JPS638538A - 煙感知器 - Google Patents
煙感知器Info
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- JPS638538A JPS638538A JP15249186A JP15249186A JPS638538A JP S638538 A JPS638538 A JP S638538A JP 15249186 A JP15249186 A JP 15249186A JP 15249186 A JP15249186 A JP 15249186A JP S638538 A JPS638538 A JP S638538A
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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
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- G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、自動火炎報知設備や家庭用、産業用の光電散
乱光式の煙感知器に関するものである。
乱光式の煙感知器に関するものである。
従来の技術
従来より、一般的な光電散乱光式煙感知器は次のような
構成をもつ。外光が入らず煙の流入が容易な暗箱内に、
発光体（ＬＥＤ）とこの発光体が放射する光を直接には
受光せずに、煙粒子が発光体の光束内にあるときに散乱
する光を受光する受光体（フォトダイオードまたはフォ
トトランジスタ）とを置き、これらを光学部とする。ま
た発光体を間欠的に発光させる駆動回路と、煙粒子によ
る散乱光を受光する受光体の出力を増幅する増幅器と、
この増幅器出力を所望する煙濃度に対応する電圧と比較
する比較器と、この比較器の出力により感知器が接続さ
れている回路を短絡して警報とするスイッチング回路等
とがあり、これらを回路１■とじて基本的に構成されて
いる。光電散乱光式煙感知器の動作は、まず間欠的に発
光体を発光させ、煙が発光体の光束内にあった時に、煙
粒子によって発光体がこれを受光する。受光体に流れた
光電流は、たとえばシリコンフォトダイオード（有効面
積１３朋）で煙濃度１０％／ｍのときで１０ｎＡ程度で
ある。この光電流を増幅し１ｏチ／ｍの煙濃度に相当す
る基準電圧と比較し、基準電圧と同じか、またはこれを
越えたときにスイッチング回路が接続されている回線を
短絡して警報信号を発する。
構成をもつ。外光が入らず煙の流入が容易な暗箱内に、
発光体（ＬＥＤ）とこの発光体が放射する光を直接には
受光せずに、煙粒子が発光体の光束内にあるときに散乱
する光を受光する受光体（フォトダイオードまたはフォ
トトランジスタ）とを置き、これらを光学部とする。ま
た発光体を間欠的に発光させる駆動回路と、煙粒子によ
る散乱光を受光する受光体の出力を増幅する増幅器と、
この増幅器出力を所望する煙濃度に対応する電圧と比較
する比較器と、この比較器の出力により感知器が接続さ
れている回路を短絡して警報とするスイッチング回路等
とがあり、これらを回路１■とじて基本的に構成されて
いる。光電散乱光式煙感知器の動作は、まず間欠的に発
光体を発光させ、煙が発光体の光束内にあった時に、煙
粒子によって発光体がこれを受光する。受光体に流れた
光電流は、たとえばシリコンフォトダイオード（有効面
積１３朋）で煙濃度１０％／ｍのときで１０ｎＡ程度で
ある。この光電流を増幅し１ｏチ／ｍの煙濃度に相当す
る基準電圧と比較し、基準電圧と同じか、またはこれを
越えたときにスイッチング回路が接続されている回線を
短絡して警報信号を発する。
一般に、外部からの電界や磁界によって回路に誘導され
ている電流が外部雑音として問題となるのであるが、上
記回路部はこの雑音対策として金属製ケースに納めて電
磁界に対する遮へいを施している。
ている電流が外部雑音として問題となるのであるが、上
記回路部はこの雑音対策として金属製ケースに納めて電
磁界に対する遮へいを施している。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、最も微少な信号が伝送されている受光体
と増幅器の間は完全に遮へいされていないのが現状であ
る。受光体と増幅器の間はシールド線なども使用されて
いるが完全でない。また、受光体を含めて遮へいする場
合には構造が複雑になること、コストが高ぐなること及
び光学部の配置、大きさなどに制限を与えることになる
などの欠点があった。
と増幅器の間は完全に遮へいされていないのが現状であ
る。受光体と増幅器の間はシールド線なども使用されて
