JPH08261929A - 微粒子検出センサ - Google Patents
微粒子検出センサInfo
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- JPH08261929A JPH08261929A JP6446295A JP6446295A JPH08261929A JP H08261929 A JPH08261929 A JP H08261929A JP 6446295 A JP6446295 A JP 6446295A JP 6446295 A JP6446295 A JP 6446295A JP H08261929 A JPH08261929 A JP H08261929A
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- emitting element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 この発明は、微粒子の検出を確実に行うこと
ができる微粒子検出センサを提供することを目的とす
る。 【構成】 流入口8から流出口9へと流れる空気の流路
内にホルダ11が設けられ、ホルダ11内に発光素子1
及びレンズ2が収容される。吸引された空気は、ホルダ
11の後方から前方に向けて流れ、このときホルダ11
を介して発光素子1を強制的且つ自動的に冷却するの
で、発光素子1から発熱を生じても発光素子1を良好に
駆動させることができる。
ができる微粒子検出センサを提供することを目的とす
る。 【構成】 流入口8から流出口9へと流れる空気の流路
内にホルダ11が設けられ、ホルダ11内に発光素子1
及びレンズ2が収容される。吸引された空気は、ホルダ
11の後方から前方に向けて流れ、このときホルダ11
を介して発光素子1を強制的且つ自動的に冷却するの
で、発光素子1から発熱を生じても発光素子1を良好に
駆動させることができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、火災時に発生する煙
あるいは空気中に含まれる粉塵等の微粒子を検出する微
粒子検出センサに係り、特に微粒子からの散乱光を検出
することにより微粒子の存在を検出する光電式の微粒子
検出センサに関する。
あるいは空気中に含まれる粉塵等の微粒子を検出する微
粒子検出センサに係り、特に微粒子からの散乱光を検出
することにより微粒子の存在を検出する光電式の微粒子
検出センサに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、高感度な煙センサやダストモニ
タ等の微粒子検出センサは、光源から検出エリアに光ビ
ームを照射し、検出エリアに存在する微粒子からの散乱
光を検出することにより微粒子の検出を行っている。そ
の光源としては、LED(発光ダイオード)、LD(半
導体レーザ)、キセノンランプ等を使用することができ
るが、微粒子からの散乱光は極めて微弱なものとなるの
で、微粒子の確実なる検出を行うために、大光量の光源
を用いることが望まれる。
タ等の微粒子検出センサは、光源から検出エリアに光ビ
ームを照射し、検出エリアに存在する微粒子からの散乱
光を検出することにより微粒子の検出を行っている。そ
の光源としては、LED(発光ダイオード)、LD(半
導体レーザ)、キセノンランプ等を使用することができ
るが、微粒子からの散乱光は極めて微弱なものとなるの
で、微粒子の確実なる検出を行うために、大光量の光源
を用いることが望まれる。
【0003】しかしながら、大光量の光源は、一般に発
熱量が大きく、また温度依存性も大きいものが多く、温
度が上昇すると所望の発光特性を得ることができなくな
る虞れがある。
熱量が大きく、また温度依存性も大きいものが多く、温
度が上昇すると所望の発光特性を得ることができなくな
る虞れがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の微
粒子検出センサでは、光源の駆動に際して、温度上昇に
より所望の発光特性が得られなくなり、ひいては微粒子
を確実に検出することができなくなるという問題点があ
った。この発明はこのような問題点を解消するためにな
されたもので、微粒子の検出を確実に行うことができる
微粒子検出センサを提供することを目的とする。
粒子検出センサでは、光源の駆動に際して、温度上昇に
より所望の発光特性が得られなくなり、ひいては微粒子
を確実に検出することができなくなるという問題点があ
った。この発明はこのような問題点を解消するためにな
されたもので、微粒子の検出を確実に行うことができる
微粒子検出センサを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の微粒子
検出センサは、吸引された空気内の煙もしくは粉塵等の
微粒子を検知する発光素子と受光素子とを光学室内に備
えた微粒子検出センサにおいて、光学室内に吸引された
空気の流路を形成し、その流路内に発光素子を設けたも
のである。
検出センサは、吸引された空気内の煙もしくは粉塵等の
微粒子を検知する発光素子と受光素子とを光学室内に備
えた微粒子検出センサにおいて、光学室内に吸引された
空気の流路を形成し、その流路内に発光素子を設けたも
のである。
【0006】請求項2に記載の微粒子検出センサは、請
求項1のセンサにおいて、発光素子は前方が開放された
筒形状のホルダ内に設けられ、吸引された空気はホルダ
の後方から前方に向けて流れるものである。請求項3に
記載の微粒子検出センサは、請求項1のセンサにおい
て、発光素子は外周部に冷却フィンが形成された筒形状
のホルダ内に設けられたものである。請求項4に記載の
微粒子検出センサは、請求項3のセンサにおいて、冷却
フィンが吸引された空気の流れに平行に設けられたもの
である。請求項5に記載の微粒子検出センサは、請求項
1のセンサにおいて、吸引された空気が発光素子の先端
部の近傍を通って流れるものである。請求項6に記載の
微粒子検出センサは、請求項1のセンサにおいて、熱気
流が吸引されたときに発光素子への空気の流れを遮断す
