TW201333890A - 煙感測器 - Google Patents

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TW201333890A
TW201333890A TW101139345A TW101139345A TW201333890A TW 201333890 A TW201333890 A TW 201333890A TW 101139345 A TW101139345 A TW 101139345A TW 101139345 A TW101139345 A TW 101139345A TW 201333890 A TW201333890 A TW 201333890A
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Abstract

本發明之煙感測器,具備:煙感測室,其避免光線從外部進入,並且容許煙霧進出;發光部,對該煙感測室內的複數之檢測區域分別照射光線;光接收部,不會由該發光部直接入射光線,而所入射的是流入各該檢測區域的煙霧所造成的散射光;判定部,根據僅使發光部亮燈時之光接收部之輸出及僅使發光部亮燈時之光接收部之輸出,以判定是否有煙霧。於各個發光部,一體設置有光侷限構件,該光侷限構件限制照射光的照射範圍,以使檢測區域不重疊。於光接收部,一體設置有光侷限構件,該光侷限構件限制所接收之光的光接收範圍,以使檢測區域不重疊。

Description

煙感測器
本發明係有關於煙感測器。
就習知技術而言,例如日本實用新案公開公報平2-6394號(以下,稱為文獻1),提出一種光電式之煙感測器,係由發光元件及2個光接收元件配置於暗箱內而成。
於光電式之煙感測器,由於當煙霧流入暗箱內,發光元件所發出的光會因煙霧而散射,而該散射之光線會入射至光接收元件,故以比較光接收元件之輸出與指定之臨界值之高低,來偵測是否有煙霧存在。然而,若有蟲或塵埃等進入,則因蟲或塵埃等而散射之光線有可能入射至光接收元件,導致發生錯誤警報(false alarm);因此於專利文獻1的煙感測器,係以2個光接收元件,分別在不同之光接收區域接收煙霧所造成之散射光,若僅在其中一個光接收區域接收到散射光,則判斷其係蟲或塵埃等所造成之誤報。
於上述文獻1之煙感測器,由於要使2個光接收元件之光接收區域彼此獨立,而在暗箱內設置有隔離板。暗箱之內部雖經光學上之設計,以反射發光元件所發出的光,且使其不入射至光接收元件;然而若是在暗箱內配置隔離板而加以隔間,則會產生不易進行光學上之設計的問題。此外,由於設置隔離板,而使得暗箱大型化,也因此產生煙感測器整體大型化之 問題。
本發明係有鑑於上述課題所研發者,其目的在於:提供一種減少了蟲或塵埃所造成之誤判(misdetection)的小型煙感測器。
本發明之煙感測器,具備:煙感測室、發光部、光接收部、以及判定部。煙感測室:其避免光線從外部進入,並且容許煙霧進出。發光部:對該煙感測室內的複數之檢測區域照射光線。光接收部:不會由該發光部直接入射光線,而所入射的是流入各該檢測區域的煙霧所造成的散射光。判定部:根據該光接收部之輸出,以判定煙霧是否已進入該煙感測室內。而於該發光部及該光接收部之中至少任一方,一體設置有光侷限構件,藉由該光侷限構件限制光的範圍,以使複數之該檢測區域不會重疊。
於此煙感測器,亦可對於1個該光接收部,設置有複數之該發光部,複數之該發光部對各自對應之檢測區域照射光線。
於此煙感測器,亦可使各個該發光部的光軸與該光接收部的光軸所構成之交叉角,設定為各自互異的角度。
於此煙感測器,在包含複數之該發光部及該光接收部之光軸的平面上,複數之該發光部亦可配置於該光接收部之光軸的同一側。
於此煙感測器,在包含複數之該發光部及該光接收部之光軸的平面上,複數之該發光部亦可配置於該光接收部之光軸的兩側。
於此煙感測器,亦可由該判定部控制複數之該發光部之發光,使複數之該發光部不會同時發光。而該判定部根據使複數之該發光部之各個分別發光之狀態下的該光接收部之輸出,判定該煙感測室內的狀態。
於此煙感測器,亦可由該判定部使對應於該檢測區域之該發光部,以短於煙霧以外之異物在複數之該檢測區域之間移動所需之移動時間的時間間隔發光。而若於該判定部使該發光部之任一發光之狀態下,該光接收部之輸出超過臨界值,而且在使其他之該發光部發光之狀態下,該光接收部之輸出小於該臨界值,則該判定部判斷係煙霧以外之異物進入了該煙感測室內。
於此煙感測器,亦可由該判定部使對應之該發光部,以短於煙霧以外之異物在複數之該檢測區域之間移動所需之移動時間的時間間隔發光。而若於該判定部使複數之該發光部之各個分別發光之狀態下,該光接收部之輸出全部超過臨界值,則該判定部判斷係煙霧進入了該煙感測室內。
於此煙感測器,亦可由該判定部使複數之該發光部間歇性地發光,而根據該光接收部之輸出,進行判定動作。
於此煙感測器,亦可由該判定部於未測出狀態下,使該發光部之任一間歇性地發光。而若於該發光部之任一發光之狀態下,該光接收部之輸出超過臨界值,則該判定部使其他之該發光部之各個,分別以短於煙霧以外之異物在複數之該檢測區域之間移動所需之移動時間的時間間隔發光。
於此煙感測器,亦可使各個該發光部之光軸與該光接收部之光軸所構成之交叉角,設定為各自互異的角度;該判定部藉由比較該光接收部之輸出與臨界值之間的高低,以判定是否有煙霧已進入該煙感測室內。而若該交叉角相對較小之該發光部發光之狀態下該光接收部之輸出,與該交叉角相對較大之該發光部發光之狀態下該光接收部之輸出的比值,大於指定之基準值,則該判定部判別進入到煙感測室內的煙霧係黑煙,並降低該臨界值。
於此煙感測器,亦可由判定部使該交叉角相對較小之該發光部的發光 時間及發光光量中之至少任一方,大於該交叉角相對較大之該發光部。
於此煙感測器,亦可由該判定部於未測出狀態下,僅使該交叉角相對較大之該發光部發光。而若於該發光部發光之狀態下,該光接收部之輸出超過臨界值,則該判定部使其他之該發光部,以短於煙霧以外之異物在複數之該檢測區域之間移動所需之移動時間的時間間隔發光。
於此煙感測器,亦可相對於1個該發光部,設置複數之該光接收部,複數之該光接收部接收來自各自對應之檢測區域的光線。
於此煙感測器,亦可使各個該光接收部之光軸與該發光部的光軸所構成之交叉角,設定為各自互異的角度。
於此煙感測器,亦可於包含該發光部之光軸及複數之該光接收部之光軸的平面上,複數之該光接收部配置於該發光部之光軸的同一側。
於此煙感測器,亦可於包含該發光部之光軸及複數之該光接收部之光軸的平面上,複數之該光接收部配置於該發光部之光軸的兩側。
於此煙感測器,亦可由該判定部同時導入複數之該光接收部之輸出,並根據複數之該光接收部之輸出,判定該煙感測室內的狀態。
於此煙感測器,亦可由該判定部同時導入複數之該光接收部之輸出,若部分之該光接收部的輸出超出臨界值,且其他之該光接收部的輸出小於該臨界值,則該判定部判定係煙霧以外之異物進入了該煙感測室內。
於此煙感測器,亦可由該判定部同時導入複數之該光接收部之輸出,若全部之該光接收部之輸出都超過臨界值,則判斷係煙霧進入了該煙感測室內。
