JPS5913078B2 - パルス検出型ばい塵警報装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ばい塵等に投光器の光を透し、その残光を受
光器の光電素子に受け、残光の強弱に応じて流れる電気
信号に応答して警報を出す装置に関する。

典型的な先行技術は、実公昭４５−１６６３７号に記載
されている濃霧警報器である。

商用交流電力によって付勢される水銀灯からの光を受光
素子で受光し、その受光素子からの出力信号から、１０
０または１２０ Ｃ／Ｓの交流分のみを取出し、その交
流信号を低域フィルタで平滑して平均化し、シュミット
回路でレベル弁別し、受光素子の受光量が減少したとき
リレーを動作させて警報部を働かせている。

このような先行技術では、水銀灯を用い、受光素子から
の交流分のみをとり出しているので、自然光の影響が少
な（なるという利点がある。

この反面、受光素子の受光量の平均値の大小に応じて警
報が発生される構成であることに起因して次のような問
題がある。

すなわち、水銀灯と受光素子との間の設置距離の大小な
どの設置条件に応じてシュミット回路のしきい値をその
設置の都度毎に調整しなげればならず、面倒であるとい
う問題がある。

また受光素子の受光向に塵埃が付着している場合、濃霧
が発生したものとして誤った警報が発生されるという問
題がある。

本発明は、調整作業を簡易化し、また、受光素子の受光
面の汚れなどに拘らず、ばい塵等を確実に検出して警報
を発生するばい塵警報装置を提供することを目的とする
。

本発明は、発電所の火炉等より発生するばい塵が煙道等
の通路を介して排出される場合、発生するばい塵が少な
い時にはばい塵は通路を一時的に通過するのみであり、
また発生するばい塵が多（なるとばい塵は常に通路を通
過する様になるが、このときには流速のため濃度の濃淡
の変動が必ず生じることを利用するものである。

すなわち、発生するばい塵が少ないときには、ぽい塵は
煙道等の通路を一時的に通過するのみであるが、発生す
るばい塵が多（なるにつれてばい塵は常に通路を通過す
る様になる。

このとき、ぽい塵の濃度は一定ではなく必ず濃度の変動
があり高濃度部と低濃度部が交互に通過している。

発生するばい塵がさらに多くなると、通路を通過するば
い塵の平均的濃度は高（なるとともに濃度の変動の周期
は短くなり、最後には濃度の変動がほとんど見られなく
なる。

通路を通過するばい塵は上述の様な傾向があるので、こ
のばい塵の濃度の変動を検出することにより、ぽい塵の
通過状態を知ることができる。

本発明では、煙道等の通路を通過するばい塵に光を照射
してその透過光を受光素子で受光し、ばい塵の濃度の濃
淡を受光素子の出力電流に変換する。

この出力電流は、ばい塵が通過している間は波形電流で
あり、また急にばい塵が通過したときには衝撃波電流と
なり、これらはともにパルス電流である。

パルス電流が生じないときは、通路をばい塵が全く通過
しないときか、真黒なばい煙が通過しているときである
。

また、この出力電流は、通過するばい塵の平均的濃度に
応じてその平均値も増減する。

本発明は、受光素子の出力電流のうちパルス信号のみを
取り出して増幅する電流増幅回路と、出力電流の平均値
を増幅する直流増幅回路との組合せにより、投受光器の
汚れに影響されず、また増幅器の感度低下を補正して誤
警報をな（し、ばい塵の排出を確実に検出して警報を発
生する様にしたものであり、以下図面に従って本発明の
詳細な説明する。

図面は本発明の電気回路図である。

受光器１内の受光素子２は、投光器３内の白熱電球など
のランプ４からの光を、ばい塵５などの通路６を介して
、受光する。

レンズまたはガラス板７，８は、投光器３および受光器
１内へのばい塵の侵入を防ぐ。

受光素子２からの出力は、カップリングコンデンサ９か
ら増幅率可変の低周波増幅回路１０を介して整流素子１
１に与えられ、単極性の信号とされ、さらにタイムラッ
クを持たした電流増幅回路１２を経て、第１スイッチン
グ手段１３に導かれる。