る遮断手段を設けたものである。請求項7に記載の微粒
子検出センサは、請求項6のセンサにおいて、遮断手段
が、熱気流が吸引されたときに空気の流れをバイパス路
を介して発光素子の前方へ導くものである。
求項1のセンサにおいて、発光素子は前方が開放された
筒形状のホルダ内に設けられ、吸引された空気はホルダ
の後方から前方に向けて流れるものである。請求項3に
記載の微粒子検出センサは、請求項1のセンサにおい
て、発光素子は外周部に冷却フィンが形成された筒形状
のホルダ内に設けられたものである。請求項4に記載の
微粒子検出センサは、請求項3のセンサにおいて、冷却
フィンが吸引された空気の流れに平行に設けられたもの
である。請求項5に記載の微粒子検出センサは、請求項
1のセンサにおいて、吸引された空気が発光素子の先端
部の近傍を通って流れるものである。請求項6に記載の
微粒子検出センサは、請求項1のセンサにおいて、熱気
流が吸引されたときに発光素子への空気の流れを遮断す
る遮断手段を設けたものである。請求項7に記載の微粒
子検出センサは、請求項6のセンサにおいて、遮断手段
が、熱気流が吸引されたときに空気の流れをバイパス路
を介して発光素子の前方へ導くものである。
【0007】請求項8に記載の微粒子検出センサは、吸
引された空気内の煙もしくは粉塵等の微粒子を検知する
発光素子と受光素子とを光学室内に備えた微粒子検出セ
ンサにおいて、外部から光学室内に空気を取り入れる空
気流入口と光学室内から外部へ空気を流出させる空気流
出口とを設け、これら空気流入口及び空気流出口の一方
を発光素子の近傍に、他方を発光素子から発せられる光
の光路の延長線上にそれぞれ配置したものである。請求
項9に記載の微粒子検出センサは、吸引された空気内の
煙もしくは粉塵等の微粒子を検知する発光素子と受光素
子とを光学室内に備えた微粒子検出センサにおいて、外
部から光学室内に空気を取り入れるスリット形状の空気
流入口と光学室内から外部へ空気を流出させるスリット
形状の空気流出口とを設け、これら空気流入口及び空気
流出口の間に形成される空気の流路が発光素子から発せ
られる光の光路と交わるようにしたものである。請求項
10に記載の微粒子検出センサは、請求項8または9の
センサにおいて、発光素子から平行光が発せられるもの
である。
引された空気内の煙もしくは粉塵等の微粒子を検知する
発光素子と受光素子とを光学室内に備えた微粒子検出セ
ンサにおいて、外部から光学室内に空気を取り入れる空
気流入口と光学室内から外部へ空気を流出させる空気流
出口とを設け、これら空気流入口及び空気流出口の一方
を発光素子の近傍に、他方を発光素子から発せられる光
の光路の延長線上にそれぞれ配置したものである。請求
項9に記載の微粒子検出センサは、吸引された空気内の
煙もしくは粉塵等の微粒子を検知する発光素子と受光素
子とを光学室内に備えた微粒子検出センサにおいて、外
部から光学室内に空気を取り入れるスリット形状の空気
流入口と光学室内から外部へ空気を流出させるスリット
形状の空気流出口とを設け、これら空気流入口及び空気
流出口の間に形成される空気の流路が発光素子から発せ
られる光の光路と交わるようにしたものである。請求項
10に記載の微粒子検出センサは、請求項8または9の
センサにおいて、発光素子から平行光が発せられるもの
である。
【0008】
【作用】請求項1に係る微粒子検出センサにおいては、
光学室内に吸引された空気の流路が形成され、この流路
内に微粒子検出用の発光素子が設けられるので、空気流
によって発光素子を冷却することができる。
光学室内に吸引された空気の流路が形成され、この流路
内に微粒子検出用の発光素子が設けられるので、空気流
によって発光素子を冷却することができる。
【0009】請求項2に係る微粒子検出センサにおいて
は、請求項1のセンサにおいて、発光素子が設けられた
筒形状のホルダの後方から前方に向けて吸引された空気
が流され、このため発光素子の前面が空気流により汚れ
にくくなる。請求項3に係る微粒子検出センサにおいて
は、請求項1のセンサにおいて、外周部に冷却フィンが
形成された筒形状のホルダ内に発光素子が設けられ、冷
却フィンにより効率良く発光素子が冷却される。請求項
4に係る微粒子検出センサにおいては、請求項3のセン
サにおいて、冷却フィンが空気流に平行に設けられ、冷
却フィンと吸引された空気とが互いに接触しやすくな
る。また、空気流に対する影響が少ない。請求項5に係
る微粒子検出センサにおいては、請求項1のセンサにお
いて、吸引された空気が発光素子の先端部の近傍を通っ
て流され、吸引された空気中の微粒子に確実に発光素子
からの光が照射される。請求項6に係る記載の微粒子検
出センサにおいては、請求項1のセンサにおいて、熱気
流が吸引されたときに遮断手段により発光素子への空気
の流れが遮断される。これにより、発光素子は熱気流か
ら保護され、発光素子の温度上昇及び熱による破損が防
止される。請求項7に係る微粒子検出センサにおいて
は、請求項6のセンサにおいて、熱気流が吸引されたと
きに遮断手段により空気の流れがバイパス路を介して発
光素子の前方へ導かれ、迅速に煙等の微粒子の検出が行
われる。
は、請求項1のセンサにおいて、発光素子が設けられた
筒形状のホルダの後方から前方に向けて吸引された空気
が流され、このため発光素子の前面が空気流により汚れ
にくくなる。請求項3に係る微粒子検出センサにおいて
は、請求項1のセンサにおいて、外周部に冷却フィンが
形成された筒形状のホルダ内に発光素子が設けられ、冷
却フィンにより効率良く発光素子が冷却される。請求項
4に係る微粒子検出センサにおいては、請求項3のセン
サにおいて、冷却フィンが空気流に平行に設けられ、冷
却フィンと吸引された空気とが互いに接触しやすくな
る。また、空気流に対する影響が少ない。請求項5に係
る微粒子検出センサにおいては、請求項1のセンサにお
いて、吸引された空気が発光素子の先端部の近傍を通っ
て流され、吸引された空気中の微粒子に確実に発光素子
からの光が照射される。請求項6に係る記載の微粒子検
出センサにおいては、請求項1のセンサにおいて、熱気
流が吸引されたときに遮断手段により発光素子への空気
