KR20090007631U - Ultra-violet sensor for detection of flame - Google Patents
Ultra-violet sensor for detection of flame Download PDFInfo
- Publication number
- KR20090007631U KR20090007631U KR2020080001069U KR20080001069U KR20090007631U KR 20090007631 U KR20090007631 U KR 20090007631U KR 2020080001069 U KR2020080001069 U KR 2020080001069U KR 20080001069 U KR20080001069 U KR 20080001069U KR 20090007631 U KR20090007631 U KR 20090007631U
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- flame
- sensor
- negative electrode
- lead wire
- ultraviolet
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 238000000825 ultraviolet detection Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 9
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 17
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 4
- 230000005457 Black-body radiation Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/48—Photometry, e.g. photographic exposure meter using chemical effects
- G01J1/50—Photometry, e.g. photographic exposure meter using chemical effects using change in colour of an indicator, e.g. actinometer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0014—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation from gases, flames
- G01J5/0018—Flames, plasma or welding
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/28—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using photoemissive or photovoltaic cells
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/12—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions
- G08B17/125—Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infrared radiation or of ions by using a video camera to detect fire or smoke
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
Abstract
화재가 발생했을 때의 불꽃을 감지하는 불꽃감지기는, 자외선 또는 중적외선(MID INFRARED RAY)을 검출하는 방법을 사용한다. 본 고안은 불꽃감지기에 사용되는 자외선 감지 센서의 형상과 구조에 관한 것이다. 기존에 상업화된 자외선 감지 센서는 광전효과(PHOTO ELECTRIC EFFECT)를 이용하는 광전관(PHOTOELECTRIC TUBE)으로서, 그 크기와 형상이 크고 특정한 모양만 생산되기 때문에 이를 이용한 불꽃감지기를 작게 만들 수 없도록 제약하는 단점이 있다.As a flame detector for detecting a flame when a fire occurs, a method of detecting ultraviolet rays or mid infrared rays (MID INFRARED RAY) is used. The present invention relates to the shape and structure of the ultraviolet sensor used in the flame detector. Conventional commercialized UV sensor is a photoelectric tube using photoelectric effect, and since its size and shape is large and only a specific shape is produced, it has a disadvantage of not being able to make a small flame detector using it. .
본 고안은, 상기의 단점을 극복하고 불꽃감지기를 더욱 작게 만들 수 있도록 하기 위해서, 불꽃감지기용 자외선 감지 센서의 형상과 구조를 새로이 개발하였다. The present invention, in order to overcome the above disadvantages and to make the flame detector even smaller, newly developed the shape and structure of the ultraviolet sensor for flame detection.
본 고안의 불꽃감지용 자외선 감지 센서는, UV detection sensor for flame detection of the present invention,
외부의 불꽃에 의해 발생하는 자외선을 센서 내부로 투과시키기 위한 자외선 투과용 불꽃감지 창(19)과,A flame detection window 19 for transmitting ultraviolet rays for transmitting ultraviolet rays generated by an external flame into the sensor;
센서 내부를 보호하기 위한 원통형 측면 하우징(20)과,Cylindrical side housing 20 for protecting the inside of the sensor,
센서 내부를 보호하기 위한 원판형 하부 하우징(22)과,Disc-shaped lower housing 22 for protecting the inside of the sensor,
양(+) 전압을 부가하여 음극판(24)으로부터 방출되는 광전자를 끌어당기는 양극 리드선(23)과,A positive lead wire 23 which attracts photoelectrons emitted from the negative electrode plate 24 by adding a positive voltage,
자외선이 도달하면 광전자를 방출하는 음극판(24)과,A negative electrode plate 24 that emits photoelectrons when ultraviolet rays arrive,
음극판(24)과 연결되며, 음(-) 전압을 부가하여 음극판(24)에서 광전자가 방출되도록 하는 음극 리드선(25)을 포함하여 구성된다.It is connected to the negative electrode plate 24, and comprises a negative electrode lead wire 25 for adding a negative voltage (-) to emit photoelectrons from the negative electrode plate 24.
소방방재, 화재감지기, 불꽃감지기, 자외선 센서, 광전효과 Fire prevention, fire detector, flame detector, ultraviolet sensor, photoelectric effect
Description
소방방재 분야에서 활용되는, 화재 발생 유무를 감지하는 화재감지기는 크게 분류하면 열감지기, 연기감지기, 및 불꽃감지기 등으로 나누어진다. 열감지기는 화재감지기 주변의 열이나 온도를 감지하여 화재의 발생 유무를 판정한다. 연기감지기는 화재감지기에 유입되는 공기 중의 연기 입자를 감지하며, 불꽃감지기는 불꽃으로부터 방출되는 광선을 감지한다. Fire detectors used in the field of firefighting and disaster prevention are classified into heat detectors, smoke detectors, and flame detectors. The heat detector detects heat or temperature around the fire detector to determine whether a fire has occurred. Smoke detectors detect smoke particles in the air entering the smoke detector, and flame detectors detect the light rays emitted from the flames.