於此煙感測器,亦可使各個該光接收部之光軸與該發光部之光軸所構成之交叉角,設定為各自互異的角度;該判定部藉由比較該光接收部之輸出與臨界值之間的高低,以判定是否有煙霧已進入該煙感測室內。而若該交叉角相對較小之該光接收部之輸出,與該交叉角相對較大之該光接收部之輸出之比值,大於指定之基準值,則該判定部判別進入到煙感測室內的煙霧係黑煙,並降低該臨界值。
於此煙感測器,該判定部亦可於未檢測到有異物進入該煙感測室內的狀態下,僅使複數之該光接收部中之任一之該光接收部動作,並導入其輸出;若所導入之輸出超過臨界值,則使其他該光接收部動作,並導入其輸出。
依據本發明,可提供一種減少了蟲或塵埃所造成之誤判的小型煙感測器。
1‧‧‧煙感測器
2‧‧‧煙感測室
3‧‧‧發光部
3a‧‧‧第1發光部
3b‧‧‧第2發光部
4‧‧‧光接收部
4a‧‧‧光接收部
4b‧‧‧光接收部
5‧‧‧判定部
6‧‧‧光學基台
7‧‧‧底板
8‧‧‧曲徑壁
9‧‧‧間隙
10‧‧‧遮光壁
11‧‧‧光侷限構件
12‧‧‧光侷限構件
11a‧‧‧開口
12a‧‧‧開口
20‧‧‧微粒
701‧‧‧外周部
7011‧‧‧開口部
801‧‧‧屈曲部
L1‧‧‧第1光軸
L2‧‧‧第2光軸
L3‧‧‧光軸
L4‧‧‧光軸
S1‧‧‧照射範圍(第1照射範圍)
S2‧‧‧照射範圍(第2照射範圍)
S3‧‧‧光接收範圍
S4‧‧‧光接收範圍
A1‧‧‧檢測領域(第1檢測領域)
A2‧‧‧檢測領域(第2檢測領域)
P‧‧‧能量分布
θ1‧‧‧角度
θ2‧‧‧角度
D‧‧‧塵埃
ST1~ST13‧‧‧步驟
T1~T2‧‧‧時間
T3‧‧‧指定周期
W1~W16‧‧‧期間
c1~c4‧‧‧輸出
E‧‧‧特性(散射光強度)
F‧‧‧特性(散射光強度)
X1‧‧‧煙濃度
圖1係顯示實施形態1之煙感測器主要部分的俯視圖。
圖2(a)係概略顯示實施形態1之光接收部及發光部之配置例的說明圖,圖2(b)係顯示粒徑較大之煙霧所造成之散射光的能量分布圖,圖2(c)係顯示粒徑較小之煙霧所造成之散射光的能量分布圖。
圖3(a)係概略顯示實施形態1之發光部及光接收部之配置例的說明圖,圖3(b)係概略顯示實施形態2之發光部及光接收部之配置例的說明圖。
圖4(a)及圖4(b)係概略顯示實施形態3之發光部及光接收部之配置例的說明圖。
圖5係概略顯示實施形態4之煙感測器的發光部及光接收部之配置例的說明圖。
圖6(a)及圖6(b)係說明實施形態4之動作的時序圖。
圖7係說明實施形態4之另一動作的時序圖。
圖8係說明實施形態4之又一動作的時序圖。
圖9係概略顯示實施形態4之發光部及光接收部之配置的說明圖。
圖10係顯示實施形態4之煙濃度與散射光強度之關係的圖表,圖10(a)係黑煙之情形的圖表,圖10(b)係白煙之情形的圖表。
圖11係說明實施形態4之另一動作的時序圖。
圖12係說明實施形態4之又一動作的時序圖。
圖13係說明實施形態4之動作的流程圖。
圖14概略顯示實施形態5之發光部及光接收部之配置的說明圖。
圖15係說明實施形態5之動作的時序圖。
以下根據所附圖式,說明本發明之實施形態。
(實施形態1)
以下參考所附圖式,說明本發明之實施形態1。
圖1係概略顯示煙感測器1之主要部分的俯視圖,此煙感測器1具有:煙感測室2,發光部3a、3b,光接收部4,以及判定部5。
煙感測室2以其橫剖面在俯視觀察下呈圓形的形式,而由光學基台6所構成。光學基台6具有:大致圓板狀之底板7、以及複數之曲徑(labyri nth)壁8。複數之曲徑壁8係由底板7之外周部701,沿著與底板7略為正交之方向突出,區劃出內側之空間。亦即,複數之曲徑壁8係從底板7之外周部701以朝向底板7之中心部的方向突出,各曲徑壁8係以沿著底板7之外周部701而分開指定間隔之狀態配置。藉由在鄰接之曲徑壁8之間設置指定之間隔,以形成間隙9。位於此間隙9之底板7的外周部701,形成為開口部7011。藉此,間隙9成為煙霧從煙感測室2的外部流入內部的出入口。又,在曲徑壁8的中間部設有屈曲部801。藉此所形成的結構,使得來自外部、經過間隙9而入射至煙感測室2內部的光線,以曲徑壁8朝向 外側反射。此種曲徑壁8藉由於其中間部具有屈曲部801,以避免光線從煙感測室2之外部進入內部。又,圖1係示意圖,曲徑壁8之形狀、個數或配置,可進行適當的變更,以避免來自外部的光線進入,同時不阻礙煙霧之流入。另外,於煙感測室2,在發光部3a、3b與光接收部4之間,設有遮蔽直射光的遮光壁10,用以使得來自發光部3a、3b的照射光,不會直接入射到光接收部4。
於煙感測室2,配置有2個發光部3a、3b(第1發光部3a與第2發光部3b)、以及1個光接收部4。然而,發光部及光接收部之數量並無限定,只要在煙感測室2設有複數之發光部,以及至少1個光接收部即可。光接收部4之光軸L3、發光部3a之第1光軸L1、以及發光部3b之第2光軸L2,係位於同一平面上;發光部3a、3b及光接收部4,配置成使發光部3a、3b之光軸L1、L2各自與光接收部4之光軸L3交叉。
若煙霧流入發光部3a之光軸L1與光接收部4之光軸L3的交叉處附近,亦即發光部3a所發出之照射光的照射範圍(第1照射範圍)S1與接收光的光接收範圍S3所重疊而成的檢測區域(第1檢測區域)A1,則由於檢測區域A1內的煙霧,會使得發光部3a之照射光散射,而散射光中有一部分會入射至光接收部4。又,若煙霧流入發光部3b之光軸L2與光接收部4之光軸L3的交叉處附近,亦即發光部3b所發出之照射光的照射範圍(第2照射範圍)S2與接收光的光接收範圍S3所重疊而成的檢測區域(第2檢測區域)A2,則由於檢測區域A2內的煙霧,會使得發光部3b之照射光散射,而散射光中有一部分會入射至光接收部4。
而為使檢測區域A1、A2不相重疊,於發光部3a、3b分別一體設置有光侷限構件(所謂的光圈)11,以限制照射光的照射範圍S1、S2(分別係來自第1發光部3a之照射光所照出的第1照射範圍S1與來自第2發光部3b之照射光所照出的第2照射範圍S2)。各發光部3a、3b之放射光通過光侷限構件11的開口11a,而照射到對應之檢測區域A1、A2。同樣地,為使檢測區域A1、A2不相重疊,於光接收部4一體設置有光侷限構件(所謂 的光圈)12,以限制接收光的光接收範圍S3。來自各檢測區域A1、A2的光線,會通過光侷限構件12的開口12a,而入射至光接收部4。又,雖然於本實施形態,發光部及光接收部之雙方各自設有光侷限構件11、12,但並不一定要在發光部及光接收部雙方都設置光侷限構件11、12。若藉由僅在發光部及光接收部中的任一方設置光侷限構件以限制光(照射光或接收光中之任一)的範圍,而得以使複數之檢測區域不重疊,則亦可僅在發光部及光接收部中之任一方設置光侷限構件。
判定部5具有:控制各發光部3a、3b之發光的功能,以及從光接收部4之輸出判定有無煙霧的功能。判定部5,以指定的時間間隔使各發光部3a、3b交替亮燈,並於發光部3a或發光部3b亮燈的狀態下,判定光接收部4之光接收量是否超過指定的臨界值。然後,若於發光部3a亮燈時與發光部3b亮燈時,這兩種情況下光接收部4的光接收量都超過臨界值,判定部5就判定有煙霧流入煙感測室2內,並對外部發佈煙霧感測訊號。若僅於發光部3a、3b中之一方亮燈時,光接收部4的光接收量超過臨界值,而另一方亮燈時,光接收部4的光接收量不超過臨界值,則判定部5判定並無煙霧流入煙感測室2內。又,若於發光部3a亮燈時與發光部3b亮燈時,這兩種情況下光接收部4的光接收量都沒有超過臨界值,則判定部5判定並無煙霧流入煙感測室2內。