の流れが遮断される。これにより、発光素子は熱気流か
ら保護され、発光素子の温度上昇及び熱による破損が防
止される。請求項7に係る微粒子検出センサにおいて
は、請求項6のセンサにおいて、熱気流が吸引されたと
きに遮断手段により空気の流れがバイパス路を介して発
光素子の前方へ導かれ、迅速に煙等の微粒子の検出が行
われる。
【0010】請求項8に係る微粒子検出センサにおいて
は、空気流入口及び空気流出口の一方が発光素子の近傍
に、他方が発光素子から発せられる光の光路の延長線上
にそれぞれ配置される。これにより、吸引された空気は
発光素子からの光の光路に沿って流され、微粒子検出が
確実に行われる。請求項9に記載の微粒子検出センサに
おいては、スリット形状の空気流入口とスリット形状の
空気流出口とが、これらの間に形成される空気の流路が
発光素子からの光の光路と交わるように配置される。こ
れにより、吸引された空気は確実に発光素子からの光の
光路を通り、微粒子の検出が行われる。請求項10に記
載の微粒子検出センサにおいては、請求項8または9の
センサにおいて、発光素子から平行光が発せられ、空気
の流路に確実に光が照射される。
は、空気流入口及び空気流出口の一方が発光素子の近傍
に、他方が発光素子から発せられる光の光路の延長線上
にそれぞれ配置される。これにより、吸引された空気は
発光素子からの光の光路に沿って流され、微粒子検出が
確実に行われる。請求項9に記載の微粒子検出センサに
おいては、スリット形状の空気流入口とスリット形状の
空気流出口とが、これらの間に形成される空気の流路が
発光素子からの光の光路と交わるように配置される。こ
れにより、吸引された空気は確実に発光素子からの光の
光路を通り、微粒子の検出が行われる。請求項10に記
載の微粒子検出センサにおいては、請求項8または9の
センサにおいて、発光素子から平行光が発せられ、空気
の流路に確実に光が照射される。
【0011】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。 実施例1.図1及び図2にそれぞれこの発明の実施例1
に係る微粒子検出センサの断面図及び正面図を示す。ケ
ーシング10の内部に光学室10aが画成されており、
ケーシング10の一端部に微粒子検出の対象となる室内
の空気等を取り入れるための流入口8が形成されてい
る。この流入口8の内部に発光素子1が設けられ、発光
素子1の前方にレンズ2が配置されている。発光素子1
としては、LD(半導体レーザ)、LED(発光ダイオ
ード)等を用いることができる。レンズ2は発光素子1
から発せられる光を平行光3に変換する光学素子として
作用し、非球面レンズ等の単レンズから構成することも
できるが、組みレンズを使用してより高精度の平行光3
を形成することもできる。さらに、レンズ前面に光学絞
り(ピンホール)を入れることによりフレアの少ない光
を得ることができる。なお、発光素子1とレンズ2は、
前面に平行光3が通る開口部が形成された、例えば有底
筒状のホルダ11内に設けられており、このホルダ11
は図示しない複数の支柱によって流入口8内に支持され
ている。
て説明する。 実施例1.図1及び図2にそれぞれこの発明の実施例1
に係る微粒子検出センサの断面図及び正面図を示す。ケ
ーシング10の内部に光学室10aが画成されており、
ケーシング10の一端部に微粒子検出の対象となる室内
の空気等を取り入れるための流入口8が形成されてい
る。この流入口8の内部に発光素子1が設けられ、発光
素子1の前方にレンズ2が配置されている。発光素子1
としては、LD(半導体レーザ)、LED(発光ダイオ
ード)等を用いることができる。レンズ2は発光素子1
から発せられる光を平行光3に変換する光学素子として
作用し、非球面レンズ等の単レンズから構成することも
できるが、組みレンズを使用してより高精度の平行光3
を形成することもできる。さらに、レンズ前面に光学絞
り(ピンホール)を入れることによりフレアの少ない光
を得ることができる。なお、発光素子1とレンズ2は、
前面に平行光3が通る開口部が形成された、例えば有底
筒状のホルダ11内に設けられており、このホルダ11
は図示しない複数の支柱によって流入口8内に支持され
ている。
【0012】平行光3が直接入射しないように平行光3
の光路から外れた位置に受光素子4が配置されている。
受光素子4は平行光3の光路に対して所定の角度を有す
る方向に向けられており、受光素子4の前方に複数の光
学絞り5が配列されている。各光学絞り5は、図3に示
されるように、細長い矩形状の開口部5aを有し、この
開口部5aの長さ方向が図1において紙面に平行になる
ように配置されている。さらに、受光素子4から離れた
位置の光学絞り5ほど開口部5aの長さが長く、受光素
子4に近い光学絞り5ほど開口部5aの長さは短く設定
されている。また、開口部5aの幅は、いずれの光学絞
り5においても一定の値に設定されている。これによ
り、受光素子4は、従来の円錐状のフィールドパターン
とは異なり、平行光3の光路に沿って広がる、光学絞り
5の開口部5aの幅を有する扇形のフィールドパターン
(視野)6を有することになる。このように、開口部5
aの幅を狭める程、受光素子4への迷光の入射が防止さ
れ、またこの幅は発光手段1から発せられる平行光の大
きさに応じて適宜設定される。受光素子4及び複数の光
学絞り5によりこの発明の受光手段が形成されている。
の光路から外れた位置に受光素子4が配置されている。
受光素子4は平行光3の光路に対して所定の角度を有す
る方向に向けられており、受光素子4の前方に複数の光
学絞り5が配列されている。各光学絞り5は、図3に示
されるように、細長い矩形状の開口部5aを有し、この
開口部5aの長さ方向が図1において紙面に平行になる
ように配置されている。さらに、受光素子4から離れた
位置の光学絞り5ほど開口部5aの長さが長く、受光素
子4に近い光学絞り5ほど開口部5aの長さは短く設定
されている。また、開口部5aの幅は、いずれの光学絞
り5においても一定の値に設定されている。これによ
り、受光素子4は、従来の円錐状のフィールドパターン
とは異なり、平行光3の光路に沿って広がる、光学絞り