불꽃감지기는 화재에 의한 불꽃에서 방출되는 중적외선(MID-INFRARED) 또는 자외선(ULTRA-VIOLET)을 감지하는 불꽃감지 센서를 이용하는 화재감지기이다.The flame detector is a fire detector using a flame detection sensor that detects mid-infrared or ultra-violet emitted from a flame caused by a fire.
본 고안은 불꽃감지기에 사용되는 불꽃감지 센서 중에서 자외선 감지 센서에 관한 것이다.The present invention relates to an ultraviolet detection sensor among the flame detection sensor used in the flame detector.
화재감지기의 일종인 불꽃감지기의 원리는 불꽃으로부터 방출되는 빛을 감지하는 것이다.The principle of a flame detector, a kind of fire detector, is to detect light emitted from a flame.
도 1에는 온도에 따른 흑체복사(BLACKBODY RADIATION) 파장(WAVELENGTH)을 도시하고 있다. 가로축은 방출되는 에너지의 파장별 분포이고, 세로축은 에너지의 강도(INTENSITY)를 의미한다. 흑체복사란, 이론적인 것으로서 물질의 온도에 의해서만 결정되는 에너지 방출 특성을 의미한다. 도 1에서 310K(K는 절대온도)의 온도를 갖는 흑체가 방출하는 에너지를 구성하는 파장과, 3000K로 온도가 증가하였을 경우의 파장은 매우 큰 차이가 있다. 우선 온도가 증가하면 각 파장별 방출되는 에너지의 절대적인 양이 증가한다. 그리고 최고 강도를 보여주는 파장이 짧은 쪽으로 이동한다. 310K의 흑체가 방출하는 에너지의 파장별 분포에서는, 1 마이크로미터보다 짧은 파장에서는 거의 강도를 측정할 수 없지만, 3000K와 같은 고온 흑체의 방출 특성에서는 1 마이크로미터 이하의 가시광선 뿐만 아니라, 400 나노미터 미만의 자외선 영역의 파장도 방출하고 있음을 알 수가 있다. FIG. 1 illustrates a blackbody radiation wavelength WAVELENGTH according to temperature. The horizontal axis represents the wavelength distribution of the emitted energy, and the vertical axis represents the intensity of the energy (INTENSITY). Blackbody radiation, in theory, refers to energy release properties determined only by the material's temperature. In FIG. 1, the wavelength constituting the energy emitted by a black body having a temperature of 310 K (K is an absolute temperature) and a wavelength when the temperature is increased to 3000 K are very large. First, as the temperature increases, the absolute amount of energy emitted at each wavelength increases. And the wavelength showing the highest intensity shifts toward the shorter side. In the wavelength-by-wavelength distribution of the energy emitted by a black body of 310K, intensity can hardly be measured at wavelengths shorter than 1 micrometer. It can be seen that the wavelength in the ultraviolet region below is also emitted.
물질이 연소할 때 발생하는 불꽃에서 방출되는 에너지에 포함된 파장도 도 1의 특징과 유사하다. 불꽃의 화염온도가 높거나 화염 강도가 크면 방출되는 파장의 절대적인 강도는 증가하고, 최고 강도의 파장이 가시광선이나 자외선과 같은 짧은 파장 쪽으로 이동하게 된다.The wavelengths included in the energy emitted from the sparks generated when the material burns are similar to those of FIG. 1. If the flame temperature of the flame is high or the flame intensity is high, the absolute intensity of the emitted wavelength increases, and the wavelength of the highest intensity is shifted toward shorter wavelengths such as visible or ultraviolet rays.
소방 방재 분야에서 상업적으로 활용되고 있는 불꽃감지기는, 물질이 연소할 때 방출하는 빛의 특정 파장의 강도 변화를 측정하여 불꽃의 발생 유무를 판정한다. 불꽃감지기에 사용되는 불꽃감지 센서로는 중적외선 센서와 자외선 센서가 있다. 상기에서 설명하였듯이 불꽃에서 방출되는 파장에는 적외선, 가시광선, 자외선 등이 모두 포함되어 있지만 일반적으로 가시광선은 불꽃의 유무를 판정하는 데 사용하지 않는다. 왜냐하면 산업 현장에 설치된 불꽃감지기 주변에는 태양으로부터 방출되어 지표에 도달한 가시광선이 존재하며 또한 이 가시광선의 변화가 심하기 때문이다.Flame detectors, which are used commercially in the field of firefighting and disaster prevention, measure the change in intensity of specific wavelengths of light emitted when a material burns to determine the occurrence of a flame. Flame detectors used in flame detectors include mid-infrared and ultraviolet sensors. As described above, the wavelength emitted from the flame includes infrared rays, visible rays, ultraviolet rays, and the like, but in general, the visible rays are not used to determine the presence or absence of the flame. This is because there is visible light emitted from the sun and reaching the surface around the flame detector installed at the industrial site, and the visible light is changed greatly.
