JPS6298224A - Flame detector - Google Patents

Flame detector

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JPS6298224A
JPS6298224A JP23755085A JP23755085A JPS6298224A JP S6298224 A JPS6298224 A JP S6298224A JP 23755085 A JP23755085 A JP 23755085A JP 23755085 A JP23755085 A JP 23755085A JP S6298224 A JPS6298224 A JP S6298224A
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flame
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light receiving
circuit
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Yuichi Kawakami
雄一 川上
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Minolta Co Ltd
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately detect only in case an actual fire occurs by constituting the titled detector with photodetectors, integration means, a comparison means of phase with an integrated value, a flare detection part, a control part and a flame detection part. CONSTITUTION:It is integrated by the 1st integration circuit 15 when output of the 1st photodetector 2 having sensitivity to a wavelength area peculiar to a flame exceeds a prescribed value. Further, a deviation of phase between output of the 2nd photodetector 4 having the sensitivity to visible rays of light and the output of the element 2 is discriminated with a phase comparison circuit 10 and only the output for the deviated phase of the outputs of the element 2 is integrated with the 2nd integration circuit 16. Then, the values integrated with the circuits 15 and 16 are compared 18. Further, it is important to detect a flare of the flame for detecting the occurence of the flame and for this purpose, it is discriminated with a comparator 13 whether or not the output of the element 2 exceeds a prescribed reference and the number of times exceeding the reference by the flare of the flame is counted 23. Then, a flame detection means discriminates whether the flame exists or not from a counted result and a result of the comparator 18 and outputs an alarm when the flame exists.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、屋外もしくは屋内において火災の発生を迅
速に検知する炎検知器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a flame detector that quickly detects the occurrence of a fire outdoors or indoors.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、炎の分光放射率は、第6図にaで示されるように
、波長4.3μmにおいて002共鳴放射によるピーク
が存在することは知られている。
It is conventionally known that the spectral emissivity of a flame has a peak due to 002 resonance radiation at a wavelength of 4.3 μm, as shown by a in FIG.

そして、この波長の赤外線を検知して炎を検知すると、
1)炎に対する感度がよい、2)照明光などの人工光に
は波長4.3μmの成分が少いので誤動作がない、3)
放電の火花などによる誤動作がない、という利点がある
。そこで、波長4.3μm付近の波長域における炎特有
のゆらぎを検出することによって炎の発生を検知する炎
検知器は、既に種々提案されている。
When the flame is detected by detecting this wavelength of infrared rays,
1) High sensitivity to flames, 2) Artificial light such as illumination light contains few components with a wavelength of 4.3 μm, so there is no malfunction, 3)
This has the advantage that there are no malfunctions caused by sparks from electrical discharge. Therefore, various flame detectors have already been proposed that detect the occurrence of flame by detecting fluctuations characteristic of flame in a wavelength range of around 4.3 μm.

ところが、この装置においても、太陽光や金属などの高
い反射率を有する物質からの太陽光の反射光が受光部分
に直接入射すると、誤動作を起こす場合があり、特に屋
外での使用に問題がある。
However, even with this device, malfunctions may occur if sunlight or reflected light from sunlight or reflected light from materials with high reflectance such as metals directly enters the light receiving part, which is a problem especially when used outdoors. .

ここで、太陽光は、約5700に’の黒体放射エネルギ
から大気中において吸収されたものを減じた残りが地上
に届く。このス(クトルは第6図にbで示されるように
なる。但し、第6図のa、bはピークエネルギでそれぞ
れ規格化されており、直接の比較はできない。第6図の
bから明らかなように、太陽光のスペクトルでは、CO
2の吸収によって波長4,3μm付近の強度はピークに
比べてかなり小さい。そこで、炎からの放射エネルギが
小さくて太陽光の放射エネルギが大きい可視域の1波長
と、波長43μm付近の赤外線との2波長を用いて炎の
検出をおこなう装置が、特開昭49−128782号公
報において知られている。しかしながら、夏期の強烈な
太陽光の下では、波長43μm付近でも炎と同程度の放
射強度がある場合もある。
Here, sunlight reaches the ground after subtracting the absorbed energy in the atmosphere from the black body radiant energy of approximately 5700'. This vector is shown as b in Fig. 6. However, a and b in Fig. 6 are each normalized by the peak energy, so direct comparison cannot be made. In the spectrum of sunlight, CO
Due to the absorption of 2, the intensity near the wavelength of 4.3 μm is considerably smaller than the peak. Therefore, a device for detecting flames using two wavelengths, one wavelength in the visible range where the radiant energy from flames is small and the radiant energy from sunlight is large, and infrared rays at a wavelength of around 43 μm was proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 49-128782. It is known in the publication no. However, under intense sunlight in summer, the radiation intensity may be comparable to that of a flame even at a wavelength of around 43 μm.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