いるが完全でない。また、受光体を含めて遮へいする場
合には構造が複雑になること、コストが高ぐなること及
び光学部の配置、大きさなどに制限を与えることになる
などの欠点があった。
このため、たとえば大電流の開閉器、アーク溶接をよび
加工装置、発電機等の近くて設置する場合や、また雷な
どが生じた場合に誤動作することがあった。一方、発光
体の劣化による発光効率の低下に伴なう発光量の減少や
、発光体および受光体表面へのやに、はこり等の汚れ付
着により、その汚れの層で光の吸収が生じ、受光量が減
少して感知器動作値の変化ができ、感知器動作点の長期
補償ができない等の問題があった。
加工装置、発電機等の近くて設置する場合や、また雷な
どが生じた場合に誤動作することがあった。一方、発光
体の劣化による発光効率の低下に伴なう発光量の減少や
、発光体および受光体表面へのやに、はこり等の汚れ付
着により、その汚れの層で光の吸収が生じ、受光量が減
少して感知器動作値の変化ができ、感知器動作点の長期
補償ができない等の問題があった。
本発明は、上記問題点に鑑み外部の電気的な雑音による
影響を著しく低減し、かつ感度劣化補償機能を得ること
ができる煙感知器を提供することを目的とする。
影響を著しく低減し、かつ感度劣化補償機能を得ること
ができる煙感知器を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段
本発明の煙感知器は、煙感知器の感度変化を補償するた
めに直接光受光体を設け、発光体および直接光、散乱光
受光体を回路部の金属ケース内に納め、これらと煙感知
器暗箱間を光学繊維により結合し、暗箱側光学繊維端に
レンズを備え、発光、受光の作用をもたせて煙粒子を検
知する構成となっている。
めに直接光受光体を設け、発光体および直接光、散乱光
受光体を回路部の金属ケース内に納め、これらと煙感知
器暗箱間を光学繊維により結合し、暗箱側光学繊維端に
レンズを備え、発光、受光の作用をもたせて煙粒子を検
知する構成となっている。
作用
本発明は上記した構成により、信号レベルの極めて低い
光電散乱光式煙感知器において誤動作の少ない耐候性の
すぐれた機能と高寿命を付与することができる。
光電散乱光式煙感知器において誤動作の少ない耐候性の
すぐれた機能と高寿命を付与することができる。
実施例
以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例における煙感知器の構成を示
すものである。この煙感知器は、発光体４およびこの発
光体４から放射する光を直接受光する直接光受光体５と
、発光体４からの光を直接受光せずに煙粒子が光束内に
ある時のみ散乱する光を受光する散乱光受光体６とを、
それぞれ発光体駆動回路７、直接光受光出力増幅器（以
下単に増幅器という）８、散乱光受光出力増幅器（以下
増幅器という）９の近くに設置している。他に電源回路
１３、パルス発生器１１、および増幅器８の出力を片方
の入力とし、かつ増幅器９の出力をもう一方の入力とし
次コンパレータ（比較器）１゜を、コンパレータ１ｏの
出力によって電源回路１３に入る感知器回線を短絡する
スイッチング回路１２などと共に電磁界遮蔽用の金属ケ
ース３の中に納めて外部電磁界に対する遮へいをより完
全にし次回路品２を構成している。また、発光体４と光
学繊維１４の一方の端面を光学的に結合させ、他方の端
面を暗箱１内の従来の発光体の置かれている位置にセル
フォックレンズａと光学結合して固定治具１５で固定す
る。さらに光学繊維１６の一方の端面を直接光受光体５
と光学的に結合し、他方の端面を暗箱１内の直接光受光
光学繊維固定治具１７でセルフォックレンズａと光学結
合して同定する。また光学繊維１８の一方の端面を散乱
光受光体６と光学的に結合し、他方の端面を暗箱１内の
散乱光の置かれていた位置、すなわち直接発光体４から
の光の放射範囲に入らず発光体からの発光光束を見わた
せる位置にセル７オツクレンズａと光学結合して散乱光
受光光学繊維固定治具１９で固定する。
すものである。この煙感知器は、発光体４およびこの発
光体４から放射する光を直接受光する直接光受光体５と
、発光体４からの光を直接受光せずに煙粒子が光束内に
ある時のみ散乱する光を受光する散乱光受光体６とを、
それぞれ発光体駆動回路７、直接光受光出力増幅器（以
下単に増幅器という）８、散乱光受光出力増幅器（以下
増幅器という）９の近くに設置している。他に電源回路
１３、パルス発生器１１、および増幅器８の出力を片方
の入力とし、かつ増幅器９の出力をもう一方の入力とし
次コンパレータ（比較器）１゜を、コンパレータ１ｏの
出力によって電源回路１３に入る感知器回線を短絡する