雖然,當煙感測室2內有蟲或塵埃等進入時,有可能會因為進入到檢測區域A1或檢測區域A2內的蟲或塵埃而產生散射光,而導致光接收部4接收到該散射光。不過,由於蟲或塵埃同時進入2個檢測區域A1、A2之雙方的可能性很低,所以判定部5在僅有檢測區域A1、A2中之任一方檢測到散射光時,不會將其判定為煙霧。又,判定部5使發光部3a、3b發光之時間間隔,短於煙霧以外之異物(蟲或塵埃)在2個檢測區域A1、A2之間移動所需之移動時間。因此,若煙霧以外之異物(蟲或塵埃)進入到煙感測室2內,並不會發生在發光部3a發光時與發光部3b發光時,這兩種情況下光接收部4之輸出都超過臨界值的情形。
另一方面,當火災等所產生之煙霧進入到煙感測室2時,由於以曲徑壁8等控制煙霧之流動,以使煙霧流入檢測區域A1、A2之雙方,所以判定部5僅在檢測區域A1、A2之雙方都檢測到散射光之情形時,才判定有煙霧存在。
因此,本實施形態之煙感測器1,不易因為煙霧以外之異物(例如蟲或塵埃等)而產生誤判,可以確實地檢測出煙霧。而且,由於限制照射光的範圍之光侷限構件11係與發光部3a、3b各自一體設置,而限制接收光的範圍之光侷限構件12係與光接收部4一體設置,因此相較於使光侷限構件與發光部3a、3b或光接收部4分別設置之情形,可以使煙感測器1小型化。又,由於光侷限構件若與發光部3a、3b或光接收部4分別設置,光侷限構件本身就有可能導致雜散光(stray light),因此相較於使光侷限構件與發光部3a、3b或光接收部4分別設置之情形,本發明更易於進行光學設計。
又,由於對應於光接收部4而設有複數之發光部3a、3b,並由複數之發光部3a、3b對各自所對應之檢測區域A1、A2照射光,因此相較於使檢測區域A1、A2各自以光接收部及發光部之組合加以檢測之情形,可縮減光接收部4之數量。
又,發光部3a、3b及光接收部4係配置成:發光部3a的光軸L1與光接收部4的光軸L3在檢測區域A1所構成之角度θ1,不同於發光部3b的光軸L2與光接收部4的光軸L3在檢測區域A2所構成之角度θ2。在此,如圖1及圖2(a)所示,於檢測區域A1,發光部3a的光軸L1與光接收部4的光軸L3所構成之角度θ1係鈍角;於檢測區域A2,發光部3b的光軸L2與光接收部4的光軸L3所構成之角度θ2係銳角(θ1>θ2)。
圖2(b)(c)顯示光照射在煙霧之微粒20時,散射光之能量分布;圖2(b)顯示微粒粒徑較大之煙霧的能量分布P,圖2(c)顯示微粒粒徑較小之煙霧的能量分布P。由此圖可得知,於微粒粒徑大的情況下,往前方之散射分量會比較大;於微粒粒徑小的情況下,往前方之散射分量會比較小, 而近乎是往所有方向且大致均等地散射之能量分布P。
因此,當入射光與散射光所構成之角度較大時,亦即發光部的光軸與光接收部的光軸所構成的角度較大時,會隨著微粒粒徑之大小,而使得光接收部所輸出之輸出訊號的大小產生大幅度的變化。所以,雖然微粒粒徑小的煙霧之情況下的輸出訊號,與微粒粒徑大的煙霧之情況下的輸出訊號間的差異會變大,不過對於微粒粒徑大的煙霧,會得到較大的輸出訊號,故得以不受雜訊之影響,而檢測到煙霧之存在。
另一方面,相較於入射光與散射光所構成之角度大的情形,於入射光與散射光所構成之角度較小時,亦即發光部的光軸與光接收部的光軸所構成之角度較小時,雖然輸出訊號之大小會全面變小,但不大會隨著微粒粒徑之大小而使得輸出訊號的大小有所變化,故即便是微粒粒徑小的煙霧都可輕易檢測到,正是其優點。
於本實施形態,使發光部的光軸與光接收部的光軸在2個檢測區域A1、A2所分別構成的角度彼此相異;在發光部的光軸與光接收部的光軸所構成的角度相對較大的檢測區域A1,藉由使訊號位準變大,而減少雜訊之影響,使其易於檢測出微粒粒徑大的煙霧。又,在發光部的光軸與光接收部的光軸所構成的角度相對較小的檢測區域A2,由於隨著微粒粒徑之大小而產生的訊號位準之差異也跟著變小,所以能易於檢測出微粒粒徑較小的煙霧。
又,於本實施形態,如圖3(a)所示,於包含發光部3a的光軸L1、發光部3b的光軸L2及光接收部4的光軸L3之平面(與底板7平行之平面),複數設置之發光部3a、3b係沿著光接收部4之光軸L3而配置於同一側。
因此,為了分別遮蔽來自發光部3a的放射光及來自發光部3b的放射光,使該等放射光不會直接入射到光接收部4,而設有一個遮光壁10(遮 光構件)。在此情形,就不需要設置複數個會導致產生雜散光的遮光壁10,故可易於進行光學上的設計。
(實施形態2)
以下根據圖式,說明本發明之實施形態2。
於實施形態1,為了設置複數之檢測區域,係對於1個光接收部4設置複數之發光部3a、3b;然而於本實施形態,如圖3(b)所示,係對於1個發光部3設置複數之光接收部4a、4b,藉此以構成複數之檢測區域A1、A2。
在此情形,若煙霧流入煙感測室2內,並流入發光部3的光軸L1與光接收部(第1光接收部)4a的光軸(第1光接收部4a的第1光軸)L3的交叉處附近,亦即,煙霧流入照射光的照射範圍(來自發光部3之照射光的第1照射範圍)S1與接收光的光接收範圍(第1光接收部4a接收光的第1光接收範圍)S3所重疊而成的檢測區域(第1檢測區域)A1,則由於檢測區域A1內的煙霧,會使照射光散射,而散射光中有一部分會入射至光接收部4a。又,若煙霧流入發光部3的光軸L1與光接收部(第2光接收部)4b的光軸(第2光接收部4b的第2光軸)L4的交叉處附近,亦即,煙霧流入照射光的照射範圍S1與接收光的光接收範圍(第2光接收部4b之接收光的第2光接收範圍)S4所重疊而成的檢測區域A2,則由於檢測區域A2內的煙霧,會使照射光散射,而散射光中有一部分會入射至光接收部4b。
在此,為使檢測區域A1、A2彼此不相重疊,與實施形態1相同,設置分別用以限制發光部3照射光之照射範圍的光侷限構件(未圖示)、以及用以限制光接收部4a、4b各自接收光之光接收範圍的光侷限構件(未圖示)。亦即,發光部3與光侷限構件一體設置,以限制照射光的照射範圍S1。發光部3的放射光會通過光侷限構件的開口而照射至檢測區域A1、A2。又,光接收部4a、4b各自一體設置有光侷限構件(未圖示),以限制接收光的光接收範圍S3、S4;來自相對應之檢測區域A1、A2的光,通過各自 一體設置之光侷限構件的開口,而入射至光接收部4a、4b。
於此煙感測器1,判定部5控制發光部3之發光,同時使光接收部4a、4b動作,並導入來自各光接收部4a、4b的輸出。藉此,判定部5之結構,係根據各光接收部4a、4b之輸出,以感測有無煙霧。當判定部5使發光部3亮燈時,若各光接收部4a、4b之輸出訊號雙雙都超過指定的臨界值,則判定部5判定有煙霧存在於煙感測室2內,並對外部輸出煙霧感測訊號。又,當判定部5使發光部3亮燈時,若光接收部4a、4b之輸出訊號雙雙都沒有超過指定的臨界值,或光接收部4a、4b中僅一方之輸出訊號超過臨界值,則判定部5判定並無煙霧存在。藉此,可降低將進入煙感測室2內的蟲或塵埃等誤判為煙霧之可能性。又,由於限制光的範圍之光侷限構件係與發光部3、第1光接收部4a及第2光接收部4b一體設置,故相較於發光部3或光接收部4a、4b與光侷限構件分開設置之情形,可使煙感測器1小型化,也更易於進行光學設計。