5の開口部5aの幅を有する扇形のフィールドパターン
(視野)6を有することになる。このように、開口部5
aの幅を狭める程、受光素子4への迷光の入射が防止さ
れ、またこの幅は発光手段1から発せられる平行光の大
きさに応じて適宜設定される。受光素子4及び複数の光
学絞り5によりこの発明の受光手段が形成されている。
【0013】ケーシング10の他端部側には、発光素子
1及びレンズ2に対向して光トラップ部7が形成されて
いる。光トラップ部7は、ほぼ密閉箱構造を有するが、
平行光3の光路上に位置する開口部7aを有している。
開口部7aの大きさは平行光3の断面形状より若干大き
い程度とし、開口部7aの周縁部に平行光3が当たらな
いように設定されている。光トラップ部7の内部には、
それぞれ反射率の低い第1〜第4の反射面7b〜7eが
形成されている。第1の反射面7bは開口部7aから入
射した平行光3を第2の反射面7cに向けて反射するよ
うに平行光3の光路に対して斜めに位置し、第2の反射
面7cと第3の反射面7dは互いに平行に配置され、第
4の反射面7eは光路を塞ぐように第2及び第3の反射
面7c及び7dの端部を互いに接続している。また、開
口部7aと第1の反射面7bとの間で且つ開口部7aか
ら入射する平行光3の光路の周辺部に複数のフィン7f
が配設されている。
1及びレンズ2に対向して光トラップ部7が形成されて
いる。光トラップ部7は、ほぼ密閉箱構造を有するが、
平行光3の光路上に位置する開口部7aを有している。
開口部7aの大きさは平行光3の断面形状より若干大き
い程度とし、開口部7aの周縁部に平行光3が当たらな
いように設定されている。光トラップ部7の内部には、
それぞれ反射率の低い第1〜第4の反射面7b〜7eが
形成されている。第1の反射面7bは開口部7aから入
射した平行光3を第2の反射面7cに向けて反射するよ
うに平行光3の光路に対して斜めに位置し、第2の反射
面7cと第3の反射面7dは互いに平行に配置され、第
4の反射面7eは光路を塞ぐように第2及び第3の反射
面7c及び7dの端部を互いに接続している。また、開
口部7aと第1の反射面7bとの間で且つ開口部7aか
ら入射する平行光3の光路の周辺部に複数のフィン7f
が配設されている。
【0014】流入口8内に配置された発光素子1及びレ
ンズ2の外周部には、流入口8から取り入れられた空気
の流路が形成されている。一方、光トラップ部7の互い
に隣接するフィン7fの間の壁部に空気の排出口7gが
形成され、さらにケーシング10の他端部に排出口7g
に連通する流出口9が形成されている。従って、図示し
ない吸引装置等により室内の空気を吸引して流入口8に
流入させると、空気は図1に破線で示されるように、発
光素子1及びレンズ2の外周部に形成された流路を通っ
てケーシング10内を流れた後、開口部7aから光トラ
ップ部7内に入り、排出口7g及び流出口9を介してこ
の微粒子検出センサの外部へ流出する。
ンズ2の外周部には、流入口8から取り入れられた空気
の流路が形成されている。一方、光トラップ部7の互い
に隣接するフィン7fの間の壁部に空気の排出口7gが
形成され、さらにケーシング10の他端部に排出口7g
に連通する流出口9が形成されている。従って、図示し
ない吸引装置等により室内の空気を吸引して流入口8に
流入させると、空気は図1に破線で示されるように、発
光素子1及びレンズ2の外周部に形成された流路を通っ
てケーシング10内を流れた後、開口部7aから光トラ
ップ部7内に入り、排出口7g及び流出口9を介してこ
の微粒子検出センサの外部へ流出する。
【0015】次に、この実施例1に係る微粒子検出セン
サの動作について説明する。まず、図示しない電源装置
から発光素子1に所定の電源を例えば周期的に供給して
間欠発光させる。発光素子1から発せられた光は、レン
ズ2を通過することにより平行光3となり、光トラップ
部7の開口部7aに向かって直進する。このとき、レン
ズ2によって平行光3が形成されるので、迷光の原因と
なるケーシング10の内壁面等による反射光の受光素子
4への入光はほとんどない。受光素子4のフィールドパ
ターン6を通過した平行光3は開口部7aから光トラッ
プ部7に入る。
サの動作について説明する。まず、図示しない電源装置
から発光素子1に所定の電源を例えば周期的に供給して
間欠発光させる。発光素子1から発せられた光は、レン
ズ2を通過することにより平行光3となり、光トラップ
部7の開口部7aに向かって直進する。このとき、レン
ズ2によって平行光3が形成されるので、迷光の原因と
なるケーシング10の内壁面等による反射光の受光素子
4への入光はほとんどない。受光素子4のフィールドパ
ターン6を通過した平行光3は開口部7aから光トラッ
プ部7に入る。
【0016】図4に示されるように、開口部7aを通過
した平行光3は、光トラップ部7の第1の反射面7bに
到達し、この面7bの角度により全ての光が第2の反射
面7cへ反射した後、さらに第2の反射面7cから第3
の反射面7dへと反射する。第3の反射面7dの端部と
第1の反射面7bとの間の間隔は、平行光3が完全な平
行光であれば開口部7aの大きさ程度にすることができ
るが、光学系の製作上、光の若干の広がり、絞り込みが
あり得るので、その製作ばらつきに応じた光を通過させ
るに必要な間隔とし、同時に第2の反射面7cで反射し
た光が全て第3の反射面7dに到達できるような間隔で
なくてはならない。第3の反射面7dで反射した光はそ
の後互いに平行な位置関係にある第2の反射面7cと第
3の反射面7dとの間で反射を繰り返し、第4の反射面
7eに到達する。各反射面7b〜7eは低反射率の面に
形成されているので、反射回数が増えるほど反射光の光
量は次第に減衰していく。
した平行光3は、光トラップ部7の第1の反射面7bに
到達し、この面7bの角度により全ての光が第2の反射
面7cへ反射した後、さらに第2の反射面7cから第3
の反射面7dへと反射する。第3の反射面7dの端部と
第1の反射面7bとの間の間隔は、平行光3が完全な平
行光であれば開口部7aの大きさ程度にすることができ
るが、光学系の製作上、光の若干の広がり、絞り込みが
