JPH08201263A - 煙検出装置 - Google Patents
煙検出装置Info
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- JPH08201263A JPH08201263A JP7014275A JP1427595A JPH08201263A JP H08201263 A JPH08201263 A JP H08201263A JP 7014275 A JP7014275 A JP 7014275A JP 1427595 A JP1427595 A JP 1427595A JP H08201263 A JPH08201263 A JP H08201263A
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Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 小型、低経費で作製でき、散乱光の影響を抑
制し、粉塵濃度を高い精度で測定できる煙検出装置を提
供する。 【構成】 発光素子Ｌ1 から放出される光を検出領域２
０に向ける光通路、検出領域２０の粉塵から反射された
光を受光素子Ｔで受光する光通路、および発光素子Ｌ1
から検出領域２０に向かう方向に検出領域２０から更に
発光素子Ｌ1 と検出領域２０の間の距離と同程度の長さ
の光通路となる光トラップ２１で形成される検出空間を
設け、検出空間を光不透明な材料の内枠２８，上蓋１６
および底板で外部に対して遮光状態になるように形成
し、発光素子Ｌ1 の不要な光を除去するため、発光素子
Ｌ1 と検出領域２０の間に発光用絞り機構を設け、受光
素子Ｔに不要な光が混入するのを防止するため検出領域
２０と受光素子Ｔの間に受光用絞り機構を設け、粉塵濃
度を算出する電子回路を収納する印刷基板Ａ，Ｂ，Ｃが
外枠１０と内枠２８の間に配設される。
制し、粉塵濃度を高い精度で測定できる煙検出装置を提
供する。 【構成】 発光素子Ｌ1 から放出される光を検出領域２
０に向ける光通路、検出領域２０の粉塵から反射された
光を受光素子Ｔで受光する光通路、および発光素子Ｌ1
から検出領域２０に向かう方向に検出領域２０から更に
発光素子Ｌ1 と検出領域２０の間の距離と同程度の長さ
の光通路となる光トラップ２１で形成される検出空間を
設け、検出空間を光不透明な材料の内枠２８，上蓋１６
および底板で外部に対して遮光状態になるように形成
し、発光素子Ｌ1 の不要な光を除去するため、発光素子
Ｌ1 と検出領域２０の間に発光用絞り機構を設け、受光
素子Ｔに不要な光が混入するのを防止するため検出領域
２０と受光素子Ｔの間に受光用絞り機構を設け、粉塵濃
度を算出する電子回路を収納する印刷基板Ａ，Ｂ，Ｃが
外枠１０と内枠２８の間に配設される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は室内の空気の汚れを定
量的に検出できる煙検出装置に関する。
量的に検出できる煙検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気中の微粒粉塵を定量的に測定する装
置、所謂「ダストセンサ」には、目的に応じて種々のも
のが開発されている。極微粒子も検知できる粉塵検出装
置や、広い粒径範囲にわたり高精度で測定できる粉塵検
出装置が知られている。特に半導体製造設備の最近の発
展と共に、非常に粒径が小さく極微量の粒子を含むクリ
ーンルームの汚染度を調べるため、高感度、高性能の粉
塵検出装置が開発されている。一般に、微粒子の検出
は、調べたい空間に光を放射して、その時に存在する微
粒子から散乱された光強度を定量的に測定して行われて
いる。この原理に基づき構成されている装置の実際に関
しては、例えば藤原久利と中垣内直美著、「ダストセン
サ」 Savemation Review, Vol. 10, No. 2, pp. 2 〜
7, 山武ハネウェル株式会社、1992年 7月に詳しく紹介
されている。
置、所謂「ダストセンサ」には、目的に応じて種々のも
のが開発されている。極微粒子も検知できる粉塵検出装
置や、広い粒径範囲にわたり高精度で測定できる粉塵検
出装置が知られている。特に半導体製造設備の最近の発
展と共に、非常に粒径が小さく極微量の粒子を含むクリ
ーンルームの汚染度を調べるため、高感度、高性能の粉
塵検出装置が開発されている。一般に、微粒子の検出
は、調べたい空間に光を放射して、その時に存在する微
粒子から散乱された光強度を定量的に測定して行われて
いる。この原理に基づき構成されている装置の実際に関
しては、例えば藤原久利と中垣内直美著、「ダストセン
サ」 Savemation Review, Vol. 10, No. 2, pp. 2 〜
7, 山武ハネウェル株式会社、1992年 7月に詳しく紹介
されている。
【０００３】比較的粉塵の多い空気を場所、例えば人の
乗り降りの激しい乗物の室内、あるいは人の出入りの激
しく、タバコ等を喫煙する人の多い場所の粉塵（特にタ
バコの煙）の量を半定量的に調べたいことがある。つま
り、或る基準粉塵量に達しているか否かに応じ、あるい
