JP2002506261A - 火災報知器 - Google Patents
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Abstract
Description
使用される火災検出用の報知器には、光学的煙報知器がある。光学的煙報知器は
直光型報知器として、あるいは散乱光型報知器として、構成することができる。
散乱光原理に基づく煙報知器は、煙粒子で散乱する光線を測定することによって
、煙粒子を検出する。すべての光学的煙報知器の応答特性若しくは感度は火災の
種類によって著しく左右される。火災によって生じる煙の量、性質及び組成は煙
報知器の感度に大きな影響を及ぼす。煙の発生量がわずかな火災は、煙が多量に
発生する火災よりも検出が難しい。更に散乱光型煙報知器は、煙粒子で光の反射
が生ずることを利用するものである。火災報知器の一様な応答特性を達成するた
めには、光学的煙報知器は別の原理に基づく報知器と組み合わせることができる
。例えばイオン化型煙報知器あるいは温度型報知器が知られている。これらの種
々の型の火災報知器は室内の種々の場所に取り付けるか、あるいはただ1つの報
知器にまとめることができる。
み合わせは公知である。温度上昇及び煙の発生のほかに、火災認識のための別の
重要な特徴はガス状の燃焼生成物の発生である。このガス状の燃焼生成物は種々
の形式のガスセンサによって検出することができる。
し得る火災報知器を提供することである。
有している。すなわち、2つの異なるセンサ方法を組み合わせることによって、
従来の煙報知器又は火災報知器の場合よりも確実な火災認識が可能であることで
ある。すなわち本発明によれば、自体公知の煙の検出のための散乱光型受信器を
少なくとも1つの別の光学的受信器と組み合わせ、この別の光学的受信器がガス
感知層を前方に接続することによって、燃焼の際に典型的に生じる空気中の特別
な成分に反応するようにする。共通の光源を光学的発信器として使用することに
よって、火災報知器は極めてコンパクトに、スペースを節減して構成することが
できる。後方に接続されている評価装置の信号処理も簡単になる。更に一般に、
種々の測定原理で働く複数の火災報知器を設ける代わりに、特定の大きさを越え
ていない室ごとに1つのこのような火災報知器を設けることで充分であり、この
ことは火災報知器の取り付け及び配線を著しく簡単にする。光学的発信器の直接
的な放射範囲内にある光学的受信器は付加的に直光型煙報知器として機能するこ
とができ、したがって空気内に存在するエアゾールに基づく明るさの変化を記録
することができる。このことは有利には評価ユニットによって可能にされ、この
評価ユニットは光学的受信器の後方に接続されていて、受信された光信号の明る
さの変動を評価する。この場合、例えば変調せしめられた測定あるいはロック・
イン技術のような公知の方法を使用することができる。
1つの光学的受信器4例えばホトダイオードとから成る測定装置を例示する。こ
のような構造部分によって、小さな、コンパクトで安価で、しかも極めてわずか
なエネルギで間に合う火災報知器が可能である。しかしながら、可視波長範囲内
の光で働く光学的発信器2及び光学的受信器4を使用することもできる。測定装
置の機能にとって重要なことは、光学的発信器2から発せられる光の波長と、以
下に説明するガス感知層6の吸収された波長との間の同調である。光学的発信器
2とその直接的な光線路8内である程度の間隔をおいて取り付けられた光学的受
信器4との間には、光学的発信器2の光線を透過する例えばポリマ材料の支持体
から成る層6があり、この層は特定のガス感知層を備えている。光学的発信器2
から放射される光を透過させるこの層6は光学的発信器2と光学的受信器4との
間の正確に中間にあることができるが、しかしながら光線路9内であれば光学的
発信器2と光学的受信器4との間の任意の位置に配置することもできる。自体公
知のガス感知層6は、特定のガスと交互作用して光学的発信器2から放射される
特定の波長の光を部分的に吸収する。ガス感知層6は特定のガスを感知する支持
物質を有しており、取り付けの前にあらかじめ検定測定によってキャリブレーシ
ョンされる。検出すべきガスが光学的発信器2と光学的受信器4との間に入ると
直ちに、層6内に含まれている支持物質が、それに当たる電磁ビームの特定の波
長範囲に対する吸収を変化させる。この波長は支持物質の局所的な吸収最大値に
相応しているので、層6の後方に配置されている光学的受信器4は変化せしめら
