JP2021131251A - Photodetection system and received light quantity measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、火炎などの光を検出する光検出システムに関するものである。 The present invention relates to a photodetection system that detects light such as a flame.
燃焼炉等において火炎の光から放出される紫外線に基づいて火炎の有無を検出する光センサとして、光電管式紫外線センサが利用される場合がある。光電管式紫外線センサの放電には、光電効果による放電以外のノイズ成分による非正規な放電現象(疑放電)が起きることが観測されている。 A photocell type ultraviolet sensor may be used as an optical sensor that detects the presence or absence of a flame based on the ultraviolet rays emitted from the light of a flame in a combustion furnace or the like. It has been observed that a non-regular discharge phenomenon (suspicious discharge) occurs due to a noise component other than the discharge due to the photoelectric effect in the discharge of the phototube type ultraviolet sensor.
特許文献1では、光センサに印加する駆動パルスのパルス幅を制御して放電の受光量を計算から求め、光量から火炎センサの寿命を判定することができる火炎検出システムが提案されている。しかし、実際の光センサの放電には故障と総称されるノイズによる非正規の放電が含まれており、火炎による光がない場合でも放電が起きてしまい、誤検出してしまう場合があった。そのような放電の誤検出を除去するために、ノイズ成分を考慮した放電確率の測定方法を考慮する必要がある。
また、特許文献2に開示された火炎検出システムでは、正規の放電以外のノイズ成分の放電確率を考慮した受光量の求め方が提案されており、精度よく火炎の有無を検出することを可能としている。しかしながら、特許文献2に開示された火炎検出システムでは、ノイズ成分の放電確率が既知である必要がある。
Further, in the flame detection system disclosed in
また、特許文献3に開示された故障検出装置では、光センサへ入射する電磁波を遮断するシャッタ機構を設けることで光センサの自己放電による故障を検出することが提案されている。しかしながら、特許文献3に開示された故障検出装置では、光センサの寿命による測定感度の変化で正規の放電と非正規の放電とを区別するための判別方法が無く、故障の検知を誤る可能性があった。
なお、以上の課題は、火炎検出システムに限らず、光センサを用いる光検出システムにおいて同様に発生する。
Further, in the failure detection device disclosed in
The above problems occur not only in the flame detection system but also in the light detection system using the optical sensor.
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ノイズ成分の放電確率の一部が未知数の場合でも受光量を算出することができる光検出システムおよび受光量測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides an optical detection system and a light receiving amount measuring method capable of calculating a light receiving amount even when a part of the discharge probability of a noise component is unknown. The purpose.
本発明の光検出システムは、光源から放出される光を検出するように構成された光センサと、この光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加するように構成された印加電圧生成部と、前記光センサの放電電流を検出するように構成された電流検出部と、この電流検出部によって検出された放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出するように構成された放電判定部と、前記印加電圧生成部から前記光センサに前記駆動パルス電圧が印加された第1の状態と、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態のそれぞれについて、前記印加電圧生成部による前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記放電判定部によって検出された放電の回数とに基づいて放電確率を算出するように構成された放電確率算出部と、前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅と、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅のときの放電確率と、前記光センサの基準受光量と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による第1種の非正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅と前記光センサの受光量とに依存せずに発生する、前記ノイズ成分による第2種の非正規の放電の放電確率とを予め記憶するように構成された記憶部と、前記記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第1、第2の状態のときに前記放電確率算出部によって算出された放電確率と、前記第1、第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記第1、第2の状態のときの前記光センサの受光量を算出するように構成された受光量算出部とを備えることを特徴とするものである。 The optical detection system of the present invention includes an optical sensor configured to detect light emitted from a light source, and an applied voltage generator configured to periodically apply a drive pulse voltage to the electrodes of the optical sensor. And a current detection unit configured to detect the discharge current of the optical sensor, and a discharge determination unit configured to detect the discharge of the optical sensor based on the discharge current detected by the current detection unit. With respect to each of the first state in which the drive pulse voltage is applied from the applied voltage generation unit to the optical sensor and the second state in which the pulse width of the drive pulse voltage is different from the first state. Discharge probability calculation configured to calculate the discharge probability based on the number of times the drive pulse voltage is applied by the applied voltage generation unit and the number of discharges detected by the discharge determination unit during the application of this drive pulse voltage. As known sensitivity parameters of the optical sensor, the reference pulse width of the drive pulse voltage, the discharge probability when the pulse width of the drive pulse voltage is the reference pulse width, and the reference light receiving amount of the optical sensor. A first-class non-regular discharge due to a noise component other than the discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor, which is generated independently of the pulse width of the drive pulse voltage and depending on the amount of light received by the optical sensor. The discharge probability of the second type of non-regular discharge due to the noise component, which is generated independently of the pulse width of the drive pulse voltage and the amount of light received by the optical sensor, is stored in advance. The configured storage unit, the sensitivity parameters stored in the storage unit, the discharge probability calculated by the discharge probability calculation unit in the first and second states, and the first and second storage units. It is provided with a light receiving amount calculation unit configured to calculate the light receiving amount of the optical sensor in the first and second states based on the pulse width of the driving pulse voltage in the state. It is a feature.
また、本発明の光検出システムの1構成例は、前記受光量算出部によって算出された受光量と受光量閾値とを比較することにより、前記光源の有無を判定するように構成された受光量判定部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の光検出システムの1構成例において、前記受光量算出部は、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅T、前記駆動パルス電圧のパルス幅が基準パルス幅Tのときの放電確率P、前記光センサの基準受光量Q0、前記第1の状態のときに前記放電確率算出部によって算出された放電確率1P、前記第2の状態のときに前記放電確率算出部によって算出された放電確率2P、前記第1の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅T1、前記第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅T2(T1≠T2)、前記第1種の非正規の放電の放電確率PbA、前記第2種の非正規の放電の放電確率PbBに基づいて、前記第1、第2の状態のときの前記光センサの受光量Qを算出することを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the light detection system of the present invention, the light receiving amount configured to determine the presence or absence of the light source by comparing the light receiving amount calculated by the light receiving amount calculation unit with the light receiving amount threshold value. It is characterized by further including a determination unit.