特開昭49−128782号公報に記載されている装置
では、可視光に感度を有する第1の受光素子の出力信号
と、赤外線に感度を有する第2の受光素子の出力信号と
の位相差がちる部分を積分し、この積分値が所定値に達
しだときに火災として検知するように構成されている。
In the device described in JP-A-49-128782, the phase difference between the output signal of the first light-receiving element sensitive to visible light and the output signal of the second light-receiving element sensitive to infrared rays tends to be large. The system is configured to integrate the portion of the fire that occurs, and to detect a fire when this integrated value reaches a predetermined value.

ところが、強い太陽光の入射があり、かつ、それは可視
光成分と若干位相がずれて検出された場合、妨害光のみ
存在する場合にも炎として検出されてしまう。そして、
このことは積分値の判断レベルを高く設定することによ
って防止できるけれども、そうすると実際の火災の検出
精度が悪化してしまう。
However, if strong sunlight is incident and it is detected with a slight phase shift from the visible light component, it will be detected as a flame even if only interfering light is present. and,
Although this can be prevented by setting the judgment level of the integral value high, the accuracy of actual fire detection will deteriorate.

この発明は、このような従来技術の欠点を解消し、実際
の火災が発生している場合のみを正確に検出することが
できる炎検知器を提供することにある。
The object of the present invention is to provide a flame detector that can eliminate the drawbacks of the prior art and accurately detect only when an actual fire is occurring.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するために、この発明に係る炎検知器
は、炎に特有な波長域に対して感度を有する第1の受光
素子と、可視域の特定波長域に対して感度を有する第2
の受光素子と、第1の受光素子の出力を積分する第1の
積分手段と、第1の受光素子の出力と第2の受光素子の
出力との位相を比較する位相比較手段と、第1の受光素
子の出力のうち第2の受光素子の出力と位相のずれた部
分のみを積分する第2の積分手段と、第1、第2の積分
手段の積分値を互いに比較する比較手段と、第1の受光
素子の出力に基いて炎のゆらぎを検出するゆらぎ検出部
と、ゆらぎ検出部の出力を計数するカウンターと、前記
ゆらぎ検出部の出力により作動を開始し、第1、第2の
積分手段及びカウンターの作動を制御する制御部と、前
記カウンター出力と前記比較手段の比較結果に基いて炎
が存在するかどうかを判断し、炎が存在するときは警報
を出力し、炎が存在しないときには前記制御部をリセッ
トする判断回路を含む炎検知部とから構成されることを
特徴とするものである0 これを実施例に対応する第1図により説明すると、炎に
特有な波長域に感度を有する第1の受光素子2の出力は
、所定値を越えたとき第1の積分回路15によシ積分さ
れる。まだ、可視光に感度を有する第2の受光素子4の
出力は第1の受光素子の出力との位相のずれを位相比較
回路10で判別され、第1の受光素子2の出力のうち位
相のずれた部分のみを第2の積分回路16で積分する。
In order to achieve the above object, the flame detector according to the present invention includes a first light-receiving element that is sensitive to a wavelength range specific to flame, and a first light-receiving element that is sensitive to a specific wavelength range in the visible range. 2
a first integrating means for integrating the output of the first light receiving element, a phase comparison means for comparing the phases of the output of the first light receiving element and the output of the second light receiving element, and a first integrating means for integrating the output of the first light receiving element; a second integrating means that integrates only a portion out of phase with the output of the second light receiving element among the outputs of the light receiving elements; and a comparing means that compares the integral values of the first and second integrating means with each other; a fluctuation detection section that detects flame fluctuation based on the output of the first light receiving element; a counter that counts the output of the fluctuation detection section; a control unit that controls the operation of the integrating means and the counter; and a controller that determines whether or not a flame exists based on a comparison result between the output of the counter and the comparing means, and outputs an alarm when a flame exists; and a flame detection section including a judgment circuit that resets the control section when the control section is not activated. This will be explained with reference to FIG. The output of the first sensitive light receiving element 2 is integrated by the first integrating circuit 15 when it exceeds a predetermined value. Still, the phase comparison circuit 10 determines the phase difference between the output of the second light-receiving element 4 that is sensitive to visible light and the output of the first light-receiving element. Only the shifted portion is integrated by the second integrating circuit 16.