は複数の基準粉塵量を設け、それ等の間にある粉塵量の
範囲に応じて、換気ないしは空気の入れ換えを行った
り、あるいは集塵装置を働かせてその場所の空気を清浄
化することが行われている。この種の煙検知装置では、
極微量の粒子を検出する必要はなく、比較的粉塵濃度の
高い室内の空気を検出できれば、通常の場合、十分であ
る。そして、装置をできる限り小型にして低価格にする
ことが要求されている。このような煙検知装置は、例え
ば特開昭５９−１８２３３７号公報に開示されている。
この装置では、参照光の出射方向と散乱光を検出する検
出方向との間が略 90 °に維持されている。
乗り降りの激しい乗物の室内、あるいは人の出入りの激
しく、タバコ等を喫煙する人の多い場所の粉塵（特にタ
バコの煙）の量を半定量的に調べたいことがある。つま
り、或る基準粉塵量に達しているか否かに応じ、あるい
は複数の基準粉塵量を設け、それ等の間にある粉塵量の
範囲に応じて、換気ないしは空気の入れ換えを行った
り、あるいは集塵装置を働かせてその場所の空気を清浄
化することが行われている。この種の煙検知装置では、
極微量の粒子を検出する必要はなく、比較的粉塵濃度の
高い室内の空気を検出できれば、通常の場合、十分であ
る。そして、装置をできる限り小型にして低価格にする
ことが要求されている。このような煙検知装置は、例え
ば特開昭５９−１８２３３７号公報に開示されている。
この装置では、参照光の出射方向と散乱光を検出する検
出方向との間が略 90 °に維持されている。
【０００４】しかし、特開昭５９−１８２３３７号公報
に開示されている装置では、検出空間に導入する空気通
路の形状や配置、あるいは検出空間で生じる散乱光の除
去方法に関しては何ら記載がない。加えて、タバコの煙
等では浮遊する微粒子の粒径がかなり広い範囲にわた
り、しかも比較的粒径の小さい、例えば 0.2μm 程度の
粒子をも含む。それ故、上に述べた出射方向と検出方向
との間の角度を略 90 °にすることが、検出感度や散乱
光の除去に関して、必ずしも有利であるとは言えない。
に開示されている装置では、検出空間に導入する空気通
路の形状や配置、あるいは検出空間で生じる散乱光の除
去方法に関しては何ら記載がない。加えて、タバコの煙
等では浮遊する微粒子の粒径がかなり広い範囲にわた
り、しかも比較的粒径の小さい、例えば 0.2μm 程度の
粒子をも含む。それ故、上に述べた出射方向と検出方向
との間の角度を略 90 °にすることが、検出感度や散乱
光の除去に関して、必ずしも有利であるとは言えない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、集
塵装置に付属させて使用するのに有利で、特に小型、低
経費で作製でき、その際、散乱光の影響を極度に抑制
し、粉塵濃度を定量的に高い精度と再現性を持って測定
できる煙検出装置を提供することにある。
塵装置に付属させて使用するのに有利で、特に小型、低
経費で作製でき、その際、散乱光の影響を極度に抑制
し、粉塵濃度を定量的に高い精度と再現性を持って測定
できる煙検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、発光素子Ｌ1 から放出される光を検出領域２０
に向ける光通路、検出領域２０の粉塵から反射された光
を受光素子Ｔで受光する光通路、および発光素子Ｌ1 か
ら検出領域２０に向かう方向に検出領域２０から更に発
光素子Ｌ1 と検出領域２０の間の距離と同程度の長さの
光通路となる光トラップ２１で形成される検出空間を設
け、前記検出空間を光不透明な材料の内枠２８，上蓋１
６および底板で外部に対して遮光状態になるように形成
し、発光素子Ｌ1 の不要な光を除去するため、発光素子
Ｌ1 と検出領域２０の間に発光用絞り機構を設け、受光
素子Ｔに不要な光が混入するのを防止するため検出領域
２０と受光素子Ｔの間に受光用絞り機構を設け、外枠１
０に設けた空気導入口１２と空気排出口１３がそれぞれ
迷路１４，１５を経由して前記検出空間に通じていて、
発光素子Ｌ1 の発光を制御し、受光素子Ｔの検出信号を
処理して粉塵濃度を算出する電子回路を収納する印刷基
板Ａ，Ｂ，Ｃが外枠１０と内枠２８の間に配設されてい
る、煙検出装置により解決されている。
により、発光素子Ｌ1 から放出される光を検出領域２０
に向ける光通路、検出領域２０の粉塵から反射された光
を受光素子Ｔで受光する光通路、および発光素子Ｌ1 か
ら検出領域２０に向かう方向に検出領域２０から更に発
光素子Ｌ1 と検出領域２０の間の距離と同程度の長さの
光通路となる光トラップ２１で形成される検出空間を設
け、前記検出空間を光不透明な材料の内枠２８，上蓋１
６および底板で外部に対して遮光状態になるように形成
し、発光素子Ｌ1 の不要な光を除去するため、発光素子
Ｌ1 と検出領域２０の間に発光用絞り機構を設け、受光
素子Ｔに不要な光が混入するのを防止するため検出領域
２０と受光素子Ｔの間に受光用絞り機構を設け、外枠１
０に設けた空気導入口１２と空気排出口１３がそれぞれ
迷路１４，１５を経由して前記検出空間に通じていて、
発光素子Ｌ1 の発光を制御し、受光素子Ｔの検出信号を
