JPS5926894B2 - 光散乱式煙感知器 - Google Patents
光散乱式煙感知器Info
- Publication number
- JPS5926894B2 JPS5926894B2 JP9916079A JP9916079A JPS5926894B2 JP S5926894 B2 JPS5926894 B2 JP S5926894B2 JP 9916079 A JP9916079 A JP 9916079A JP 9916079 A JP9916079 A JP 9916079A JP S5926894 B2 JPS5926894 B2 JP S5926894B2
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- Japan
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- light
- smoke
- axis
- smoke detector
- scattered
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- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
- G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光散乱式煙感知器に関するものである。
煙による散乱光を受光して煙感知動作する光散乱式煙感
知器の従来の光学系は、第１図に示すようなものであつ
た。
知器の従来の光学系は、第１図に示すようなものであつ
た。
すなわち、空間のＺ軸上に発光素子Ａを配し、Ｙ軸上に
受光素子Ｂを配して、発光素子Ａを発光させる。煙がＺ
軸上にないときは受光素子Ｂに光が到達しないため受光
されない。ＣはＸ−Ｙ軸に平行に配置された遮光板で漏
光による誤動作を防止する。一方、煙がＺ軸上に存在す
ると煙粒子ＤによりＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を含む四方（
立体角は４π）に散乱し、受光素子ＢはそのうちＹ軸方
向の散乱光を受光素子Ｂで受光する。しかしながら、こ
の光学系は、全散乱光のうち立体角ψの部分だけしか検
出できず、また受光素子Ｂに集光レンズを付加しても程
度の差にすぎないため、検知感度を表わすいわゆるＳ／
Ｎ比（煙による散乱光／外乱ノイズ）がいきおい低くな
り、誤動作を起こしやすいという欠点を有している。こ
のため、この光学系では、発光素子Ａの光束を増大する
必要が生じて消費電力を増大させたり、受光側の信号増
幅のゲインを高くする必要が生じて回路の余裕をなくす
るという問題があつた。この問題を解決するために散乱
光の受光効率を改善したこの発明の基礎となる光散乱式
煙感知器を第２図ないし第４図に示している。
受光素子Ｂを配して、発光素子Ａを発光させる。煙がＺ
軸上にないときは受光素子Ｂに光が到達しないため受光
されない。ＣはＸ−Ｙ軸に平行に配置された遮光板で漏
光による誤動作を防止する。一方、煙がＺ軸上に存在す
ると煙粒子ＤによりＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を含む四方（
立体角は４π）に散乱し、受光素子ＢはそのうちＹ軸方
向の散乱光を受光素子Ｂで受光する。しかしながら、こ
の光学系は、全散乱光のうち立体角ψの部分だけしか検
出できず、また受光素子Ｂに集光レンズを付加しても程
度の差にすぎないため、検知感度を表わすいわゆるＳ／
Ｎ比（煙による散乱光／外乱ノイズ）がいきおい低くな
り、誤動作を起こしやすいという欠点を有している。こ
のため、この光学系では、発光素子Ａの光束を増大する
必要が生じて消費電力を増大させたり、受光側の信号増
幅のゲインを高くする必要が生じて回路の余裕をなくす
るという問題があつた。この問題を解決するために散乱
光の受光効率を改善したこの発明の基礎となる光散乱式
煙感知器を第２図ないし第４図に示している。
すなわち、この光散乱式煙感知器は、天井等に取付けら
れる基台１にプリント基板２をねじ止めし、プリント基
板２に回路部品３；集光ブロック４；発光ダイオード、
タングステンランプ、放電管等の発光素子５およびフォ
トダイオード、フォトトランジスタ、硫化カドミウム（
ＣｄＳ）等の受光素子６が取付けられ、表カバー７で被
覆されている。表カバーＴは煙取入孔８と発光素子５の
光を吸収する黒色発泡ウレタン等の光トラップ９が設け
られている。１０は感煙領域である。
れる基台１にプリント基板２をねじ止めし、プリント基
板２に回路部品３；集光ブロック４；発光ダイオード、