そして、積分回路15と16とで積分した値を比較回路
18で比較する。また、炎の発生の検知には炎のゆらぎ
の検出が重要で、このために第1の受光素子の出力が所
定の基準レベルを越えているか否かをコンズレータ13
で判断し、炎のゆらぎによって生ずる基準レベルを越え
る出力のあった回数をカウンター23で計数しておこな
う。そして、この計数結果と、前記比較回路の比較結果
から炎の発生を検知し警報を発する。即ち、カウンター
の計数値からゆらぎが検出され、2つの受光素子の位相
がずれだときの第1の受光素子2の出力の積分値が所定
の基準値を越えたとき、炎の発生と判断する。
Then, the values integrated by the integrating circuits 15 and 16 are compared by the comparing circuit 18. In addition, detection of flame fluctuation is important for detecting the occurrence of flame, and for this purpose, the consulator 13 detects whether the output of the first light receiving element exceeds a predetermined reference level.
The counter 23 counts the number of times the output exceeds the reference level caused by the fluctuation of the flame. Then, based on the result of this counting and the comparison result of the comparison circuit, occurrence of flame is detected and an alarm is issued. That is, when fluctuation is detected from the count value of the counter and the integrated value of the output of the first light receiving element 2 exceeds a predetermined reference value when the two light receiving elements are out of phase, it is determined that flame has occurred. .

そして、前記積分回路15.16とカウンターを制御す
る制御用フリップフロップ29が設けられており、この
制御用フリップフロップは、前記した炎のゆらぎを検知
するコンノミレータ13によりセットされ、これと共に
積分回路15、I6とカウンター23とが作動を開始す
る。カウンター23のみ出力が出だときに比較回路18
.20のどちらかに出力がない場合、あるいは所定時間
の経過後フリップフロップ29がリセットされるとその
出力信号で積分回路とカウンターとがリセットされる。
A control flip-flop 29 is provided for controlling the integrating circuits 15 and 16 and the counter. , I6 and the counter 23 start operating. When only the counter 23 outputs, the comparison circuit 18
.. If either of the flip-flops 20 has no output, or if the flip-flop 29 is reset after a predetermined period of time has elapsed, the output signal will reset the integrating circuit and the counter.

〔作用〕[Effect]

太陽光の如き妨害光のみが存在し、炎が存在しない場合
には第1の受光素子の出力も若干生じ、それは第2の受
光素子の出力と若干位相がずれることがある。従って、
第1、第2の積分手段の積分値も共に増加するが、両積
分値の比によって炎か否かを判断するから妨害光である
ことが明確に判別される。従来の例では第2の積分手段
の積分値が増加すると炎として検出される可能性がある
のに対し、この発明ではこのような誤検出は生じない。
If only interfering light such as sunlight is present and no flame is present, the output of the first light receiving element will also be produced slightly, which may be slightly out of phase with the output of the second light receiving element. Therefore,
Although the integral values of the first and second integrating means both increase, it is determined whether the light is a flame or not based on the ratio of both integral values, so that it is clearly determined that the light is interference light. In the conventional example, if the integral value of the second integrating means increases, there is a possibility that it will be detected as a flame, but in the present invention, such erroneous detection does not occur.

また、炎と妨害光とが混在している場合には、両受光素
子の出力の位相のずれは妨害光のみの場合に比較して大
きいので、第1の積分手段の積分値に比べて第2の積分
手段の積分値は妨害光のみが存在するときに対して相対
的に大きくなり、炎の発生が正確に検知される。更に、
炎のみが存在する場合には、第2の受光素子の出力は殆
どないので、両積分値の比はほぼ1であり、従って炎と
して明確に検知される。
Furthermore, when flame and interfering light coexist, the phase shift between the outputs of both light receiving elements is larger than when only interfering light is present. The integral value of the second integrating means becomes relatively large compared to when only the interfering light is present, and the occurrence of flame can be detected accurately. Furthermore,
When only flame exists, there is almost no output from the second light receiving element, so the ratio of both integral values is approximately 1, and therefore it is clearly detected as a flame.

さらに、第1の受光素子に入射する短時間の赤外光ノイ
ズに対しても、炎のゆらぎの数を計数することにより誤
検出することを防いでいる。
Furthermore, erroneous detection of short-time infrared light noise incident on the first light receiving element is prevented by counting the number of flame fluctuations.