あり得るので、その製作ばらつきに応じた光を通過させ
るに必要な間隔とし、同時に第2の反射面7cで反射し
た光が全て第3の反射面7dに到達できるような間隔で
なくてはならない。第3の反射面7dで反射した光はそ
の後互いに平行な位置関係にある第2の反射面7cと第
3の反射面7dとの間で反射を繰り返し、第4の反射面
7eに到達する。各反射面7b〜7eは低反射率の面に
形成されているので、反射回数が増えるほど反射光の光
量は次第に減衰していく。
【0017】第4の反射面7eで反射した光は再び第2
の反射面7cと第3の反射面7dとの間で反射を繰り返
して戻っていく。しかしながら、光トラップ部7内にお
いて主光ビームはそれと直交する面で反射することがな
いので、同じ光路を逆行して発光点へ戻ることはない。
なお、第2の反射面7cと第3の反射面7dは、互いに
平行の位置関係にないと、その間の反射回数が減り、光
の減衰量が低下するので、互いに平行であることが望ま
しい。
の反射面7cと第3の反射面7dとの間で反射を繰り返
して戻っていく。しかしながら、光トラップ部7内にお
いて主光ビームはそれと直交する面で反射することがな
いので、同じ光路を逆行して発光点へ戻ることはない。
なお、第2の反射面7cと第3の反射面7dは、互いに
平行の位置関係にないと、その間の反射回数が減り、光
の減衰量が低下するので、互いに平行であることが望ま
しい。
【0018】このようにして光トラップ部7内の各反射
面で反射することにより光量は減衰するが、反射を繰り
返して開口部7aに戻ろうとする光も存在する。その光
の大半は複数のフィン7fで反射されて再び光トラップ
部7内部へ戻り、減衰する。また、フィン7fで遮られ
ずに開口部7aを通って光トラップ部7から出る光があ
ったとしても、複数のフィン7fの作用によりその方向
が発光素子1及びレンズ2の方向に限定され、受光素子
4に入射することはない。従って、ケーシング10内に
微粒子が存在しない状態の受光素子4からの出力信号が
非常に小さなものが実現できる。なお、光トラップ部7
内に流出口9に通じる排出口7gを設けているので、流
出口9からこの微粒子検出センサ内に外光が入っても、
上述した平行光3の減衰と同様に外光は光トラップ部7
内で減衰され、外光が微粒子の検出に影響を及ぼすこと
はない。
面で反射することにより光量は減衰するが、反射を繰り
返して開口部7aに戻ろうとする光も存在する。その光
の大半は複数のフィン7fで反射されて再び光トラップ
部7内部へ戻り、減衰する。また、フィン7fで遮られ
ずに開口部7aを通って光トラップ部7から出る光があ
ったとしても、複数のフィン7fの作用によりその方向
が発光素子1及びレンズ2の方向に限定され、受光素子
4に入射することはない。従って、ケーシング10内に
微粒子が存在しない状態の受光素子4からの出力信号が
非常に小さなものが実現できる。なお、光トラップ部7
内に流出口9に通じる排出口7gを設けているので、流
出口9からこの微粒子検出センサ内に外光が入っても、
上述した平行光3の減衰と同様に外光は光トラップ部7
内で減衰され、外光が微粒子の検出に影響を及ぼすこと
はない。
【0019】この状態で、図示しない吸引装置等により
微粒子検出の対象となる室内の空気等を吸引して流入口
8に流入させると、その空気はホルダ11の後方から前
方に向かって発光素子1及びレンズ2の外周部の流路を
通った後、光トラップ部7の開口部7aに向かって流れ
る。すなわち、空気は平行光3の光路に沿って流れるこ
とになる。このとき、空気流の中に含まれる微粒子によ
って平行光3の散乱光が発生し、この散乱光が受光素子
4で捕らえられて受光素子4から検出出力が得られる。
微粒子検出の対象となる室内の空気等を吸引して流入口
8に流入させると、その空気はホルダ11の後方から前
方に向かって発光素子1及びレンズ2の外周部の流路を
通った後、光トラップ部7の開口部7aに向かって流れ
る。すなわち、空気は平行光3の光路に沿って流れるこ
とになる。このとき、空気流の中に含まれる微粒子によ
って平行光3の散乱光が発生し、この散乱光が受光素子
4で捕らえられて受光素子4から検出出力が得られる。
【0020】このように、発光素子1から平行光3を発
する場合、発光素子1の近傍に流入口8を設け且つ平行
光3の光路の延長線上の近傍に流出口9を設けること
で、平行光3の周りに空気の流路を形成することができ
る。このため、検出エリアであるフィールドパターン6
に確実に煙を導くことができると共に、空気流によって
ケーシング10の内壁が汚れることが防止される。ま
た、発光素子1の後方に流入口8が設けられているの
で、ホルダ11内のレンズ2が汚れることはない。
する場合、発光素子1の近傍に流入口8を設け且つ平行
光3の光路の延長線上の近傍に流出口9を設けること
で、平行光3の周りに空気の流路を形成することができ
る。このため、検出エリアであるフィールドパターン6
に確実に煙を導くことができると共に、空気流によって
ケーシング10の内壁が汚れることが防止される。ま
た、発光素子1の後方に流入口8が設けられているの
で、ホルダ11内のレンズ2が汚れることはない。
【0021】ここで、吸引された空気の流路内に発光素
子1とレンズ2とを収容するホルダ11を配置したの
で、発光素子1は空気流によりホルダ11を介して強制
的且つ自動的に冷却される。このため、発光素子1とし
て半導体レーザ等の発熱量や温度依存性の大きい素子を
用いても、良好に駆動させることが可能となる。なお、
ホルダ11の支柱を薄い羽根状に形成し、放熱性の高い
材質を用いると、放熱効果がさらに高まる。また、この
支柱により、吸引される空気の量、すなわち流量を設定
することができる。
子1とレンズ2とを収容するホルダ11を配置したの
で、発光素子1は空気流によりホルダ11を介して強制
的且つ自動的に冷却される。このため、発光素子1とし
て半導体レーザ等の発熱量や温度依存性の大きい素子を
用いても、良好に駆動させることが可能となる。なお、
ホルダ11の支柱を薄い羽根状に形成し、放熱性の高い
材質を用いると、放熱効果がさらに高まる。また、この
支柱により、吸引される空気の量、すなわち流量を設定