れた透過を記録する。吸収最大値の高さひいては透過の大きさはガスの濃度に比
例している。これは図示していない評価ユニットによって把握され、煙報知器と
して使用する場合には信号発信器に伝えられる。
光の波長と吸収との関係を例示したグラフである。グラフの横軸16には光学的
発信器から放射される光の波長λがナノメートル(nm)の単位で記されている
。縦軸14には、完全な吸収を値1.0とした相対的な吸収値が記されている。
図2においては例えばガス感知層はNO及び又はNO2を感知する層である。図 2から分かるように、特定の波長、図示の例では約670nmの波長の場合に、
NO濃度が増大して光の吸収が最大値になる。複数の曲線11が記されており、
これらの曲線の最大値はNO濃度が増大する際に、それぞれ増大する。この増大
は上方に向いた矢印12によって示されている。センサ効果、換言すれば吸収若
しくは透過の変化は、使用されるガス感知層において一般に比較的に狭い波長範
囲内で証明することができる。このようなガス感知層のための支持体としては、
化学的に充分に不活性で、単に指示物質だけがガスと交互作用することが保証さ
れている特定のポリマが適している。この指示物質はポリマ上に塗布されて、特
定のガスとの交互作用を示す。更にこの測定方法によって、複数の光学的受信器
にそれぞれ異なったガス感知層を設けて、この形式で多数の異なったガスに応答
する組み合わされた煙報知器を構成することができる。
,図示の実施例では光に敏感なホトダイオード、上に直接に塗布されている。前
の図と同じ部分には同じ符号が付けられており、繰り返して説明することはしな
い。このような測定装置の利点は、極めてコンパクトな煙報知器若しくは燃焼ガ
ス報知器を構成し得ることである。種々のガス状の燃焼生成物を検出するために
は、複数の光学的受信器4がそれぞれ異なったガスを感知する層を有することが
できる。これらの光学的受信器はすべて光学的発信器2の光線路8内で光学的発
信器から特定の間隔をおいて配置することができ、これによって、種々の燃焼ガ
スのための種々の特徴的な吸収信号を、ここには図示していない評価ユニットに
供給することができる。
学的発信器2のほかに、散乱光センサとして作用する光学的受信器28及びガス
センサとして作用する少なくとも1つの光学的受信器4を有している。前の図と
同じ部分には同じ符号が付けられており、繰り返して説明することはしない。光
学的発信器2から放射される光の使用されている波長に基づいて、両方の検出方
法のために共通の光源、ここでは例えば赤外発光ダイオードを使用することがで
きる。火災報知器1は大体において室32から成り、この室は次のように、すな
わち外方から光がまったく、あるいはわずかにしか入ることができず、かつ同時
に煙及びガス状の燃焼生成物が可及的に妨げられずに入ることができるように、
構成されている。このことは、散乱光型報知器において普通であるように、ここ
では示していない光学的ラビリンスの形で実現することができる。壁には、光学
的発信器2及び光学的受信器4,28のための外方に向かって閉じられている受
容部34,36.38が設けられている。室32は少なくとも一方の端面に向か
って開いており、したがってセンサは室内の大気及びそれに含まれている燃焼ガ
ス又は煙と接続している。室32の外壁は有利には光不透過性の材料から成って
おり、これにより測定の際に、入射する散乱光によって誤差の影響が生じること
はない。光学的発信器2及び光学的受信器4,28のための受容部34,36,
38は有利には次のような深さに、すなわち光学的発信器2が単に狭い光射出円
すいで放射することができ、かつ光学的受信器4,28上に、室32の端面内に
入射する散乱光が当たることがないような深さに、構成されている。光学的発信
器2の光射出円すいの光軸8は有利には室32の縦軸線に対して例えば45°の
角度で傾斜している。散乱光センサのための光学的受信器28、ここでは例えば
ホトダイオード、は有利には次のように、すなわちそれが光学的発信器2の直接
的な放射範囲内に位置せず、したがって散乱光だけを受信することができるよう
に、配置されている。例えば光学的受信器28の光軸30はやはり管32の縦軸
線に対して例えば45°の角度で傾斜しており、したがって光軸8及び30は管
32の縦軸線上の特定の点において例えば90°の角度で交差している。したが
って光学的受信器28は光学的発信器2と関連して、従来の散乱光型煙報知器の
