JP5797992B2 - 炎感知器及び炎判定方法 - Google Patents
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Description
本発明は、炎感知器に於いて、
有炎燃焼時に発生するCO2共鳴により放射される、4.5μm付近を中心波長とする狭帯域波長の光を選択透過して電気信号に変換し、当該電気信号から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第1受光信号を出力する第1検知部と、
所定の波長帯域の近赤外線光を選択透過して電気信号に変換し、当該電気信号から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第2受光信号を出力する第2検知部と、
アーク溶接作業を行った場合に検知される第1検知部からの第1受光信号と第2検知部からの第2受光信号との時間的なタイミングのずれを補正する補正部と、
補正部で時間的なタイミングのずれが補正された第1受光信号と第2受光信号に基づいて炎の存在とアーク溶接光の放射線源とを識別判定する炎判定部と、
炎判定部で炎の存在を判定した場合に火災信号を出力する発報回路と、
を備えたことを特徴とする。
有炎燃焼時に発生するCO2共鳴により放射される、4.5μm付近を中心波長とする狭帯域波長の光を選択透過させる第1光学フィルタと、
第1光学フィルタを透過した光を受光し電気信号に変換して出力する第1受光素子と、
第1受光素子の出力から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第1受光信号を出力する第1周波数抽出部と、
を備え、
第2検知部は、
所定の波長帯域の近赤外線光を透過させる第2光学フィルタと、
第2光学フィルタを透過した光を受光し電気信号に変換して出力する第2受光素子と、
第2の受光素子の出力から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第2受光信号を出力する第2周波数抽出部と、
を備える。
第2受光信号e2が所定の受光閾値eth未満の場合は、第1受光信号e1と第2受光信号e2との比率K=e1/e2を求め、
第2受光信号e2が所定の受光閾値eth以上の場合は、第1受光信号e1と、所定の定数cの比率K=e1/cを求め、
比率が所定の判定閾値Kth以上の場合に炎の存在を判定する。
有炎燃焼時に発生するCO2共鳴により放射される、4.5μm付近を中心波長とする波長帯域に隣接した所定波長を中心波長とする狭帯域波長の光のみを選択透過させて電気信号に変換し、当該電気信号から所定の周波数の信号成分を選択抽出する第3検知部と、
を設け、
炎判定部は、第1検知部、第2検知部及び第3検知部からの第1受光信号、第2受光信号及び第3受光信号に基づいて炎の存在とアーク溶接光の放射線源とを識別判定する。
4.5μm付近を中心波長とする波長帯域に隣接した所定波長を中心波長とする狭帯域波長の光を選択透過させる第3光学フィルタと、
第3光学フィルタを透過した光を受光し電気信号に変換して出力する第3受光素子と、
第3受光素子の出力から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第3受光信号を出力する第3周波数抽出部と、
を備える。
第1受光信号e1と第2受光信号e2との第1比率K1=e1/e2を求めると共に第1受光信号e1と第3受光信号e3との第2比率K2=e1/e3を求め、
第1比率K1が所定の第1判定閾値Kth1以上で且つ第2比率K2が所定の第2判定閾値Kth2以上の場合に炎の存在を判定する。
第2受光信号e2が所定の受光閾値eth未満の場合は、第1受光信号e1と第2受光信号e2との第1比率K1=e1/e2を求めると共に第1受光信号e1と第3受光信号e3との第2比率K2=e1/e3を求め、
第2受光信号e2が所定の受光閾値eth以上の場合は、第1受光信号e1と所定の定数cとの第1比率K1=e1/cを求めると共に第1受光信号e1と第3受光信号e3との第2比率K2=e1/e3を求め、第1比率K1が所定の第1判定閾値Kth1以上で且つ第2比率K2が所定の第2判定閾値Kth2以上の場合に炎の存在を判定する。
本発明は、炎判定方法に於いて、
第1検知部により、有炎燃焼時に発生するCO2共鳴により放射される、4.5μm付近を中心波長とする狭帯域波長の光を選択透過して電気信号に変換し、当該電気信号から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第1受光信号を出力し、
第2検知部により、所定の波長帯域の近赤外線光を選択透過して電気信号に変換し、当該電気信号から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第2受光信号を出力し、
補正部により、アーク溶接作業を行った場合に検知される第1検知部からの第1受光信号と第2検知部からの第2受光信号との時間的なタイミングのずれを補正し、
炎判定部により、補正部で時間的なタイミングのずれが補正された第1受光信号と第2受光信号に基づいて炎の存在とアーク溶接光の放射線源とを識別判定することを特徴とする。
K=e1/e2
を求め、当該比率Kが所定の閾値Kth以上の場合に炎の存在を判定する。
K=E1/E2