따라서 불꽃의 유무를 판정하기 위해서, 중적외선 영역의 광량 변화와, 자외선 영역의 광량 변화를 검출하여 불꽃의 발생 유무를 판정한다.Therefore, in order to determine the presence or absence of a flame, a change in the amount of light in the mid-infrared region and a change in the amount of light in the ultraviolet region are detected to determine whether or not a flame is generated.
본 고안은 불꽃을 감지하기 위한 센서 중에서 자외선 센서에 관한 것이므로 자외선 센서의 작동 원리에 대해서만 설명한다. Since the present invention relates to the ultraviolet sensor among the sensors for detecting the flame, only the operating principle of the ultraviolet sensor will be described.
도 2에는 광전효과(PHOTO ELECTRIC EFFECT)를 이용한 자외선 센서의 기본적인 원리가 도시되어 있다. 금속 표면(금속판)에 파장이 짧은 자외선, 엑스선, 감마선 등을 쬐면 금속 표면에서 전자가 튀어나오는데 이러한 현상을 광전효과라 하며, 이 때 나온 전자를 광전자라 한다. 이러한 광전효과는 특정 진동수(한계 진동수) 이상의 빛에서만 광전자가 방출되며, 빛의 진동수가 특정 진동수보다 크면 빛의 세기가 아무리 약해도 빛을 쬐는 즉시 광전자가 방출한다. 또한 같은 진동수의 빛을 쬐여 줄 때 광전자에 의한 광전류의 세기는 입사된 빛의 세기에 비례한다. 도 2에서 특정 파장의 빛(광자)이 금속판(음극판)에 도달하면 금속판에서는 광전자가 방출된다. 방출된 광전자는 (+) 전기가 걸려 있는 양극으로 이동하게 된다. 광전자가 방출되기 전에는 양극과 음극 사이에는 전류의 흐름이 없었으나, 광전자가 음극에서 양극으로 이동함에 따라 전류가 흐르는 폐쇄회로가 구성된다. 이 때 두 극 사이에 흐르는 전류를 측정하여 음극에 도달한 특정 파장(특정 진동수)의 빛의 유무와 강도를 알 수 있다. 2 illustrates a basic principle of an ultraviolet sensor using a photoelectric effect. When ultraviolet rays, X-rays, or gamma rays, which have short wavelengths, are exposed on a metal surface (metal plate), electrons are emitted from the metal surface. This phenomenon is called a photoelectric effect. The photoelectric effect is emitted only by light above a certain frequency (limit frequency), and when the light frequency is greater than a certain frequency, the photoelectron emits immediately after the light is exposed, no matter how weak the light intensity. In addition, when the light of the same frequency is exposed, the intensity of photocurrent by the photoelectrons is proportional to the intensity of the incident light. In FIG. 2, when light (photons) having a specific wavelength reaches the metal plate (cathode plate), photoelectrons are emitted from the metal plate. The emitted photoelectrons move to the anode where the (+) electricity is applied. Before the photoelectrons were emitted, there was no current flow between the anode and the cathode, but as the photoelectrons move from the cathode to the anode, a closed circuit is formed through which the current flows. At this time, the current flowing between the two poles can be measured to determine the presence and intensity of light at a specific wavelength (specific frequency) reaching the cathode.
상기에서와 같이, 불꽃감지용 자외선 센서는 자외선과 같은 매우 짧은 파장의 빛에 대해서만 선택적으로 광전자를 방출하는 광전효과를 이용한다.As above, the flame detection ultraviolet sensor utilizes a photoelectric effect that selectively emits photoelectrons only for light of very short wavelengths, such as ultraviolet light.
도 3에는 상업적으로 개발된, 일본국 하마마츄(HAMAMATSU)사의 유브이 트론(UV TRON)이라는 제품명을 갖는 불꽃감지용 자외선 센서에 대한 특성이 도시되어 있다. 불꽃에서 방출되는 파장 중에서 태양광과 간섭을 일으키지 않는 180~260 나노미터 사이의 파장에 대해서 광전자를 발생시키는 불꽃감지용 자외선 센서이다. 상기에서 이미 언급하였듯이 광전효과는 아무리 미약한 광량이라 할지라도 특정 진동수(파장)의 빛에 대해서는 즉시 광전효과를 발생시킨다. 따라서 이 센서는 태양광과 일반 상업적인 램프의 빛에 대해서는 광전효과를 발생시키지 않고 오직 물질의 연소에 의한 불꽃에서 발생하는 미약한 자외선 영역에서만 선택적으로 광전효과를 발생시킨다. 3 shows a characteristic of a UV sensor for flame detection having a product name, UV TRON, commercially developed by HAMAMATSU, Japan. The flame-sensing ultraviolet sensor generates photoelectrons at wavelengths between 180 and 260 nanometers, which do not interfere with sunlight, among the wavelengths emitted from the flame. As already mentioned above, the photoelectric effect generates a photoelectric effect immediately for light of a certain frequency (wavelength), no matter how weak the amount of light. Thus, the sensor does not generate photoelectric effects on sunlight and light in commercial lamps, but selectively generates photoelectric effects only in the fragile ultraviolet region generated by the combustion of a material.