Further, in one configuration example of the optical detection system of the present invention, the light receiving amount calculation unit has a reference pulse width T of the drive pulse voltage, and a discharge probability P when the pulse width of the drive pulse voltage is the reference pulse width T. The reference light receiving amount Q 0 of the optical sensor, the discharge probability 1 P calculated by the discharge probability calculation unit in the first state, and the discharge calculated by the discharge probability calculation unit in the second state. Probability 2 P, pulse width T 1 of the drive pulse voltage in the first state, pulse width T 2 (T 1 ≠ T 2 ) of the drive pulse voltage in the second state, the first Based on the discharge probability P bA of the non-normal discharge of the species and the discharge probability P bB of the non-regular discharge of the second type, the light receiving amount Q of the optical sensor in the first and second states is calculated. It is characterized by doing.
また、本発明の光検出システムの受光量測定方法は、光源から放出される光を検出する光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第1のステップと、前記第1のステップによって前記光センサに前記駆動パルス電圧が印加された第1の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第2のステップと、前記第1の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第3のステップと、前記第1のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第3のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第1の状態のときの放電確率を算出する第4のステップと、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第5のステップと、前記第2の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第6のステップと、前記第2の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第7のステップと、前記第5のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第7のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第2の状態のときの放電確率を算出する第8のステップと、前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅と、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅のときの放電確率と、前記光センサの基準受光量と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による第1種の非正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅と前記光センサの受光量とに依存せずに発生する、前記ノイズ成分による第2種の非正規の放電の放電確率とを予め記憶する記憶部を参照し、この記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第1、第2の状態のときに前記第4、第8のステップで算出した放電確率と、前記第1、第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記第1、第2の状態のときの前記光センサの受光量を算出する第9のステップとを含むことを特徴とするものである。
Further, the light receiving amount measuring method of the light detection system of the present invention comprises a first step of periodically applying a drive pulse voltage to an electrode of an optical sensor that detects light emitted from a light source, and the first step. The light is based on the second step of detecting the discharge current of the optical sensor in the first state in which the drive pulse voltage is applied to the optical sensor, and the discharge current in the first state. Based on the third step of detecting the discharge of the sensor, the number of times the drive pulse voltage is applied by the first step, and the number of discharges detected in the third step while the drive pulse voltage is being applied. The fourth step of calculating the discharge probability in the first state, and the drive pulse voltage on the electrode of the optical sensor when the pulse width of the drive pulse voltage is different from the first state in the second state. Based on the fifth step of periodically applying the voltage, the sixth step of detecting the discharge current of the optical sensor in the second state, and the discharge current in the second state. Based on the seventh step of detecting the discharge of the optical sensor, the number of times the drive pulse voltage is applied by the fifth step, and the number of discharges detected in the seventh step while the drive pulse voltage is being applied. The eighth step of calculating the discharge probability in the second state, and as known sensitivity parameters of the optical sensor, the reference pulse width of the drive pulse voltage and the pulse width of the drive pulse voltage are the reference. Of the optical sensor, which is generated independently of the discharge probability at the time of the pulse width, the reference light receiving amount of the optical sensor, and the pulse width of the driving pulse voltage, and is generated depending on the received light amount of the optical sensor. The first type of non-regular discharge due to a noise component other than the discharge due to the photoelectric effect, the first type due to the noise component, which is generated independently of the pulse width of the drive pulse voltage and the received light amount of the optical sensor. With reference to a storage unit that stores the discharge probabilities of two types of non-normal discharges in advance, the sensitivity parameters stored in this storage unit and the fourth and eighth states in the first and second states. Based on the discharge probability calculated in
また、本発明の光検出システムの受光量測定方法の1構成例は、前記第9のステップで算出した受光量と受光量閾値とを比較することにより、前記光源の有無を判定する第10のステップをさらに含むことを特徴とするものである。
また、本発明の光検出システムの受光量測定方法の1構成例において、前記第9のステップは、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅T、前記駆動パルス電圧のパルス幅が基準パルス幅Tのときの放電確率P、前記光センサの基準受光量Q0、前記第4のステップで算出した放電確率1P、前記第8のステップで算出した放電確率2P、前記第1の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅T1、前記第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅T2(T1≠T2)、前記第1種の非正規の放電の放電確率PbA、前記第2種の非正規の放電の放電確率PbBに基づいて、前記第1、第2の状態のときの前記光センサの受光量Qを算出するステップを含むことを特徴とするものである。
Further, in one configuration example of the light receiving amount measuring method of the light detection system of the present invention, the presence or absence of the light source is determined by comparing the light receiving amount calculated in the ninth step with the light receiving amount threshold value. It is characterized by further including steps.
Further, in one configuration example of the light receiving amount measuring method of the light detection system of the present invention, the ninth step is when the reference pulse width T of the drive pulse voltage and the pulse width of the drive pulse voltage are the reference pulse width T. Discharge probability P, reference light receiving amount Q 0 of the optical sensor, discharge probability 1 P calculated in the fourth step, discharge probability 2 P calculated in the eighth step, the above in the first state. The pulse width T 1 of the drive pulse voltage, the pulse width T 2 (T 1 ≠ T 2 ) of the drive pulse voltage in the second state, the discharge probability P bA of the first-class non-normal discharge, the above. It is characterized by including a step of calculating the light receiving amount Q of the optical sensor in the first and second states based on the discharge probability P bB of the second type of non-normal discharge.
本発明によれば、印加電圧生成部と電流検出部と放電判定部と放電確率算出部と記憶部と受光量算出部とを設けることにより、第1種の非正規の放電の放電確率と第2種の非正規の放電の放電確率とが既知であれば、駆動パルス電圧のパルス幅に依存して発生しかつ光センサの受光量に依存せずに発生する非正規の放電の放電確率が未知数の場合でも、受光量を算出することができる。その結果、本発明では、求めた受光量から火炎の有無を精度良く検出することが可能となる。また、本発明では、受光量により光センサの誤った寿命判定をしてしまう可能性を低減することができる。 According to the present invention, by providing the applied voltage generation unit, the current detection unit, the discharge determination unit, the discharge probability calculation unit, the storage unit, and the light receiving amount calculation unit, the discharge probability and the first type of non-regular discharge can be obtained. If the discharge probabilities of the two types of non-regular discharges are known, the discharge probabilities of non-regular discharges that occur depending on the pulse width of the drive pulse voltage and do not depend on the amount of light received by the optical sensor. Even if the number is unknown, the amount of light received can be calculated. As a result, in the present invention, it is possible to accurately detect the presence or absence of a flame from the obtained light receiving amount. Further, in the present invention, it is possible to reduce the possibility that the life of the optical sensor is erroneously determined based on the amount of received light.