スイッチング回路１２などと共に電磁界遮蔽用の金属ケ
ース３の中に納めて外部電磁界に対する遮へいをより完
全にし次回路品２を構成している。また、発光体４と光
学繊維１４の一方の端面を光学的に結合させ、他方の端
面を暗箱１内の従来の発光体の置かれている位置にセル
フォックレンズａと光学結合して固定治具１５で固定す
る。さらに光学繊維１６の一方の端面を直接光受光体５
と光学的に結合し、他方の端面を暗箱１内の直接光受光
光学繊維固定治具１７でセルフォックレンズａと光学結
合して同定する。また光学繊維１８の一方の端面を散乱
光受光体６と光学的に結合し、他方の端面を暗箱１内の
散乱光の置かれていた位置、すなわち直接発光体４から
の光の放射範囲に入らず発光体からの発光光束を見わた
せる位置にセル７オツクレンズａと光学結合して散乱光
受光光学繊維固定治具１９で固定する。
以上のように構成された本実施例の煙感知器について、
以下その動作を説明する。一般に直接光受光体６の光電
流ＩＤと散乱光受光体６の光電流ＩＳとは１ｏ４：１程
度の比率であることから、増幅器８，９の利得をこの逆
の比率になるようにしておく。ま次発光体４が間欠的に
発光する之めに増幅を交流増幅することにより、受光体
５．６の暗電流成分を除去できる。したがって、増幅器
８の出力は利得をＡＤとするとムＤ・ ＩＤとなり、増
幅器９の出力は利得をムＳとするとＡｓ、Ｉｓとなる。
以下その動作を説明する。一般に直接光受光体６の光電
流ＩＤと散乱光受光体６の光電流ＩＳとは１ｏ４：１程
度の比率であることから、増幅器８，９の利得をこの逆
の比率になるようにしておく。ま次発光体４が間欠的に
発光する之めに増幅を交流増幅することにより、受光体
５．６の暗電流成分を除去できる。したがって、増幅器
８の出力は利得をＡＤとするとムＤ・ ＩＤとなり、増
幅器９の出力は利得をムＳとするとＡｓ、Ｉｓとなる。
周囲温度の変化または汚れの付着などによって二つの受
光体５，６の光電流かに倍となった場合に、増幅器８．
９の出力はそれぞれＫＡＤ。
光体５，６の光電流かに倍となった場合に、増幅器８．
９の出力はそれぞれＫＡＤ。
より、ＫＡＳ、Ｉｓとなる。し次がって、ある条件で人
り、 工ｉ）＝ムＳ、ＩＳとなるようにムＤおよび人
Ｓを設定しておくと、すなわちある条件の一定煙儂度で
コンパレータ１ｏが働くようにすると、Ｋ１人り、ＩＤ
＝に、ムＳ、Ｉｓであるから煙濃度以外にごみや油汚れ
、ヤニなどの付着によって条件が変化しても、先に定め
た煙濃度でコンパレータ１０が働く。コンパレータ１ｏ
が作動することによって、スイッチング回路１２が作動
し、感知器回線を短絡して警報信号を出す。この場合、
二つの受光体５．６には同種の素子を使用することによ
り、受光量の変化分と受光体６，６の光電流（または電
圧）の変化分の比のバラツキを１％以内にすることがで
きる。
り、 工ｉ）＝ムＳ、ＩＳとなるようにムＤおよび人
Ｓを設定しておくと、すなわちある条件の一定煙儂度で
コンパレータ１ｏが働くようにすると、Ｋ１人り、ＩＤ
＝に、ムＳ、Ｉｓであるから煙濃度以外にごみや油汚れ
、ヤニなどの付着によって条件が変化しても、先に定め
た煙濃度でコンパレータ１０が働く。コンパレータ１ｏ
が作動することによって、スイッチング回路１２が作動
し、感知器回線を短絡して警報信号を出す。この場合、
二つの受光体５．６には同種の素子を使用することによ
り、受光量の変化分と受光体６，６の光電流（または電
圧）の変化分の比のバラツキを１％以内にすることがで
きる。
一方、発光体繊維を固定する固定治具１５と、直接光受
光光学繊維固定治具１７と、散乱光受光光学繊維固定治
具１９とを外光が入らず煙の流入の容易な暗箱１内に設
置して煙検知部として構成することにより、上述のよう
な各光学繊維１４゜１６．１８の表面に光学結合し之セ
ルフォックレンズａの表面端部の汚れに対する補償と煙
の流入を検出できる。
光光学繊維固定治具１７と、散乱光受光光学繊維固定治
具１９とを外光が入らず煙の流入の容易な暗箱１内に設
置して煙検知部として構成することにより、上述のよう
な各光学繊維１４゜１６．１８の表面に光学結合し之セ
ルフォックレンズａの表面端部の汚れに対する補償と煙
の流入を検出できる。
尚、光学繊維１４．１６．１８を通過する際の光減衰は
少なく実用上はとんど支障とならない。
少なく実用上はとんど支障とならない。
光学繊維は別に高分子でなくても光電材（石英光ファイ
バ）でも良い。
バ）でも良い。
このように、発光体４および二つの受光体５゜６を従来
の金属ケース３内に納め、これらと煙検知部の間を光学
繊維１４，１６．１８により結合し、光学繊維１４，１
６．１８端部にセル７オツクレンズを光学結合すること
で、従来の発光体および受光体の作用を行なわせている