これに加えて、検出手段のリセット機能によって、炎が
存在しないと判断されたときには、すぐにリセットされ
て、次の現象、例えば火災の発生、への対応がとれるだ
め検出に時間おくれがない。
In addition, due to the reset function of the detection means, when it is determined that there is no flame, the detection means is immediately reset so that a response can be taken to the next phenomenon, such as the occurrence of a fire, without any delay in detection.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面に基いてこの発明の実施例を詳細に説明する
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の炎検知器の1実施例を示すブロック
図であり、2は波長43μm付近の赤外線に感度を有す
る赤外線センサで、例えば第2図に示すような分光透過
率特性を有する赤外バンドパスフィルタを透過した光を
受光するよう配置されたサーモズイル、サーミスタある
いは焦電素子などからなる。4は可視光に対して感度を
有する可視光センサで、両センサ2.4は互に近接して
配置されているか、もしくは被検知物に対して互に共役
な位置に配置されている0 6.8はそれぞれセンサ2.4の出力信号を増巾する増
巾器で、相互のセンサ2.4の時定数を合せる部分と、
両センサ2.4の出力信号の炎に特有な3〜30Hzの
周波数成分のみを選択的に増巾する部分とからなる。1
0は両増巾器6.8の出力が共に入力され、両出力波形
の位相を比較する位相比較回路で、例えば第3図に示す
ように構成されている。第3図において、CPlは増巾
器6の出力aが正の場合に”H”、負の場合にL”を出
力するコンパレータ、CF2は増巾器8の出力すが正の
場合もしくはOの場合(絶対値が所定値よりも小さい場
合)に”L“、負の場合に“H”を出力するコンパレー
タ、C20は増巾器8の出力すが正の場合に“H”、負
の場合もしくはOの場合(絶対値が所定値よりも小さい
場合)にL″″を出力するコンパレータである。そして
、コン・SレータCP1、CF2の出力はアンド回路部
、を介してオア回路に入力されている。一方、コンパレ
ータCP1の出力はインバータIVを介してアンド回路
AN2に入力され、コンノミレータCP3の出力はその
ままアンド回路AN2に入力される。アンド回路AN2
の出力はオア回路ORに入力される。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the flame detector of the present invention, and 2 is an infrared sensor sensitive to infrared rays at a wavelength of around 43 μm, which has, for example, spectral transmittance characteristics as shown in FIG. It consists of a thermosil, thermistor, or pyroelectric element arranged to receive the light that has passed through the infrared bandpass filter. 4 is a visible light sensor that is sensitive to visible light, and both sensors 2.4 are placed close to each other or at positions conjugate to each other with respect to the object to be detected. .8 is an amplifier that amplifies the output signal of each sensor 2.4, and a part that matches the time constant of each sensor 2.4;
It consists of a part that selectively amplifies only the frequency component of 3 to 30 Hz, which is characteristic of flame, of the output signals of both sensors 2.4. 1
Reference numeral 0 denotes a phase comparator circuit to which the outputs of both amplifiers 6.8 are inputted, and which compares the phases of both output waveforms, and is configured as shown in FIG. 3, for example. In Fig. 3, CPl is a comparator that outputs "H" when the output a of the amplifier 6 is positive and "L" when it is negative, and CF2 is a comparator that outputs "H" when the output a of the amplifier 6 is positive or when the output a of the amplifier 8 is positive or O. C20 is a comparator that outputs "L" when the absolute value is smaller than a predetermined value and "H" when it is negative, and "H" when the output of the amplifier 8 is positive, and "H" when it is negative. Or, it is a comparator that outputs L'''' when the absolute value is O (when the absolute value is smaller than a predetermined value).The outputs of the comparator/S regulators CP1 and CF2 are input to the OR circuit via the AND circuit section. On the other hand, the output of the comparator CP1 is input to the AND circuit AN2 via the inverter IV, and the output of the connominator CP3 is input as is to the AND circuit AN2.
The output of is input to the OR circuit OR.

このような構成によって、位相比較回路10の出力C′
(即ち、オア回路ORの出力cI)は、出力すの絶対値
が炎だけが存在する場合の出力よりも小さい場合に”H
”、及び出力すが炎だけが存在する場合よりも大きいけ
れども出力aと出力すとの符号が逆の場合に“H″とな
り、それ以外の場合はL”となる。即ち、コンノミレー
タCP2、C20の判定レベルは上述の如き炎だけが存
在する場合の出力すの大きさに応じて正側もしくは負側
に若干オフセットされている。
With this configuration, the output C' of the phase comparison circuit 10
(In other words, the output cI of the OR circuit OR) is "H" when the absolute value of the output is smaller than the output when only flame exists.
”, and if the output a is larger than when only the flame exists but the signs of the output a and output are opposite, the output becomes “H”; otherwise, the output becomes “L”. That is, the judgment levels of the connominators CP2 and C20 are slightly offset to the positive side or the negative side depending on the magnitude of the output when only the flame is present as described above.