第１スイッチング手段１３は、第１スイツチ１４および
第２スイツチ１５を有する。

これらのスイッチ１４，１５は、タイムラックを持たし
た電流増幅回路１２からの信号が予め定める出力レベル
を越えたとき、導通する。

このような第１スイッチング手段１３は在来の２回路リ
レースイッチによって実現することができる。

タイムラックを持たした電流増幅回路１２は、タイムラ
ックを持たした電流増幅機能を有し、整流素子１１から
与えられる入力パルス信号に対応した信号を出力し、第
１および第２スイツチ１４゜１５を導通させるタイムラ
ックを有する。

第１スイツチ１４はランプ１６と直列に電源１７に接続
される。

受光素子２からの出力はまた、直流増幅回路１８から第
２スイッチング手段１９に導かれる。

第２スイッチング手段１９は、第３スイツチ２０および
第４スイツチ２１とを有し、直流増幅回路１８からの信
号が予め定める出力レベル以下であるとき、第３および
第４スイッチ２０，２１が導通する。

第３スイツチ２０はランプ２２と直列に電源１７に接続
される。

第２スイツチ１５と第４スイツチ２１と自己保持スイッ
チング回路２３とブザー２４とは、電源１７に直列接続
される。

自己保持スイッチング回路２３において、第４スイツチ
２１は第１接点２５に直列接続される。

ブザーにはコイル２６が並列接続され、このブザー２４
に直列のもう一つの第２接点２７が復帰ボタン２８を介
して電源１７に接続される。

移動鉄片２９は、コイル２６が消磁されているとき第１
接点２５を導通させ、コイル２６が励磁されたとき第２
接点２７を導通する。

したがって自己保持スイッチング回路２３では、第２ス
イツチ１５と第４スイツチ２１との同時的な導通によっ
て先ずコイル２６が励磁され、これによって第２接点２
７が導通したままとなり、復帰ボタン２８が遮断される
までは、スイッチ１５゜２１が遮断しても、この導通状
態が自己保持されてブザー２４を付勢されたままとする
。

直流増幅回路１８からの出力は、低周波増幅回路１０に
与えられ、受光素子２の受光量が小さくなって直流増幅
回路１８の出力レベルが小さくなったとき、低周波増幅
回路１０の増幅率が大きくなるよう構成される。

このような構成において、ぽい塵の通過状態に応じて、
２つのランプ１６，２２および１つのブザー２４によっ
て５段階の表示動作が行われる。

まず第１表示動作として、発生するばい塵が少ないとき
には、そのばい塵は通路６を一時的に流れ、受光素子２
の受光量の変動によってコンデンサ９からは一時的なパ
ルス信号が得られる。

そして、このパルス信号が低周波増幅回路１０によって
増幅され、整流素子１１によって単波整流され、タイム
ラッグを持たした電流増幅回路１２の出力によって第１
スイッチング手段１３の第１スイツチ１４と第２スイツ
チ１５が導通する。

これによって、ランプ１６のみが一時的に点灯する。

第２表示動作として、発生するばい塵が少し多くなると
、ぽい塵が通路６を通過する回数が多（なり、これに応
じて第１スイッチング手段１３の第１スイツチ１４と第
２スイツチ１５が導通および遮断を繰返し、これによっ
てランプ１６のみが点滅する。

第１表示動作および第２表示動作においては、ばい塵の
通過する周期はタイムラックを持たした電流増幅回路１
２のタイムラッグよりも充分に大きく、したがって第１
スイッチング手段１３の第１スイツチ１４と第２スイツ
チ１５が導通したままになることはない。