することができる。
【0022】実施例2.実施例1では、発光素子1及び
レンズ2を収容する筒状のホルダ11の後方から前方に
向けて空気流が形成されたが、図5に示されるように、
流入口18に吸引された空気が筒状の発光部21に対し
て直角方向に流れるように流路18aを形成することも
できる。発光部21の外周部には流路18a内の空気の
流れに平行に複数の冷却フィン22が形成されている。
発光部21は流路18aを直角方向に貫通するように設
けられているので、図6に示されるように、発光部21
の両側方に流路18aが形成される。発光部21内には
発光素子1及びレンズ2が設けられており、発光素子1
に駆動回路23が接続されている。
レンズ2を収容する筒状のホルダ11の後方から前方に
向けて空気流が形成されたが、図5に示されるように、
流入口18に吸引された空気が筒状の発光部21に対し
て直角方向に流れるように流路18aを形成することも
できる。発光部21の外周部には流路18a内の空気の
流れに平行に複数の冷却フィン22が形成されている。
発光部21は流路18aを直角方向に貫通するように設
けられているので、図6に示されるように、発光部21
の両側方に流路18aが形成される。発光部21内には
発光素子1及びレンズ2が設けられており、発光素子1
に駆動回路23が接続されている。
【0023】このような構成とすることにより、流入口
18を介して吸引された空気は、空気の流れに平行に形
成された冷却フィン22に効果的に接触して発光部21
を冷却した後、発光部21の先端部の近傍から光学室2
0a内に導入される。このため、発光部21ひいては発
光素子1の冷却効率が向上する。
18を介して吸引された空気は、空気の流れに平行に形
成された冷却フィン22に効果的に接触して発光部21
を冷却した後、発光部21の先端部の近傍から光学室2
0a内に導入される。このため、発光部21ひいては発
光素子1の冷却効率が向上する。
【0024】実施例3.実施例2の微粒子検出センサに
おいて、外部からセンサ内に空気を取り入れる空気導入
部に、図7(a)に示されるように、空気のバイパス路
12を形成し、流路18aとバイパス路12との間に空
気の流れを規制する遮断手段13を設けることもでき
る。遮断手段13は、周知の形状記憶物質から形成され
ており、常温では図7(a)のように伸長状態にあって
流入口18とバイパス路12との間を遮断すると共に流
入口18を流路18aに連通させ、所定温度以上の高温
時には図7(b)のように屈曲して流入口18と流路1
8aとの間を遮断すると共に流入口18をバイパス路1
2に連通させる。
おいて、外部からセンサ内に空気を取り入れる空気導入
部に、図7(a)に示されるように、空気のバイパス路
12を形成し、流路18aとバイパス路12との間に空
気の流れを規制する遮断手段13を設けることもでき
る。遮断手段13は、周知の形状記憶物質から形成され
ており、常温では図7(a)のように伸長状態にあって
流入口18とバイパス路12との間を遮断すると共に流
入口18を流路18aに連通させ、所定温度以上の高温
時には図7(b)のように屈曲して流入口18と流路1
8aとの間を遮断すると共に流入口18をバイパス路1
2に連通させる。
【0025】このような遮断手段13を設けることによ
り、通常時は流入口18に取り入れられた空気を流路1
8aに沿って流して発光部21を冷却し、火災発生等に
より高温の熱気流が流入口18に流入したときには遮断
手段13が屈曲して熱気流をバイパス路12から光学室
20a内に導入することが可能となる。従って、熱気流
による発光部21の加熱が防止されると共にバイパス路
12から導入された空気によって煙等の検出が可能とな
る。
り、通常時は流入口18に取り入れられた空気を流路1
8aに沿って流して発光部21を冷却し、火災発生等に
より高温の熱気流が流入口18に流入したときには遮断
手段13が屈曲して熱気流をバイパス路12から光学室
20a内に導入することが可能となる。従って、熱気流
による発光部21の加熱が防止されると共にバイパス路
12から導入された空気によって煙等の検出が可能とな
る。
【0026】実施例4.上記の各実施例では、発光素子
1の近傍からケーシング10,20内に空気を導入する
と共に光トラップ部7内に空気の排出口7gを形成する
ことにより、発光素子1からの平行光3の光路に沿って
図中の破線で示されるような空気流を形成したが、図8
に示されるように、受光素子4の検出エリアにおいて平
行光3の光路に空気流が交差するように流路を形成して
もよい。ケーシング30の流入口28及び流出口29に
それぞれ筒状の導入路32及び導出路33が接続され、
これらの導入路32及び導出路33の先端部にそれぞれ
空気が流れる細長いスリット状の開口部32a及び33
aが形成されている。開口部32a及び33aは、発光
部31から発せられる平行光3の光路を挟んで互いに対
向しており、光路と空気の流路とが点ではなく、ほぼ線
状に接触するようになっている。吸引された空気は、流
入口28から図8の破線で示される流路に沿って流出口
29へと流れ、受光素子4の検出エリアにおいては平行
光3の光路に対して斜めに流れることとなる。このよう
な構成としても、空気中の微粒子による散乱光を受光素
子4で検出することができる。なお、スリット状の開口
部32a及び33aを用いて気流の断面形状をスリット
状としているのは、流路断面積が減少することによって
圧力損失が生ずるのを防ぐ目的で煙流路の高さを大きく
するためである。
1の近傍からケーシング10,20内に空気を導入する
と共に光トラップ部7内に空気の排出口7gを形成する
ことにより、発光素子1からの平行光3の光路に沿って
図中の破線で示されるような空気流を形成したが、図8
に示されるように、受光素子4の検出エリアにおいて平
行光3の光路に空気流が交差するように流路を形成して
もよい。ケーシング30の流入口28及び流出口29に
それぞれ筒状の導入路32及び導出路33が接続され、
これらの導入路32及び導出路33の先端部にそれぞれ
空気が流れる細長いスリット状の開口部32a及び33
aが形成されている。開口部32a及び33aは、発光