[実施例]
以下、受光量の測定方法について説明する。光電効果を利用した光センサは、光子が電極に当たることで通電する光電管である。通電は次の条件で進行する。
[Example]
Hereinafter, a method for measuring the amount of received light will be described. An optical sensor that utilizes the photoelectric effect is a photocell that energizes when a photon hits an electrode. Energization proceeds under the following conditions.
[光センサの動作]
光センサの1対の電極間に電圧を印加した状態において、一方の電極に光子が当たると、ある確率で光電子が飛び出し、電子なだれを起こしながら通電する(電極間に放電電流が流れる)。
電極間に電圧が掛かっている間、光センサは通電し続ける。あるいは、光センサの通電が確認されたら直ちに電圧を下げることで通電が停止する。このように、光センサは、電極間の電圧が下がると、通電を終了する。
[Operation of optical sensor]
When a photon hits one of the electrodes while a voltage is applied between the pair of electrodes of the optical sensor, photoelectrons are likely to jump out and energize while causing electron avalanche (a discharge current flows between the electrodes).
While the voltage is applied between the electrodes, the optical sensor continues to be energized. Alternatively, as soon as the energization of the optical sensor is confirmed, the energization is stopped by lowering the voltage. In this way, the optical sensor ends energization when the voltage between the electrodes drops.
光センサの電極に光子が1個当たったときに、光センサが放電する確率をP1とする。また、光センサの電極に光子が2個当たったときに、光センサが放電する確率をP2とする。P2は1個目の光子でも2個目の光子でも放電しない確率の逆なので、P2とP1の関係は、式(1)のように表される。 Let P 1 be the probability that the optical sensor will be discharged when one photon hits the electrode of the optical sensor. Also, let P 2 be the probability that the optical sensor will be discharged when two photons hit the electrodes of the optical sensor. Since P 2 is the opposite of the probability that neither the first photon nor the second photon will be discharged, the relationship between P 2 and P 1 is expressed by Eq. (1).
一般にn個の光子が光センサの電極に当たったときに光センサが放電する確率をPn、m個の光子が光センサの電極に当たったときに光センサが放電する確率をPmとすると(n,mは自然数)、式(1)と同様に式(2)と式(3)が成り立つ。 Generally, let P n be the probability that the photosensor will be discharged when n photons hit the electrodes of the photosensor, and P m be the probability that the photosensor will be discharged when m photons hit the electrodes of the photosensor. (N and m are natural numbers), and equations (2) and (3) hold as in equation (1).
式(2)と式(3)から、PnとPmの関係として式(4)が導ける。 From equations (2) and (3), equation (4) can be derived as the relationship between P n and P m.
単位時間あたりに光センサの電極に飛来してくる光子の数をE、光センサの放電開始電圧以上の電圧を電極間に印加する時間(以下パルス幅と呼ぶ)をTとすると、電圧印加1回あたりに電極に衝突する光子の数はETで表される。よって、同一の光センサを、ある条件Aと別の条件Bで動作させた際の、光子数E、パルス幅T、放電確率Pの関係は式(5)のとおりとなる。ここで、基準とする光子数をE0と定め、Q=E/E0とすると、式(6)となる。ここで、Qを受光量と呼ぶこととする。
If the number of photons flying to the electrodes of the optical sensor per unit time is E, and the time for applying a voltage equal to or higher than the discharge start voltage of the optical sensor between the electrodes (hereinafter referred to as pulse width) is T,
[光検出システムの構成と動作]
図1は本発明の実施例に係る光検出システムの構成を示すブロック図である。光検出システムは、光センサを駆動し、光センサの駆動結果に基づいて光源からの受光量を算出するものである。この光検出システムは、炎やLEDやランプなどの光源100から生じる光(紫外線)を検出する光センサ1と、外部電源2と、光センサ1および外部電源2が接続された演算装置3とを備えている。
[Configuration and operation of optical detection system]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a photodetection system according to an embodiment of the present invention. The photodetection system drives an optical sensor and calculates the amount of light received from the light source based on the driving result of the optical sensor. This photodetector system comprises an
光センサ1は、両端部が塞がれた円筒状の外囲器と、この外囲器の両端部を貫通する2本の電極ピンと、外囲器内部において電極ピンにより互いに平行に支持された2枚の電極とを備えた光電管から構成されている。このような光センサ1では、電極支持ピンを介して電極間に所定の電圧を印加した状態において、光源100に対向配置された一方の電極に紫外線が照射されると、光電効果によりその電極から電子が放出され、電極間に放電電流が流れる。
The
外部電源2は、例えば、100[V]または200[V]の電圧値を有する交流の商用電源からなる。
The
演算装置3は、外部電源2に接続された電源回路11と、この電源回路11に接続された印加電圧生成回路12およびトリガ回路13と、光センサ1の下流側の端子1bと接地ラインGNDとの間に直列に接続された抵抗R1とR2とからなる分圧抵抗14と、この分圧抵抗14の抵抗R1とR2との接続点Paに生じる電圧(参照電圧)Vaを光センサ1に流れる電流Iとして検出する電流検出回路15と、印加電圧生成回路12とトリガ回路13と電流検出回路15とが接続された処理回路16とを備えている。
The
電源回路11は、外部電源2から入力される交流電力を、印加電圧生成回路12およびトリガ回路13に供給する。また、演算装置3の駆動用の電力は、電源回路11より取得される。ただし、交流/直流を問わず別電源から駆動用の電力を取得するように構成することもできる。
