線の範囲で
あり、ＰｂＳセンサが検知する光の波長範囲は0.7〜3.0
μｍである。一方、微粉炭火炎の一次燃焼域である着火
部では未燃の微粉炭が火炎から放射される可視光からそ
れに近い近赤外線の透過を阻害するが、長波長の中赤外
線の透過を阻害しない。このためＰｂＳセンサでは微粉
炭火炎を検知できたがＳｉセンサで検知できないという
短所があった。
としてＳｉフォトダイオ−ドを使用したセンサは重油火
炎の検出には適用できるが微粉炭火炎の検出には適用で
きなかった。これは図１２の各種受光素子の波長特性図
に示すようにＳｉセンサは検知する光の波長範囲が0.4
〜1.2μｍ、すなわち可視光の赤から近赤外線の範囲で
あり、ＰｂＳセンサが検知する光の波長範囲は0.7〜3.0
μｍである。一方、微粉炭火炎の一次燃焼域である着火
部では未燃の微粉炭が火炎から放射される可視光からそ
れに近い近赤外線の透過を阻害するが、長波長の中赤外
線の透過を阻害しない。このためＰｂＳセンサでは微粉
炭火炎を検知できたがＳｉセンサで検知できないという
短所があった。
【０００７】また、接合型素子であるＳｉ素子を使用し
たＳｉセンサは周囲温度が80℃の使用は可能であるが光
導電素子ＰｂＳを使用したＰｂＳセンサは50℃以上の温
度で使用した場合、感度が著しく劣化してしまうという
短所があった。
たＳｉセンサは周囲温度が80℃の使用は可能であるが光
導電素子ＰｂＳを使用したＰｂＳセンサは50℃以上の温
度で使用した場合、感度が著しく劣化してしまうという
短所があった。
【０００８】このＳｉセンサやＰｂＳセンサを複数のバ
−ナを有するマルチバ−ナシステムに使用した場合、自
己バ−ナ火炎と隣接バ−ナ火炎との識別は良好である
が、ＰｂＳセンサを使用した場合、自己バ−ナ火炎と対
向バ−ナ火炎の識別はあまり良くないとともに、同一バ
−ナにおける着火用のト−チ火炎とメイン火炎の識別は
両火炎が接近しすぎているため困難であった。
−ナを有するマルチバ−ナシステムに使用した場合、自
己バ−ナ火炎と隣接バ−ナ火炎との識別は良好である
が、ＰｂＳセンサを使用した場合、自己バ−ナ火炎と対
向バ−ナ火炎の識別はあまり良くないとともに、同一バ
−ナにおける着火用のト−チ火炎とメイン火炎の識別は
両火炎が接近しすぎているため困難であった。
【０００９】この発明はかかる短所を解消するためにな
されたものであり、重油及び微粉炭火炎に適用でき、か
つセンサを高温で使用できるとともに目標バ−ナ火炎と
他のバ−ナ火炎の識別感度を高めた火炎検出器を得るこ
とを目的とするものである。
されたものであり、重油及び微粉炭火炎に適用でき、か
つセンサを高温で使用できるとともに目標バ−ナ火炎と
他のバ−ナ火炎の識別感度を高めた火炎検出器を得るこ
とを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る火炎検出
器は、火炎から放射される赤外線フリッカを検出する検
出部と、検出部から送られる赤外線フリッカ信号を増幅
し、火炎の有無を判定する増幅部とを有する火炎検出器
において、前面に球面レンズを有し受光面をＧｅ素子で
形成したセンサを検出部に有することを特徴とする。
器は、火炎から放射される赤外線フリッカを検出する検
出部と、検出部から送られる赤外線フリッカ信号を増幅
し、火炎の有無を判定する増幅部とを有する火炎検出器
において、前面に球面レンズを有し受光面をＧｅ素子で
形成したセンサを検出部に有することを特徴とする。
【００１１】
【作用】この発明においては検出部のセンサの前面に球
面レンズを設けて受光角すなわち開口数を大きくし、セ
ンサの受光面に入射する光のエネルギ密度を高めてセン
サの出力信号の短絡電流と暗電流の比を大きくする。
面レンズを設けて受光角すなわち開口数を大きくし、セ
ンサの受光面に入射する光のエネルギ密度を高めてセン
サの出力信号の短絡電流と暗電流の比を大きくする。
【００１２】また、センサの受光部に接合型素子である
Ｇｅ素子を使用して、センサの使用温度を高めるととも
に火炎識別感度を改善する。
Ｇｅ素子を使用して、センサの使用温度を高めるととも
に火炎識別感度を改善する。
【００１３】
【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。図に示すように、火炎検出器１は検出部
２と増幅部３とを有する。検出部２は火炎から放射する
赤外線を検知し電気信号に変換するものであり、センサ
４と外部からの駆動信号により駆動する電子シャッタ部
５と前置増幅器６とを有する。増幅部３は検出部２から
送られる信号を増幅し、火炎の有無を判定して出力する
ものであり、主増幅器７とＡ／Ｄ変換器８，火炎有無判