タングステンランプ、放電管等の発光素子５およびフォ
トダイオード、フォトトランジスタ、硫化カドミウム（
ＣｄＳ）等の受光素子６が取付けられ、表カバー７で被
覆されている。表カバーＴは煙取入孔８と発光素子５の
光を吸収する黒色発泡ウレタン等の光トラップ９が設け
られている。１０は感煙領域である。
このような構造により、火災で煙が発生すると、煙は表
カバー７の煙取入孔８から感知器内に入り、感煙領域１
０に達すると、発光素子５からの１次光が煙粒子によつ
て散乱され、その散乱光は集光ブロック４によつて受光
素子６に集光され、受光素子６の出力信号のレベルが一
定値以上に上昇すると、感知器が作動するものである。
つぎに、光学系の構成を説明する。すなわち、第３図お
よび第４図に示すように、アクリル樹脂、スチロール樹
脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の光学的に等方
等質である透明材料を用いて中実の楕円柱を形成し、そ
の楕円柱面１３ａをアルミニウム等でめつきあるいは蒸
着して第１の反射体１３を形成して、これにより集光プ
ロツク４を構成する。この第１の反射体１３の一方の焦
軸１４を中心軸として筒孔１５を形成し、筒孔１５内に
軸長の半分程度の長さをもつた遮光筒１６を嵌着し、遮
光筒１６内に発光素子５を装着するとともに、筒孔１５
の遮光筒１６の位置しない部分により表カバー７の煙取
入孔８に連通する感煙領域１０を形成する。一方、放物
線の焦点を含む主軸に直角な軸の周りに放物線を回転し
て得られる錐状の回転放物面１７を形成する第２の反射
体１８を、その回転軸が前記第１の反射体１３の他方の
焦軸１９に一致するように、第１の反射体１３を凹設し
鏡面施工することにより形成し、他方の焦軸１９上に位
置する第２の反射体１８の焦点２０に受光素子６を配置
してその受光面を第２の反射体１８に向けている。この
ような構成により、発光素子５から発光した】次光は、
感煙領域１０内に煙が侵入しない場合、そのまま直進し
て光トラツプ９に補かくされ、感煙領域１０内に煙が侵
入した場合、四方散乱して、その散乱光の焦軸１４に直
角な平面にあるものの全てが第４図矢印のように楕円柱
面１３ａおよび回転放物面１７を幾何学的に反射して受
光素子６に到達する。
カバー７の煙取入孔８から感知器内に入り、感煙領域１
０に達すると、発光素子５からの１次光が煙粒子によつ
て散乱され、その散乱光は集光ブロック４によつて受光
素子６に集光され、受光素子６の出力信号のレベルが一
定値以上に上昇すると、感知器が作動するものである。
つぎに、光学系の構成を説明する。すなわち、第３図お
よび第４図に示すように、アクリル樹脂、スチロール樹
脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の光学的に等方
等質である透明材料を用いて中実の楕円柱を形成し、そ
の楕円柱面１３ａをアルミニウム等でめつきあるいは蒸
着して第１の反射体１３を形成して、これにより集光プ
ロツク４を構成する。この第１の反射体１３の一方の焦
軸１４を中心軸として筒孔１５を形成し、筒孔１５内に
軸長の半分程度の長さをもつた遮光筒１６を嵌着し、遮
光筒１６内に発光素子５を装着するとともに、筒孔１５
の遮光筒１６の位置しない部分により表カバー７の煙取
入孔８に連通する感煙領域１０を形成する。一方、放物
線の焦点を含む主軸に直角な軸の周りに放物線を回転し
て得られる錐状の回転放物面１７を形成する第２の反射
体１８を、その回転軸が前記第１の反射体１３の他方の
焦軸１９に一致するように、第１の反射体１３を凹設し
鏡面施工することにより形成し、他方の焦軸１９上に位
置する第２の反射体１８の焦点２０に受光素子６を配置
してその受光面を第２の反射体１８に向けている。この
ような構成により、発光素子５から発光した】次光は、
感煙領域１０内に煙が侵入しない場合、そのまま直進し
て光トラツプ９に補かくされ、感煙領域１０内に煙が侵
入した場合、四方散乱して、その散乱光の焦軸１４に直
角な平面にあるものの全てが第４図矢印のように楕円柱
面１３ａおよび回転放物面１７を幾何学的に反射して受
光素子６に到達する。
すなわち、焦軸１４に直角な平面内に散乱する散乱光Ｃ
１が第１の反射体１３の楕円柱面１３ａに入射し、その
反射光Ｃ２が他方の焦軸１９に位置する第２の反射体１
８に入射する。この場合、反射光Ｃ２は回転放物面１７
による主軸平面と平行であるから、その反射光Ｃ３は第
２の反射体１８の焦点２０に位置する受光素子６に入光
する。したがつて、この光学系を用いた光散乱式煙感知
器は、焦軸１４に対して直角方向に散乱する散乱光の全
