JP4925311B2 - 煙感知器 - Google Patents

Description

本発明は、煙感知器に関する。

従来の散乱光式煙感知器は、検煙室の外周を遮光する複数のラビリンス部材で覆い、その内側に向けて、発光素子および受光素子が設けられ、発光素子の光軸と交わるラビリンス部材の先端と、発光素子から受光素子へ到達する光を遮光する遮光板とによって、受光素子の受光ホルダ開口部によって決定される検煙室内に対する受光素子の受光視野領域をさらに限定する隙間を形成し、平常時に発光素子からの受光素子に向かう迷光を少なくして０点レベルを低くして信頼性向上を図っている（たとえば、特許文献１参照）。
特許第３３８９２２７号公報

上記従来例では、ラビリンス部材の先端と遮光板とによって、発光素子からの光の多くが遮られ、安定した受光出力を得るために、発光量を大きくする必要があり、消費電流やラビリンス内の迷光が増加するという問題がある。

つまり、上記従来例では、ラビリンス部材等の配置により受光視野を限定するために、ラビリンス内部の反射等による意図しない方向からのノイズ光に対して受光視野領域を狭くし、必要な散乱角の光のみを選択的に取り込むことができないという問題がある。

本発明は、ラビリンス内部の反射等による意図しない方向からのノイズ光を受光せずに、必要な散乱角の光のみを選択的に取り込むことができる煙感知器を提供することを目的とする。

本願発明は、検煙部と、上記検煙部の外周に設けられている複数のラビリンス部材と、上記検煙部に設けられている発光素子と、上記検煙部に設けられている受光素子と、上記受光素子の前方に設けられている光学フィルタであって、上記発光素子のピーク発光波長帯のみを透過し、上記発光素子のピーク発光波長帯が斜め方向から入射する光を反射する光学フィルタとを有し、外部からの入射光であって上記ピーク発光波長帯の入射光、または、上記発光素子の内部迷光が、上記ラビリンス部材に反射した後に、上記光学フィルタの表面に直交しない角度で入射するように、上記発光素子と上記ラビリンス部材と上記受光素子とが配置されていることを特徴とする煙感知器である。

本発明によれば、ラビリンス内部のノイズ光（発光素子による迷光と外部からの入射光）が減少し、検出精度を向上させることができ、また、ラビリンス構造を簡易化することができるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例である。

図１は、本発明の実施例１である煙感知器ＳＥ１の検煙部を示す断面図である。

煙感知器ＳＥ１は、ケース１０と、発光素子２０と、受光素子３０と、光学フィルタ４０とを有する。また、煙感知器ＳＥ１は、図示しないが、受光増幅回路、ＣＰＵ等が設けられている。

外周を開放するケース１０の内部に、ラビリンス部材１１と、検煙部１２とが設けられている。

検煙部１２には、発光素子２０と、受光素子３０とが設けられている。

発光素子２０は、たとえば、ピーク発光波長９００ｎｍを有する赤外線を発光するＬＥＤによって構成されている。

受光素子３０は、赤外線に受光感度を有するＰＤによって構成され、煙流入時にＬＥＤの発光を受けた煙粒子による散乱光を受光する。また、受光素子３０は、発光素子２０と所定の光軸角度をなしている。

上記受光増幅回路は、受光素子３０の出力信号を増幅する。上記ＣＰＵは、Ａ／Ｄ変換機能と火災判別機能とを有し、上記Ａ／Ｄ変換機能は、上記受光増幅回路の信号をデータとしての検出レベルに変換する。上記火災判別機能は、その検出レベルが閾値以上であれば、火災であると判別し、火災信号を出力する。

光学フィルタ４０は、受光素子３０の受光面の前方にある受光素子収納部の開口部に配置されている。光学フィルタ４０は、干渉フィルタで構成され、この干渉フィルタは、受光素子３０に到達する煙による散乱光の入射等を制限するフィルタである。また、干渉フィルタは、ガラス等の基板に、薄膜材料（シリカ、二酸化チタン等）を多層に重ねたフィルタであり、分光特性を任意に設定でき、たとえば、発光素子２０のピーク発光波長帯のみを透過させることができる。

この場合、他の波長帯は基板または膜の表面による干渉作用で反射する。

次に、実施例１の動作について説明する。

図２は、実施例１の動作を説明する図である。

図２（１）に示すように、光学フィルタ４０の表面と直角に発光素子２０のピーク発光波長帯の光が入射すると、その光が光学フィルタ４０を透過する。しかし、図２（２）に示すように、光学フィルタ４０の表面に斜めに発光素子２０のピーク発光波長帯の光が入射すると、その光は、光学フィルタ４０の表面で反射し、光学フィルタ４０を透過しない。