。即ち、発光体４または受光体５，６に対する最も微少
な信号の伝送は光学繊維１４．１６．１８により行なわ
れる。したがってこのような微少信号は周囲の電気的な
雑音には何等影響されず実験では８０ｄＢの雑音低減が
図れた。ぼた、発光体４および受光 ・体５，６を収納
する金属ケース３をシリコン樹脂等で充填することによ
り、発光体４および受光体５．６は外気と触れることが
なくなり、環境条件に対する特性変化、劣化等を起しに
くくなる。さらに煙検知部である暗箱１が従来に比べて
極めて小型にできることと、光学繊維１４，１６．１８
を回路部と光コネクタ接続することにより、暗箱１内に
形成される煙検知部と回路部２を自由の長さに光学繊維
１４．１６．１８によって変えられることから設置の容
易性、検知部のセンサ適利用方法が考えられる。
の金属ケース３内に納め、これらと煙検知部の間を光学
繊維１４，１６．１８により結合し、光学繊維１４，１
６．１８端部にセル７オツクレンズを光学結合すること
で、従来の発光体および受光体の作用を行なわせている
。即ち、発光体４または受光体５，６に対する最も微少
な信号の伝送は光学繊維１４．１６．１８により行なわ
れる。したがってこのような微少信号は周囲の電気的な
雑音には何等影響されず実験では８０ｄＢの雑音低減が
図れた。ぼた、発光体４および受光 ・体５，６を収納
する金属ケース３をシリコン樹脂等で充填することによ
り、発光体４および受光体５．６は外気と触れることが
なくなり、環境条件に対する特性変化、劣化等を起しに
くくなる。さらに煙検知部である暗箱１が従来に比べて
極めて小型にできることと、光学繊維１４，１６．１８
を回路部と光コネクタ接続することにより、暗箱１内に
形成される煙検知部と回路部２を自由の長さに光学繊維
１４．１６．１８によって変えられることから設置の容
易性、検知部のセンサ適利用方法が考えられる。
発明の効果
本発明は、発光体および直接光、散乱光受光体を回路部
の金属ケース内に納め、これらと煙感知器暗箱間を光学
繊維により結合し、暗箱側光学繊維端にレンズを備え、
発光、受光の作用をもたせて煙粒子を検知する構成によ
り、外部の電気的雑音による影響を著しく低減し、かつ
感度劣化補償機能を得ることができる効果がある。
の金属ケース内に納め、これらと煙感知器暗箱間を光学
繊維により結合し、暗箱側光学繊維端にレンズを備え、
発光、受光の作用をもたせて煙粒子を検知する構成によ
り、外部の電気的雑音による影響を著しく低減し、かつ
感度劣化補償機能を得ることができる効果がある。
図は本発明の一実施例における煙感知器の構成を示すブ
ロック図である。 １・・・・・・暗箱、２・・・・・・回路部、３・・・
・・・金属ケース、４・・・・・・発光体、５・・・・
・・直接光受光体、６・・・・・・散乱光受光体、７・
・・・・・発光体駆動回路、８・・・・・・直接光受光
出力増幅器、９・・・・・・散乱光受光出力増幅器、１
Ｑ・・・・・・コンパレータ、１１・・・・・・パルス
発生器、１２・・・・・・スイッチング回路、１３・・
・・・・電源回路、１４．１６．１８・・・・・・光学
繊維、１６・・・・・・発光用光学繊維固定治具、１７
・・・・・・直接光受光用光学繊維治具、１９・・・・
・・散乱光受光用光学繊維固定治具、ａ・・・・・・セ
ルフォックレンズ。
ロック図である。 １・・・・・・暗箱、２・・・・・・回路部、３・・・
・・・金属ケース、４・・・・・・発光体、５・・・・
・・直接光受光体、６・・・・・・散乱光受光体、７・
・・・・・発光体駆動回路、８・・・・・・直接光受光
出力増幅器、９・・・・・・散乱光受光出力増幅器、１
Ｑ・・・・・・コンパレータ、１１・・・・・・パルス
発生器、１２・・・・・・スイッチング回路、１３・・
・・・・電源回路、１４．１６．１８・・・・・・光学
繊維、１６・・・・・・発光用光学繊維固定治具、１７
・・・・・・直接光受光用光学繊維治具、１９・・・・
・・散乱光受光用光学繊維固定治具、ａ・・・・・・セ
ルフォックレンズ。
Claims (2)
- （１）発光体と直接光受光体と散乱光受光体とが収納さ
れた金属ケースと、外光が入らず煙の流入が容易な暗箱
内に一端がレンズ結合されて固定され、かつ他端が前記
発光体と結合された第１の光学繊維と、前記第１の光学
繊維より放射される光を直接受光するよう前記暗箱内の
位置に一端がレンズ結合されて固定され、かつ他端が前
記直接光受光体と結合された第２の光学繊維と、前記第
１の光学繊維より放射される光を直接受光せず煙からの
散乱光を受光するよう前記暗箱内の位置に一端がレンズ
結合されて固定され、かつ他端が前記直接光受光体と結
合された第３の光学繊維とを備えた煙感知器。 - （２）暗箱部と、発光体および直接光受光体および間接