て（角度で２π）を受光するため、従来と比較して、受
光効率を著しく向上でき、そのためＳ／Ｎ比を高めるこ
とができるので、前記した諸問題の低減を図れるのであ
る。
１が第１の反射体１３の楕円柱面１３ａに入射し、その
反射光Ｃ２が他方の焦軸１９に位置する第２の反射体１
８に入射する。この場合、反射光Ｃ２は回転放物面１７
による主軸平面と平行であるから、その反射光Ｃ３は第
２の反射体１８の焦点２０に位置する受光素子６に入光
する。したがつて、この光学系を用いた光散乱式煙感知
器は、焦軸１４に対して直角方向に散乱する散乱光の全
て（角度で２π）を受光するため、従来と比較して、受
光効率を著しく向上でき、そのためＳ／Ｎ比を高めるこ
とができるので、前記した諸問題の低減を図れるのであ
る。
しかしながら、この光散乱式煙感知器の応答性は、円筒
孔１５で形成された感煙領域１０の入口に煙が到達して
から内部へ侵入して所定の濃度に達する時間に依存する
。
孔１５で形成された感煙領域１０の入口に煙が到達して
から内部へ侵入して所定の濃度に達する時間に依存する
。
したがつて、この発明の目的は、簡単な構成によりその
応答性を改善した光散乱式煙感知器を提供することであ
る。
応答性を改善した光散乱式煙感知器を提供することであ
る。
この発明の第１の実施例を第５図および第６図に示す。
すなわち、この光散乱式煙感知器は、感煙領域１０を形
成する孔２１を内径が段階的に異なりその最大径が孔２
１の開印こなるように形成したものであり、その他の構
成は第２ないし第４図と同様である。この感煙領域１０
による散乱光Ｃ１′は各径に応じた筒部の周面より径方
向に透明体内に入射するものが楕円柱面１３ａで反射さ
れて回転放物面１７に入射するから、受光効率は前記円
筒孔１５の場合と同様であるとともに、煙の侵入する入
口２２の口径が内方に比べて大なるため煙は内部に侵入
しやすくしたがつて感知の応答速度を大きくすることと
なる。
成する孔２１を内径が段階的に異なりその最大径が孔２
１の開印こなるように形成したものであり、その他の構
成は第２ないし第４図と同様である。この感煙領域１０
による散乱光Ｃ１′は各径に応じた筒部の周面より径方
向に透明体内に入射するものが楕円柱面１３ａで反射さ
れて回転放物面１７に入射するから、受光効率は前記円
筒孔１５の場合と同様であるとともに、煙の侵入する入
口２２の口径が内方に比べて大なるため煙は内部に侵入
しやすくしたがつて感知の応答速度を大きくすることと
なる。
この発明の第２の実施例を第７図に示す。
すなわち、この光散乱式煙感知器は、感煙領域１０を形
成する孔２３を円錐台形状になるようにし、その最大径
が孔２３の開口になるようにしたものであり、その他の
構成は第２図ないし第４図と同様である。ただ感煙領域
１０による散乱光Ｃ１″は、孔２３の円錐面に直角に入
射するものが楕円柱面１３ａを反射して回転放物面に集
束させるようにしたものであり、この場合の回転放物面
の主軸と回転軸との傾き角は孔２３の中心軸２３ａと円
錐面に直角に入射する光線Ｃ２″の方向とがなす角度に
相当している。
成する孔２３を円錐台形状になるようにし、その最大径
が孔２３の開口になるようにしたものであり、その他の
構成は第２図ないし第４図と同様である。ただ感煙領域
１０による散乱光Ｃ１″は、孔２３の円錐面に直角に入
射するものが楕円柱面１３ａを反射して回転放物面に集
束させるようにしたものであり、この場合の回転放物面
の主軸と回転軸との傾き角は孔２３の中心軸２３ａと円
錐面に直角に入射する光線Ｃ２″の方向とがなす角度に
相当している。
その他の効果は第１の実施例と同様である。なお、楕円
柱面で反射した後の反射光を集束させる光学系は双曲柱
面を介在したり楕円柱面を楕円的放物面に形成する等種
々の態様がある。
柱面で反射した後の反射光を集束させる光学系は双曲柱
面を介在したり楕円柱面を楕円的放物面に形成する等種
々の態様がある。
以上のように、この発明の光散乱式煙感知器は、透明体
で楕円柱反射面を形成する集光プロツクにおいて、その
感煙領域を段階的また円錐になる連続的孔に形成して煙
侵入側を広径としたため、受光損失がないとともに煙侵
入性が良くなり、感知器の応答性が改善されるという効
果を有する。
で楕円柱反射面を形成する集光プロツクにおいて、その
感煙領域を段階的また円錐になる連続的孔に形成して煙
侵入側を広径としたため、受光損失がないとともに煙侵
入性が良くなり、感知器の応答性が改善されるという効
果を有する。
第１図は従来の光散乱式煙感知器の光学系の原理図、第
２図はこの発明の基礎となる光散乱式煙感知器の縦断面
図、第３図はその集光プロツクの断面図、第４図はその