部31から発せられる平行光3の光路を挟んで互いに対
向しており、光路と空気の流路とが点ではなく、ほぼ線
状に接触するようになっている。吸引された空気は、流
入口28から図8の破線で示される流路に沿って流出口
29へと流れ、受光素子4の検出エリアにおいては平行
光3の光路に対して斜めに流れることとなる。このよう
な構成としても、空気中の微粒子による散乱光を受光素
子4で検出することができる。なお、スリット状の開口
部32a及び33aを用いて気流の断面形状をスリット
状としているのは、流路断面積が減少することによって
圧力損失が生ずるのを防ぐ目的で煙流路の高さを大きく
するためである。
【0027】また、発光素子からの平行光の光路を含む
平面がケーシングと交差する位置に細長いスリット状の
流入口及び流出口をそれぞれ設けるようにしてもよい。
例えば、図8においては、導入路32は紙面に対して平
行に設けられているが、ケーシング30の左右の外壁に
導入路を設けて紙面に対して垂直に、吸引された空気の
流路が形成されるようにしてもよい。このようにして
も、吸引した空気を平行光に導くことができるので、煙
を確実に検出できる。なお、発光素子を流入口の近傍に
設ける場合を示したが、発光素子を空気の流出口の近傍
に設け、発光素子から発せられる光の光路の延長線上に
空気の流出口を設けてもよい。
平面がケーシングと交差する位置に細長いスリット状の
流入口及び流出口をそれぞれ設けるようにしてもよい。
例えば、図8においては、導入路32は紙面に対して平
行に設けられているが、ケーシング30の左右の外壁に
導入路を設けて紙面に対して垂直に、吸引された空気の
流路が形成されるようにしてもよい。このようにして
も、吸引した空気を平行光に導くことができるので、煙
を確実に検出できる。なお、発光素子を流入口の近傍に
設ける場合を示したが、発光素子を空気の流出口の近傍
に設け、発光素子から発せられる光の光路の延長線上に
空気の流出口を設けてもよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る微
粒子検出センサは、吸引された空気内の煙もしくは粉塵
等の微粒子を検知する発光素子と受光素子とを光学室内
に備えた微粒子検出センサにおいて、光学室内に吸引さ
れた空気の流路を形成し、その流路内に発光素子を設け
たので、発光素子の駆動に伴って発熱を生じても吸引さ
れた空気の流れにより発光素子を冷却することができ、
微粒子検出の信頼性が向上する
粒子検出センサは、吸引された空気内の煙もしくは粉塵
等の微粒子を検知する発光素子と受光素子とを光学室内
に備えた微粒子検出センサにおいて、光学室内に吸引さ
れた空気の流路を形成し、その流路内に発光素子を設け
たので、発光素子の駆動に伴って発熱を生じても吸引さ
れた空気の流れにより発光素子を冷却することができ、
微粒子検出の信頼性が向上する
【0029】発光素子を筒形状のホルダ内に設け、この
ホルダの後方から前方に向けて吸引された空気が流され
るようにすれば、発光素子の前面が空気流により汚れる
ことが効果的に防止される。また、発光素子をホルダ内
に設け、ホルダの外周部に冷却フィンを形成すれば、効
率良く発光素子を冷却することができる。さらに、この
冷却フィンを空気流に平行に設ければ、冷却フィンと吸
引された空気とが互いに接触しやすくなり、冷却の効率
が向上する。
ホルダの後方から前方に向けて吸引された空気が流され
るようにすれば、発光素子の前面が空気流により汚れる
ことが効果的に防止される。また、発光素子をホルダ内
に設け、ホルダの外周部に冷却フィンを形成すれば、効
率良く発光素子を冷却することができる。さらに、この
冷却フィンを空気流に平行に設ければ、冷却フィンと吸
引された空気とが互いに接触しやすくなり、冷却の効率
が向上する。
【0030】吸引された空気が発光素子の先端部の近傍
を通って流れるように構成すれば、発光素子から発せら
れた光は吸引された空気中の微粒子を確実に照射し、微
粒子の検出が行われる。また、熱気流が吸引されたとき
に遮断手段によって発光素子への空気の流れを遮断すれ
ば、発光素子を熱気流から保護し、発光素子の温度上昇
及び熱による破損を防止することができる。さらに、熱
気流が吸引されたときに遮断手段によって空気の流れが
バイパス路を介して発光素子の前方へ導かれるように構
成すれば、火災発生時等に迅速且つ確実に煙等の微粒子
を検出することができる。
を通って流れるように構成すれば、発光素子から発せら
れた光は吸引された空気中の微粒子を確実に照射し、微
粒子の検出が行われる。また、熱気流が吸引されたとき
に遮断手段によって発光素子への空気の流れを遮断すれ
ば、発光素子を熱気流から保護し、発光素子の温度上昇
及び熱による破損を防止することができる。さらに、熱
気流が吸引されたときに遮断手段によって空気の流れが
バイパス路を介して発光素子の前方へ導かれるように構
成すれば、火災発生時等に迅速且つ確実に煙等の微粒子
を検出することができる。
【0031】また、外部から光学室内に空気を取り入れ
る空気流入口と光学室内から外部へ空気を流出させる空
気流出口とを設け、これら空気流入口及び空気流出口の
一方を発光素子の近傍に、他方を発光素子から発せられ
る光の光路の延長線上にそれぞれ配置して微粒子検出セ
ンサを構成すれば、発光素子からの光の光路に沿って空
気流を形成することができ、確実に微粒子を検出するこ
とが可能となる。外部から光学室内に空気を取り入れる
スリット形状の空気流入口と光学室内から外部へ空気を
流出させるスリット形状の空気流出口とを設け、これら
空気流入口及び空気流出口の間に形成される空気の流路
が発光素子から発せられる光の光路と交わるように構成
すれば、吸引された空気は確実に発光素子からの光の光
路を通ることとなり、微粒子の検出が確実に行われる。
さらに、発光素子から平行光が発するように構成すれ
ば、空気の流路に確実に光が照射されると共にS/N比
の高い微粒子検出が可能になる。
る空気流入口と光学室内から外部へ空気を流出させる空
気流出口とを設け、これら空気流入口及び空気流出口の
一方を発光素子の近傍に、他方を発光素子から発せられ