光受光体が収容された金属ケースとが互いに離されて設
けられた特許請求の範囲第１項記載の煙感知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15249186A JPS638538A (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 煙感知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15249186A JPS638538A (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 煙感知器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS638538A true JPS638538A (ja) | 1988-01-14 |
Family
ID=15541630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15249186A Pending JPS638538A (ja) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | 煙感知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS638538A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1818884A1 (de) * | 2006-02-13 | 2007-08-15 | Gerhard Dzubiel | Raucherkennungsvorrichtung |
| CN105354971A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-02-24 | 安徽中熹通讯科技有限责任公司 | 一种光纤烟雾传感器 |
| KR20160095036A (ko) | 2014-07-14 | 2016-08-10 | 펜월 컨트롤즈 오브 재팬, 리미티드 | 광전식 연기 감지기 |
| CN107016815A (zh) * | 2016-01-28 | 2017-08-04 | 日本德赖化学股份有限公司 | 光电式烟雾传感器 |
| KR20170090366A (ko) * | 2016-01-28 | 2017-08-07 | 닛폰 도라이 케미카루 가부시키가이샤 | 광전식 연기 감지기 |
| KR20180043330A (ko) | 2015-08-25 | 2018-04-27 | 펜월 컨트롤즈 오브 재팬, 리미티드 | 광전식 연기 감지기 |
-
1986
- 1986-06-27 JP JP15249186A patent/JPS638538A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1818884A1 (de) * | 2006-02-13 | 2007-08-15 | Gerhard Dzubiel | Raucherkennungsvorrichtung |
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| US10054542B2 (en) | 2014-07-14 | 2018-08-21 | Fenwal Controls Of Japan, Ltd. | Photoelectric smoke detector |
| KR20180043330A (ko) | 2015-08-25 | 2018-04-27 | 펜월 컨트롤즈 오브 재팬, 리미티드 | 광전식 연기 감지기 |
| US10151693B2 (en) | 2015-08-25 | 2018-12-11 | Fenwal Controls Of Japan, Ltd. | Photoelectric smoke sensor |
| CN105354971A (zh) * | 2015-11-12 | 2016-02-24 | 安徽中熹通讯科技有限责任公司 | 一种光纤烟雾传感器 |
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| JP2017138968A (ja) * | 2016-01-28 | 2017-08-10 | 日本ドライケミカル株式会社 | 光電式煙感知器 |
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