如上所述,為了設置複數之檢測區域A1、A2,而對應於1個發光部3設置有複數之光接收部4a、4b,因此相較於使檢測區域A1、A2各自以光接收部及發光部之組合加以檢測的情形,可縮減發光部3之數量,達到降低成本的效果。又,雖然在對於1個光接收部設置複數之發光部的情形,需要藉由使發光部1個個地亮燈,以分別在檢測區域A1、A2檢測其各自有無煙霧;但在本實施例由於係對於1個發光部3設置了複數之光接收部4a、4b,故可同時檢測出在檢測區域A1、A2有無煙霧。
(實施形態3)
於上述之實施形態1、2,在包含發光部及光接收部之光軸的平面上,複數設置之發光部或光接收部,雖是沿著僅設置1個的光接收部或發光部的光軸而配置於同一側;但如圖4所示,複數設置之發光部或光接收部,亦可沿著光接收部或發光部的光軸,而配置於其兩側。
於圖4(a)之配置例,對應於光接收部4而設置有發光部3a、3b。而 複數之發光部3a、3b沿著光接收部4的光軸L3,配置於其兩側,使發光部3a、3b及光接收部4的光軸L1、L2、L3分別形成於同一平面上。亦即,發光部3a、3b係以彼此的光軸L1、L2大致平行的形態,而隔著光軸L3配置在彼此的斜對面。若煙霧流入發光部3a的光軸L1與光接收部4的光軸L3的交叉處附近,亦即,流入照射光的照射範圍S1與接收光的光接收範圍S3所重疊而成的檢測區域A1,則由於檢測區域A1內的煙霧,會使照射光散射,而散射光中有一部分會入射至光接收部4。又,若煙霧流入發光部3b的光軸L2與光接收部4的光軸L3的交叉處附近,亦即,流入照射光的照射範圍S2與接收光的光接收範圍S3所重疊而成的檢測區域A2,則由於檢測區域A2內的煙霧,會使照射光散射,而散射光中有一部分會入射至光接收部4。與上述實施形態1相同,為使2個檢測區域A1、A2不相重疊,於發光部3a、3b分別一體設置有光侷限構件(未圖示),以限制照射光的照射範圍S1。各發光部3a、3b之放射光通過光侷限構件的開口,而照射到對應之檢測區域A1、A2。又,為使2個檢測區域A1、A2不相重疊,於光接收部4一體設置有光侷限構件(未圖示),以限制接收光之光接收範圍S3。而來自檢測區域A1、A2的光線,會通過光侷限構件的開口而入射至光接收部4。
在此,當煙感測室2內有蟲或塵埃等進入時,有可能會因為進入到檢測區域A1或檢測區域A2內的蟲或塵埃而產生散射光,而導致光接收部4接收到該散射光。不過,由於蟲或塵埃同時進入2個檢測區域A1、A2之雙方的可能性很低,所以判定部5在僅有檢測區域A1、A2中之任一方檢測到散射光時,不會將其判定為煙霧。另一方面,當火災等所產生之煙霧進入到煙感測室2時,由於以曲徑壁8等控制煙霧之流動,以使煙霧流入檢測區域A1、A2之雙方,所以判定部5僅在檢測區域A1、A2之雙方都檢測到散射光之情形時,才判定有煙霧存在。藉此,不易因為蟲或塵埃等而產生誤判,可以確實地檢測出煙霧。又,由於限制照射光的範圍之光侷限構件係與發光部3a、3b及光接收部4一體設置,因此相較於使光侷限構件與發光部3a、3b或光接收部4分別設置的情形,可以使煙感測器1小型化。再者,相較於使光侷限構件與發光部3a、3b或光接收部4分別設置而會導 致雜散光的情形,也更易於進行光學設計。另外,於本實施形態,光侷限構件係設置於發光側及光接收側之雙方,但只要能限制光(照射光或接收光兩者中的任一)的範圍,以使複數之檢測區域不會重疊,則亦可使光侷限構件僅設置於發光側及光接收側兩者中之任一。
在此,由於發光部3a、3b的光軸L1、L2係大致平行,並與光接收部4的光軸L3斜向交叉,故發光部3a的光軸L1與光接收部4的光軸L3所構成的角度θ1,和發光部3b的光軸L2與光接收部4的光軸L3所構成的角度θ2互異。亦即,發光部的光軸與光接收部的光軸,分別在檢測區域A1、A2所構成的角度θ1、θ2互異。藉此,於發光部的光軸與光接收部的光軸所構成的角度相對較大的檢測區域A1,易於檢測出微粒粒徑大的煙霧,於發光部的光軸與光接收部的光軸所構成的角度相對較小的檢測區域A2,易於檢測出微粒粒徑小的煙霧。
如圖1及圖3所示,若發光部3a、3b配置在光接收部4之光軸L3的同一側,而要使光接收方的光軸與發光方的光軸在檢測區域A1、A2所構成的角度相異,則發光部3b之光軸L2要相對於發光部3a的光軸L1斜向交叉配置。也就是說,於檢測區域A1、A2之間會產生無用的空間。相對於此,如圖4(a)所示,只要將發光部3a、3b配置於光軸L3的兩側,藉由將發光部3a、3b配置成彼此之光軸平行,則可以使光接收方的光軸與發光方的光軸在檢測區域A1、A2所構成的角度相異。因此,發光部3a、3b可配置成相互接近。再者,於檢測區域A1、A2之間所產生的無用的空間可以縮小,而達成整體之小型化。
另外,雖然於圖4(a)的配置例,係設置光接收部4與發光部3a、3b,但亦可如圖4(b)所示般,設置發光部3與光接收部4a、4b;與上述相同,可以縮小在檢測區域A1、A2之間所產生的無用的空間,達成整體之小型化。
如以上之說明,煙感測器具備煙感測室、發光部、以及光接收部。煙 感測室,其避免光線從外部進入,並且容許煙霧進出。發光部對煙感測室內的複數(上述實施形態中係2個)之檢測區域照射光。對於光接收部,不會由發光部直接入射光線,而所入射的是流入各檢測區域的煙霧所造成的散射光。而發光部及光接收部中之至少任一方,一體設置有限制光線範圍的光侷限構件,以使複數之檢測區域不重疊,是一項特徵。
藉此,光接收部僅在複數之檢測區域中的一部分檢測到散射光時,即可以判定其並非煙霧,而是由蟲或塵埃所造成的,可以降低因蟲或塵埃所導致的誤判。再者,由於為使複數之檢測區域不重疊,而在光接收部及發光部中至少任一方,一體設置有光侷限構件,以限制光的範圍,故相較於使光侷限構件與光接收部或發光部分別設置之情形,可使光侷限構件縮小,所以可以達成煙感測器1之小型化。又,相較於使導致雜散光之光侷限構件與光接收部或發光部分別設置之情形,更易於進行光學上的設計。
於本發明之煙感測器,可以為設置有光接收部及複數之發光部;而複數之發光部對各自對應之檢測區域照射光線。
藉此,相較於複數之檢測區域各自以光接收部及發光部之組合來檢測的情形,可以減少光接收部的數量,而達到降低成本的效果。
於本發明之煙感測器,亦可以係設置有發光部及複數之光接收部;而複數之光接收部接收來自各自對應之檢測區域的光線。
藉此,相較於複數之檢測區域各自以光接收部及發光部之組合來檢測的情形,可以減少發光部的數量,而達到降低成本的效果。又,於設置光接收部及複數之發光部的情形,需要藉由使發光部1個個地交替亮燈,以檢測在各檢測區域有無煙霧;但於此例由於係設置發光部及複數之光接收部,故可同時在複數之檢測區域檢測出有無煙霧。
於本發明之煙感測器,發光部的光軸與光接收部的光軸,於複數之檢 測區域所各自構成的角度彼此不同為佳。
如上所述,煙霧所造成的光線散射特性會隨著微粒粒徑而變化;微粒粒徑越大,則往前方的散射分量會較大;微粒粒徑越小,則往前方的散射分量會較小,不同散射方向間的散射分量之差異有變小的傾向。若使發光部的光軸與光接收部的光軸於複數之檢測區域所各自構成的角度互異,則藉由在發光部的光軸與光接收部的光軸所構成的角度相對較大的檢測區域,使微粒粒徑大的煙霧所造成的散射分量加大,以提高光接收部的輸出位準,而可以易於檢測出微粒粒徑大的煙霧。又,在發光部的光軸與光接收部的光軸所構成的角度相對較小的檢測區域,由於微粒粒徑大的煙霧之散射分量、與微粒粒徑小的煙霧之散射分量間的差異會變小,故可易於檢測微粒粒徑小的煙霧。因此,藉由使發光部的光軸與光接收部的光軸於複數之檢測區域所各自構成的角度互異,而得以輕易檢測出微粒粒徑相對較大的煙霧或微粒粒徑相對較小的煙霧。