横断面図、第５図はこの発明の第１の実施例の集光プロ
ツクの断面図、第６図はその裏面図、第７図は第２の実
施例の集光プロツクの部分断面図である。 ４・・・・・・集光プロツク、１０・・・・・・感煙領
域、２１，２３・・・・・・孔。
２図はこの発明の基礎となる光散乱式煙感知器の縦断面
図、第３図はその集光プロツクの断面図、第４図はその
横断面図、第５図はこの発明の第１の実施例の集光プロ
ツクの断面図、第６図はその裏面図、第７図は第２の実
施例の集光プロツクの部分断面図である。 ４・・・・・・集光プロツク、１０・・・・・・感煙領
域、２１，２３・・・・・・孔。
Claims (1)
- １ 透明体の表面に楕円柱反射面を形成して一方の焦軸
より発散した煙散乱光を他方の焦軸へ集束させて受光し
感知動作させるようにした集光ブロツクと、この集光ブ
ロックの前記一方の焦軸に段階的または円錐となる連続
的に孔径を異ならせるとともに煙侵入側が広径となるよ
うに凹設形成して外部より煙を取入る感煙領域とを備え
た光散乱式煙感知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9916079A JPS5926894B2 (ja) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | 光散乱式煙感知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9916079A JPS5926894B2 (ja) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | 光散乱式煙感知器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5622936A JPS5622936A (en) | 1981-03-04 |
| JPS5926894B2 true JPS5926894B2 (ja) | 1984-07-02 |
Family
ID=14239903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9916079A Expired JPS5926894B2 (ja) | 1979-07-31 | 1979-07-31 | 光散乱式煙感知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5926894B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2577317B1 (fr) * | 1985-02-08 | 1987-03-06 | Inst Rech Hydrologique | Appareil de mesure de la turbidite d'un liquide en flux continu. |
| DE102007045018B4 (de) | 2007-09-20 | 2011-02-17 | Perkinelmer Optoelectronics Gmbh & Co.Kg | Strahlungsleitvorrichtung für einen Detektor, Streustrahlungsdetektor |
| JP5515102B2 (ja) * | 2010-05-21 | 2014-06-11 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | ガスセンサ |
| EP3270362B1 (de) | 2017-02-07 | 2019-01-02 | Siemens Schweiz AG | Brandmelder mit einer messkammer und mit einem schaltungsträger zur gemeinsamen anordnung eines brandsensors der messkammer sowie zumindest eines weiteren sensors zur erfassung einer messgrösse in der umgebung ausserhalb des brandmelders |
-
1979
- 1979-07-31 JP JP9916079A patent/JPS5926894B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5622936A (en) | 1981-03-04 |
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