これは、入射角度θにより光学フィルタ４０の透過波長帯が短波長側にシフトすることによる。

このシフトの大きさは、光学フィルタ４０の屈折率によって決まる。この屈折率が低ければ、このシフト量は大きくなる。光学フィルタ４０のシフト量は次の算式により計算される。

λ_θ＝｛λ_０・（ｎ_ｅ ^２−ｓｉｎ^２θ）^１／２｝／ｎ_ｅ …式（１）
ここで、
θ＝入射角
ｎ_ｅ＝光学フィルタ４０の屈折率
λ_０＝正面方向（θ＝０°）の入射角時の光学フィルタ４０の中心波長
λ_θ＝ある“ ”度の入射角時の光学フィルタ４０の中心波長
したがって、入射角度θが大きくなるように、発光素子１２と受光素子３０とを配置すれば、発光素子１１のピーク発光波長帯の斜め方向からの入射光を光学フィルタ４０で遮ることができる。

図３は、煙感知器ＳＥ１において、発光素子２０を構成するＬＥＤの内部迷光Ｌが、受光素子３０に到達しない状態を示す図である。

発光素子２０を構成するＬＥＤの内部迷光Ｌは、ラビリンス部材１１を反射し、受光素子３０に設けられている光学フィルタ４０に達するが、その迷光は、光学フィルタ４０の表面と直交する角度で入射しないので、光学フィルタ４０の表面で反射し、受光素子３０には到達しない。したがって、ＬＥＤの内部迷光Ｌによる火災の誤検出、つまり、誤報が生じない。

図４は、煙感知器ＳＥ１において、外部からの入射光Ｎが受光素子３０に到達しない状態を示す図である。

煙感知器ＳＥ１の外部から入射光Ｎが検煙部１２に入った場合、ラビリンス部材１１で反射した後に、光学フィルタ４０に達するが、その入射光に発光素子２０のピーク発光波長と同じ帯域があっても、光学フィルタ４０の表面と直交する角度で入射しないので、光学フィルタ４０の表面で反射し、受光素子３０には到達しない。したがって、外部からの入射光Ｎによる火災の誤検出、つまり、誤報が生じない。

図３および図４において、万一、発光素子２０のピーク発光波長と同じ帯域の迷光Ｌと入射光Ｎが、光学フィルタ４０に直交するように入射しても、その時点までに、ラビリンス部材１１で複数回反射させて十分に減衰させるように設計しているので、受光素子３０は、これらを検出しない。

すなわち、上記実施例によれば、発光部からの光を、必要な散乱角の光を選択的に受光させるので、ラビリンス内部のノイズ光（ＬＥＤの内部迷光Ｌと外部からの入射光Ｎ）が減少し、検出精度を向上させることができる。また、ラビリンス構造を簡易化することができ、周縁方向から検煙部に対する煙の流入特性（応答性）の方向性をなくすことができる。

また、光学フィルタ４０は、バンドパスフィルタを用いてもよい。

いずれの場合も発光素子２０の発光波長帯のみが透過する分光特性を有する光学フィルタ４０を用いることによって、発光素子２０のピーク発光波長帯を透過する一方で、受光素子３０の受光波長感度を狭めることができるので、ノイズ光量を低くすることができ、Ｓ／Ｎ比が優れた煙感知器ＳＥ１を得ることができる。

本発明の実施例１である煙感知器ＳＥ１を示す断面図である。 実施例１の動作を説明する図である。 煙感知器ＳＥ１において、発光素子２０を構成するＬＥＤの内部迷光が、受光素子３０に到達する軌跡を示す図である。 煙感知器ＳＥ１において、外部からの入射光が受光素子３０に到達する軌跡を示す図である。

符号の説明

ＳＥ１…煙感知器、
１０…ケース、
１１…ラビリンス部材、
１２…検煙部、
２０…発光素子、
３０…受光素子、
４０…光学フィルタ。

Claims (1)

1. 検煙部と；
   上記検煙部の外周に設けられている複数のラビリンス部材と；
   上記検煙部に設けられている発光素子と；
   上記検煙部に設けられている受光素子と；
   上記受光素子の前方に設けられている光学フィルタであって、上記発光素子のピーク発光波長帯のみを透過し、上記発光素子のピーク発光波長帯が斜め方向から入射する光を反射する光学フィルタと；
   を有し、
   外部からの入射光であって上記ピーク発光波長帯の入射光、または、上記発光素子の内部迷光が、上記ラビリンス部材に反射した後に、上記光学フィルタの表面に直交しない角度で入射するように、上記発光素子と上記ラビリンス部材と上記受光素子とが配置されていることを特徴とする煙感知器。

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