定部９，出力部１０及び表示部１１を有する。
ック図である。図に示すように、火炎検出器１は検出部
２と増幅部３とを有する。検出部２は火炎から放射する
赤外線を検知し電気信号に変換するものであり、センサ
４と外部からの駆動信号により駆動する電子シャッタ部
５と前置増幅器６とを有する。増幅部３は検出部２から
送られる信号を増幅し、火炎の有無を判定して出力する
ものであり、主増幅器７とＡ／Ｄ変換器８，火炎有無判
定部９，出力部１０及び表示部１１を有する。
【００１４】センサ４は、図２の一部を裁断して示した
側面図と図３の正面図に示すように、シ−ルケ−ス１２
に取付けられたキャップ１３の先端部に球面レンズ１４
を有し、シ−ルケ−ス１２の中央の受光部１５にはＧｅ
素子１６が取付けられている。センサ４の前面に設けら
れた球面レンズ１４は火炎から放射する赤外線を入射し
てＧｅ素子１６に集光する。この赤外線を集光するとき
に、受光角すなわち開口数の大きな球面レンズ１４で赤
外線を集光するから、Ｇｅ素子１６に入射する赤外線の
エネルギ密度を高めることができ、センサ４の出力信号
の短絡電流と暗電流の比を大きくすることができる。
側面図と図３の正面図に示すように、シ−ルケ−ス１２
に取付けられたキャップ１３の先端部に球面レンズ１４
を有し、シ−ルケ−ス１２の中央の受光部１５にはＧｅ
素子１６が取付けられている。センサ４の前面に設けら
れた球面レンズ１４は火炎から放射する赤外線を入射し
てＧｅ素子１６に集光する。この赤外線を集光するとき
に、受光角すなわち開口数の大きな球面レンズ１４で赤
外線を集光するから、Ｇｅ素子１６に入射する赤外線の
エネルギ密度を高めることができ、センサ４の出力信号
の短絡電流と暗電流の比を大きくすることができる。
【００１５】また、センサ４の受光部１５にＳｉ素子と
同様な接合型素子であるＧｅ素子１６を使用しているか
ら、センサ４を80℃程度の高温雰囲気内でも連続して使
用することができる。
同様な接合型素子であるＧｅ素子１６を使用しているか
ら、センサ４を80℃程度の高温雰囲気内でも連続して使
用することができる。
【００１６】上記のように構成されたセンサ４を使用し
た火炎検出器１により、複数本、例えば合計24本のバ−
ナを12本ずつ対向して配置したマルチバ−ナシステムの
重油ボイラの火炎を検出した場合の動作例をＰｂＳセン
サを使用した場合と比較して説明する。
た火炎検出器１により、複数本、例えば合計24本のバ−
ナを12本ずつ対向して配置したマルチバ−ナシステムの
重油ボイラの火炎を検出した場合の動作例をＰｂＳセン
サを使用した場合と比較して説明する。
【００１７】いずれの場合も、24本のバ−ナの全数で燃
焼中に１本のバ−ナを消火し、消火したバ−ナの火炎検
知状況を調べた結果を図４と図５に示す。図４はＧｅ素
子１６を受光部１５に有するセンサ４を使用した場合、
図５は従来のＰｂＳセンサを使用した場合を示す。
焼中に１本のバ−ナを消火し、消火したバ−ナの火炎検
知状況を調べた結果を図４と図５に示す。図４はＧｅ素
子１６を受光部１５に有するセンサ４を使用した場合、
図５は従来のＰｂＳセンサを使用した場合を示す。
【００１８】この消火工程は次ぎの工程による。まず図
６のバ−ナとセンサ及び火炎の配置図に示すように、消
火しようとするバ−ナ２１のメインバ−ナ２２で燃焼し
ている状態で着火用のト−チバ−ナ２３を点火する。次
ぎにメインバ−ナ２２の重油供給弁を閉じてメインバ−
ナ２２に供給している重油を遮断してから、メインバ−
ナ２２のパ−ジ用弁を開いてメインバ−ナ２２内に残存
している重油を燃焼炉内にパ−ジする。このパ−ジされ
た重油をト−チバ−ナ２３から出ているト−チ火炎２４
で燃焼する。所定時間パ−ジをしたのちト−チバ−ナ２
３を消火する。
６のバ−ナとセンサ及び火炎の配置図に示すように、消
火しようとするバ−ナ２１のメインバ−ナ２２で燃焼し
ている状態で着火用のト−チバ−ナ２３を点火する。次
ぎにメインバ−ナ２２の重油供給弁を閉じてメインバ−
ナ２２に供給している重油を遮断してから、メインバ−
ナ２２のパ−ジ用弁を開いてメインバ−ナ２２内に残存
している重油を燃焼炉内にパ−ジする。このパ−ジされ
た重油をト−チバ−ナ２３から出ているト−チ火炎２４
で燃焼する。所定時間パ−ジをしたのちト−チバ−ナ２
３を消火する。
【００１９】図５に示すように、ＰｂＳセンサを使用し
た場合は、メインバ−ナ２２の重油を遮断してパ−ジを
開始した時点Ｔ1では、重油を遮断してからパ−ジを開
始するまでの短時間ΔＴの間に一旦「火炎なし」の状態
が生じるが、パ−ジを開始してからパ−ジ終了時点Ｔ2