ように働く。少なくとも1つの別の光学的受信器4は別の受容部36内に配置さ
れており、この受容部の縦方向の延びは光学的発信器2のための受容部34と同
じ方向に整向されている。したがって光学的受信器4は光学的発信器2の直接的
な放射範囲内に位置し、したがって有利には散乱光センサにとって検出可能でな
い燃焼ガスの検出に適している。この目的のために光学的受信器4の前方には、
空気内にあるガスの濃度に関連して特定の光部分を吸収するためのガス感知層1
8の支持体が設けられている。光学的受信器4,28により受信される光を束ね
るために、これらの光学的受信器の前方には有利には集光レンズ22,24が接
続されており、これらの集光レンズは受容部36,38内に入射する光を、光学
的受信器4,28の光に敏感な箇所に正確に集束する。1つの火災報知器1内に
は、それぞれ異なったガス感知層を有する複数の光学的受信器4を設けておくこ
とができる。これによって種々のガス状の燃焼生成物を把握することができる。
ガス感知層が応答することができるガスが生じない特定の火災状況においては、
散乱光センサはそれにもかかわらず警報を出すことができる。
よる光の弱化を測定し、警報基準として利用することができる。光学的発信器2
から放射される光の明るさがコンスタントな場合、光学的受信器4から発せされ
る電気信号もやはりコンスタントである。空気内に含まれているエアゾールによ
って明るさが弱化する場合、このことに対してガス感知層18は部分的な吸収に
よって応答しないが、それにもかかわらず光学的受信器4により出される信号は
弱くなり、このことは可能な火災のための別の基準値として評価することができ
る。
6 ガス感知層、 8 光線路、光軸、放射範囲、 10 ガス感知層、 1
1 曲線、 12 矢印、 14 縦軸、 16 横軸、 18 ガス感知層、
22 集光レンズ、 24 集光レンズ、 28 光学的受信器、 30 光
軸、 32 室、管、 34 受容部、 36 受容部、 38 受容部
Claims (6)
- 【請求項1】 特にガス状及び又はダスト状の燃焼生成物を検出するための
火災報知器であって、少なくとも1つの光学的認識装置を有し、その際燃焼生成
物の物理的及び又は化学的なパラメータに関連して信号が発生せしめられて、後
方に接続されている評価ユニットにアウトプットされる形式のものにおいて、認
識装置が少なくとも1つの光学的発信器(2)と、少なくとも2つの光学的受信
器(4,28)とを有しており、その際光学的受信器の1つ(28)は光学的発
信器(2)の直接的な放射範囲(8)の外方に配置されていて、散乱光型受信器
として機能し、光学的発信器(2)の直接的な放射範囲(8)内に配置されてい
る少なくとも1つの別の光学的受信器(4)の前方にガス感知層(18)が接続
されており、このガス感知層は、特別なガスと接触すると、優先的に特定の狭い
波長範囲の光線部分を吸収することを特徴とする、火災報知器。 - 【請求項2】 複数の光学的受信器(4)が光学的発信器(2)の直接的な
放射範囲(8)内に配置されており、これらの光学的受信器の前方にそれぞれ異
なったガスを感知するガス感知層(18)が接続されていることを特徴とする、
請求項1記載の火災報知器。 - 【請求項3】 光学的受信器(4,28)の前方にそれぞれ1つのレンズ(
22,24)が接続されていることを特徴とする、請求項2記載の火災報知器。 - 【請求項4】 光学的発信器(2)の直接的な放射範囲(8)内に配置され
ている少なくとも1つの光学的受信器(4)により受信された信号が直光型煙報
知器の信号として評価されることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか
1項記載の火災報知器。 - 【請求項5】 光学的発信器(2)の直接的な放射範囲(8)内に配置され
ている少なくとも1つの光学的受信器(4)の後方に、それぞれ1つの、光線路
内のエアゾールによる明るさの変化を評価するための評価ユニットが接続されて
いることを特徴とする、請求項4記載の火災報知器。 - 【請求項6】 光学的発信器(2)並びに少なくとも2つの光学的受信器(
4,28)が、空気透過性かつ光不透過性の1つの共通のケーシング内に取り付
けられていることを特徴とする、請求項1から5までのいずれか1項記載の火災
報知器。
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