る光の光路の延長線上にそれぞれ配置して微粒子検出セ
ンサを構成すれば、発光素子からの光の光路に沿って空
気流を形成することができ、確実に微粒子を検出するこ
とが可能となる。外部から光学室内に空気を取り入れる
スリット形状の空気流入口と光学室内から外部へ空気を
流出させるスリット形状の空気流出口とを設け、これら
空気流入口及び空気流出口の間に形成される空気の流路
が発光素子から発せられる光の光路と交わるように構成
すれば、吸引された空気は確実に発光素子からの光の光
路を通ることとなり、微粒子の検出が確実に行われる。
さらに、発光素子から平行光が発するように構成すれ
ば、空気の流路に確実に光が照射されると共にS/N比
の高い微粒子検出が可能になる。
【図1】この発明の実施例1に係る微粒子検出センサを
示す側面断面図である。
示す側面断面図である。
【図2】実施例1の微粒子検出センサを示す正面図であ
る。
る。
【図3】実施例1で用いられた光学絞りを示す正面図で
ある。
ある。
【図4】実施例1における光トラップ部の作用を示す光
路図である。
路図である。
【図5】実施例2に係る微粒子検出センサを示す側面断
面図である。
面図である。
【図6】実施例2の微粒子検出センサの発光部の横断面
を示す平面断面図である。
を示す平面断面図である。
【図7】実施例3に係る微粒子検出センサで用いられた
空気導入部を示し、(a)は通常時の状態を示す側面断
面図、(b)は熱気流導入時の状態を示す側面断面図で
ある。
空気導入部を示し、(a)は通常時の状態を示す側面断
面図、(b)は熱気流導入時の状態を示す側面断面図で
ある。
【図8】実施例4に係る微粒子検出センサを示す側面断
面図である。
面図である。
1 発光素子 2 レンズ 3 平行光 4 受光素子 8,18,28 流入口 9,29 流出口 10,20,30 ケーシング 10a,20a 光学室 11 ホルダ 12 バイパス路 13 遮断手段 21 発光部 22 冷却フィン 32a,33a 開口部
Claims (10)
- 【請求項1】 吸引された空気内の煙もしくは粉塵等の
微粒子を検知する発光素子と受光素子とを光学室内に備
えた微粒子検出センサにおいて、 光学室内に吸引された空気の流路を形成し、その流路内
に発光素子を設けたことを特徴とする微粒子検出セン
サ。 - 【請求項2】 前記発光素子は前方が開放された筒形状
のホルダ内に設けられ、吸引された空気はホルダの後方
から前方に向けて流れることを特徴とする請求項1に記
載の微粒子検出センサ。 - 【請求項3】 前記発光素子は外周部に冷却フィンが形
成された筒形状のホルダ内に設けられたことを特徴とす
る請求項1に記載の微粒子検出センサ。 - 【請求項4】 前記冷却フィンは吸引された空気の流れ
に平行に設けられたことを特徴とする請求項3に記載の
微粒子検出センサ。 - 【請求項5】 吸引された空気は前記発光素子の先端部
の近傍を通って流れることを特徴とする請求項1に記載
の微粒子検出センサ。 - 【請求項6】 熱気流が吸引されたときに前記発光素子
への空気の流れを遮断する遮断手段を設けたことを特徴
とする請求項1に記載の微粒子検出センサ。 - 【請求項7】 前記遮断手段は、熱気流が吸引されたと
きに空気の流れをバイパス路を介して前記発光素子の前
方へ導くことを特徴とする請求項6に記載の微粒子検出
センサ。 - 【請求項8】 吸引された空気内の煙もしくは粉塵等の
微粒子を検知する発光素子と受光素子とを光学室内に備
えた微粒子検出センサにおいて、 外部から光学室内に空気を取り入れる空気流入口と光学
室内から外部へ空気を流出させる空気流出口とを設け、
これら空気流入口及び空気流出口の一方を発光素子の近
傍に、他方を発光素子から発せられる光の光路の延長線
上にそれぞれ配置したことを特徴とする微粒子検出セン
サ。 - 【請求項9】 吸引された空気内の煙もしくは粉塵等の
微粒子を検知する発光素子と受光素子とを光学室内に備
えた微粒子検出センサにおいて、 外部から光学室内に空気を取り入れるスリット形状の空
気流入口と光学室内から外部へ空気を流出させるスリッ
ト形状の空気流出口とを設け、これら空気流入口及び空
気流出口の間に形成される空気の流路が発光素子から発
せられる光の光路と交わるようにしたことを特徴とする
微粒子検出センサ。 - 【請求項10】 前記発光素子から発せられる光は平行
光であることを特徴とする請求項8または9に記載の微
粒子検出センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6446295A JPH08261929A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 微粒子検出センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6446295A JPH08261929A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 微粒子検出センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08261929A true JPH08261929A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13258935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6446295A Pending JPH08261929A (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | 微粒子検出センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08261929A (ja) |
-
1995
- 1995-03-23 JP JP6446295A patent/JPH08261929A/ja active Pending
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