도 4는, 도 3의 특성을 갖는 제품의 실물 사진이다. 전면의 클립과 같이 생긴 구부러진 전극이 양극이고 뒷면의 금속판이 음극판이며, 두 개의 전극은 일정한 간격을 두고 분리되어 있다. 또한 두 개의 전극은 유리관 내부에 설치되어 있으며 유리관이 밀봉되어 있으므로 외부의 대기와는 단절되어 있다. 4 is a real photograph of a product having the characteristics of FIG. 3. The bent electrode that looks like a clip on the front is the anode, and the metal plate on the back is the cathode, and the two electrodes are separated at regular intervals. In addition, the two electrodes are installed inside the glass tube and are sealed from the outside atmosphere because the glass tube is sealed.
도 5는, 도 4의 실물 사진에 대한 도면이다. 직경 9 밀리미터, 길이 56 밀리미터의 크기이다. 점선으로 표시된 부분이 음극판(2, 7)과 양극(3, 6)이다. 음극판 인 금속판은 아연, 세슘, 안티몬 등과 같은 금속으로 제작된다. 음극판의 크기는 가로가 12 밀리미터, 세로가 5 밀리미터이며 면적은 60 제곱밀리미터이다. 양극과 음극판은 자외선을 투과시키는 관(TUBE, 1) 내부에 밀봉되어 있어서 외부의 대기와 접촉하지 않는다. 양극(3, 6)은 양극 리드선(4)과 연결되어 있으며, 음극판(2, 7)은 음극 리드선(5)과 연결되어 있다.FIG. 5 is a diagram of a real photograph of FIG. 4. It is 9 millimeters in diameter and 56 millimeters in length. The portions indicated by dotted lines are the
도 6은, 도 5의 자외선 센서(9)를 이용하여 개발된 자외선 감지용 불꽃감지기(FLAME DETECTOR) 내부의 마이크로컨트롤러(MICRO CONTROLLER, 8)의 외관 사진이다. 이 사진의 보이지 않는 뒷 부분에는 마이크로프로세서(MICRO PROCESSOR)와 전자 부품이 장착되어 있다. 이 사진으로부터 알 수 있듯이 원형인 마이크로컨트롤러(8)의 크기보다 자외선 센서(9)의 길이가 약간 작다. 즉, 자외선 센서(9)의 길이가, 마이크로컨트롤러(8)의 크기를 작게 만들 수 없도록 제약 조건으로 작용하고 있다. 마이크로컨트롤러(8)를 더욱 작게 만들고자 하여도 자외선 센서가 길이 방향으로 긴 형상을 하고 있어서, 둥근 원형인 마이크로컨트롤러(8)를 더 이상 작게 만들 수 없다.FIG. 6 is a photograph of an external appearance of a microcontroller MICRO CONTROLLER 8 inside a FLAME DETECTOR developed using the ultraviolet sensor 9 of FIG. 5. The invisible back of this picture is equipped with a microprocessor and electronics. As can be seen from this photograph, the length of the ultraviolet sensor 9 is slightly smaller than that of the
도 7은, 도 6의 자외선 센서(9, 13)와 마이크로컨트롤러(8, 14)가 장착된 자외선 불꽃감지기의 단면을 나타내는 도면이다. 도면에서 알 수 있듯이 빛을 받아들이는 자외선 센서(13)의 음극판을, 센서 하단에 있는 빛이 입사하는 불꽃감지 창(WINDOW, 11)의 중앙에 위치시킬 경우, 더 이상 불꽃감지기의 직경을 작게 만들 수 없다.FIG. 7 is a view showing a cross section of the ultraviolet flame detectors on which the
본 고안에서는 불꽃감지기의 크기를 더욱 작게 만들기 위해서, 불꽃감지기 내부에 사용되고 있는 자외선 감지 센서의 형상을 개선하였다.In the present invention, in order to further reduce the size of the flame detector, the shape of the ultraviolet sensor used in the flame detector is improved.