として比率Kを演算する。尚、この比率Kは4.5μm受光信号e1と近赤外受光信号e2に基づく
K=e1/e2
と実質的に同じ値となる。
K=E1/E2
として計算する。
K=e1/e2
を求め、一方、所定時間Td遅延した近赤外受光信号e2が所定の受光閾値eth以上の場合は、4.5μm受光信号e1と、所定の定数cの比率Kとして
K=e1/c
を求め、比率が所定の判定閾値Kth以上の場合に炎の存在を判定することを基本とする。
K=E1/E2
として比率Kを演算する。尚、この比率Kは4.5μm受光信号e1と所定時間Td遅延した近赤外受光信号e2に基づく
K=e1/e2
と実質的に同じ値となる。
K=E1/c
として比率Kを演算する。尚、この比率Kは4.5μm受光信号e1と定数cに基づく
K=e1/c
と実質的に同じ値となる。
K=E1/E2
として計算する。
K=E1/c
として計算する。
K1=e1/e2
を求め、また炎判定部260は4.5μm受光信号e1と5.1μm受光信号e3の第2比率Kとして
K2=e1/e3
を求め、第1比率K1が所定の第1判定閾値Kth1以上で、且つ第2比率K2が所定の第2判定閾値Kth2以上の場合に炎の存在を判定する。なお、第2比率K2は炎のみに特徴的に大きく出る出力による信号e1と、その他の光源で特徴的な出力による信号e3を比較するものである。
K1=E1/E2
K2=E1/E3
を求める。
K1=E1/E2
K2=E1/E3
として計算する。続いてステップS25で第1比率K1が所定の第1判定閾値Kth1以上か否か判定し、第1判定閾値Kth1以上であることを判定した場合はステップS26に進み、第2比率K2が所定の第2判定閾値Kth2以上か否か判定する。ステップS26で第2比率K2が所定の第2判定閾値Kth2以上であることを判定した場合はステップS27に進み、炎の存在を判定したことで発報回路28を動作させ、火災発報信号を受信機に出力させる。
K1=E1/E2
K2=E1/E3
を求める。
K1=E1/c
K2=E1/E3
を求める。
K1=E1/E2
K2=E1/E3
として計算する。
K1=E1/c
K2=E1/E3
として計算する。
11a,11b,11c:第1〜第3検知部
12a,12b,12c:センサモジュール
14a,14b,14c:第1〜第3光学フィルタ
16a,16b,16c:第1〜第3受光素子
18a,18b,18c:第1〜第3周波数抽出部
20a,20b,20c:プリアンプ
22a,22b,22c:メインアンプ
24a,24b,24c:A/D変換器
26,260:炎判定部
28:発報回路
31:遅延器
32a,32b,32c:積分器
34:定数設定器
36,44:比較器
38,45:基準電圧源
40:切替器
42,420:比率演算器
440:比較判定部
Claims (15)
- 有炎燃焼時に発生するCO2共鳴により放射される、4.5μm付近を中心波長とする狭帯域波長の光を選択透過して電気信号に変換し、当該電気信号から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第1受光信号を出力する第1検知部と、
所定の波長帯域の近赤外線光を選択透過して電気信号に変換し、当該電気信号から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第2受光信号を出力する第2検知部と、
アーク溶接作業を行った場合に検知される前記第1検知部からの第1受光信号と前記第2検知部からの第2受光信号との時間的なタイミングのずれを補正する補正部と、
前記補正部で時間的なタイミングのずれが補正された前記第1受光信号と第2受光信号に基づいて炎の存在とアーク溶接光の放射線源とを識別判定する炎判定部と、
前記炎判定部で炎の存在を判定した場合に火災信号を出力する発報回路と、
を備えたことを特徴とする炎感知器。
- 請求項1記載の炎感知器に於いて、
前記補正部は、前記第2検知部からの第2受光信号を所定時間遅延して前記第1受光信号との時間ずれを抑制することを特徴とする炎感知器。
- 請求項1記載の炎感知器に於いて、
前記第1検知部は、
有炎燃焼時に発生するCO2共鳴により放射される、4.5μm付近を中心波長とする狭帯域波長の光を選択透過させる第1光学フィルタと、
前記第1光学フィルタを透過した光を受光し電気信号に変換して出力する第1受光素子と、
前記第1受光素子の出力から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第1受光信号を出力する第1周波数抽出部と、
を備え、
前記第2検知部は、
所定の波長帯域の近赤外線光を透過させる第2光学フィルタと、
前記第2光学フィルタを透過した光を受光し電気信号に変換して出力する第2受光素子と、
前記第2の受光素子の出力から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第2受光信号を出力する第2周波数抽出部と、
を備えたことを特徴とする炎感知器。
- 請求項3記載の炎感知器に於いて、前記第2光学フィルタは、0.7μm乃至1.0μm付近の波長帯域の近赤外線光を透過させることを特徴とする炎感知器。
- 請求項3記載の炎感知器に於いて、前記第2光学フィルタと第2受光素子は、近赤外帯域の光を透過させる透過窓を備え、近赤外帯域の所定波長にピーク波長を持つフォトトランジスタまたはフォトダイオードであることを特徴とする炎感知器。