第1図に戻って、12は増巾器6の出力aを全波整流す
る全波整流回路、13はコン・ぐレータで全波整流回路
の出力と予め定められた所定の基準レベル値v1とを比
較してこれを越えるとき出力する。この所定の基準レベ
ル値によって検知すべき炎の赤外放射量が決定される。
Returning to FIG. 1, 12 is a full-wave rectifier circuit that performs full-wave rectification of the output a of the amplifier 6, and 13 is a condenser that combines the output of the full-wave rectifier circuit with a predetermined reference level value v1. Compare with and output if it exceeds this. The amount of infrared radiation of the flame to be detected is determined by this predetermined reference level value.

15は積分回路であって、全波整流回路12の出力Cを
、コンノミレータ13の出力が“H”のときに開となる
スイッチsw1を介して入力し、積分する。14はアン
ドゲートで、入力はコンパSし一夕13の出力及び位相
比較回路10の出力である。16は積分回路で、全波整
流回路12の出力をアンドゲート14の出力が“H”の
とき開トなるスイッチSW2を介して入力し、積分する
。18は積分回路15の出力dと積分回路16の出力e
とを比較する比較回路で、出力eが出力dの所定の割合
以上であれば”H″を出力する。その回路構成は第5図
に示すとおりで、入力電圧dを抵抗R0、R2により所
定の割合で分割し、分割電圧と入力電圧eとをコンパレ
ータCP4で比較する。20は積分回路16の出力eと
所定の設定値とを比較する比較回路で、出力eが所定の
設定値v2を越えると“H″を出力する。22はアンド
ゲートで、比較回路18の出力fと比較回路20の出力
f′とが共にH″のときにのみ“H″を出力する。23
はカウンターで、コン・ξレータ13の出力の立ち上シ
信号の回数を計数し、所定の数を越えたときに”H”を
出力する。24はアンドゲートで、アンドゲート22の
出力f及びカウンター23の出力gが共に”H″である
ときに警報出力りを出力する。26もアンドゲートで、
入力はカウンター23の出力gと、アンドゲート22の
出力がインバータ25を経て入力される。27はタイマ
ーで、コンパレータ13の出力が1H”となった立ち上
り信号でセットされ、そのあと所定時間経過後に“H”
を出力するように構成されてイルカ、コンパレータ13
の立ち下り信号によりセットされ、そのあと所定時間後
にH”を出力するように構成してもよい。28はオアゲ
ートで、アンドゲート26の出力、あるいはタイマー2
7の出力がH″となったとき、フリツプフロップ29を
リセットする。29は積分回路及びカウンター制御用フ
リツプフロツfであり、コンパレータ13でセットされ
、オアゲート28の出力でリセットされる。その出力は
積分回路15.16及びカウンター23に接続され、出
力が”H″のときに積分回路及びカウンターを作動させ
、出力が”L″となったときこれらの回路をリセットす
る。
Reference numeral 15 denotes an integrating circuit, which inputs the output C of the full-wave rectifier circuit 12 via a switch sw1 that is opened when the output of the connominator 13 is "H" and integrates it. 14 is an AND gate whose inputs are the output of the comparator S 13 and the output of the phase comparison circuit 10. 16 is an integrating circuit which inputs the output of the full-wave rectifier circuit 12 via a switch SW2 which is opened when the output of the AND gate 14 is "H" and integrates it. 18 is the output d of the integrating circuit 15 and the output e of the integrating circuit 16.
A comparator circuit that compares the two outputs outputs "H" if the output e is equal to or higher than a predetermined ratio of the output d. The circuit configuration is as shown in FIG. 5, where the input voltage d is divided by resistors R0 and R2 at a predetermined ratio, and the divided voltage and the input voltage e are compared by a comparator CP4. A comparison circuit 20 compares the output e of the integrating circuit 16 with a predetermined set value, and outputs "H" when the output e exceeds the predetermined set value v2. 22 is an AND gate that outputs "H" only when the output f of the comparison circuit 18 and the output f' of the comparison circuit 20 are both "H". 23
is a counter that counts the number of rising signals of the output of the converter ξ regulator 13, and outputs "H" when the number exceeds a predetermined number. 24 is an AND gate which outputs an alarm output when both the output f of the AND gate 22 and the output g of the counter 23 are "H". 26 is also an and gate,
As inputs, the output g of the counter 23 and the output of the AND gate 22 are inputted via an inverter 25. 27 is a timer, which is set by the rising signal when the output of the comparator 13 becomes 1H, and then becomes "H" after a predetermined period of time has elapsed.
Dolphin, comparator 13 configured to output
It may be configured to be set by the falling signal of , and then output H" after a predetermined time. 28 is an OR gate, and the output of the AND gate 26 or the timer 2
When the output of 7 becomes H'', the flip-flop 29 is reset. 29 is a flip-flop f for integrating circuit and counter control, which is set by the comparator 13 and reset by the output of the OR gate 28. Its output is output from the integrating circuit. 15, 16 and the counter 23, when the output is "H", the integrating circuit and the counter are operated, and when the output is "L", these circuits are reset.