処理して粉塵濃度を算出する電子回路を収納する印刷基
板Ａ，Ｂ，Ｃが外枠１０と内枠２８の間に配設されてい
る、煙検出装置により解決されている。
【０００７】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００８】
【作用】この発明の煙検出装置では、後方散乱光（出射
方向と検出方向との間の角度が約 110°) を検出するた
め、比較的光源から放出される散乱光の影響を少なくで
きる。特に、光トラップ構造および光源側と検出側にス
リットを採用しているので、光通路の散乱光を防止でき
る。
方向と検出方向との間の角度が約 110°) を検出するた
め、比較的光源から放出される散乱光の影響を少なくで
きる。特に、光トラップ構造および光源側と検出側にス
リットを採用しているので、光通路の散乱光を防止でき
る。
【０００９】使用する光が赤外領域で波長が比較的長
く、後方散乱光を検出するため、ミー(Mie)散乱ではな
く、レーレー（Rayleigh) 散乱が主役を演ずるので、比
較的粒子の大きい粉塵を効率良く検出できる。
く、後方散乱光を検出するため、ミー(Mie)散乱ではな
く、レーレー（Rayleigh) 散乱が主役を演ずるので、比
較的粒子の大きい粉塵を効率良く検出できる。
【００１０】更に、バイアス光源を使用して受光素子の
動作特性を改善しているので、検出感度が上昇してい
る。空気導入口や排出口の空気通路に所謂「ラビリンス
（迷路）」構造を採用しているので、導入口や排出口か
ら散乱光の漏れが極度に抑制されている。
動作特性を改善しているので、検出感度が上昇してい
る。空気導入口や排出口の空気通路に所謂「ラビリンス
（迷路）」構造を採用しているので、導入口や排出口か
ら散乱光の漏れが極度に抑制されている。
【００１１】
【実施例】以下、この発明による一つの実施例を図面に
示し、より詳しく説明する。図１はこの発明の煙検出器
５の外観を示す。煙検出器５は外枠１０と上蓋１６およ
び底部（図示せず）で密閉された部屋となる構造体で、
この構造体に導入口１２から外部の空気を導入し、光電
方式で煙の粉塵量を検出して排出口１３より外部に排出
する。煙検出器５の構造体には、その他、電源用の主ス
イッチおよび動作表示ランプ（何れも図示せず）と、上
蓋１６にトリマー調節用の脱着可能な蓋１８と１８′が
ある。構造体の各壁部分は何れももずれも完全に光不透
明な樹脂、主に黒色のプラスチックで作製され、その内
部表面は光の反射を防止するように艶消し仕上げされて
いる。更に、構造体の横にはネジ取付用の二つの固定部
２６，２６′がある。
示し、より詳しく説明する。図１はこの発明の煙検出器
５の外観を示す。煙検出器５は外枠１０と上蓋１６およ
び底部（図示せず）で密閉された部屋となる構造体で、
この構造体に導入口１２から外部の空気を導入し、光電
方式で煙の粉塵量を検出して排出口１３より外部に排出
する。煙検出器５の構造体には、その他、電源用の主ス
イッチおよび動作表示ランプ（何れも図示せず）と、上
蓋１６にトリマー調節用の脱着可能な蓋１８と１８′が
ある。構造体の各壁部分は何れももずれも完全に光不透
明な樹脂、主に黒色のプラスチックで作製され、その内
部表面は光の反射を防止するように艶消し仕上げされて
いる。更に、構造体の横にはネジ取付用の二つの固定部
２６，２６′がある。
【００１２】図２に上蓋１６を取り除いた状態での構造
体の内部を示す。同様に樹脂で作製された内枠２８があ
り、この内枠２８の内部が検出空間である。検出空間に
は空気導入口１２から迷路１４を経由して空気が導入さ
れ、迷路１５を経由して排出口１３から検出された空気
が排出する。その際、空気導入口１２や排出口１３から
外部の光が直接侵入しないように、迷路１４，１５の壁
が遮光している。
体の内部を示す。同様に樹脂で作製された内枠２８があ
り、この内枠２８の内部が検出空間である。検出空間に
は空気導入口１２から迷路１４を経由して空気が導入さ
れ、迷路１５を経由して排出口１３から検出された空気
が排出する。その際、空気導入口１２や排出口１３から
外部の光が直接侵入しないように、迷路１４，１５の壁
が遮光している。
【００１３】検出空間の中心には検出領域２０があり、
この検出領域２０に向けて指向する発光素子Ｌ1 と二枚
のスリットＳ1,Ｓ2 から成る光出射部と受光素子Ｔと二
枚のスリットＳ3,Ｓ4 から成る光検出部とが設けてあ
る。更に、図２に示すように、光出射部から放出された
光が検出領域２０に向けて進む距離にほぼ等しい程度の
長さの光トラップ領域２１が検出領域２０から更に光出
射部とは反対側に設けてある。同様に、検出領域２０か
ら光検出部までの距離にほぼ等しい程度の長さの光トラ
ップ領域２２が更に検出領域２０から光検出部の反対側
に設けてある。そして、光トラップ２１と２２には、先
に述べた空気の導入と排出用の迷路１４と１５がそれぞ
れ接続している。光トラップ２１と２２は、検出領域２
０の近くにある壁による発光素子Ｌ1 の放出光の乱反射
が受光素子Ｔに入射することを防止するもので、最も強
い強度で放出光を受ける壁を検出領域２０からできる限
り離すためにある。
この検出領域２０に向けて指向する発光素子Ｌ1 と二枚
のスリットＳ1,Ｓ2 から成る光出射部と受光素子Ｔと二
枚のスリットＳ3,Ｓ4 から成る光検出部とが設けてあ
る。更に、図２に示すように、光出射部から放出された
光が検出領域２０に向けて進む距離にほぼ等しい程度の
長さの光トラップ領域２１が検出領域２０から更に光出
射部とは反対側に設けてある。同様に、検出領域２０か
ら光検出部までの距離にほぼ等しい程度の長さの光トラ
ップ領域２２が更に検出領域２０から光検出部の反対側
に設けてある。そして、光トラップ２１と２２には、先
に述べた空気の導入と排出用の迷路１４と１５がそれぞ
れ接続している。光トラップ２１と２２は、検出領域２
０の近くにある壁による発光素子Ｌ1 の放出光の乱反射
が受光素子Ｔに入射することを防止するもので、最も強
い強度で放出光を受ける壁を検出領域２０からできる限
り離すためにある。
【００１４】上記の配置にあって、光出射方向Ｘと検出
方向Ｙとの間は約 70 °をなす。発光素子Ｌ1 を発光素
子取付台２３に、例えば接着で取り付け、更にこの取付
台２３を内枠２８の対応箇所に内枠２８の外部に対して
遮光状態にして取り付ける。同様に、受光素子Ｔを発光
素子取付台２４に、例えば接着で取り付け、更にこの取
付台２４を内枠２８の対応箇所に内枠２８の外部に対し
て遮光状態にして取り付ける。
方向Ｙとの間は約 70 °をなす。発光素子Ｌ1 を発光素
子取付台２３に、例えば接着で取り付け、更にこの取付
台２３を内枠２８の対応箇所に内枠２８の外部に対して
遮光状態にして取り付ける。同様に、受光素子Ｔを発光
素子取付台２４に、例えば接着で取り付け、更にこの取
付台２４を内枠２８の対応箇所に内枠２８の外部に対し
て遮光状態にして取り付ける。
【００１５】更に、内枠２８には検出領域２０の近くを
強度の小さい定常光で照明するため、拡散散乱光を発生
させるための拡散散乱光用の発光素子Ｌ2 も内枠２８の
外部に対して遮光状態で取り付けてある。
強度の小さい定常光で照明するため、拡散散乱光を発生
させるための拡散散乱光用の発光素子Ｌ2 も内枠２８の
外部に対して遮光状態で取り付けてある。
【００１６】発光素子Ｌ1 は出射光を前方に指向させる
ため先端にレンズ作用を有するカプセルを有すると有利
である。同様に、受光素子Ｔも検出領域２０からの検出
光を収束させて受光するように先端にレンズ作用を有す
るカプセルを有すると有利である。
ため先端にレンズ作用を有するカプセルを有すると有利
である。同様に、受光素子Ｔも検出領域２０からの検出
光を収束させて受光するように先端にレンズ作用を有す
るカプセルを有すると有利である。
【００１７】更に、この発明では発光素子Ｌ1 が赤外領
域（波長λ＝ 980 nm)に最大発光強度を有する発光ダイ
オードで構成され、受光素子Ｔも同様に赤外領域に最大
受光強度を有する光トランジスタで構成されている。な
お、受光素子Ｔは非常に微弱な光レベルで使用されるた
め、受光感度、即ち受光光量の増加に対する出力電流の
増加分がこのような光レベルでは極度に低い。そのた
め、散乱光用発光素子Ｌ 2 で強制的にバイアス光量を与
え、光レベルを上昇させた状態の下で受光素子Ｔを使用
する。散乱光用発光素子Ｌ2 には出射光に対するレンズ
作用のあるカプセルを使用する必要はない。
域（波長λ＝ 980 nm)に最大発光強度を有する発光ダイ
オードで構成され、受光素子Ｔも同様に赤外領域に最大
受光強度を有する光トランジスタで構成されている。な
お、受光素子Ｔは非常に微弱な光レベルで使用されるた
め、受光感度、即ち受光光量の増加に対する出力電流の
増加分がこのような光レベルでは極度に低い。そのた
め、散乱光用発光素子Ｌ 2 で強制的にバイアス光量を与
え、光レベルを上昇させた状態の下で受光素子Ｔを使用
する。散乱光用発光素子Ｌ2 には出射光に対するレンズ
作用のあるカプセルを使用する必要はない。
【００１８】内枠２８と外枠１０の間の空間Ａ，Ｂ，Ｃ
には発光素子と受光素子を動作させて粉塵量を検出する
回路の印刷基板が装着されている。また、排出口１３の
近くの空気通路に発熱抵抗ＨＲを設け、この装置自体を
横、つまり図２の紙面が鉛直になるように配置し、前記
発熱抵抗ＨＲに所定電流を通電すると、検出空間内の空
気循環を助長させることができる。もっとも、装置の外
部に強制的な送風装置があり、この装置が空気導入口あ
るいは排出口に設置されていれば、この種の発熱抵抗Ｈ
Ｒを使用する必要はない。
には発光素子と受光素子を動作させて粉塵量を検出する
回路の印刷基板が装着されている。また、排出口１３の
近くの空気通路に発熱抵抗ＨＲを設け、この装置自体を
横、つまり図２の紙面が鉛直になるように配置し、前記
発熱抵抗ＨＲに所定電流を通電すると、検出空間内の空
気循環を助長させることができる。もっとも、装置の外
部に強制的な送風装置があり、この装置が空気導入口あ
るいは排出口に設置されていれば、この種の発熱抵抗Ｈ
Ｒを使用する必要はない。
【００１９】図３には、この発明による煙検出装置の発
光・受光検出に使用する電気回路が示してある。赤外線
発光ダイオードである発光素子Ｌ1 は駆動トランジスタ
ＴR1で間欠パルス的に駆動される。この実施例ではパル
ス間隔 100 ms で、パルス幅10 msである。駆動トラン
ジスタＴR1は、自走発振器と発振信号を増幅する適当な
駆動部から成る発振駆動回路Ｇ1 のトリガ信号により駆
動する。
光・受光検出に使用する電気回路が示してある。赤外線
発光ダイオードである発光素子Ｌ1 は駆動トランジスタ
ＴR1で間欠パルス的に駆動される。この実施例ではパル
ス間隔 100 ms で、パルス幅10 msである。駆動トラン
ジスタＴR1は、自走発振器と発振信号を増幅する適当な
駆動部から成る発振駆動回路Ｇ1 のトリガ信号により駆
動する。
【００２０】散乱光用発光素子Ｌ2 は、定常光を発光す
るため、安定化電源から抵抗Ｒ2 を介して導入される常
時一定電流で点灯される。光トランジスタである受光素
子Ｔも同様に安定化電源に抵抗Ｒ3 と検出抵抗Ｒ 4 を介
して接続されている。エミッタ側の検出抵抗Ｒ4 から取
り出した光電流を先ず初段増幅器Ａ1 により周波数の高
い外乱信号を除去し、間欠点灯の周波数成分範囲の信号
を増幅する。次いで、増幅された信号のうちコンデンサ
Ｃ1 と抵抗Ｒ5 から成るＲＣデカップリング素子を経由
させて交流成分のみ取り出す。そして、この交流成分の
信号を整流する検波回路Ａ2 に導入する。これ等の信号
状態は付属する各回路素子の近くに模式的に波形として
示してある。
るため、安定化電源から抵抗Ｒ2 を介して導入される常
時一定電流で点灯される。光トランジスタである受光素
子Ｔも同様に安定化電源に抵抗Ｒ3 と検出抵抗Ｒ 4 を介
して接続されている。エミッタ側の検出抵抗Ｒ4 から取
り出した光電流を先ず初段増幅器Ａ1 により周波数の高
い外乱信号を除去し、間欠点灯の周波数成分範囲の信号
を増幅する。次いで、増幅された信号のうちコンデンサ
Ｃ1 と抵抗Ｒ5 から成るＲＣデカップリング素子を経由
させて交流成分のみ取り出す。そして、この交流成分の
信号を整流する検波回路Ａ2 に導入する。これ等の信号
状態は付属する各回路素子の近くに模式的に波形として
示してある。
【００２１】整流された信号は更にレベル調整回路Ａ3
に導入され、ここで直流信号レベルを適当な基準レベ
ル、例えば 0 Vに移動させる。これには引算回路が使用
され、直流レベルに相当する基準信号を可変分圧器Ｒ6,
Ｒ7 ＋ＶＲ1 からレベル調整回路Ａ3 に与える。次い
で、レベル変換された信号は増幅度調整回路Ａ4 に導入
され、基準光量を発生させた時、所定出力値となるよう
に可変抵抗ＶＲ2 で調整回路Ａ4 の増幅度を調節する。
に導入され、ここで直流信号レベルを適当な基準レベ
ル、例えば 0 Vに移動させる。これには引算回路が使用
され、直流レベルに相当する基準信号を可変分圧器Ｒ6,
Ｒ7 ＋ＶＲ1 からレベル調整回路Ａ3 に与える。次い
で、レベル変換された信号は増幅度調整回路Ａ4 に導入
され、基準光量を発生させた時、所定出力値となるよう
に可変抵抗ＶＲ2 で調整回路Ａ4 の増幅度を調節する。
【００２２】こうして、最終的に得られた出力信号は、
他の表示装置あるいは集塵装置に対する駆動信号として
後続する装置で使用される。例えば、粉塵が多い場合に
は、印加する高電圧を下げる、または上げるとか、送風
量を加減するため、高圧電源ないしは送風機の駆動変更
に使用する。
他の表示装置あるいは集塵装置に対する駆動信号として
後続する装置で使用される。例えば、粉塵が多い場合に
は、印加する高電圧を下げる、または上げるとか、送風
量を加減するため、高圧電源ないしは送風機の駆動変更
に使用する。
【００２３】なお、レベル調整回路Ａ3 と増幅度調整回
路Ａ4 の初期調整は製造者の側で行われる。その場合、
図１に示すトリマー用の蓋１８，１８′を外して外部か
ら基板内のトリマーを調節し、調節後に蓋を密閉する。
路Ａ4 の初期調整は製造者の側で行われる。その場合、
図１に示すトリマー用の蓋１８，１８′を外して外部か
ら基板内のトリマーを調節し、調節後に蓋を密閉する。
【００２４】図４には、拡散散乱光を使用する場合と使
用しない場合の検出感度の相違を比較するグラフを示
す。同じ程度の粉塵で汚染された空気を、二つの煙検出
装置、即ち図２に示す同一回路を備えた煙検出装置を使
用する条件下で、拡散散乱発光素子Ｌ2 を点灯させて拡
散散乱光を発生させた場合と、この発光素子Ｌ2 を点灯
しないで拡散散乱光を発生させていない場合での検出感
度を比較した。使用した粉塵はタバコの煙であり、粉塵
の程度は、その都度、標準値を求めるために、パーティ
クルカウンタＫＣ０１Ａ（リオン社製）を用いて校正測
定した。この基準用の装置で求めた粉塵濃度と、この発
明による二つの煙検出装置で求めた検出出力との間には
何れの方式でもほぼ直線関係が認められる。しかし、拡
散散乱光を使用する方式（図４の感度曲線４０）と使用
しない方式（図４の感度曲線５０）では著しい相違が見
られる。つまり、検出感度（粒子濃度に対する検出出力
の割合）は、前者の場合、7 × 10+4 (V/C: Cは粉塵濃
度：個 /ｌ）であるが、後者の場合、1 × 10+4 (V/C)
である。粉塵濃度が 6 x 104 個 /ｌ以上では、通常の
室内では実現しえない状態であり、実際上検出しなけれ
ばならない粉塵濃度は2 x 104 個 /ｌ以下である。この
ような範囲では、拡散散乱光を使用しない方式（感度曲
線５０）では、感度が低く過ぎる。このように、反射散
乱強度が極めて弱い光を検出する場合、受光素子Ｔの検
出感度が拡散散乱光を導入するバイアス露光方式により
大幅に改善されることは注目に値する。
用しない場合の検出感度の相違を比較するグラフを示
す。同じ程度の粉塵で汚染された空気を、二つの煙検出
装置、即ち図２に示す同一回路を備えた煙検出装置を使
用する条件下で、拡散散乱発光素子Ｌ2 を点灯させて拡
散散乱光を発生させた場合と、この発光素子Ｌ2 を点灯
しないで拡散散乱光を発生させていない場合での検出感
度を比較した。使用した粉塵はタバコの煙であり、粉塵
の程度は、その都度、標準値を求めるために、パーティ
クルカウンタＫＣ０１Ａ（リオン社製）を用いて校正測
定した。この基準用の装置で求めた粉塵濃度と、この発
明による二つの煙検出装置で求めた検出出力との間には
何れの方式でもほぼ直線関係が認められる。しかし、拡
散散乱光を使用する方式（図４の感度曲線４０）と使用
しない方式（図４の感度曲線５０）では著しい相違が見
られる。つまり、検出感度（粒子濃度に対する検出出力
の割合）は、前者の場合、7 × 10+4 (V/C: Cは粉塵濃
度：個 /ｌ）であるが、後者の場合、1 × 10+4 (V/C)
である。粉塵濃度が 6 x 104 個 /ｌ以上では、通常の
室内では実現しえない状態であり、実際上検出しなけれ
ばならない粉塵濃度は2 x 104 個 /ｌ以下である。この
ような範囲では、拡散散乱光を使用しない方式（感度曲
線５０）では、感度が低く過ぎる。このように、反射散
乱強度が極めて弱い光を検出する場合、受光素子Ｔの検
出感度が拡散散乱光を導入するバイアス露光方式により
大幅に改善されることは注目に値する。
【００２５】なお、この発明による煙検出装置は上に説
明した構成の改良、変更等が種々考えられる。例えば、
受光側通路の光トラップ２２を省き、発光側の光トラッ
プ２１のみを採用した装置、あるいは発光素子Ｌ1 や受
光素子Ｔの前に配置されるスリットＳ1,Ｓ2 やＳ3,Ｓ4
を二つでなく、それぞれ一個あるいは２個以上にして使
用することもできる。何ずれにしても、特許請求の範囲
に規定する煙検出装置は全てこの発明の範疇に属する。
明した構成の改良、変更等が種々考えられる。例えば、
受光側通路の光トラップ２２を省き、発光側の光トラッ
プ２１のみを採用した装置、あるいは発光素子Ｌ1 や受
光素子Ｔの前に配置されるスリットＳ1,Ｓ2 やＳ3,Ｓ4
を二つでなく、それぞれ一個あるいは２個以上にして使
用することもできる。何ずれにしても、特許請求の範囲
に規定する煙検出装置は全てこの発明の範疇に属する。
【００２６】
【発明の効果】以上、説明したように、この発明による
煙検出装置により、小型、低経費で作製でき、その際、
散乱光の影響を極度に抑制し、粉塵濃度を定量的に、し
かも正確な再現性を持って測定できる。
煙検出装置により、小型、低経費で作製でき、その際、
散乱光の影響を極度に抑制し、粉塵濃度を定量的に、し
かも正確な再現性を持って測定できる。
【図１】 この発明による煙検出装置の外観を示す斜視
図である。
図である。
【図２】 煙検出装置の内部構造を示す平面図である。
【図３】 散乱光量を検出する回路の模式ブロック図で
ある。
ある。
【図４】 拡散光による検出効率の向上を示す実測値の
グラフ。
グラフ。
５ 煙検出装置 １０ 外枠 １２ 空気導入口 １３ 空気排出口 １４，１５ 迷路 １６ 上蓋 １８，１８′ トリマー調節用蓋 ２０ 検出領域 ２１，２２ 光トラップ ２３，２４ 取付台 ２６，２６′ 固定部 ２８ 内枠 Ａ，Ｂ，Ｃ 印刷基板用のスペース Ｘ 出射光方向 Ｙ 検出光方向 Ｌ1 発光素子 Ｌ2 拡散散乱光用発光素子 Ｔ 受光素子 ＨＲ 発熱抵抗 Ｇ1 発振駆動回路 Ａ1 初段増幅回路 Ａ2 検波回路 Ａ3 レベル調整回路 Ａ4 増幅率調整回路 ＶＲ1,ＶＲ2 可変抵抗
Claims (7)
- 【請求項１】 発光素子（Ｌ1 ）から放出される光を検
出領域（２０）に向ける光通路、検出領域（２０）の粉
塵から反射された光を受光素子（Ｔ）で受光する光通
路、および発光素子（Ｌ1 ）から検出領域（２０）に向
かう方向に検出領域（２０）から更に発光素子（Ｌ1 ）
と検出領域（２０）の間の距離と同程度の長さの光通路
となる光トラップ（２１）で形成される検出空間を設
け、 前記検出空間を光不透明な材料の内枠（２８），上蓋
（１６）および底板で外部に対して遮光状態になるよう
に形成し、 発光素子（Ｌ1 ）の不要な光を除去するため、発光素子
（Ｌ1 ）と検出領域（２０）の間に発光用絞り機構を設
け、受光素子（Ｔ）に不要な光が混入するのを防止する
ため検出領域（２０）と受光素子（Ｔ）の間に受光用絞
り機構を設け、 外枠（１０）に設けた空気導入口（１２）と空気排出口
（１３）がそれぞれ迷路（１４，１５）を経由して前記
検出空間に通じていて、 発光素子（Ｌ1 ）の発光を制御し、受光素子（Ｔ）の検
出信号を処理して粉塵濃度を算出する電子回路を収納す
る印刷基板（Ａ，Ｂ，Ｃ）が外枠（１０）と内枠（２
８）の間に配設されている、ことを特徴とする煙検出装
置。 - 【請求項２】 発光素子（Ｌ1 ）は前方に光を集中して
発光するようなレンズ作用を有するカプセルを有し、発
光用絞り機構と受光用絞り機構は、それぞれ一定間隔を
保って配置された２枚の絞りスリット（Ｓ1,Ｓ2 ；Ｓ3,
Ｓ4 ）で構成されていることを特徴とする請求項１に記
載の煙検出装置。 - 【請求項３】 前記検出空間に定常的な拡散散乱光を導
入するため、拡散散乱光用の発光素子（Ｌ2 ）が内枠
（２８）に設けてあることを特徴とする請求項１または
２に記載の煙検出装置。 - 【請求項４】 検出領域（２０）から発光素子（Ｌ1 ）
に指向する方向と検出領域（２０）から受光素子（Ｔ）
に指向する方向との間の角度はほぼ 70°であることを
特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の煙検出装
置。 - 【請求項５】 空気排出口（１３）と空気排出口側の迷
路（１５）の間に発熱抵抗（ＨＲ）を設け、使用時には
空気排出口（１３）が空気導入口（１２）に対して上部
になるように設置し、前記発熱抵抗（ＨＲ）に所要電流
を通電して自動的に検出空間の空気の流通を促進させる
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の煙
検出装置。 - 【請求項６】 前記電子回路は発光素子（Ｌ1 ）を所定
の間隔で間欠的に点灯する発光電源と、受光素子（Ｔ）
の光電流から検出領域（２０）の粉塵の濃度を算出する
演算回路とを有することを特徴とする請求項１〜５の何
れか１項に記載の煙検出装置。 - 【請求項７】 粉塵の濃度を算出する前記演算回路は、
受光素子（Ｔ）の光電流を増幅する初段増幅部
（Ａ1 ），この初段増幅部（Ａ1 ）の出力信号をデカッ
プリングするＣＲ回路（Ｃ1,Ｒ5 ），後続する検波回路
（Ａ2 ），検波回路（Ａ2 ）の出力信号のレベルを調整
するレベル調整部（Ａ3 ）およびこのレベル調整部（Ａ
3 ）に後続し、最終的に出力電圧のを調整する最終調整
増幅部（Ａ4 ）で構成されていることを特徴とする請求
項１〜６の何れか１項に記載の煙検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7014275A JPH08201263A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 煙検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7014275A JPH08201263A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 煙検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201263A true JPH08201263A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11856544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7014275A Withdrawn JPH08201263A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | 煙検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08201263A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002508076A (ja) * | 1997-07-01 | 2002-03-12 | エルジェイ・ラボラトリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | 物体の光学特性を測定するための装置および方法 |
| WO2015151502A1 (ja) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 粒子検出センサ、ダストセンサ、煙感知器、空気清浄機、換気扇及びエアコン |
| CN105021501A (zh) * | 2014-04-25 | 2015-11-04 | 周志斌 | 检测空气中悬浮颗粒物质量浓度的传感器和检测方法 |
| JP2015200629A (ja) * | 2014-04-03 | 2015-11-12 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 粒子検出センサ、ダストセンサ、煙感知器、空気清浄機、換気扇及びエアコン |
| JP2015200547A (ja) * | 2014-04-07 | 2015-11-12 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 粒子検出センサ、ダストセンサ、煙感知器、空気清浄機及び換気扇 |
| JP2016090350A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 粒子検出センサ、ダストセンサ、煙感知器、空気清浄機、換気扇及びエアコン |
| US9651485B1 (en) | 2015-12-31 | 2017-05-16 | Google Inc. | Systems and methods for using multiple light detecting optoelectronic components of a hazard detection system to determine a smoke condition of an environment |
| US9739701B2 (en) | 2015-07-27 | 2017-08-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Particle sensor |
| US9903814B2 (en) | 2015-12-31 | 2018-02-27 | Google Llc | Systems and methods for optically coupling optoelectronic components of a hazard detection system to determine a smoke condition of an environment |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP7014275A patent/JPH08201263A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002508076A (ja) * | 1997-07-01 | 2002-03-12 | エルジェイ・ラボラトリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | 物体の光学特性を測定するための装置および方法 |
| WO2015151502A1 (ja) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 粒子検出センサ、ダストセンサ、煙感知器、空気清浄機、換気扇及びエアコン |
| JP2015200629A (ja) * | 2014-04-03 | 2015-11-12 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 粒子検出センサ、ダストセンサ、煙感知器、空気清浄機、換気扇及びエアコン |
| JP2015200547A (ja) * | 2014-04-07 | 2015-11-12 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 粒子検出センサ、ダストセンサ、煙感知器、空気清浄機及び換気扇 |
| CN105021501A (zh) * | 2014-04-25 | 2015-11-04 | 周志斌 | 检测空气中悬浮颗粒物质量浓度的传感器和检测方法 |
| CN105021501B (zh) * | 2014-04-25 | 2018-01-12 | 北京攀藤科技有限公司 | 检测空气中悬浮颗粒物质量浓度的传感器和检测方法 |
| JP2016090350A (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-23 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 粒子検出センサ、ダストセンサ、煙感知器、空気清浄機、換気扇及びエアコン |
| US9739701B2 (en) | 2015-07-27 | 2017-08-22 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Particle sensor |
| US9651485B1 (en) | 2015-12-31 | 2017-05-16 | Google Inc. | Systems and methods for using multiple light detecting optoelectronic components of a hazard detection system to determine a smoke condition of an environment |
| US9903814B2 (en) | 2015-12-31 | 2018-02-27 | Google Llc | Systems and methods for optically coupling optoelectronic components of a hazard detection system to determine a smoke condition of an environment |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020402 |