도 8은, 기존의 일본국 하마마츄사의 불꽃 감지를 위한 자외선 센서(18)와, 본 고안의 자외선 감지 센서(17)의 형상을 비교 도시한 그림이다. 좌측의 본 고안의 자외선 감지 센서(17)는 음극판(금속판)이 가로 8 밀리미터, 세로 8 밀리미터인 정사각형 모양을 하고 있으며, 음극판의 면적은 64 제곱밀리미터이다. 하마마츄사의 자외선 센서(18)의 음극판은, 가로 12 밀리미터, 세로 5 밀리미터이며 음극판의 면적은 60 제곱밀리미터이다. 음극판은 외부로부터 빛을 받아들이는 부분으로서 면적이 커지면 빛을 많이 받아 들일 수 있으므로 감도도 증가한다. 본 고안에서 안출한, 불꽃 감지를 위한 자외선 센서(17)의 음극판 면적이 하마마츄사의 자외선 센서(18)의 음극판 면적보다 다소 큼을 알 수가 있다.FIG. 8 is a diagram comparing the shapes of the
도 9에는 본 고안에서 안출한, 불꽃감지용 자외선 센서의 상세 형상이 제시되어 있다. 도 5에 제시된, 일본국 하마마츄사의 자외선 센서의 크기는 직경 9 밀리미터, 길이 56 밀리미터, 음극판의 면적 60 제곱밀리미터이다. 도 9에 제시된 본 고안의 자외선 센서의 크기는, 직경 23 밀리미터, 길이(높이) 8 밀리미터, 음극판의 면적은 64 제곱밀리미터이다. 즉, 직경은 다소 커지고 길이는 1/5 이하로 작아졌으나, 감도를 결정하는 음극판의 면적은 다소 커졌음을 알 수가 있다. 9 shows the detailed shape of the flame-detecting ultraviolet sensor devised in the present invention. The size of the ultraviolet sensor of Hamamatsu, Japan, shown in Fig. 5, is 9 millimeters in diameter, 56 millimeters in length, and 60 square millimeters in area of the negative electrode plate. The size of the ultraviolet sensor of the present invention shown in FIG. 9 is 23 millimeters in diameter, 8 millimeters in length (height), and the area of the negative electrode plate is 64 square millimeters. That is, although the diameter was somewhat larger and the length was smaller than 1/5 or less, it can be seen that the area of the negative electrode plate for determining the sensitivity was rather large.
도 9 및, 도 10과 같은, 본 고안의 불꽃감지용 자외선 감지 센서를 이용하면, 도 11 및 도 12와 같이 불꽃감지기의 마이크로컨트롤러(32)를 작게 개발할 수 있다. 결과적으로 소형의 불꽃감지기(37)의 개발과 제작이 가능해진다. 또한 불꽃감지용 자외선 감지 센서의 외형 크기는 작아지나, 음극판(24)을 크게 함으로써 빛을 받아들이는 수광 면적을 크게 하여 감도를 증가시킬 수 있는 효과가 발생한다. 9 and 10, using the flame detection UV detection sensor of the present invention, as shown in Figures 11 and 12 it is possible to develop a
본 고안의, 불꽃 감지를 위한 자외선 감지 센서는, 도 10에서와 같이 불꽃감지 창(19), 원통형 측면 하우징(21), 원판형 하부 하우징(22), 양극 리드선(23), 음극판(24), 음극 리드선(25) 등으로 구성된다. The ultraviolet detection sensor for flame detection of the present invention, the
도 10에 제시된, 본 고안의 불꽃감지용 자외선 감지 센서는, 최상단에 불꽃으로부터 입사되는 광선이 투과하는 불꽃감지 창(19)이 위치하고, 불꽃감지 창(19)의 하부에 4~5 밀리미터 이격되어 양극 리드선(23)이 위치하고, 양극 리드선(23)의 하부에 0.5~1.5 밀리미터 이격되어 음극판(24)이 위치한다. 음극판(24)의 하부에는 평행한 방향으로 음극 리드선(25)이 용접되어 있다. 음극 리드선(25)의 하부에는 2~3 밀리미터 이격되어 원판형 하부 하우징(22)이 위치한다. 불꽃감지 창(19)과 원판형 하부 하우징(22)의 측면에는 원통형 측면 하우징(21)이 감싸고 있으며 내부를 밀봉하고 있다. 센서의 외부로부터 불꽃감지 창(19)을 통해서, 센서 내부를 수직으로 투영했을 때, 불꽃감지 창(19), 음극판(24), 원통형 측면 하우징(21), 원판형 하부 하우징(22)의 중심이 일치하도록 배치하였다. 10, the flame detection ultraviolet ray detection sensor of the present invention has a
불꽃감지 창(19)은 단결정 사파이어 또는 자외선 투과율이 높은 특수 재질로 제작되며, 직경 20 밀리미터, 두께 1 밀리미터의 투명한 원판 형상이다. The
원통형 측면 하우징(21)과 원판형 하부 하우징(22)은 스테인레스 재질의 금속을 사용하거나, 황동 또는 일반 강판과 같은 값 싼 재질의 금속에 녹이 슬지 않도록 니켈 도금과 같은 후처리한 재료를 사용할 수 있다. 금속 뿐만 아니라 다양한 재질의, 플라스틱과 같은 전기가 절연되는 고분자 재료를 사용하여도 무방하다. The
원통형 측면 하우징(21)은 직경 23 밀리미터, 높이 7.5 밀리미터 정도의 원통이며, 원통의 상단과 하단의 평면은 열려 있는 형태이다. 열려 있는 상단에는 불꽃으로부터 발생하는 광선이 투과할 수 있는 불꽃감지 창(19)을 설치하고 접착제(20)로 접합할 수 있는 구조로 되어 있다. 열려 있는 하단은 원판형 하부 하우징(22)이 접착제(27)로 접합된다. 이 때 사용되는 접착제(20, 27)는 섭씨 50도 이상에 견디는 재질을 사용하였다. 원통형 측면 하우징(21)의 상단과 하단에 불꽃감지 창(19)과 원판형 하부 하우징(22)을 접합함으로써 센서는 밀폐형 구조가 된다.The