次に、この実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

第4図a、bは連続して燃える炎^、妨害光(B)、妨
害光と炎(C)のそれぞれの場合における赤外線センサ
2、可視光センサ4の出力信号を増巾器6.8で増巾し
、出力された信号波形を示すもので、赤外線センサの出
力を全波整流回路12で整流した出力波形Cは上記3つ
の場合のいづれも同様な波形を出力する場合を示してい
る。
Figures 4a and 4b show the output signals of the infrared sensor 2 and the visible light sensor 4 in the case of a continuously burning flame, interference light (B), and interference light and flame (C), respectively, using an amplifier 6.8. The output waveform C obtained by rectifying the output of the infrared sensor by the full-wave rectifier circuit 12 shows the case where the same waveform is output in each of the three cases mentioned above. .

前記全波整流後の信号Cはコンパレター13で所定の基
準レベル値v1と比較され、Vlを越えるとき送出され
る立上り信号の回数をカウンター23で計数し、予め設
定された所定値を越えたとき、立上シ信号”H”をアン
ドゲート24に送出する。その波形を第4図gに示す。
The signal C after the full-wave rectification is compared with a predetermined reference level value v1 by a comparator 13, and the number of rising signals sent out when exceeding Vl is counted by a counter 23. At this time, a rising signal "H" is sent to the AND gate 24. The waveform is shown in FIG. 4g.

炎のみが存在し、妨害光がほとんど存在しない場合、増
巾器6の出力aは、第4図囚に示すように炎のゆらぎに
応じて変化するのに対し、炎に含まれる可視光成分はご
く少いので、増巾器8の出力すは、第4図(8)に示す
ように、ごく小さい。従って、位相比較回路10の出力
C′は、@4図(5)にC′で示すようにH”のままと
なる。
When only flame exists and there is almost no interfering light, the output a of the amplifier 6 changes according to the fluctuation of the flame, as shown in Figure 4, whereas the visible light component contained in the flame changes. is very small, so the output of the amplifier 8 is very small, as shown in FIG. 4 (8). Therefore, the output C' of the phase comparison circuit 10 remains at "H" as shown by C' in FIG. 4 (5).

積分回路15によって積分される増巾器12の出力は、
第4図■に示す全波整流回路出力Cのうち、黒く塗りつ
ぶされた面積に対応するものとなシ、一方、積分回路1
6によって積分される増巾器12の出力も、第4図■に
示す全波整流回路出力Cのうちで黒く塗りつぶされた面
積に対応するものとなり、両種分値は互に等しくなる。
The output of the amplifier 12 integrated by the integrating circuit 15 is
Among the full-wave rectifier outputs C shown in Figure 4, the ones corresponding to the areas filled in black are those corresponding to the areas filled in black.
The output of the amplifier 12 integrated by 6 also corresponds to the black area of the full-wave rectifier output C shown in FIG.

従って、両種分回路15.16の出力d、  eは、第
4図囚に6% eで示されるようにほぼ同じになるので
、比較回路18の出力fは°H″となる。
Therefore, the outputs d and e of both species dividing circuits 15 and 16 are almost the same as shown at 6% e in FIG. 4, so the output f of the comparator circuit 18 becomes °H''.

一方、第4図[F])を参照しつつ妨害光のみが存在す
る場合を説明する。例えば太陽光の反射光が直接センサ
2.4に入射し、かつ、炎と同様の周波数成分をもった
ゆらぎ方をした場合、増巾器6の出力aは、太陽光に含
まれる波長43μmの赤外光成分に応じて炎の存在した
場合と同様の波形となる。一方、増巾器8の出力すば、
太陽光に含まれる可視光成分に応じたaと相似な波形と
なる。ここで、両波形の振巾比は、太陽光の可視光成分
と波長43μmの成分との比であり、天候や反射物の特
性によって変化する。
On the other hand, the case where only interference light exists will be explained with reference to FIG. 4 [F]). For example, when reflected sunlight directly enters the sensor 2.4 and fluctuates with a frequency component similar to that of a flame, the output a of the amplifier 6 will be at a wavelength of 43 μm included in the sunlight. Depending on the infrared light component, the waveform becomes similar to that in the presence of flame. On the other hand, the output of the amplifier 8 is
It has a waveform similar to a that corresponds to the visible light component contained in sunlight. Here, the amplitude ratio of both waveforms is the ratio between the visible light component of sunlight and the component with a wavelength of 43 μm, and changes depending on the weather and the characteristics of the reflecting object.

従って、位相比較回路10の出力C′は、第4図(B)
において、C′に示されるような波形となり、この出力
C′が”H”のときしかスイッチSW2は開とならない
から、積分回路16によって積分される増巾器6の出力
aは第4図(B)に示す全波整流回路出力Cの波形のう
ち、黒く塗りつぶされた部分の面積のみとなる。
Therefore, the output C' of the phase comparison circuit 10 is as shown in FIG. 4(B).
, the waveform becomes as shown in C', and the switch SW2 is opened only when this output C' is "H", so the output a of the amplifier 6 integrated by the integrating circuit 16 is as shown in FIG. Of the waveform of the full-wave rectifier output C shown in B), only the area of the blacked out portion is included.

従って、積分回路16の出力eは、積分回路15の出力
dに比較して著しく小さくなるから、比較回路18の出
力は”L″のままとなる。ここで、妨害光のみ存在する
場合にも両増巾器6.8の出力a% bのずれが生じる
のは、両センサ2.4の時定数の微妙な違いや、両セン
サ2.4に入射する妨害光の時間的なずれに起因してい
る。
Therefore, since the output e of the integrating circuit 16 is significantly smaller than the output d of the integrating circuit 15, the output of the comparing circuit 18 remains at "L". Here, even when only interference light exists, the difference in the output a%b of both amplifiers 6.8 occurs due to subtle differences in the time constants of both sensors 2.4 and This is caused by a time lag in the incident interference light.

次に、第4図(C)を参照しつつ炎と妨害光とが共に存
在する場合を説明すると、増巾器6の出力aと増巾器8
の出力すとはそれぞれ独立した波形となっている。従っ
て、位相比較回路1゜の出力C′は、第4図(C)にC
′で示すように変化するから、積分回路16によって積
分される増巾器6の出力aは、第4図(C)のCに黒く
塗りつぶされている面積に対応し、この面積は第4図[
F])に示される妨害光のみの場合に比較して太きい。
Next, referring to FIG. 4(C), we will explain the case where both flame and interference light exist.
Each output has an independent waveform. Therefore, the output C' of the phase comparison circuit 1° is shown in FIG. 4(C).
Since the output a of the amplifier 6 integrated by the integrating circuit 16 corresponds to the area filled in black at C in FIG. 4(C), this area is [
F]) is thicker than in the case of only the interference light.

そこで、積分回路16の出力eは第4図[F])に示す
場合よりも速い速度で増大し、その出力eは積分回路1
5の出力dの所定割合(R工/R1+R2、第5図参照
)以上であり、比較回路18の゛出力も”H″となる。
Therefore, the output e of the integrating circuit 16 increases at a faster rate than in the case shown in FIG.
5, and the output of the comparison circuit 18 also becomes "H".

積分回路16の出力eが比較回路20に予め設定された
設定値V2を越えると、比較回路20の出力f′は”H
”となる。
When the output e of the integrating circuit 16 exceeds the preset value V2 in the comparator circuit 20, the output f' of the comparator circuit 20 becomes "H".
” becomes.

第4図に示す警報出力りはアンドゲート22.24によ
ってfl f’、gがともに”H”のときに”H″とな
る。つまり、カウンター23の出力gが°H″になった
時点で、積分値を比較する比較回路18の出力f及び比
較回路20の出力f′が共に”H”であるときに警報出
力が送出される。
The alarm output shown in FIG. 4 becomes "H" by the AND gates 22 and 24 when fl_f' and g are both "H". In other words, when the output g of the counter 23 becomes °H'' and the output f of the comparator circuit 18 and the output f' of the comparator circuit 20, which compare the integral values, are both "H", the alarm output is sent out. Ru.

また、カウンター23の出力gがH”になった時点で、
比較回路18の出力fと比較回路20の出力f′のどち
らかが“L″であれば、アンドゲート26の出力が”H
″となり、オアゲート28を経てフリップフロップ29
をリセットする。フリップフロップ29がリセットされ
ると、その出力信号によって積分回路15.16及びカ
ウンター23がリセットされ、初期状態に戻る。
Also, when the output g of the counter 23 becomes H",
If either the output f of the comparison circuit 18 or the output f' of the comparison circuit 20 is "L", the output of the AND gate 26 is "H".
'', and the flip-flop 29 passes through the or gate 28.
Reset. When the flip-flop 29 is reset, its output signal resets the integrating circuits 15, 16 and the counter 23, returning to the initial state.

このように妨害光が入射したような場合には、これを妨
害光と判断した直後に積分回路15.16とカウンター
23をリセットするので、妨害光の入射直後に火災が発
生しても正確に炎を検知することができる。
In this way, when interference light is incident, the integrating circuits 15 and 16 and counter 23 are reset immediately after determining that it is interference light, so even if a fire occurs immediately after interference light enters, it will not be detected accurately. Can detect flames.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明に係る炎検知器は、太陽
光等の強い妨害光に含まれる43μmの波長の赤外光に
対しても、これを炎として誤検出する可能性をなくすこ
とができると共に、また、妨害光が入射したような場合
には、これを妨害光と判断した値後に炎検知回路部分を
1ノセツトするから、妨害光の入射直後に火災が発生し
たような場合でも、時間おくれなく直ちに火災を検出し
て警報を発することができ、信頼性の高い炎検知器を提
供することができる。
As explained above, the flame detector according to the present invention can eliminate the possibility of erroneously detecting infrared light with a wavelength of 43 μm included in strong interference light such as sunlight as a flame. In addition, when interference light is incident, the flame detection circuit section is set one time after the value that determines that it is interference light, so even if a fire breaks out immediately after interference light enters, It is possible to provide a highly reliable flame detector that can immediately detect a fire and issue an alarm without delay.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の炎検知器の1実施例を示す回路ブロ
ック図。第2図は赤外パントノミスフィルタの分光透過
率を示す図。第3図は位相判炎及び太陽光のスにクトル
分布を示す図。 2:第1の受光素子、4:第2の受光素子、13:コン
パレータ、15.16′積分回路、18、比較回路、2
3:カウンター、27:タイマー、29 : 制御フリ
ップフロップ液炙兜m) 、As2図 揶3図
FIG. 1 is a circuit block diagram showing one embodiment of the flame detector of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the spectral transmittance of an infrared pantonomy filter. Figure 3 is a diagram showing the vector distribution of phase flame and sunlight. 2: First light receiving element, 4: Second light receiving element, 13: Comparator, 15.16' integration circuit, 18, comparison circuit, 2
3: Counter, 27: Timer, 29: Control flip-flop

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 炎に特有な波長域に対して感度を有する第1の受光素子
と、可視域の特定波長域に対して感度を有する第2の受
光素子と、第1の受光素子の出力を積分する第1の積分
手段と、第1の受光素子の出力と第2の受光素子の出力
との位相を比較する位相比較手段と、第1の受光素子の
出力のうち第2の受光素子の出力と位相のずれた部分の
みを積分する第2の積分手段と、第1、第2の積分手段
の積分値を互に比較する比較手段と、第1の受光素子の
出力に基いて炎のゆらぎを検出するゆらぎ検出部と、前
記ゆらぎ検出部の出力を計数するカウンターと、前記ゆ
らぎ検出部の出力により作動を開始し、第1、第2の積
分手段及びカウンターの作動を制御する制御部と、前記
カウンター出力と前記位相比較手段の比較結果に応じて
炎が存在するか否かを判断し、炎が存在するときは警報
を出力し、炎が存在しないときには前記制御部をリセッ
トする判断回路を含む炎検知手段とから構成されること
を特徴とする炎検知器。
a first light receiving element that is sensitive to a wavelength range specific to flame; a second light receiving element that is sensitive to a specific wavelength range in the visible range; and a first light receiving element that integrates the output of the first light receiving element. an integrating means for comparing the phases of the output of the first light receiving element and the output of the second light receiving element; a second integrating means for integrating only the shifted portion; a comparing means for comparing the integral values of the first and second integrating means; and detecting flame fluctuation based on the output of the first light receiving element. a fluctuation detection section; a counter that counts the output of the fluctuation detection section; a control section that starts operation based on the output of the fluctuation detection section and controls the operations of the first and second integrating means and the counter; and the counter. A flame determining circuit that determines whether a flame exists or not according to a comparison result of an output and the phase comparison means, outputs an alarm when a flame exists, and resets the control unit when a flame does not exist. A flame detector comprising a detection means.
JP23755085A 1985-04-27 1985-10-25 Flame detector Granted JPS6298224A (en)

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