The
印加電圧生成回路12(印加電圧生成部)は、電源回路11により印加される交流電圧を所定の値まで昇圧させて光センサ1に印加する。本実施例では、処理回路16からの矩形パルスPSと同期した200[V]のパルス状の電圧(光センサ1の放電開始電圧VST以上の電圧)を駆動パルス電圧PMとして生成し、この生成した駆動パルス電圧PMを光センサ1に印加する。図2に光センサ1に印加される駆動パルス電圧PMを示す。駆動パルス電圧PMは、処理回路16からの矩形パルスPSと同期しており、そのパルス幅Tは矩形パルスPSのパルス幅と等しい。処理回路16からの矩形パルスPSについては後述する。
The applied voltage generation circuit 12 (applied voltage generation unit) boosts the AC voltage applied by the
トリガ回路13は、電源回路11により印加される交流電圧の所定の値点を検出し、この検出結果を処理回路16に入力する。本実施例において、トリガ回路13は、電圧値が最小となる最小値点を所定の値点(トリガ時点)として検出する。このように交流電圧について所定の値点を検出することにより、その交流電圧の1周期を検出することが可能となる。
The
分圧抵抗14は、抵抗R1とR2との分圧電圧として参照電圧Vaを生成し、電流検出回路15に入力する。ここで、光センサ1の上流側の端子1aに印加される駆動パルスPMの電圧値は、上述したように200[V]という高電圧となっているので、光センサ1の電極間に電流が流れた時にその下流側の端子1bに生じる電圧をそのまま電流検出回路15に入力すると電流検出回路15に大きな負荷がかかることとなる。このため、本実施例では、分圧抵抗14によって電圧値が低い参照電圧Vaを生成し、これを電流検出回路15に入力するようにしている。
The
電流検出回路15(電流検出部)は、分圧抵抗14から入力される参照電圧Vaを光センサ1の放電電流Iとして検出し、この検出した参照電圧Vaを検出電圧Vpvとして処理回路16に入力する。
処理回路16は、矩形パルス生成部17と、A/D変換部18と、感度パラメータ記憶部19と、中央処理部20とを備えている。
The current detection circuit 15 (current detection unit) detects the reference voltage Va input from the
The
矩形パルス生成部17は、トリガ回路13がトリガ時点を検出する毎に、すなわち電源回路11からトリガ回路13に印加される交流電圧の1周期毎に、パルス幅Tの矩形パルスPSを生成する。この矩形パルス生成部17が生成する矩形パルスPSが印加電圧生成回路12へ送られる。矩形パルス生成部17と印加電圧生成回路12とは、駆動パルス電圧PMのパルス幅を調整可能である。すなわち、矩形パルス生成部17が矩形パルスPSのパルス幅を所望の値に設定することにより、矩形パルスPSと等しいパルス幅の駆動パルス電圧PMが印加電圧生成回路12から出力される。
A/D変換部18は、電流検出回路15からの検出電圧VpvをA/D変換し、中央処理部20へ送る。
The rectangular
The A / D conversion unit 18 A / D converts the detection voltage Vpv from the
中央処理部20は、プロセッサや記憶装置からなるハードウェアと、これらのハードウェアと協働して各種機能を実現させるプログラムとによって実現され、放電判定部201と、放電確率算出部202と、パルス印加数積算部204と、印加数判定部205と、受光量算出部206と、受光量判定部207として機能する。
The
中央処理部20において、放電判定部201は、電流検出回路15によって検出された光センサ1の放電電流に基づいて光センサ1の放電を検出する。具体的には、放電判定部201は、光センサ1に駆動パルス電圧PMが印加される毎(矩形パルスPSが生成される毎)に、A/D変換部18から入力される検出電圧Vpvと予め定められている閾値電圧Vthとを比較し(図2参照)、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定し、放電回数nを1増やす。
In the
放電確率算出部202は、光センサ1に印加された駆動パルス電圧PMの印加回数Nが所定数を超えたとき(矩形パルスPSのパルス数が所定数を超えたとき)に、放電判定部201によって検出された放電回数nと駆動パルス電圧PMの印加回数Nとから光センサ1の放電確率Pを算出する。
The discharge
この放電確率Pをフレーム信号として出力する。ある動作条件、受光量Q0(Q0≠0)、パルス幅T0における放電確率P0が既知であるとする。例えば光検出システムの出荷検査において、定められた受光量とパルス幅における放電確率Pを測定しておく方法がある。このとき、受光量Q、パルス幅T、放電確率Pの関係は、式(7)となる。ただし、P=0はQ=0とする。本発明では、P=0のときとP=1のときは、受光量Qの算出処理から除外する。 This discharge probability P is output as a frame signal. Certain operating conditions, the received light amount Q 0 (Q 0 ≠ 0) , the discharge probability P 0 of the pulse width T 0 is known. For example, in the shipping inspection of a photodetection system, there is a method of measuring the discharge probability P at a predetermined light receiving amount and pulse width. At this time, the relationship between the received light amount Q, the pulse width T, and the discharge probability P is given by the equation (7). However, P = 0 is Q = 0. In the present invention, when P = 0 and P = 1, it is excluded from the calculation process of the received light amount Q.
いま、Q0,T0,P0が既知で、Tは光検出システムが制御しているパルス幅なので既知である。複数回の駆動パルス電圧PMを光センサ1に印加し、放電回数nを測定し、放電確率Pを算出すれば、未知数である受光量Qを式(7)から算出することができる。この受光量Qをフレーム信号として出力してもよい。
Now, Q 0 , T 0 , and P 0 are known, and T is known because the pulse width is controlled by the photodetection system. If the drive pulse voltage PM is applied to the
[ノイズを考慮した光検出システムの動作]
式(7)から、ある動作条件、受光量Q0、パルス幅T0における放電確率PaAが既知であるとし、受光量Q、パルス幅T、放電確率Pの関係は、式(8)で与えられる。
[Operation of photodetection system considering noise]
From the equation (7), it is assumed that the discharge probability P aA at a certain operating condition, the light receiving amount Q 0 , and the pulse width T 0 is known, and the relationship between the received light amount Q, the pulse width T, and the discharge probability P is expressed by the equation (8). Given.
光センサ1の放電と時間との関係としては、下記の2とおりが考えられる。
(a)駆動パルス電圧PMの印加中に一律の確率で現れる放電(式(8))。
(b)駆動パルス電圧PMの立ち上がり若しくは立ち下がり時に現れる放電。
The following two can be considered as the relationship between the discharge of the
(A) Discharge that appears with a uniform probability while the drive pulse voltage PM is applied (Equation (8)).