도 10에서, 본 고안의 불꽃 감지를 위한 자외선 감지 센서의 내부에는, 양극 리드선(23), 음극판(24), 음극 리드선(25) 등이 설치되어 있다.In FIG. 10, an
양극 리드선(23)의 재질은 금속성 전기 전도체며, 두께 0.5~1.0 밀리미터의 한 가닥 선으로 되어 있다. 양극 리드선(23)은 도 9의 평면도에서와 같이 나선형 클립 모양으로 구부러져 있으며, 안 쪽에서 바깥 쪽으로 나선형으로 감겨져 나오며 한 바퀴 반을 회전한 후 3~4 밀리미터 정도 직진한다. 이 때 나선형 클립 모양으로 구부러진 부분은 정방형의 음극판(24)의 가장자리를 벗어나지 않는 모양이어야 한다. 클립 모양으로 구부러진 후 직진한 양극 리드선(23)은, 나선형 클립 모양의 리드 선이 형성하는 가상의 평면과 수직하는 방향으로 재차 구부러진다. 재차 구부러진 양극 리드선(23)은 원판형 하부 하우징(22)을 통과하여 센서 외부로 노출된다. 외부로 노출되는 양극 리드선(23)은 원판형 하부 하우징과(22)과 접착제(26)로 접합됨으로써 센서 내부는 밀봉되어 외부와 단절된다. The material of the
음극판(24)은 아연, 세슘, 또는 안티몬과 같은 자외선에 의한 광전효과가 좋은 재질을 사용하여 제작한다. 정방형의 음극판 크기는 한 변이 8 밀리미터이며, 두께는 약 1 밀리미터이다. 음극판의 한 면은 빛을 받아들이는 기능을 하며, 반대편 면의 가운데에는 음극 리드선(25)이 평행한 방향으로 용접되어 있다. The
음극 리드선(25)의 재질도 금속성 전기 전도체며, 두께 0.5~1.0 밀리미터의 한 가닥 선으로 되어 있다. 음극 리드선(25)은 음극판(24)에 평행한 방향으로 용접되어 있으며 용접된 부위로부터 4~5 밀리미터 정도 직진 후 수직으로 구부러진다. 구부러진 음극 리드선(25)은 원판형 하부 하우징(22)을 통과하여 센서 외부로 노출된다. 음극 리드선(25)과 원판형 하부 하우징(22)은 접착제(26)로 접합됨으로써 센서 내부는 밀봉되어 외부와 단절된다.The material of the
센서 내부의 양극 리드선(23)과 음극 리드선(25)은 원판형 하부 하우징(22)을 통해서 외부로 빠져 나와 노출된다. 외부에 노출된 두 개의 리드선(23, 25)은 원판형 하부 하우징(22)의 중심점으로부터 대칭으로 6~7 밀리미터 정도 이격되어 있다. The
양극 리드선(23)과 음극판(24) 사이의 간극은 사용 용도에 따라 0.5~1.5 밀리미터 사이의 적당한 간극을 선택하면 된다. 음극판(24)에서 발생하는 광전자를 양극으로 끌어당기기 위해서는 양극(23)과 음극판(24) 사이에 고전압을 걸어주는 데, 이 때 사용하는 전압의 크기에 따라 양극(23)과 음극판(24) 사이의 간극을 조정하여야 한다. 전압이 높아질수록 간극은 크게 할 수 있으며 전압이 낮아지면 간극을 작게 하여야 한다. 간극이 작아지면 낮은 전압으로도 광전자를 끌어 당길 수 있으나, 간극이 너무 작아지면 외부 빛이 입사하지 않아도 양극(23)과 음극판(24) 사이에서 방전하는 현상이 발생하여 불꽃에 의한 광전자를 측정할 수 없게 된다. 따라서 양극 리드선(23)의 재질과 음극판(24)의 재질에 따라서 간극을 적절히 설정하여야 한다. The gap between the positive
센서의 내부는 진공으로 밀봉하거나, 특정한 가스를 충진하고 밀봉할 수 있다. 진공으로 제작하면 광전효과의 특성이 양호하고, 입사광의 세기와 선형적으로 비례하는 광전효과를 얻을 수 있다. 이에 비해 아르곤, 네온 등과 같은 특수 가스를 센서 내부에 충진하면, 진공으로 밀봉했을 때보다 더 높은 광전효과를 얻을 수 있으나, 입사광의 세기와 선형적으로 비례하지 않는 광전효과를 발생시킨다. 특수 가스를 충진하면, 음극판에서 발생하는 광전자가 특수 가스를 이온화시켜 더 많은 전자의 흐름(광전류)을 만들 수 있다. 불꽃 감지용 자외선 센서의 적용 목적에 따라서, 센서 내부를 진공으로 밀봉하거나 또는 특수 가스를 충진하고 밀봉할 수 있다.The interior of the sensor may be sealed with a vacuum, or may fill and seal a particular gas. When fabricated in vacuum, the characteristics of the photoelectric effect are good, and a photoelectric effect linearly proportional to the intensity of incident light can be obtained. In contrast, when a special gas such as argon or neon is filled inside the sensor, a higher photoelectric effect may be obtained than when sealed with a vacuum, but a photoelectric effect is not linearly proportional to the intensity of incident light. When the special gas is filled, photoelectrons from the negative electrode plate can ionize the special gas to create more electron flow (photocurrent). Depending on the application purpose of the flame detection ultraviolet sensor, the inside of the sensor may be sealed with a vacuum or a special gas may be filled and sealed.