までの間は高いレベルの「火炎あり」の信号を出力す
る。これはＰｂＳセンサでパ−ジされた重油火炎からの
赤外線フリッカを検出しているためである。さらにパ−
ジ終了時点Ｔ2からト−チバ−ナ２３を消火した時点Ｔ3
までの間はかなり変動のある高いレベルの「火炎あり」
の信号を出力している。これはト−チ火炎２４と対向バ
−ナの火炎の赤外線フリッカを検出しているためであ
る。また、ト−チバ−ナ２３を消火した時点Ｔ3の後も
大きく変動しているやや高いレベルの「火炎あり」の信
号を引続き出力している。これは対向バ−ナの火炎の赤
外線フリッカを検出しているためであり、ＰｂＳセンサ
の目標バ−ナである自己バ−ナと他のバ−ナとの火炎識
別性能はあまり良くない。
た場合は、メインバ−ナ２２の重油を遮断してパ−ジを
開始した時点Ｔ1では、重油を遮断してからパ−ジを開
始するまでの短時間ΔＴの間に一旦「火炎なし」の状態
が生じるが、パ−ジを開始してからパ−ジ終了時点Ｔ2
までの間は高いレベルの「火炎あり」の信号を出力す
る。これはＰｂＳセンサでパ−ジされた重油火炎からの
赤外線フリッカを検出しているためである。さらにパ−
ジ終了時点Ｔ2からト−チバ−ナ２３を消火した時点Ｔ3
までの間はかなり変動のある高いレベルの「火炎あり」
の信号を出力している。これはト−チ火炎２４と対向バ
−ナの火炎の赤外線フリッカを検出しているためであ
る。また、ト−チバ−ナ２３を消火した時点Ｔ3の後も
大きく変動しているやや高いレベルの「火炎あり」の信
号を引続き出力している。これは対向バ−ナの火炎の赤
外線フリッカを検出しているためであり、ＰｂＳセンサ
の目標バ−ナである自己バ−ナと他のバ−ナとの火炎識
別性能はあまり良くない。
【００２０】これに対して、図４に示すようにＧｅ素子
１６を受光部１５に有するセンサ４を使用した場合に
は、メインバ−ナ２２の重油を遮断してパ−ジを開始し
た時点Ｔ1では、重油を遮断してからパ−ジを開始する
までの短時間ΔＴの間に一旦「火炎なし」の状態が生
じ、パ−ジを開始してからパ−ジ終了時点Ｔ2までの間
は高いレベルの「火炎あり」の信号を出力するが、パ−
ジ終了の時点Ｔ2からは出力信号は完全に「火炎なし」
の状態になる。したがって自己バ−ナのメイン火炎２５
とト−チ火炎２４との識別やメイン火炎２５と対向バ−
ナ火炎の識別を確実に行うことができ、火炎識別性能を
著しく向上することができた。
１６を受光部１５に有するセンサ４を使用した場合に
は、メインバ−ナ２２の重油を遮断してパ−ジを開始し
た時点Ｔ1では、重油を遮断してからパ−ジを開始する
までの短時間ΔＴの間に一旦「火炎なし」の状態が生
じ、パ−ジを開始してからパ−ジ終了時点Ｔ2までの間
は高いレベルの「火炎あり」の信号を出力するが、パ−
ジ終了の時点Ｔ2からは出力信号は完全に「火炎なし」
の状態になる。したがって自己バ−ナのメイン火炎２５
とト−チ火炎２４との識別やメイン火炎２５と対向バ−
ナ火炎の識別を確実に行うことができ、火炎識別性能を
著しく向上することができた。
【００２１】この火炎識別性能の向上は次ぎの理由によ
るものと考えられる。センサ４に使用したＧｅ素子１６
が検知する光の波長範囲は、図１２に示すように1.0〜
2.0μｍの範囲であり、ピ−ク値は1.6μｍである。これ
に対してＰｂＳセンサが検知する光の波長範囲は0.7〜
3.0μｍであり、ピ−ク値は2.5μｍである。すなわちＧ
ｅ素子１６は近赤外線の狭い範囲で応答するが、ＰｂＳ
センサは近赤外線から中赤外線の拾い範囲で応答する。
一方、火炎から放射される赤外線フリッカの強度は、図
７の減衰特性図に示すように、火炎の一次燃焼域である
着火部から先端部に向かって減衰する。この減衰の度合
は波長の短い近赤外線が大きく、波長の長い中赤外線は
小さい傾向がある。この赤外線を検出する各受光素子の
波長特性と火炎からの赤外線フリッカの強度の減衰特性
とから、ＰｂＳセンサは広い範囲の波長の赤外線に応答
するため、着火部の赤外線フリッカとともに火炎先端部
の減衰の少ない中赤外線のフリッカ信号までも検出し、
このために識別性能が悪くなる。一方、Ｇｅ素子１６を
使用したセンサ４は検出する波長範囲が近赤外線の狭い
範囲に限定されているから、図６に示すように着火部２
６におけるの近赤外線のフリッカ信号を検出し、中赤外
線のフリッカ信号や火炎の先端部で減衰した近赤外線の
フリッカ信号を検出しないため、メイン火炎２５とト−
チ火炎２４や対向バ−ナ火炎との識別性能を改善するこ
とができた。
るものと考えられる。センサ４に使用したＧｅ素子１６
が検知する光の波長範囲は、図１２に示すように1.0〜
2.0μｍの範囲であり、ピ−ク値は1.6μｍである。これ
に対してＰｂＳセンサが検知する光の波長範囲は0.7〜
3.0μｍであり、ピ−ク値は2.5μｍである。すなわちＧ
ｅ素子１６は近赤外線の狭い範囲で応答するが、ＰｂＳ
センサは近赤外線から中赤外線の拾い範囲で応答する。
一方、火炎から放射される赤外線フリッカの強度は、図
７の減衰特性図に示すように、火炎の一次燃焼域である
着火部から先端部に向かって減衰する。この減衰の度合
は波長の短い近赤外線が大きく、波長の長い中赤外線は
小さい傾向がある。この赤外線を検出する各受光素子の
波長特性と火炎からの赤外線フリッカの強度の減衰特性
とから、ＰｂＳセンサは広い範囲の波長の赤外線に応答
するため、着火部の赤外線フリッカとともに火炎先端部
の減衰の少ない中赤外線のフリッカ信号までも検出し、
このために識別性能が悪くなる。一方、Ｇｅ素子１６を
使用したセンサ４は検出する波長範囲が近赤外線の狭い
範囲に限定されているから、図６に示すように着火部２
６におけるの近赤外線のフリッカ信号を検出し、中赤外
線のフリッカ信号や火炎の先端部で減衰した近赤外線の
フリッカ信号を検出しないため、メイン火炎２５とト−
チ火炎２４や対向バ−ナ火炎との識別性能を改善するこ
とができた。
【００２２】また、Ｇｅ素子１６を使用したセンサ４が
検知する光の波長範囲は1.0〜2.0μｍの範囲であり、ピ
−ク値は1.6μｍであり、Ｓｉセンサが検知する光の波
長範囲0.4〜1.2μｍ，ピ−ク値0.8μｍと比べて長い波
長の近赤外線を検出するから、微粉炭火炎の一次燃焼域
である着火部の未燃の微粉炭を透過する赤外線を検出す
ることができる。したがってＧｅ素子１６を使用したセ
ンサ４は微粉炭火炎にも適用することができ、この場合
も上記重油火炎の場合と同様な作用により識別性能を向
上させることができる。
検知する光の波長範囲は1.0〜2.0μｍの範囲であり、ピ
−ク値は1.6μｍであり、Ｓｉセンサが検知する光の波
長範囲0.4〜1.2μｍ，ピ−ク値0.8μｍと比べて長い波
長の近赤外線を検出するから、微粉炭火炎の一次燃焼域
である着火部の未燃の微粉炭を透過する赤外線を検出す
ることができる。したがってＧｅ素子１６を使用したセ
ンサ４は微粉炭火炎にも適用することができ、この場合
も上記重油火炎の場合と同様な作用により識別性能を向
上させることができる。
【００２３】
【発明の効果】この発明は以上説明したように、検出部
のセンサの前面に球面レンズを設けて受光角すなわち開
口数を大きくし、センサの受光面に入射する光のエネル
ギ密度を高めてセンサの出力信号の短絡電流と暗電流の
比を大きくするようにしたから、火炎の有無を高精度に
検出することができる。
のセンサの前面に球面レンズを設けて受光角すなわち開
口数を大きくし、センサの受光面に入射する光のエネル
ギ密度を高めてセンサの出力信号の短絡電流と暗電流の
比を大きくするようにしたから、火炎の有無を高精度に
検出することができる。
【００２４】また、センサの受光素子として接合型素子
であるＧｅ素子を使用したから、センサを80℃の高温で
も連続して使用することができ、長時間安定して火炎を
検知することができる。
であるＧｅ素子を使用したから、センサを80℃の高温で
も連続して使用することができ、長時間安定して火炎を
検知することができる。
【００２５】さらに、検知する光の波長範囲が1.0〜2.0
μｍと近赤外線の狭い範囲というＧｅ素子の特性を利用
し目標バ−ナの着火部の火炎を検出するから、他の火炎
との識別を確実に行うことができ、火炎検出性能を大幅
に向上させることができる。
μｍと近赤外線の狭い範囲というＧｅ素子の特性を利用
し目標バ−ナの着火部の火炎を検出するから、他の火炎
との識別を確実に行うことができ、火炎検出性能を大幅
に向上させることができる。
【００２６】また、Ｇｅ素子が検知する光の波長範囲に
は微粉炭火炎の一次燃焼域である着火部の未燃の微粉炭
を透過する赤外線の含まれるから、重油火炎の微粉炭火
炎の有無をも確実に検出することができる。
は微粉炭火炎の一次燃焼域である着火部の未燃の微粉炭
を透過する赤外線の含まれるから、重油火炎の微粉炭火
炎の有無をも確実に検出することができる。
【図１】この発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】上記実施例のセンサを一部裁断して示した側面
図である。
図である。
【図３】上記センサの正面図である。
【図４】上記実施例による火炎検知状況を示す波形図で
ある。
ある。
【図５】ＰｂＳセンサを使用したときの火炎検知状況を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図６】バ−ナとセンサ及び火炎の配置図である。
【図７】火炎から放射する赤外線フリッカ強度の減衰特
性図である。
性図である。
【図８】マルチバ−ナシステムの燃焼室を示す平面断面
図である。
図である。
【図９】マルチバ−ナシステムの燃焼室を示す側面断面
図である。
図である。
【図１０】油火炎の赤外線フリッカの周波数分布特性図
である。
である。
【図１１】微粉炭火炎の赤外線フリッカの周波数分布特
性図である。
性図である。
【図１２】各種受光素子の検出波長特性図である。
１ 火炎検出器 ２ 検出部 ３ 増幅部 ４ センサ １４ 球面レンズ １５ 受光部 １６ Ｇｅ素子
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１２月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１１】
Claims (1)
- 【請求項１】 火炎から放射される赤外線フリッカを検
出する検出部と、検出部から送られる赤外線フリッカ信
号を増幅し、火炎の有無を判定する増幅部とを有する火
炎検出器において、前面に球面レンズを有し受光面をＧ
ｅ素子で形成したセンサを検出部に有することを特徴と
する火炎検出器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28064493A JPH07113685A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 火炎検出器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28064493A JPH07113685A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 火炎検出器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07113685A true JPH07113685A (ja) | 1995-05-02 |
Family
ID=17627930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28064493A Pending JPH07113685A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 火炎検出器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113685A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101015349B1 (ko) * | 2008-07-21 | 2011-02-16 | 박기태 | 방폭형 자외선 화염감지기 |
| EP2378257A1 (en) | 2010-03-31 | 2011-10-19 | Yamatake Corporation | Flame sensor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01167523A (ja) * | 1987-12-22 | 1989-07-03 | Toyota Motor Corp | 燃焼制御装置 |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP28064493A patent/JPH07113685A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01167523A (ja) * | 1987-12-22 | 1989-07-03 | Toyota Motor Corp | 燃焼制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101015349B1 (ko) * | 2008-07-21 | 2011-02-16 | 박기태 | 방폭형 자외선 화염감지기 |
| EP2378257A1 (en) | 2010-03-31 | 2011-10-19 | Yamatake Corporation | Flame sensor |
| US8445857B2 (en) | 2010-03-31 | 2013-05-21 | Azbil Corporation | Flame sensor |
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