又,於此煙感測器,發光部及光接收部中之任一方設置有複數個。在此情形,於包含發光部及光接收部之光軸的平面上,可以係複數之發光部沿著光接收部的光軸而配置在同一側,或者亦可係複數之光接收部沿著發光部的光軸而配置在同一側。
藉此,可得一優點,即用以遮蔽來自發光部之照射光以使其不直接入射至光接收部的遮光構件,只要相對於僅設置1個的光接收部或發光部的光軸而設置於其單側即可。
於此煙感測器,發光部及光接收部中之任一方設置有複數個。在此情形,於包含發光部及光接收部之光軸的平面上,可以係複數之發光部沿著光接收部的光軸而配置在其兩側,或者亦可係複數之光接收部沿著發光部的光軸而配置在其兩側。
在複數之發光部沿著光接收部的光軸而配置在同一側的情形,或複數 之光接收部沿著發光部的光軸而配置在同一側的情形,為了使發光部的光軸與光接收部的光軸在複數之檢測區域所構成的角度相異,必須使複數設置之發光部或光接收部的光軸彼此交叉配置,而導致在複數之檢測區域之間產生無用的空間。相對於此,若複數之發光部沿著光接收部的光軸而配置於其兩側,或複數之光接收部沿著發光部的光軸而配置於其兩側,則只要使複數設置之發光部或光接收部的光軸彼此平行配置即可,故可使複數之檢測區域之間所形成的間隙縮小,而可達成煙感測器整體之小型化。
(實施形態4)
由於本實施形態的煙感測器1所具有的結構,與實施形態1所說明過的煙感測器1相同,故省略其說明。
於本實施形態,如圖5所示,具備光接收部4以及2個發光部3a、3b;將發光部3a、3b的照射範圍S1、S2與光接收部4的光接收範圍S4所重疊而成的區域,分別設定為檢測區域A1、A2。
判定部5具有:控制各發光部3a、3b之發光的功能,以及從光接收部4之輸出判定有無煙霧的功能。判定部5不使複數(於本實施形態係2個)之發光部3a、3b同時發光,而使各發光部3a、3b個別發光,以此狀態下的光接收部4之輸出為基礎,判定煙感測室2內的狀態。
藉此,就不需要在複數之檢測區域的每一個都分別設置發光部與光接收部的組合,而可以用1個光接收部4來監控複數之檢測區域的狀態。
又,判定部5使對應於各檢測區域A1、A2之發光部3a、3b發光的時間間隔,係短於煙霧以外之異物(例如:塵埃或蟲)在複數之檢測區域A1、A2之間移動所需之移動時間。然後,若在判定部5使任一發光部(發光部3a或發光部3b)發光之狀態下,光接收部4的輸出超過臨界值,且使另一發光部(發光部3b或發光部3a)發光之狀態下,光接收部4的輸出小於臨界值,判定部5就判斷係煙霧以外之異物進入了煙感測室2內。
設想從外部進入煙感測室2的塵埃D如圖5所示,由檢測區域A1移動至檢測區域A2的情況。發光部3a、3b的發光間隔若設定為時間T2,且該時間T2比煙霧以外的異物在檢測區域A1、A2間移動所需之移動時間還要長,則如圖6(b)所示,有可能光接收部4之輸出在發光部3a亮燈時與發光部3b亮燈時這兩種情況下都超過臨界值。在此種情形,判定部5使發光部3a亮燈時與發光部3b亮燈時,光接收部4之輸出在這兩種情況下都超過臨界值;基於此種原因,判定部5就會誤判為有煙霧進入煙感測室2內。有鑑於此,較佳係將發光部3a、3b的發光間隔,設定為短於煙霧以外的異物在檢測區域A1、A2間移動所需之移動時間。如圖6(a)所示,只要發光部3a、3b之發光間隔設定成比上述移動時間還要短的時間T1,則到發光間隔T1結束前的期間,塵埃D都還無法移動至檢測區域A1內。因此,即使因為塵埃D進入檢測區域A1內,而在發光部3a發光時,使得光接收部4的輸出超過臨界值,但因為在發光間隔T1結束前的期間,塵埃D都還無法移動到檢測區域A2,所以在發光部3b發光時,光接收部4的輸出不會超過臨界值。因此,若煙霧以外的異物(塵埃或蟲等)進入煙感測室2內部,可以使光接收部4之輸出不會在發光部3a發光時與發光部3b發光時這兩種情況下都超過臨界值,而降低判定部5誤判成有煙霧進入的可能性。
又,判定部5使相對應之發光部3a、3b,以短於煙霧以外之異物在複數之檢測區域A1、A2之間移動所需之移動時間的時間間隔發光。然後,在判定部5使複數之發光部3a、3b之各個個別發光的狀態下,若光接收部4的輸出全都超過臨界值,判定部5就判斷有煙霧進入了煙感測室2內。
於圖7的期間W1,由於在發光部3a、3b發光時,並無異物進入檢測區域A1、A2內,光接收部4之輸出低於臨界值,故判定部5判定並無煙霧或蟲、塵埃等異物進入煙感測室2內部。又,於期間W2,由於在發光部3a發光時,有異物進入檢測區域A1內,故光接收部4的輸出超過臨界值;但由於在發光部3b發光時並無異物進入檢測區域A2內,故光接收部4的 輸出低於臨界值。據此,判定部5基於光接收部4的輸出僅在一方之發光部3a發光時有超過臨界值,而判定係煙霧以外之異物(塵埃或蟲等)進入煙感測室2內。又,於期間W3,由於光接收部4之輸出在發光部3a、3b發光時這兩種情形都超過了臨界值,在此情況,判定部5判定有煙霧進入煙感測室2內。由於若係火災造成的煙霧進入到煙感測室2內,煙霧會大致平均地存在於煙感測室2的內部,所以若在發光部3a、3b分別發光的狀態下,光接收部4之輸出全部超過臨界值,判定部5才會判斷係煙霧進入了煙感測室2內,而得以降低誤判。
又,判定部5,如圖7所示,以指定周期T3使複數之發光部3a、3b間歇性地發光,並依據發光部3a、3b發光時之光接收部4的輸出來進行判定動作,故相較於使發光部3a、3b持續亮燈的情形,可降低用電量。
又,判定部5亦可在未檢測到有異物進入煙感測室2內的狀態下,僅使任一發光部3a發光;若在發光部3a發光之狀態下,光接收部4的輸出超過臨界值,再使另一發光部3b發光。於此種情況,使發光部3b發光時,判定部5係以短於煙霧以外的異物在檢測區域A1、A2之間移動所需之移動時間的時間間隔使發光部3b發光。
由於煙霧進入煙感測室2內部時,在檢測區域A1、A2雙方都會檢測到煙霧,故只要光接收部4的輸出,在一方之發光部3a發光時並未超過臨界值,就可以判斷煙霧沒有進入煙感測室2。因此,如圖8所示,在未檢測到煙霧的期間W4,判定部5僅使任一發光部(例如發光部3a)發光;若光接收部4的輸出在發光部3a發光時超過臨界值(期間W5、W6),則亦使另一發光部3b發光。然後,若光接收部4之輸出,在發光部3b發光時並未超過臨界值(期間W5),則判定部5判定係煙霧以外之異物進入;而若光接收部4之輸出,在發光部3b發光時超過臨界值(期間W6),則判定部5判定有煙霧進入。如此這般,藉由在未檢測到煙霧或塵埃、蟲等異物的未測出狀態下,僅使任一發光部發光,可達到省電的效果。又,由於光接收部4的輸出若在發光部3a發光的狀態下超過臨界值,則判定部5會使另一 發光部3b發光並導入光接收部4的輸出,而根據該輸出以判定是否有煙霧進入,因此可降低將塵埃或蟲等異物誤判成煙霧的可能性。
另外,如圖9所示,各發光部3a、3b的光軸L1、L2與光接收部4的光軸L3所形成的交叉角θ1、θ2係設定為彼此互異的角度。於圖9之配置,相較於發光部3a的光軸L1與光接收部4的光軸L3所形成的交叉角θ1,發光部3b的光軸L2與光接收部4的光軸L3所形成的交叉角θ2較小(θ1>θ2)。