- 請求項1記載の炎感知器に於いて、前記炎判定部は、
前記第1受光信号e1と第2受光信号e2との比率K=e1/e2を求め、当該比率Kが所定の閾値Kth以上の場合に炎の存在を判定することを特徴とする炎感知器。
- 請求項1記載の炎感知器に於いて、前記炎判定部は、
前記第2受光信号e2が所定の受光閾値eth未満の場合は、前記第1受光信号e1と前記第2受光信号e2との比率K=e1/e2を求め、
前記第2受光信号e2が前記受光閾値eth以上の場合は、前記第1受光信号e1と所定の定数cの比率K=e1/cを求め、
前記比率Kが所定の判定閾値Kth以上の場合に炎の存在を判定することを特徴とする炎感知器。
- 請求項1記載の炎感知器に於いて、更に、
有炎燃焼時に発生するCO2共鳴により放射される、4.5μm付近を中心波長とする波長帯域に隣接した所定波長を中心波長とする狭帯域波長の光のみを選択透過させて電気信号に変換し、当該電気信号から所定の周波数の信号成分を選択抽出する第3検知部と、
を設け、
前記炎判定部は、前記第1検知部、第2検知部及び第3検知部からの前記第1受光信号、第2受光信号及び第3受光信号に基づいて炎の存在とアーク溶接光の放射線源とを識別判定することを特徴とする炎感知器。
- 請求項8記載の炎感知器に於いて、前記第3検知部は、
4.5μm付近を中心波長とする波長帯域に隣接した所定波長を中心波長とする狭帯域波長の光を選択透過させる第3光学フィルタと、
前記第3光学フィルタを透過した光を受光し電気信号に変換して出力する第3受光素子と、
前記第3受光素子の出力から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第3受光信号を出力する第3周波数抽出部と、
を備えることを特徴とする炎感知器。
- 請求項9記載の炎感知器に於いて、前記第3光学フィルタは、前記第1光学フィルタの4.5μm付近を中心波長とする透過狭波長帯域に隣接した5.1μm付近または3.8μm付近を中心波長とする狭帯域波長の光のみを選択透過させることを特徴とする炎感知器。
- 請求項8記載の炎感知器に於いて、前記炎判定部は、
前記第1受光信号e1と前記第2受光信号e2との第1比率K1=e1/e2を求めると共に前記第3受光信号e3と前記第2受光信号e2との第2比率K2=e3/e2を求め、
前記第1比率K1が所定の第1判定閾値Kth1以上で且つ前記第2比率K2が所定の第2判定閾値Kth2以上の場合に炎の存在を判定することを特徴とする炎感知器。
- 請求項8記載の炎感知器に於いて、前記炎判定部は、
前記第2受光信号e2が所定の受光閾値eth以上の場合は、前記第1受光信号e1と前記第2受光信号e2との第1比率K1=e1/e2を求めると共に前記第3受光信号e3と前記第2受光信号e2との第2比率K2=e3/e2を求め、
前記第2受光信号が前記受光閾値eth未満の場合は、前記第1受光信号e1と所定の定数cとの第1比率K1=e1/cを求めると共に前記第3受光信号e3と前記定数cとの第2比率K2=e3/cを求め、前記第1比率K1が所定の第1判定閾値Kth1以上で且つ前記第2比率K2が所定の第2判定閾値Kth2以上の場合に炎の存在を判定することを特徴とする炎感知器。
- 請求項8記載の炎感知器に於いて、前記炎判定部は、前記第1信号乃至第3受光信号を積分した積分信号に基づいて炎の存在を判定することを特徴とする炎感知器。
- 第1検知部により、有炎燃焼時に発生するCO2共鳴により放射される、4.5μm付近を中心波長とする狭帯域波長の光を選択透過して電気信号に変換し、当該電気信号から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第1受光信号を出力し、
第2検知部により、所定の波長帯域の近赤外線光を選択透過して電気信号に変換し、当該電気信号から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第2受光信号を出力し、
補正部により、アーク溶接作業を行った場合に検知される前記第1検知部からの第1受光信号と前記第2検知部からの第2受光信号との時間的なタイミングのずれを補正し、
炎判定部により、前記補正部で時間的なタイミングのずれが補正された前記第1受光信号と第2受光信号に基づいて炎の存在とアーク溶接光の放射線源とを識別判定することを特徴とする炎判定方法。
- 請求項14記載の炎判定方法に於いて、
前記第1検知部は、
第1光学フィルタにより、有炎燃焼時に発生するCO2共鳴により放射される、4.5μm付近を中心波長とする狭帯域波長の光を選択透過し、
第1受光素子により、前記第1光学フィルタを透過した光を受光し電気信号に変換して出力し、
第1周波数抽出部により、前記第1受光素子の出力から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第1受光信号を出力し、
前記第2検知部は、
第2光学フィルタにより、所定の波長帯域の近赤外線光を透過し、
第2受光素子により、前記第2光学フィルタを透過した光を受光し電気信号に変換して出力し、
第2周波数抽出部により、前記第2の受光素子の出力から所定の周波数の信号成分を選択抽出して第2受光信号を出力する、
ことを特徴とする炎判定方法。
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