(B) Drive pulse voltage A discharge that appears when the PM rises or falls.
次に、光センサ1の放電と受光量との関係は、下記の2とおりが考えられる。
(A)受光量と式(8)の関係に従って現れる放電。
(B)受光量と無関係に表れる放電。
Next, the relationship between the discharge of the
(A) A discharge that appears according to the relationship between the amount of light received and the formula (8).
(B) Discharge that appears regardless of the amount of light received.
表1のマトリクスのとおり、(a)、(b)と(A)、(B)の組み合わせで光センサ1のノイズ放電を類型できる。本発明では、(a)と(A)の組み合わせ(aA)、(a)と(B)の組み合わせ(aB)、(b)と(A)の組み合わせ(bA)、(b)と(B)の組み合わせ(bB)が確実に観測される可能性が高いと考えられる。
As shown in the matrix of Table 1, the noise discharge of the
aAの組み合わせの放電は、「感度」と呼ばれる正常な放電(式(8)に組み込み済み)である。aBの組み合わせの放電は、熱電子などがトリガとなる紫外線量に無関係な放電である。bAの組み合わせの放電は、突入電流や残存イオンにより駆動パルス電圧の立ち上がり若しくは立ち下がり時に限定的に発生する放電のうち光量に依存する放電である。bBの組み合わせの放電は、突入電流や残存イオンにより駆動パルス電圧の立ち上がり若しくは立ち下がり時に限定的に発生する放電のうち光量に依存しない放電である。 The discharge of the combination of aA is a normal discharge called "sensitivity" (already incorporated in equation (8)). The discharge of the combination of aB is a discharge irrelevant to the amount of ultraviolet rays triggered by thermions and the like. The discharge of the combination of bA is a discharge that depends on the amount of light among the discharges that are limitedly generated when the drive pulse voltage rises or falls due to the inrush current or the residual ions. The discharge of the combination of bB is a discharge that does not depend on the amount of light among the discharges that are limitedly generated when the drive pulse voltage rises or falls due to the inrush current or the residual ions.
なお、表1に類型化したものはUV(ultraviolet)故障モードの全てではない。例えば放電が切れない、感度波長が異なるなど、表1に含まれない故障モードがある。 It should be noted that the ones categorized in Table 1 are not all of the UV (ultraviolet) failure modes. For example, there are failure modes not included in Table 1, such as discharge not being cut off and sensitivity wavelengths being different.
以上のaAの放電と3種のaB,bA,bBのノイズ放電とは、式(9)の形で表すことができる。 The above discharge of aA and the noise discharge of the three types of aB, bA, and bB can be expressed in the form of equation (9).
式(9)において、PaBは受光量Q、パルス幅TにおけるaBの放電確率、PbAは受光量Q、パルス幅TにおけるbAの放電確率、PbBは受光量Q、パルス幅TにおけるbBの放電確率である。 In equation (9), P aB is the light receiving amount Q, the discharge probability of aB at the pulse width T, P bA is the light receiving amount Q, the discharge probability of bA at the pulse width T, P bB is the light receiving amount Q, bB at the pulse width T. Discharge probability of.
[受光量Qの算出方法]
式(9)において、放電確率PbA,PbBが既知であるとする。式(9)において、パルス幅T1のときの放電確率を1Pとすると、式(10)となる。
[Calculation method of received light amount Q]
In equation (9), it is assumed that the discharge probabilities P bA and P bB are known. In the equation (9), if the discharge probability when the pulse width is T 1 is 1 P, the equation (10) is obtained.
また、式(9)において、パルス幅T2(T1≠T2)のときの放電確率を2Pとすると、式(11)となる。 Further, in the equation (9), if the discharge probability when the pulse width T 2 (T 1 ≠ T 2 ) is 2 P, the equation (11) is obtained.
式(10)を式(11)で除すると、式(12)となる。 Dividing equation (10) by equation (11) yields equation (12).
式(12)を変形することで、式(13)を得る。 Equation (13) is obtained by transforming equation (12).
式(13)を式(9)に代入すると、式(14)を得る。 Substituting equation (13) into equation (9) gives equation (14).
式(14)において、放電確率PbA,PbBが既知であるとき、式(14)を変形すると、式(15)のとおり受光量Qが得られる。 When the discharge probabilities P bA and P bB are known in the equation (14), the received light amount Q can be obtained as shown in the equation (15) by modifying the equation (14).
したがって、放電確率PbA,PbBが既知である場合に、駆動パルス電圧PMのパルス幅調整を伴う測定を行うことにより、ノイズ成分PaBを除去した受光量Qを得ることができる。 Therefore, when the discharge probabilities P bA and P bB are known, the light receiving amount Q from which the noise component P aB is removed can be obtained by performing the measurement accompanied by the pulse width adjustment of the drive pulse voltage PM.
以下、本実施例の光検出システムの動作について更に詳細に説明する。図3は本実施例の光検出システムの動作を説明するフローチャートである。
放電確率算出部202は、パルス幅制御のための変数iを1に初期化する(図3ステップS100)。放電確率算出部202は、変数iが3より小さい場合(図3ステップS101においてYES)、矩形パルス生成部17に指示して駆動パルス電圧PMの印加を開始させる。
Hereinafter, the operation of the photodetector system of this embodiment will be described in more detail. FIG. 3 is a flowchart illustrating the operation of the photodetection system of this embodiment.
The discharge
放電確率算出部202からの指示に応じて、矩形パルス生成部17は、矩形パルスPSのパルス幅を所定の値Ti=T1に設定する。このパルス幅の設定により、印加電圧生成回路12は、パルス幅Ti=T1の駆動パルス電圧PMを光センサ1の1対の端子1a,1b間に印加する(図3ステップS102)。
In response to the instruction from the discharge
放電判定部201は、電流検出回路15からの検出電圧Vpvと予め定められている閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定する。放電判定部201は、光センサ1が放電したと判定すると、これを1回として放電回数ni=n1をカウントする(図3ステップS103)。放電回数n1と後述する駆動パルス電圧PMの印加回数N1の初期値が共に0であることは言うまでもない。こうして、ステップS102,S103の処理が繰り返し実行される。
The
パルス印加数積算部204は、矩形パルス生成部17から出力される矩形パルスPSを数えることにより、駆動パルス電圧PMの印加回数Niを数える。
印加数判定部205は、駆動パルス電圧PMの印加回数Niを所定数Nthと比較する。
The pulse application number integrating unit 204 counts the number of times Ni i of the drive pulse voltage PM applied by counting the rectangular pulse PS output from the rectangular
The application
放電確率算出部202は、ステップS102によるパルス幅Ti=T1の駆動パルス電圧PMの印加開始時からの駆動パルス電圧PMの印加回数Ni=N1が所定数Nthを超えたと印加数判定部205が判定したとき(図3ステップS104においてYES)、このときの駆動パルス電圧PMの印加回数Ni=N1と放電判定部201によって検出された放電回数ni=n1とに基づいて、式(16)により放電確率1Pを算出する(図3ステップS105)。
1P=n1/N1 ・・・(16)
The discharge
1 P = n 1 / N 1 ... (16)
パルス幅Ti=T1の第1の状態のときの放電確率1Pの算出後、放電確率算出部202は、パルス幅制御のための変数iを1増やす(図3ステップS106)。放電確率算出部202は、変数iが3より小さい場合(ステップS101においてYES)、矩形パルス生成部17に指示して駆動パルス電圧PMの再度の印加を開始させる。
After calculating the discharge probability 1 P in the first state of the pulse width T i = T 1 , the discharge
放電確率算出部202からの指示に応じて、矩形パルス生成部17は、矩形パルスPSの出力を一旦停止した後、矩形パルスPSのパルス幅を所定の値Ti=T2(T1≠T2)に設定する。このパルス幅の設定により、印加電圧生成回路12は、パルス幅Ti=T2の駆動パルス電圧PMを光センサ1の1対の端子1a,1b間に印加する(ステップS102)。
In response to the instruction from the discharge
放電判定部201は、上記と同様に電流検出回路15からの検出電圧Vpvと閾値電圧Vthとを比較し、検出電圧Vpvが閾値電圧Vthを超えた場合に光センサ1が放電したと判定し、放電回数ni=n2を1増やす(ステップS103)。放電回数n2と後述する駆動パルス電圧PMの印加回数N2の初期値が共に0であることは言うまでもない。こうして、ステップS102,S103の処理が繰り返し実行される。
The
放電確率算出部202は、ステップS102によるパルス幅Ti=T2の駆動パルス電圧PMの印加開始時からの駆動パルス電圧PMの印加回数Ni=N2が所定数Nthを超えたと印加数判定部205が判定したとき(ステップS104においてYES)、このときの駆動パルス電圧PMの印加回数Ni=N2と放電判定部201によって検出された放電回数ni=n2とに基づいて、式(17)により放電確率2Pを算出する(ステップS105)。
2P=n2/N2 ・・・(17)
The discharge
2 P = n 2 / N 2 ... (17)
パルス幅Ti=T2の第2の状態のときの放電確率2Pの算出後、放電確率算出部202は、パルス幅制御のための変数iを1増やす(ステップS106)。
After calculating the discharge probability 2 P in the second state of the pulse width T i = T 2 , the discharge
感度パラメータ記憶部19には、光センサ1の既知の感度パラメータとして、駆動パルス電圧PMの基準パルス幅Tと、駆動パルス電圧PMのパルス幅が基準パルス幅Tのときの放電確率Pとが予め記憶されている。上記のパルス幅T1,T2(T1≠T2)のうちどちらか一方は、基準パルス幅Tと同じでもよい。また、感度パラメータ記憶部19には、光センサ1の既知の感度パラメータとして、光センサ1の基準受光量Q0と、非正規の放電の放電確率PbA,PbBとが予め記憶されている。
In the sensitivity
放電確率PbAは、上記のとおり駆動パルス電圧PMのパルス幅に依存せずに発生しかつ光センサ1の受光量に依存して発生する、光センサ1の光電効果による放電以外のノイズ成分による放電の確率である。放電確率PbBは、駆動パルス電圧PMのパルス幅と光センサ1の受光量とに依存せずに発生する、光センサ1の光電効果による放電以外のノイズ成分による放電の確率である。
As described above, the discharge probability P bA is due to noise components other than discharge due to the photoelectric effect of the
感度パラメータ記憶部19に記憶される感度パラメータについては、例えば光検出システムの出荷検査において予め測定しておくものとする。放電確率Pは放電確率1P,2Pと同様に測定可能である。
The sensitivity parameter stored in the sensitivity
受光量算出部206は、測定が終了したとき、すなわち変数iが3に達したとき(ステップS101においてNO)、放電確率算出部202によって算出された放電確率1Pが0より大きくかつ1未満の場合(図3ステップS107においてYES)、放電確率算出部202によって算出された放電確率1P,2Pと、放電確率1Pを求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅T1と、放電確率2Pを求めたときの駆動パルス電圧PMのパルス幅T2と、感度パラメータ記憶部19に記憶されているパラメータQ0,T,P,PbA,PbBとに基づいて、式(15)により受光量Qを算出する(図3ステップS108)。
When the measurement is completed, that is, when the variable i reaches 3 (NO in step S101), the light receiving
また、受光量算出部206は、放電確率算出部202によって算出された放電確率1Pが0の場合(ステップS107においてNO)、受光量Qを0とするか、あるいは受光量Qを算出不可とする例外処理を行う(図3ステップS109)。また、受光量算出部206は、放電確率1Pが1の場合(ステップS107においてNO)、受光量Qを算出不可とする例外処理を行う(ステップS109)。
Further, when the discharge probability 1 P calculated by the discharge
次に、受光量判定部207は、受光量算出部206によって算出された受光量Qと所定の受光量閾値Qthとを比較し(図3ステップS110)、受光量Qが受光量閾値Qthを超えた場合(ステップS110においてYES)、火炎有りと判定する(図3ステップS111)。また、受光量判定部207は、受光量Qが受光量閾値Qth以下の場合(ステップS110においてNO)、火炎無しと判定する(図3ステップS112)。
Next, the light receiving
以上の説明から分かるように、本実施例では、駆動パルス電圧PMのパルス幅調整を伴う測定を行うことにより、放電確率PbA,PbBが既知であれば、放電確率PaBが未知数の場合でも、受光量Qを算出することができる。その結果、本実施例では、求めた受光量Qから火炎の有無を精度良く検出することが可能となる。また、本実施例では、受光量Qにより光センサ1の誤った寿命判定をしてしまう可能性を低減することができる。
As can be seen from the above description, in this embodiment, if the discharge probabilities P bA and P bB are known by performing the measurement accompanied by the pulse width adjustment of the drive pulse voltage PM, the discharge probabilities P aB are unknown. However, the light receiving amount Q can be calculated. As a result, in this embodiment, it is possible to accurately detect the presence or absence of a flame from the obtained light receiving amount Q. Further, in this embodiment, it is possible to reduce the possibility that the life of the
本実施例では、光源100が火炎の場合を例に挙げて説明しているが、本発明の光検出システムは火炎以外の光源100にも適用可能である。
In this embodiment, the case where the
本実施例で説明した感度パラメータ記憶部19と中央処理部20とは、CPU(Central Processing Unit)と記憶装置とインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。
The sensitivity
このコンピュータの構成例を図4に示す。コンピュータは、CPU300と、記憶装置301と、インタフェース装置(I/F)302とを備えている。I/F302には、印加電圧生成回路12と矩形パルス生成部17とA/D変換部18などが接続される。このようなコンピュータにおいて、本発明の受光量測定方法を実現させるためのプログラムは記憶装置301に格納される。CPU300は、記憶装置301に格納されたプログラムに従って本実施例で説明した処理を実行する。
A configuration example of this computer is shown in FIG. The computer includes a
本発明は、火炎検出システムに適用することができる。また、本発明は、火炎以外の光の検出に対しても適用できる。 The present invention can be applied to flame detection systems. The present invention can also be applied to the detection of light other than flame.
1…光センサ、2…外部電源、3…演算装置、11…電源回路、12…印加電圧生成回路、13…トリガ回路、14…分圧抵抗、15…電流検出回路、16…処理回路、17…矩形パルス生成部、18…A/D変換部、19…感度パラメータ記憶部、20…中央処理部、100…光源、201…放電判定部、202…放電確率算出部、204…パルス印加数積算部、205…印加数判定部、206…受光量算出部、207…受光量判定部。 1 ... optical sensor, 2 ... external power supply, 3 ... computing device, 11 ... power supply circuit, 12 ... applied voltage generation circuit, 13 ... trigger circuit, 14 ... voltage dividing resistor, 15 ... current detection circuit, 16 ... processing circuit, 17 ... Rectangular pulse generation unit, 18 ... A / D conversion unit, 19 ... Sensitivity parameter storage unit, 20 ... Central processing unit, 100 ... Light source, 201 ... Discharge determination unit, 202 ... Discharge probability calculation unit, 204 ... Pulse application number integration Unit, 205 ... Application number determination unit, 206 ... Light receiving amount calculation unit, 207 ... Light receiving amount determination unit.
Claims (6)
この光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加するように構成された印加電圧生成部と、
前記光センサの放電電流を検出するように構成された電流検出部と、
この電流検出部によって検出された放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出するように構成された放電判定部と、
前記印加電圧生成部から前記光センサに前記駆動パルス電圧が印加された第1の状態と、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態のそれぞれについて、前記印加電圧生成部による前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記放電判定部によって検出された放電の回数とに基づいて放電確率を算出するように構成された放電確率算出部と、
前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅と、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅のときの放電確率と、前記光センサの基準受光量と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による第1種の非正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅と前記光センサの受光量とに依存せずに発生する、前記ノイズ成分による第2種の非正規の放電の放電確率とを予め記憶するように構成された記憶部と、
前記記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第1、第2の状態のときに前記放電確率算出部によって算出された放電確率と、前記第1、第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記第1、第2の状態のときの前記光センサの受光量を算出するように構成された受光量算出部とを備えることを特徴とする光検出システム。 An optical sensor configured to detect the light emitted by a light source,
An applied voltage generator configured to periodically apply a drive pulse voltage to the electrodes of this optical sensor,
A current detection unit configured to detect the discharge current of the optical sensor, and
A discharge determination unit configured to detect the discharge of the optical sensor based on the discharge current detected by the current detection unit, and a discharge determination unit.
The applied voltage is applied to each of the first state in which the drive pulse voltage is applied from the applied voltage generation unit to the optical sensor and the second state in which the pulse width of the drive pulse voltage is different from the first state. A discharge probability calculation unit configured to calculate the discharge probability based on the number of times the drive pulse voltage is applied by the generation unit and the number of discharges detected by the discharge determination unit during the application of the drive pulse voltage. ,
As known sensitivity parameters of the optical sensor, the reference pulse width of the drive pulse voltage, the discharge probability when the pulse width of the drive pulse voltage is the reference pulse width, the reference light receiving amount of the optical sensor, and the drive. Discharge probability of first-class non-regular discharge due to noise components other than discharge due to the photoelectric effect of the optical sensor, which occurs independently of the pulse width of the pulse voltage and depends on the amount of light received by the optical sensor. And, the discharge probability of the second kind of non-regular discharge due to the noise component, which is generated independently of the pulse width of the drive pulse voltage and the received light amount of the optical sensor, is stored in advance. Memory and
The sensitivity parameter stored in the storage unit, the discharge probability calculated by the discharge probability calculation unit in the first and second states, and the drive pulse in the first and second states. A photodetection system including a light receiving amount calculation unit configured to calculate the light receiving amount of the optical sensor in the first and second states based on the pulse width of the voltage.
前記受光量算出部によって算出された受光量と受光量閾値とを比較することにより、前記光源の有無を判定するように構成された受光量判定部をさらに備えることを特徴とする光検出システム。 In the light detection system according to claim 1,
A photodetection system further comprising a light receiving amount determining unit configured to determine the presence or absence of the light source by comparing the light receiving amount calculated by the light receiving amount calculating unit with the light receiving amount threshold value.
前記受光量算出部は、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅をT、前記駆動パルス電圧のパルス幅が基準パルス幅Tのときの放電確率をP、前記光センサの基準受光量をQ0、前記第1の状態のときに前記放電確率算出部によって算出された放電確率を1P、前記第2の状態のときに前記放電確率算出部によって算出された放電確率を2P、前記第1の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT1、前記第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT2(T1≠T2)、前記第1種の非正規の放電の放電確率をPbA、前記第2種の非正規の放電の放電確率をPbB、前記第1、第2の状態のときの前記光センサの受光量をQとしたとき、
The light receiving amount calculation unit sets the reference pulse width of the drive pulse voltage to T, the discharge probability when the pulse width of the drive pulse voltage is the reference pulse width T to P, the reference light receiving amount of the optical sensor to Q 0 , and the above. The discharge probability calculated by the discharge probability calculation unit in the first state is 1 P, the discharge probability calculated by the discharge probability calculation unit in the second state is 2 P, and the first state. The pulse width of the drive pulse voltage in the second state is T 1 , the pulse width of the drive pulse voltage in the second state is T 2 (T 1 ≠ T 2 ), and the non-regular discharge of the first type. When the discharge probability is P bA , the discharge probability of the second type of non-normal discharge is P bB , and the light receiving amount of the optical sensor in the first and second states is Q,
前記第1のステップによって前記光センサに前記駆動パルス電圧が印加された第1の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第2のステップと、
前記第1の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第3のステップと、
前記第1のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第3のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第1の状態のときの放電確率を算出する第4のステップと、
前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記第1の状態と異なる第2の状態のときに前記光センサの電極に駆動パルス電圧を周期的に印加する第5のステップと、
前記第2の状態のときの前記光センサの放電電流を検出する第6のステップと、
前記第2の状態のときの前記放電電流に基づいて前記光センサの放電を検出する第7のステップと、
前記第5のステップによる前記駆動パルス電圧の印加回数と、この駆動パルス電圧の印加中に前記第7のステップで検出した放電の回数とに基づいて前記第2の状態のときの放電確率を算出する第8のステップと、
前記光センサの既知の感度パラメータとして、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅と、前記駆動パルス電圧のパルス幅が前記基準パルス幅のときの放電確率と、前記光センサの基準受光量と、前記駆動パルス電圧のパルス幅に依存せずに発生しかつ前記光センサの受光量に依存して発生する、前記光センサの光電効果による放電以外のノイズ成分による第1種の非正規の放電の放電確率と、前記駆動パルス電圧のパルス幅と前記光センサの受光量とに依存せずに発生する、前記ノイズ成分による第2種の非正規の放電の放電確率とを予め記憶する記憶部を参照し、この記憶部に記憶されている感度パラメータと、前記第1、第2の状態のときに前記第4、第8のステップで算出した放電確率と、前記第1、第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅とに基づいて、前記第1、第2の状態のときの前記光センサの受光量を算出する第9のステップとを含むことを特徴とする光検出システムの受光量測定方法。 The first step of periodically applying a drive pulse voltage to the electrodes of the optical sensor that detects the light emitted from the light source,
A second step of detecting the discharge current of the optical sensor in the first state in which the drive pulse voltage is applied to the optical sensor by the first step, and
A third step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the first state, and
The discharge probability in the first state is calculated based on the number of times the drive pulse voltage is applied by the first step and the number of discharges detected in the third step while the drive pulse voltage is applied. The fourth step to do and
The fifth step of periodically applying the drive pulse voltage to the electrodes of the optical sensor when the pulse width of the drive pulse voltage is in the second state different from the first state.
The sixth step of detecting the discharge current of the optical sensor in the second state, and
A seventh step of detecting the discharge of the optical sensor based on the discharge current in the second state, and
The discharge probability in the second state is calculated based on the number of times the drive pulse voltage is applied by the fifth step and the number of discharges detected in the seventh step while the drive pulse voltage is applied. Eighth step to do and
Known sensitivity parameters of the optical sensor include a reference pulse width of the drive pulse voltage, a discharge probability when the pulse width of the drive pulse voltage is the reference pulse width, a reference light receiving amount of the optical sensor, and the drive. Discharge probability of first-class non-regular discharge due to noise components other than discharge due to the photoelectric effect of the photosensor, which occurs independently of the pulse width of the pulse voltage and depends on the amount of light received by the photosensor. Refer to the storage unit that stores in advance the discharge probability of the second type of non-regular discharge due to the noise component, which is generated independently of the pulse width of the drive pulse voltage and the received light amount of the optical sensor. , Sensitivity parameters stored in this storage unit, discharge probabilities calculated in the fourth and eighth steps in the first and second states, and discharge probabilities in the first and second states. The light receiving amount of the photodetector system including the ninth step of calculating the light receiving amount of the optical sensor in the first and second states based on the pulse width of the driving pulse voltage. Measuring method.
前記第9のステップで算出した受光量と受光量閾値とを比較することにより、前記光源の有無を判定する第10のステップをさらに含むことを特徴とする光検出システムの受光量測定方法。 In the method for measuring the amount of received light of the photodetection system according to claim 4,
A method for measuring a light receiving amount of a photodetection system, further comprising a tenth step of determining the presence or absence of the light source by comparing the light receiving amount calculated in the ninth step with the light receiving amount threshold value.
前記第9のステップは、前記駆動パルス電圧の基準パルス幅をT、前記駆動パルス電圧のパルス幅が基準パルス幅Tのときの放電確率をP、前記光センサの基準受光量をQ0、前記第4のステップで算出した放電確率を1P、前記第8のステップで算出した放電確率を2P、前記第1の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT1、前記第2の状態のときの前記駆動パルス電圧のパルス幅をT2(T1≠T2)、前記第1種の非正規の放電の放電確率をPbA、前記第2種の非正規の放電の放電確率をPbB、前記第1、第2の状態のときの前記光センサの受光量をQとしたとき、
In the ninth step, the reference pulse width of the drive pulse voltage is T, the discharge probability when the pulse width of the drive pulse voltage is the reference pulse width T is P, the reference light receiving amount of the optical sensor is Q 0 , and the above. The discharge probability calculated in the fourth step is 1 P, the discharge probability calculated in the eighth step is 2 P, the pulse width of the drive pulse voltage in the first state is T 1 , and the second The pulse width of the drive pulse voltage in the state is T 2 (T 1 ≠ T 2 ), the discharge probability of the first-class non-normal discharge is P bA , and the discharge probability of the second-class non-regular discharge. Is P bB, and when the amount of light received by the optical sensor in the first and second states is Q,
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