如實施形態1的說明,已知當光線照射在煙霧的微粒時,會隨著微粒粒徑之大小,而使得散射光的能量分布不同。又,在火災初期所產生的白煙(煙氣),相較於火勢擴大時所產生的黑煙,其煙霧的微粒粒徑較大。因此,白煙所造成之散射光的能量分布,如圖2(b)所示,其能量分布P係往前方之散射分量較大;黑煙所造成之散射光的能量分布P,係如圖2(c)所示,呈現全方位且大致均等散射的能量分布。又,由於黑煙相較於白煙,光的衰減率較大,所以煙濃度若相同,則入射至光接收部4的散射光強度,係黑煙比白煙小。
圖10(a)係顯示於黑煙進入時,入射至光接收部4的散射光強度與煙濃度間的關係,圖10(b)係顯示於白煙進入時,入射至光接收部4的散射光強度與煙濃度間的關係。又,圖10(a)(b)中的特性E,係顯示交叉角相對較大的發光部3a發光之狀態下的散射光強度,圖10(a)(b)中的特性F,係顯示交叉角相對較小的發光部3b發光之狀態下的散射光強度。
此處可見,於白煙的情況下,相較於交叉角為鈍角之發光部3a發光之時,交叉角為銳角之發光部3b發光之時,入射至光接收部4的散射光強度小了很多。另一方面,相較於白煙的情況,於黑煙的情況下,由於交叉角所造成的散射光強度之變化小,所以發光部3a發光時與發光部3b發光時,入射至光接收部4的散射光強度間的差距,比起白煙的情況要來得小。因此,煙濃度為X1時,於白煙的情況下,發光部3b之發光狀態下的光接收 部4的輸出c3,與發光部3a之發光狀態下的光接收部4的輸出c4的比值為(c3/c4)。另一方面,煙濃度為X1時,於黑煙的情況下,發光部3b的發光狀態下的光接收部4的輸出c1,與發光部3a之發光狀態下的光接收部4的輸出c2的比值為(c1/c2),比白煙之情況下的比值(c3/c4)來得大。
基於此點,在判定部5比較以下兩者的大小;其一為:交叉角較小的發光部3b發光之狀態下的前述光接收部4之輸出與交叉角較大的發光部3a發光之狀態下的光接收部之輸出的比值;另一為:指定的基準值。然後,若上述比值大於基準值,則判定部5判別係黑煙進入煙感測室2內,而可以辨別進入煙感測室2內之煙霧的種類(係白煙抑或係黑煙)。然後,在判別係黑煙的情形,由於黑煙進入之時相較於白煙進入之時,入射至光接收部4的光量會降低,所以判定部5會降低用以判定有無煙霧的臨界值,故即使在黑煙的情況下,雖然光接收部4之輸出會降低,仍然可以確實地檢測出煙霧的存在。
又,判定部5較佳係使交叉角相對較小之發光部3b的發光時間及發光光量中之至少任一方,大於交叉角相對較大之發光部3a。由於相較於交叉角相對較大的發光部3a,於交叉角相對較小的發光部3b,煙霧所造成的散射分量較小,故可推知於白煙流入時,光接收部4的輸出會變小。因此,判定部5使發光部3b的發光時間及發光光量中之至少任一方,比發光部3a還要大,藉此可以使發光部3b發光時之光接收部4的輸出加大,故可降低煙霧的漏檢。
以下參考圖11,說明此種情形時的動作。於圖11的例子中,由於交叉角小而使得發光部3b之輸出小於發光部3a,故藉由加大對於發光部3b之供電量,以加大發光部3b的發光光量。
在圖11的期間W7時,由於並無煙霧等異物進入煙感測室2內部,故發光部3a、3b亮燈時,光接收部4並不會輸出訊號。
於圖11的期間W8,白煙進入煙感測室2內部;雖然,在白煙的情況下,交叉角小的一方,其散射光成分會比交叉角大的一方少得多;但藉由使交叉角小的發光部3b的發光量大於發光部3a,可以使發光部3a發光時與發光部3b發光時,光接收部4的輸出為大致相同的大小。
於圖11的期間W9,黑煙進入煙感測室2內部,由於在黑煙的情況下,不會因為交叉角而使散射光成分的大小產生明顯變化,故發光部3b的發光量增加了多少,則發光部3b發光時之光接收部4的輸出,就會比發光部3a發光時之光接收部4的輸出高出多少。又,由於相較於白煙,於黑煙的情況下光的衰減量較大,因此與白煙進入的情形相較,於黑煙進入時,發光部3a發光時之光接收部4的輸出會低得多。
如此這般,藉由將交叉角小的發光部3b的發光量(發光時間或發光光量)加大,則即使在交叉角所造成的散射光成分的大小會有所變化的白煙的情況下,亦可加大發光部3b發光時之光接收部4的輸出,而可避免煙霧的漏檢。
又,於未檢測到煙霧或塵埃、蟲等異物有進入煙感測室2內部的未測出狀態下,判定部5雖會如圖8所示,使任一發光部發光,但僅使交叉角相對較小的發光部3a發光為佳。藉由只讓複數之發光部3a、3b中的一個發光,可降低耗電量。又,如圖11所示,於加大發光部3b之發光量的情形,藉由只使發光量小的發光部3a發光,而能更進一步地降低耗電量。
以下參考圖12,說明此種情形時的動作。於圖12的期間W10、W11,由於並無煙霧進入煙感測室2內,且發光部3a發光時之光接收部4的輸出比臨界值小,所以判定部5判斷並無煙霧進入,而不使發光部3b亮燈。另一方面,於圖12的期間W12,有黑煙進入煙感測室2內部,而由於發光部3a發光時之光接收部4的輸出會超過臨界值,故判定部5使發光部3b發光;於發光部3b發光時,若光接收部4的輸出超過了臨界值,則判定有煙霧進入。
如此這般,由於在未測出狀態,判定部5只會使發光部3a亮燈,故可降低耗電量。又,若使交叉角小於發光部3a的發光部3b之發光量大於發光部3a,藉由於未測出狀態下,僅使發光量小的發光部3a亮燈,可更加降低耗電量。又,由於在只使發光部3a亮燈的狀態下,若光接收部4的輸出超過臨界值,則判定部5會使複數之發光部3a、3b分別亮燈,並以輸出部4分別於發光部3a、3b亮燈之狀態下的輸出為依據,來判定煙霧是否存在,因此可以確實地檢測出煙霧是否存在。
茲將以上動作歸納成圖13所示的流程圖。判定部5,首先使交叉角θ1相對較大的發光部3a發光(步驟ST1),該交叉角θ1係由發光部3a與光接收部4的光軸所構成。此時藉由比較發光部3a發光時光接收部4的輸出(光接收部4的第1輸出)Y1、以及指定的臨界值(第1指定臨界值)Z1,以判定是否有檢測到異物之進入(步驟ST2)。此時,光接收部4之輸出Y1若比指定的臨界值Z1還小(步驟ST2的no),判定部5就判定沒有任何異物進入煙感測室2內部(步驟ST3)。相反地,光接收部4之輸出Y1若比指定的臨界值Z1還大(步驟ST2的yes),判定部5就判定有異物進入煙感測室2內部,而使發光部3b發光(步驟ST4)。然後比較此時發光部3b發光時之光接收部4的輸出(光接收部4的第2輸出)Y2、以及指定的臨界值(第2指定臨界值)Z2(步驟ST5)。
此時,若光接收部4的輸出Y2超過指定的臨界值Z2(步驟ST5的yes),判定部5就將發光部3a發光時之光接收部4的輸出Y1、與發光部3b發光時之光接收部4的輸出Y2之高低加以比較(步驟ST6)。然後,發光部3b發光時,光接收部4的輸出Y2若是比發光部3a發光時之光接收部4的輸出Y1還大(步驟ST6的yes),判定部5就判定係黑煙進入煙感測室2內(步驟ST7)。更進一步,判定部5還會比較發光部3b發光時之光接收部4的輸出Y2、與黑煙火災時的警報臨界值(第1警報臨界值)V1之高低(步驟ST8)。此時,若光接收部4的輸出Y2超過黑煙火災時的警報臨界值V1(步驟ST8的yes),判定部5會判定有火災導致的煙霧進入煙感測 室2內(步驟ST9)。又,若光接收部4的輸出Y2比黑煙火災時的警報臨界值V1還小(步驟ST8的no),判定部5會判定係稀薄的煙霧進入煙感測室2內(步驟ST12)。