도 1은, 흑체의 온도에 따른 흑체 복사 파장의 변화를 설명하는 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The graph explaining the change of the black body radiation wavelength according to the temperature of a black body.
도 2는, 광전효과의 원리와 구성을 설명하는 도면.2 is a diagram for explaining the principle and configuration of the photoelectric effect.
도 3은, 기존의 상업화된 불꽃감지용 자외선 센서의, 파장에 따른 감지 특성을 나타내는 그래프.Figure 3 is a graph showing the detection characteristics according to the wavelength of the conventional commercialized UV sensor for flame detection.
도 4는, 기존의 상업화된 불꽃감지용 자외선 센서의 사진.Figure 4 is a photograph of the conventional commercialized ultraviolet sensor for flame detection.
도 5는, 도 4에 제시한 상업화된 불꽃감지용 자외선 센서의 상세 도면.5 is a detailed view of a commercialized flame detection ultraviolet sensor shown in FIG.
도 6은, 도 4 및 도 5에 제시한 불꽃감지용 자외선 센서를 이용하여 상업화한 불꽃감지기의 마이크로컨트롤러 사진.FIG. 6 is a microcontroller photograph of a flame detector commercialized using the flame detection ultraviolet sensor shown in FIGS. 4 and 5. FIG.
도 7은, 도 6의 마이크로컨트롤러를 장착한 불꽃감지기의 내부 구조도.FIG. 7 is an internal structure diagram of a flame detector equipped with the microcontroller of FIG. 6.
도 8은, 본 고안의 불꽃감지를 위한 자외선 감지 센서(17)와, 기존 상업화된 불꽃감지용 자외선 센서(18)의 비교도.8 is a comparative view of the
도 9는, 본 고안의 불꽃감지를 위한 자외선 감지 센서의 상세 도면.9 is a detailed view of the ultraviolet detection sensor for flame detection of the present invention.
도 10은 , 본 고안의 불꽃감지를 위한 자외선 감지 센서의 상세 정면도.10 is a detailed front view of the ultraviolet ray sensor for flame detection of the present invention.
도 11은, 본 고안의 불꽃감지를 위한 자외선 감지 센서를 사용한 불꽃감지기의 내부 구조도.11 is an internal structure diagram of a flame detector using the ultraviolet detection sensor for flame detection of the present invention.
도 12는, 기존의 상업화된 자외선 센서(18)를 적용한 불꽃감지기(35)와, 본 고안의 자외선 감지 센서(17)를 적용한 불꽃감지기(36, 37)의 비교도.12 is a comparison of the
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 자외선 투과용 관(TUBE) 2 : 음극판(CATHODE)1: Tube for UV transmission (TUBE) 2: Cathode plate (CATHODE)
3 : 양극(ANODE) 4 : 양극 리드선(LEAD)3: ANODE 4: Anode lead wire (LEAD)
5 : 음극 리드선 6 : 양극5: cathode lead wire 6: anode
7 : 음극판 8 : 불꽃감지기 마이크로컨트롤러7: negative electrode plate 8: flame detector microcontroller
9 : 불꽃감지용 자외선 센서 10 : 불꽃감지기 외장 케이스9: ultraviolet sensor for flame detection 10: outer case of flame detector
11 : 불꽃감지 창(WINDOW) 12 : 외부 불꽃으로부터의 입사광11: wind detection window 12: incident light from external flame
13 : 불꽃감지용 자외선 센서 14 : 불꽃감지기 마이크로컨트롤러13: ultraviolet sensor for flame detection 14: flame detector microcontroller
15 : 외부 신호 연결 단자 16 : 천장 또는 설치 벽15: external signal connection terminal 16: ceiling or mounting wall
17 : 본 고안의 불꽃감지를 위한 자외선 감지 센서17: UV detection sensor for flame detection of the present invention
18 : 기존 상업화된 불꽃감지용 자외선 감지 센서18: UV detection sensor for flame detection
19 : 불꽃감지 창(WINDOW) 20 : 접착제19: flame detection window (WINDOW) 20: adhesive
21 : 원통형 측면 하우징(HOUSING) 22 : 원판형 하부 하우징21: cylindrical side housing (HOUSING) 22: disk-shaped lower housing
23 : 양극 리드선(LEAD) 24 : 음극판(CATHODE PLATE)23: anode lead wire (LEAD) 24: cathode plate (CATHODE PLATE)
25 : 음극 리드선 26 : 접착제25
27 : 접착제 28 : 불꽃감지기 외장 케이스27: adhesive 28: flame detector outer case
29 : 불꽃감지 창 30 : 외부 불꽃으로부터의 입사광29: flame detection window 30: incident light from an external flame
31 : 불꽃감지용 자외선 감지 센서 32 : 불꽃감지기 마이크로컨트롤러 31: UV detection sensor for flame detection 32: flame detector microcontroller
33 : 외부 신호 연결 단자 34 : 천장 또는 설치 벽33: external signal connection terminal 34: ceiling or mounting wall
35 : 기존의 자외선 감지 센서를 적용한 불꽃감지기의 내부 구조35: Internal structure of the flame detector using the conventional ultraviolet sensor
36 : 본 고안의 자외선 감지 센서를 적용한 불꽃감지기의 내부 구조36: Internal structure of the flame detector using the UV detection sensor of the present invention
37 : 본 고안의 자외선 감지 센서를 적용한 불꽃감지기의 내부 구조37: Internal structure of the flame detector using the UV detection sensor of the present invention
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20080001069U KR200446875Y1 (en) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Ultra-violet sensor for detection of flame |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20080001069U KR200446875Y1 (en) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Ultra-violet sensor for detection of flame |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090007631U true KR20090007631U (en) | 2009-07-29 |