第３表示動作として、発生するばい塵がさらに多くなる
とばい塵は常に通路を通過する様になり、そのばい塵の
濃度の濃淡の変動の周期は第２表示動作の時よりも短い
ため、タイムラックを持たした電流増幅回路１２は第１
スイッチング手段１３の第１スイツチ１４と第２スイツ
チ１５を導通したままにし、これによってランプ１６の
みが点灯したままになる。

第１表示動作ないし第３表示動作においては、第２スイ
ッチング手段１９の第３スイツチ２０と第４スイツチ２
１が遮断されたままであるため、ランプ２２は点灯せず
、またブザー２４が鳴ることもよい。

第４表示動作として、発生するばい塵がさらに多くなる
と、その流れているばい塵の濃度の変動の周期が一層類
（なり、これによって第１スイッチング手段１３の第１
スイツチ１４および第２スイツチ１５は、第３表示動作
と同様に導通したままとなる。

またこのときには、ばい塵の平均濃度が大きい、すなわ
ち受光素子２からの出力が小さいことによって、直流増
幅回路１８は第２スイッチング手段１９の第３スイツチ
２０および第４スイツチ２１を導通したままとし、ラン
プ２２が点灯する。

このためランプ１６，２２が同時に点灯し、そのばい塵
濃度が大きい期間だけ点灯したままとなる。

同時に、自己保持スイッチング回路２３の第１接点２５
は移動鉄片２９によって導通し、これによってコイル２
６が励磁され、そのため移動鉄片２９が第２接点２７に
移動して導通し、これによって自己保持が行われ、ブザ
ー２４が鳴り続ける。

このブザー２４は、一旦鳴り出した後にばい塵の濃度が
低下してランプ１６，２２が消灯した後においても鳴り
続ける。

ばい塵の平均濃度が大きくなると受光素子２の受光量が
小さくなるため、その出力も小さくなる。

したがって、直流増幅回路１８からの出力レベルが小さ
くなり、それに応じて低周波増幅回路１０の増幅率が大
きくされる。

したがってこのとき、コンデンサ９からの出力のピータ
値は小さくなるが、低周波増幅回路１０の増幅率が太き
（されるので、高濃度時にも、ぽい塵の濃度の濃淡の変
動による信号を正確にタイムラックを持たした電流増幅
回路１２に与えることが可能になる。

第５表示動作として、発生するばい塵が最も多（なった
ときには、低周波増幅回路１０の増幅率の増大に拘らず
受光素子２の受光が無くなるため濃度の変動が検出され
ず、したがってタイムラックを持たした電流増幅回路１
２は第１スイッチング手段１３０両スイッチ１４，１５
を遮断し、これによってランプ１６が消灯する。

このとき、ランプ２２は点灯しており、かつブザー２４
が第４表示動作のまま鳴り続けている。

復帰ボタン２８を瞬時的に遮断することによって、ブザ
ー２４は鳴り止む。

次に、受光器１のガラス板８などかばい塵などによって
汚れ、これによって受光素子２の受光量が減少した場合
を想定する。

このような場合においては、その受光量の平均値を受信
する直流増幅回路１８の出力レベルが減少し、これによ
って低周波増幅回路１０の増幅率が増大される。

そのため、コンデンサ９からのばい塵濃度の変動に応じ
た出力は、低周波増幅回路１０によって確実に増幅され
ることになる。

したがって、受光器１が汚れたりして受光素子２の受光
量が減少した場合においても、少なくとも、ランプ１６
の動作が確実に行われ、第１〜第３表示動作が正確に行
われるという優れた利点がある。

本発明によれば次の効果［，１）〜（５）がある。

（１） 発生するばい塵が多くなるにつれて、ぽい塵
の通過状態がランプ１６のみが一時的に点灯する第１表
示動作と、ランプ１６のみが点滅する第２表示動作と、
ランプ１６のみが点灯したままになる第３表示動作と、
ランプ１６，２２がともに点灯維持されかつブザー２４
が鳴る第４表示動作と、ランプ２２のみが点灯されかつ
ブザー２４が鳴る第５表示動作とによって５段階に表示
される。

このように、表示器としての２つのランプと１つのブザ
ーのみで５段階の表示を行ない、表示段階の数５に対し
て表示器の数３が少ないので、構成が簡単になる。

（２）比較的高濃度時には、平均濃度に対応した直流増
幅回路１８からの出力によって低周波増幅回路１０の増
幅率が犬とされる。

これによってランプ１６が確実に動作することが可能と
なり、段階的な表示が確実に達成される。

（３）ランプ１６は、受光素子２の受光量の変動に対応
して点灯、消灯を行なうが、このランプ１６の動作は受
光素子２の平均受光量に依存しない。

したがって、光源４と受光素子２との距離が設置場所毎
に異なる場合であっても、その設置条件に応じて正確な
動作のための調整をしなおす必要が無（、現場での１更
用が容易である。

特に、第１〜第３表示動作において、正確な段階表示を
行なう場合には、この効果は重要である。

（４）ランプ１６の動作が受光素子２の受光量の変動に
依存することに起因して、受光素子２の受光面が汚れて
受光量が低下したときであっても、ラップ１６は正常な
動作を行なう。

したがって、先行技術のように受光量の平均値を検出す
る構造であるゆえに誤動作することが、本発明では生じ
ない。

（５）受光面が汚れた場合、ばい塵が無いときにはラン
プ２２のみが点灯し、ブザー２４は鳴らない。

このような表示によって、受光面が汚れていることを知
ることができる。

このような受光面の汚れを表示する動作は、第１〜第５
表示動作とは異なり、したがって受光面の汚れが確実に
報知される。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例の電気回路図である。 ２・・・受光素子、４・・・光源、５・・・ばい塵、９
・・・カップリングコンデンサ、１０・・・低周波増幅
回路、１１・・・整流素子、１２・・・タイムラックを
持たした電流増幅回路、１３・・・第１スイッチング手
段、１４・・・第１スイツチ、１５・・・第２スイツチ
、１６．２２・・・ランプ、１７・・・電源、１８−・
・直流増幅回路、１９・・・第２スイッチング手段、２
０・・・第３スイツチ、２１・・・第４スイツチ、２３
・・・自己保持スイッチング回路、２４・・・ブザー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源４からの光をばい塵５等を介して受光する受光
   素子２からの出力を、カップリングコンデンサ９から増
   幅率可変の低周波増幅回路１０、整流素子１１およびタ
   イムラッグを持たした電流増幅回路１２を経て第１スイ
   ッチング手段１３に導き、 第１スイッチング手段１３は、タイムラックを持たした
   電流増幅回路１２かもの信号が予め定める出力レベルを
   越えたとき、導通する第１スイツチ１４および第２スイ
   ツチ１５を有し、 タイムラックを持たした電流増幅回路１２は、入力パル
   ス信号に対応した信号を出力し、第１スイツチ１４およ
   び第２スイツチ１５を導通させるタイムラックを有し、 第１スイツチ１４を、ランプ１６と直列に電源１７に接
   続し、 受光素子２からの出力はまた、直流増幅回路１８から第
   ２スイッチング手段１９に導かれ、第２スイッチング手
   段１９は、その直流増幅回路１８からの信号が予め定め
   る出力レベル以下であるとき、導通する第３スイツチ２
   ０および第４スイツチ２１を有し、 第３スイツチ２０をもう１つのランプ２２と直列に電源
   １７に接続し、 第２スイツチ１５と、第４スイツチ２１と自己保持スイ
   ッチング回路２３とブザー２４とを電源１７に直列に接
   続し、 自己保持スイッチング回路２３は、第２スイツチ１５と
   第４スイツチ２１との同時的な導通によって導通状態を
   保持してブザー２４を付勢したままとし、 低周波増幅回路１０は、直流増幅回路１８の出力に応答
   し、受光素子２の受光量が小さいとき増幅率が大きくな
   る構成を有す”ることを特徴とするばい塵警報装置。