又,在步驟ST6的判定,於發光部3b發光時,光接收部4的輸出Y2若比發光部3a發光時之光接收部4的輸出Y1還小(步驟ST6的no),判定部5就判定係白煙進入煙感測室2內(步驟ST10)。更進一步,判定部5會比較發光部3b發光時之光接收部4的輸出Y2、與白煙火災時的警報臨界值V2之高低(步驟ST11)。此時,光接收部4的輸出Y2若超過了白煙火災時的警報臨界值V2(步驟ST11的yes),則判定係火災所導致的煙霧(步驟ST9)。又,於步驟ST11的判定,發光部3b發光時之光接收部4的輸出Y2若比白煙火災時的警報臨界值V2還小(步驟ST11的no),則判定係煙霧以外之異物(塵埃或蟲等)進入煙感測室2內部(步驟ST13)。又,於步驟ST5的判定,光接收部4的輸出Y2若在指定臨界值Z2以下,則判定係煙霧以外之異物(塵埃或蟲等)進入煙感測室2的內部(步驟ST13)。
(實施形態5)
由於本實施形態的煙感測器1所具有的結構,與實施形態2所說明過的煙感測器1相同,故省略其說明。
於本實施形態,如圖14所示,具備發光部3與光接收部4a、4b,將光接收部4a的光接收範圍S3與發光部3之照射範圍S1所重疊而成的區域設定為檢測區域A1、A2,而光接收部4b各自的光接收範圍S4與發光部3的照射範圍S1所重疊而成的區域設定為檢測區域A2。
判定部5具有:控制發光部3之發光的功能、以及從光接收部4a、4b的輸出判定有無煙霧的功能。判定部5在使發光部3發光的狀態下,使光接收部4a、4b同時動作,並同時導入光接收部4a、4b的輸出,再根據光接收部4a、4b的輸出,判定煙感測室2內的狀態。
亦即,於本實施形態,設有發光部3與複數之光接收部4a、4b,複數之光接收部4a、4b分別接收來自各自所對應之檢測區域A1、A2的光線。藉此,就不需要在複數之檢測區域的每一個都分別設置發光部與光接收部的組合,只要有發光部3,就能監控複數之檢測區域A1、A2的狀態。
在此,於本實施形態,在包含複數之光接收部4a、4b及發光部3的光軸的平面上,複數之光接收部4a、4b配置在發光部3之光軸的同一側。
因此,較佳係設置一個遮光壁,以遮蔽來自發光部3的放射光,使其不會直接入射至光接收部4a、4b。在此情形,就不需要設置複數個會導致雜散光產生的遮光壁,故可易於進行光學上的設計。
又,如實施形態3中的說明,亦可在包含複數之光接收部4a、4b及發光部3的光軸之平面上,將複數之光接收部4a、4b,沿著發光部3的光軸而配置於其兩側。
若複數之光接收部4a、4b,沿著發光部3的光軸,配置於其兩側,則藉由將光接收部4a、4b配置成彼此的光軸相互平行,就可以使光接收方的光軸與發光方的光軸在檢測區域A1、A2所構成的角度相異。因此,即便係欲使光接收方的光軸與發光方的光軸在檢測區域A1、A2所構成之角度相異的情形,亦可使複數之光接收部4a、4b彼此接近配置,使檢測區域A1、A2間所形成的無用的空間縮小,達成整體之小型化。
又,判定部5同時導入複數之光接收部4a、4b的輸出,而根據複數之光接收部4a、4b的輸出,以判定煙感測室2內的狀態;只要有1個發光部3,就能監控複數之檢測區域A1、A2的狀態。
在此,判定部5係同時導入複數之光接收部4a、4b之輸出;若一部分之光接收部的輸出超過臨界值,且其他光接收部的輸出小於臨界值,就判定有煙霧以外的異物進入煙感測室2內。
若係煙霧進入煙感測室2內部,可以想見所有的光接收部4a、4b的輸出都會增加;但若係塵埃或蟲等進入煙感測室2內部,則可以想見複數之檢測區域A1、A2同時有塵埃或蟲進入的可能性很低。例如於圖15的期間W14所示,僅光接收部4a的輸出超過臨界值,而光接收部4b的輸出小於臨界值的情形,判定部5判定係煙霧以外之異物(塵埃或蟲等)進入了煙感測室2內,而可以降低誤判成煙霧進入的可能性。
再者,如圖15的期間W13所示,若光接收部4a、4b之輸出皆低於臨界值,由於同時導入之光接收部4a、4b的輸出皆不及臨界值,故判定部5判定沒有任何異物進入煙感測室2內部。
又,如圖15的期間W15、W16所示,若同時導入之光接收部4a、4b的輸出雙雙超過臨界值,判定部5就判定有煙霧進入了煙感測室2內部。
在此,發光部3及光接收部4a、4b配置成:光接收部4a的光軸和發光部3的光軸所構成的角度θ1、與光接收部4b的光軸和發光部3的光軸所構成的角度θ2互異。於本實施形態,相較於光接收部4a的光軸和發光部3的光軸所構成的角度θ1,光接收部4b的光軸和發光部3的光軸所構成的角度θ2較小。當微粒粒徑較大的白煙進入煙感測室2內部時,於交叉角較小的光接收部4b,雖然其入射光量比起交叉角大的光接收部4a來得小,但由於在本實施形態,光接收部4b的靈敏度設定得比光接收部4a的靈敏度高,故於期間W15,光接收部4a之輸出與光接收部4b之輸出會幾近相同。另一方面,於黑煙進入時,由於光接收部4a、4b的入射光量會大致相同,故光接收部4b之靈敏度設定得比光接收部4a高出多少,則於期間W16,光接收部4b的輸出就會比光接收部4a大多少。
因此,於光接收部4a的輸出與光接收部4b的輸出為大致相同大小之期間W15,由於交叉角較小的光接收部4b的輸出與交叉角較大的光接收部4a的輸出之比值,小於指定的基準值,所以判定部5判定係白煙進入煙感 測室2內。又,由於在期間W16,亦即光接收部4a的輸出小於光接收部4b的輸出之期間,交叉角較小的光接收部4b的輸出與交叉角較大的光接收部4a的輸出之比值,大於指定的基準值,故判定部5判定係黑煙進入煙感測室2內。
另外,判定部5雖係藉由比較光接收部4a、4b的輸出與臨界值之高低,來判定是否有煙霧進入煙感測室2內,不過如上所述,經判斷係黑煙進入時,亦可降低上述臨界值。
相較於白煙,黑煙的光衰減率較大;所以相較於白煙進入的情形,黑煙進入時,光接收部4a、4b的輸出位準較小。因此,經判別係黑煙進入時,判定部5可藉由降低判定是否有煙霧存在的的臨界值,而得以避免煙霧之漏檢。
又,判定部5,在未檢測到有異物進入煙感測室2內部的狀態下,僅使複數之光接收部4a、4b中的任一個之光接收部4a動作,並導入其輸出;若所導入之輸出超過臨界值,才使另一光接收部4b動作並導入其輸出。
藉此,由於在未檢測到煙霧的狀態下,僅使任一光接收部4a動作,而停止另一光接收部4b的動作,故可降低耗電量。又,若光接收部4a的輸出超過臨界值,則判定部5使複數之光接收部4a、4b動作,並根據光接收部4a、4b之輸出而判定是否有煙霧存在,因此可確實地檢測出是否有煙霧存在。
又,雖然於上述之實施形態,在煙感測室內設定有2個檢測區域,但亦可使光接收部及發光部構成為檢測區域存在3個以上。再者,雖然於本實施形態,係藉由相對於1個光接收部而設置複數之發光部、或是相對於1個發光部而設置複數之光接收部,以設置複數之檢測區域;但亦可對複數之檢測區域各設置1個光接收部及發光部,以檢測散射光。
又,雖然於上述之實施形態,煙感測室2係如圖1所圖示般,以曲徑壁8包覆周圍之結構,但本發明之應用並不限定於該類煙感測室2。亦可不拘於圖1,而在屬於火災感測器之領域、且不使用人稱曲徑壁之結構的煙感測室-換句話說,在不具備曲徑壁而設置著與大氣流通之孔穴的煙感測室-應用本發明。
1‧‧‧煙感測器
2‧‧‧煙感測室
3a‧‧‧第1發光部
3b‧‧‧第2發光部
4‧‧‧光接收部
5‧‧‧判定部
6‧‧‧光學基台
7‧‧‧底板
8‧‧‧曲徑壁
9‧‧‧間隙
10‧‧‧遮光壁
11‧‧‧光侷限構件
12‧‧‧光侷限構件
11a‧‧‧開口
12a‧‧‧開口
701‧‧‧外周部
7011‧‧‧開口部
801‧‧‧屈曲部
L1‧‧‧第1光軸
L2‧‧‧第2光軸
L3‧‧‧光軸
S1‧‧‧照射範圍(第1照射範圍)
S2‧‧‧照射範圍(第2照射範圍)
S3‧‧‧光接收範圍
A1‧‧‧檢測領域(第1檢測領域)
A2‧‧‧檢測領域(第2檢測領域)
θ1‧‧‧角度
θ2‧‧‧角度

Claims (27)

  1. 一種煙感測器,包括:煙感測室,其避免光線從外部進入,並且容許煙霧進出;發光部,對該煙感測室內的複數之檢測區域照射光線;光接收部,來自該發光部的直接光並無入射至此,而所入射的是流入各該檢測區域的煙霧所造成的散射光;判定部,根據該光接收部之輸出,以判定煙霧是否已進入該煙感測室內;於該發光部及該光接收部中之至少任一方,一體設置有光侷限構件,該光侷限構件限制光的範圍,以使複數之該檢測區域不會重疊。
  2. 如申請專利範圍第1項之煙感測器,其中,對於1個該光接收部,設置複數之該發光部,複數之該發光部對各自對應之檢測區域照射光線。
  3. 如申請專利範圍第2項之煙感測器,其中,各個該發光部的光軸與該光接收部的光軸所構成之交叉角,係設定為各自互異的角度。
  4. 如申請專利範圍第2項之煙感測器,其中,於包含複數之該發光部及該光接收部之光軸的平面上,複數之該發光部配置於該光接收部之光軸的同一側。
  5. 如申請專利範圍第3項之煙感測器,其中,於包含複數之該發光部及該光接收部之光軸的平面上,複數之該發光部配置於該光接收部之光軸的同一側。
  6. 如申請專利範圍第2項之煙感測器,其中,於包含複數之該發光部及該光接收部之光軸的平面上,複數之該發光部配置於該光接收部之光軸的兩側。
  7. 如申請專利範圍第3項之煙感測器,其中,於包含複數之該發光部及 該光接收部之光軸的平面上,複數之該發光部配置於該光接收部之光軸的兩側。
  8. 如申請專利範圍第1項之煙感測器,其中,該判定部控制複數之該發光部之發光,使複數之該發光部不會同時發光;該判定部根據使複數之該發光部之各個分別發光之狀態下的該光接收部之輸出,判定該煙感測室內的狀態。
  9. 如申請專利範圍第8項之煙感測器,其中,該判定部使對應於該檢測區域之該發光部,以短於煙霧以外之異物在複數之該檢測區域之間移動所需之移動時間的時間間隔發光;若於該判定部使該發光部之任一發光之狀態下,該光接收部之輸出超過臨界值,而且在使其他之該發光部發光之狀態下,該光接收部之輸出小於該臨界值,則該判定部判斷係煙霧以外之異物進入了該煙感測室內。
  10. 如申請專利範圍第8項之煙感測器,其中,該判定部使對應之該發光部,以短於煙霧以外之異物在複數之該檢測區域之間移動所需之移動時間的時間間隔發光;若於該判定部使複數之該發光部之各個分別發光之狀態下,該光接收部之輸出全部超過臨界值,則該判定部判斷係煙霧進入了該煙感測室內。
  11. 如申請專利範圍第8項之煙感測器,其中,該判定部使複數之該發光部間歇性地發光,而根據該光接收部之輸出,進行判定動作。
  12. 如申請專利範圍第11項之煙感測器,其中,該判定部於未測出狀態下,使該發光部之任一間歇性地發光;若於該發光部之任一發光之狀態下,該光接收部之輸出超過臨界值,則該判定部使其他之該發光部之各個,分別以短於煙霧以外之異物在複數之該檢測區域之間移動所需之移動時間的時間間隔發光。
  13. 如申請專利範圍第2至12項中任一項之煙感測器,其中,各個該發光部之光軸與該光接收部之光軸所構成之交叉角,係設定為各自互異的角度;該判定部藉由比較該光接收部之輸出與臨界值之間的高低,以判定是否有煙霧已進入該煙感測室內;若該交叉角相對較小之該發光部發光之狀態下該光接收部之輸出,與該交叉角相對較大之該發光部發光之狀態下該光接收部之輸出的比值,大於指定之基準值,則該判定部判別進入到煙感測室內的煙霧係黑煙,並降低該臨界值。
  14. 如申請專利範圍第13項之煙感測器,其中,該判定部使該交叉角相對較小之該發光部的發光時間及發光光量中之至少任一方,大於該交叉角相對較大之該發光部。
  15. 如申請專利範圍第13項之煙感測器,其中,該判定部於未測出狀態下,僅使該交叉角相對較大之該發光部發光;若於該發光部發光之狀態下,該光接收部之輸出超過臨界值,則該判定部使其他之該發光部,以短於煙霧以外之異物在複數之該檢測區域之間移動所需之移動時間的時間間隔發光。
  16. 如申請專利範圍第14項之煙感測器,其中,該判定部於未測出狀態下,僅使該交叉角相對較大之該發光部發光;若於該發光部發光之狀態下,該光接收部之輸出超過臨界值,則該判定部使其他之該發光部,以短於煙霧以外之異物在複數之該檢測區域之間移動所需之移動時間的時間間隔發光。
  17. 如申請專利範圍第1項之煙感測器,其中,相對於1個該發光部,設置複數之該光接收部,複數之該光接收部接收來自各自對應之檢測區域的光線。
  18. 如申請專利範圍第17項之煙感測器,其中,各個該光接收部之光軸與該發光部的光軸所構成之交叉角,係設定為各自互異的角度。
  19. 如申請專利範圍第17項之煙感測器,其中,於包含該發光部之光軸及複數之該光接收部之光軸的平面上,複數之該光接收部配置於該發光部之光軸的同一側。
  20. 如申請專利範圍第18項之煙感測器,其中,於包含該發光部之光軸及複數之該光接收部之光軸的平面上,複數之該光接收部配置於該發光部之光軸的同一側。
  21. 如申請專利範圍第17項之煙感測器,其中,於包含該發光部之光軸及複數之該光接收部之光軸的平面上,複數之該光接收部配置於該發光部之光軸的兩側。
  22. 如申請專利範圍第18項之煙感測器,其中,於包含該發光部之光軸及複數之該光接收部之光軸的平面上,複數之該光接收部配置於該發光部之光軸的兩側。
  23. 如申請專利範圍第17至22項中任一項之煙感測器,其中,該判定部同時導入複數之該光接收部之輸出,並根據複數之該光接收部之輸出,判定該煙感測室內的狀態。
  24. 如申請專利範圍第23項之煙感測器,其中,該判定部同時導入複數之該光接收部之輸出,若部分之該光接收部的輸出超出臨界值,且其他之該光接收部的輸出小於該臨界值,則該判定部判定係煙霧以外之異物進入了該煙感測室內。
  25. 如申請專利範圍第23項之煙感測器,其中,該判定部同時導入複數 之該光接收部之輸出,若全部之該光接收部之輸出都超過臨界值,則判斷係煙霧進入了該煙感測室內。
  26. 如申請專利範圍第25項之煙感測器,其中,各個該光接收部之光軸與該發光部之光軸所構成之交叉角,係設定為各自互異的角度;該判定部藉由比較該光接收部之輸出與臨界值之間的高低,以判定是否有煙霧已進入該煙感測室內;若該交叉角相對較小之該光接收部之輸出,與該交叉角相對較大之該光接收部之輸出之比值,大於指定之基準值,則該判定部判別進入到煙感測室內的煙霧係黑煙,並降低該臨界值。
  27. 如申請專利範圍第26項之煙感測器,其中,該判定部於未檢測到有異物進入該煙感測室內的狀態下,僅使複數之該光接收部中之任一之該光接收部動作並導入其輸出,若所導入之輸出超過臨界值,則使其他該光接收部動作,並導入其輸出。
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