KR200446875Y1 KR200446875Y1 (en) | 2009-12-07 |
Family
ID=41293478
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR20080001069U KR200446875Y1 (en) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Ultra-violet sensor for detection of flame |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR200446875Y1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101853712B1 (en) * | 2017-02-23 | 2018-05-02 | (주)현태엔지니어링 | Explosion-proof housing for flame detector |
CN112548334A (en) * | 2020-12-04 | 2021-03-26 | 中国科学院力学研究所 | Coaxial thermocouple transient heat flow sensor node laser welding conduction device |
KR102550377B1 (en) * | 2022-10-17 | 2023-07-03 | 주식회사 에이비스 | Video Surveillance Apparatus Capable of Detecting Fire |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05174269A (en) * | 1991-12-24 | 1993-07-13 | Matsushita Electric Works Ltd | Ultraviolet type flame sensor |
JPH06290375A (en) * | 1993-03-31 | 1994-10-18 | Nohmi Bosai Ltd | Ultraviolet fire sensor |
KR200270120Y1 (en) | 2001-12-18 | 2002-03-29 | (주)한맥테크놀로지 | Housing structure of a flame sensing device |
KR100638120B1 (en) | 2006-02-10 | 2006-10-24 | 주식회사 영국전자 | Sensor for detecting fire-sensing |
-
2008
- 2008-01-24 KR KR20080001069U patent/KR200446875Y1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101853712B1 (en) * | 2017-02-23 | 2018-05-02 | (주)현태엔지니어링 | Explosion-proof housing for flame detector |
CN112548334A (en) * | 2020-12-04 | 2021-03-26 | 中国科学院力学研究所 | Coaxial thermocouple transient heat flow sensor node laser welding conduction device |
CN112548334B (en) * | 2020-12-04 | 2021-06-15 | 中国科学院力学研究所 | Coaxial thermocouple transient heat flow sensor node laser welding conduction device |
KR102550377B1 (en) * | 2022-10-17 | 2023-07-03 | 주식회사 에이비스 | Video Surveillance Apparatus Capable of Detecting Fire |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR200446875Y1 (en) | 2009-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7468515B2 (en) | Ultra violet light sensor | |
KR200446875Y1 (en) | Ultra-violet sensor for detection of flame | |
US20150279642A1 (en) | Apparatus for sensing ionic current | |
NL8900382A (en) | FLUORESCENT ELECTRIC DISCHARGE LAMP. | |
US7456412B2 (en) | Insulator for tube having conductive case | |
WO2015014378A1 (en) | A detector and method for detecting ultraviolet radiation | |
US20060284101A1 (en) | Detector assembly | |
US3656019A (en) | Hydrogen-filled gas detector having cathode helix supported by envelope wall | |
EP3988910A1 (en) | An ultraviolet flame detector | |
KR101665828B1 (en) | Single fire detector of complex type | |
KR101153390B1 (en) | A wide range radiation detector system using ion and gas scintillation | |
US9530300B1 (en) | Hand-held radiation detector | |
US3983437A (en) | Electromagnetic radiation detector | |
EP2976778B1 (en) | A wall-less electron multiplier assembly | |
Abbrescia et al. | Evaluation of high sensitivity flat-panel gaseous detectors of flames, sparks and smoke | |
KR102195375B1 (en) | The fire detection sensor capable of simultaneous measurement of ultraviolet and infrared rays | |
GB2391108A (en) | Radiation detector | |
CN103604497B (en) | Ultraviolet light detection sensor | |
Periale et al. | Development of new sealed UV sensitive gaseous detectors and their applications | |
JP6495755B2 (en) | UV detector | |
US3209190A (en) | Ultra-violet detector | |
FI129348B (en) | An ultraviolet flame detector | |
KR101104735B1 (en) | Ultra violet ray sensor of all in one multi type array | |
CN212808414U (en) | Passive high-voltage live display device | |
CN116577404A (en) | Gas purity detection device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
REGI | Registration of establishment | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121112 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131127 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140924 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |