發(fā)光部、光電式煙霧感測器以及吸氣式煙霧感測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明能夠以高精度探測煙霧。本發(fā)明的發(fā)光部包括：發(fā)光元件，輸出調整了亮度分布的高亮度的檢查光；反射部，使來自該發(fā)光元件的檢查光向上述檢測區(qū)域聚光；頸縮部，使進入上述檢測區(qū)域的檢查光通過，并去除向檢測區(qū)域以外的區(qū)域散射的光；遮光部，遮擋向檢測區(qū)域以外的區(qū)域散射的光。其中，該發(fā)光元件包括：光源，輸出高亮度的檢查光；拋物面反射鏡，曲面被設定為反射來自該光源的光，并使形成朝向上述檢測區(qū)域的檢查光。上述拋物面反射鏡的曲面被設定為，由上述檢查光整體上發(fā)光成圓形，而且，發(fā)光成相對而言圓形的中心暗、周圍亮的圓環(huán)形。
【專利說明】發(fā)光部、光電式煙霧感測器以及吸氣式煙霧感測系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及改進了發(fā)光強度的發(fā)光部、使用了該發(fā)光部的光電式煙霧感測器以及組裝有該光電式煙霧感測器的吸氣式煙霧感測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]光電式煙霧感測器是用于感測隨著空間發(fā)生火災而產生的煙霧的裝置。具體而言，利用光對流入光電式煙霧感測器的殼體內的煙霧進行探測。這種光電式煙霧感測器設置于室內空間或各種裝置內的空間，并探測該空間的煙霧。
[0003]在專利文獻I中記載有設置于這種空間內的光電式煙霧感測器。基于圖1對該光電式煙霧感測器進行簡要說明。而且，在以下的說明中，以圖1的狀態(tài)為基準設定上下左右。
[0004]煙霧感測器I包括圓筒部2和從圓筒部2向上方延伸的平坦箱體部3。
[0005]圓筒部2具有阻止環(huán)境光進入煙霧感測器I內部的同時，容許煙霧進入，并將煙霧導入到內部的功能。在圓筒部2的下面開口處設置有具有山形形狀(切去頭部的圓錐形)的山形迷宮式密封4。山形迷宮式密封4的中央部隆起成山形，而且，在其周邊部設置有具有煙霧的導入口的功能且阻止環(huán)境光進入的多個開口 5。
[0006]平坦箱體部3具有大致長方體的形狀，并具有探測煙霧的功能。平坦箱體部3的寬度與圓筒部2的外徑相同，平坦箱體部3以圓筒部2的中心軸與自己的中心軸一致的方式從圓筒部2向上方延伸。
[0007]在平坦箱體部3的上部設置有側面小孔7。該側面小孔7具有作為從煙霧感測器I的內部向外部導出煙霧時的開口的功能。即，將從山形迷宮式密封4的開口 5或圓筒部2的側面小孔(未圖示)導入該煙霧感測器I內部的煙霧從平坦箱體部3的側面小孔7導出。而且，煙霧也可以從側面小孔7流向煙霧感測器I內部。
[0008]在煙霧感測器I的內部設置有發(fā)光元件8以及受光元件9。
[0009]發(fā)光元件8是面對平坦箱體部3的殼體內的檢測區(qū)域AR而設置、并向該檢測區(qū)域AR射出檢查光射的元件。發(fā)光元件8通過發(fā)光元件收容部11被設置在平坦箱體部3的內部空間的上方(圖1中的左上方)位置。發(fā)光元件收容部11收容發(fā)光元件8，使得從發(fā)光元件8射出的檢查光只向前方射出。在發(fā)光元件收容部11的前方設置有光學窗口部12。
[0010]受光元件9通過受光元件收容部13被設置在平坦箱體部3的內部空間的左下方的位置。在受光元件收容部13中，在其底部收容受光元件9，在其上方安裝有物鏡。
[0011]受光元件9在偏離發(fā)光元件8的檢查光的光路的位置上面對上述檢測區(qū)域AR設置，并通過接收上述檢查光接觸煙霧而散射的散射光探測煙霧。具體而言，發(fā)光元件8的光軸和受光元件9的光軸大約以120度的角度交叉，其交叉點附近成為煙霧的檢測區(qū)域AR。由此，如果在檢測區(qū)域AR存在煙霧，則來自發(fā)光元件8的檢查光在煙霧中進行散射，該散射光到達受光元件9，從而探測煙霧的存在。
[0012]在發(fā)光元件8和受光元件9之間(檢測區(qū)域AR左側的位置)設置有防止來自發(fā)光元件8的檢查光不進行散射而直接入射到受光元件9的遮蔽板15。
[0013]在受光元件收容部13的右側設置有兩個迷宮式密封片17、18。迷宮式密封片17向右上方傾斜地形成，并由其下表面將來自下側的空氣流向右上方引導。而且，迷宮式密封片17的上方的端部向左上方彎曲。該端部具有使沿著上表面上升的空氣流朝向檢測區(qū)域AR的功能。迷宮式密封片18相對于迷宮式密封片17在左上方位置向左上方傾斜地形成。迷宮式密封片18將直接來自下方的空氣流或沿著受光元件收容部13的下方傾斜面13a的傾斜而來的空氣流等向左上方引導。在迷宮式密封片18的左上方具有受光元件收容部13的上方傾斜面13b。朝向受光元件收容部13的上方傾斜面13b的空氣流通過該傾斜面13b而朝向檢測區(qū)域AR的方向。
[0014]在平坦箱體部3的側面小孔7的下端位置設置有大致向左側延伸的迷宮式密封片
20。該迷宮式密封片20從其中間位置開始向左上方彎曲。通過檢測區(qū)域AR并進一步上升的空氣流通過發(fā)光元件收容部11的上部傾斜面Ila和迷宮式密封片20的下表面傾斜面而被壓縮，并到達內部空間的上面，并由其后的空氣流的壓力朝向側面小孔7并從側面小孔7導出。而且，21為防蟲網。并且，在迷宮式密封片17的下方設置有迷宮式密封片22。
[0015]而且，通過上述山形迷宮式密封4、受光元件收容部13的下方傾斜面13a、迷宮式密封片17、18、20、22等，抑制環(huán)境光進入內部。
[0016]根據上述結構，來自發(fā)光元件8的檢查光入射到檢測區(qū)域AR。這時，用遮蔽板15防止檢查光直接入射到受光元件9。并且，環(huán)境光雖然從山形迷宮式密封的開口 5或側面小孔7侵入，但是，用迷宮式密封片17、18、20、22等阻止該環(huán)境光。
[0017]在該狀態(tài)下，如果煙霧從山形迷宮式密封的開口 5或側面小孔7進入，則該煙霧經由迷宮式密封片17、18、20、22等進入檢測區(qū)域AR。而且，來自發(fā)光元件8的檢查光由于煙霧而散射，該散射光到達受光元件9，并探測煙霧的存在。
[0018]專利文獻1:國際公開TO2006/112085號公報

【發(fā)明內容】

[0019]發(fā)明要解決的課題
[0020]通過上述現(xiàn)有的光電式煙霧感測器可以探測出伴隨火災發(fā)生的煙霧，但是，煙霧的濃度低時會很難探測出來。即，如果煙霧進入檢測區(qū)域AR，則來自發(fā)光元件8的檢查光由于煙霧而散射，該散射光到達受光元件9，探測煙霧的存在，但是，如果煙霧的濃度低，則檢查光的散射量減少，因此，很難進行探測。
[0021]因此，期望得到一種與現(xiàn)有的光電式煙霧感測器相比可以以更高的精度對煙霧進行探測的光電式煙霧感測器。
[0022]解決課題采用的手段
[0023]本發(fā)明鑒于上述技術課題而提供一種能夠以更高的精度對煙霧進行探測的發(fā)光部、光電式煙霧感測器以及吸氣式煙霧感測系統(tǒng)。
[0024]本發(fā)明提供一種使檢查光向檢測區(qū)域聚光的發(fā)光部，該發(fā)光部包括:發(fā)光兀件，輸出已調整亮度分布的高亮度的檢查光；反射部，設置于該發(fā)光元件的所述檢測區(qū)域側，并使來自該發(fā)光元件的檢查光向所述檢測區(qū)域聚光；頸縮部，設置于該反射部的所述檢測區(qū)域偵L使進入所述檢測區(qū)域的檢查光通過，并去除向檢測區(qū)域外散射的光；遮光部，設置于該頸縮部的所述檢測區(qū)域側，遮擋向所述檢測區(qū)域外散射的光。所述發(fā)光元件包括:光源，輸出高亮度的檢查光；以及拋物面反射鏡，曲面被設定為使來自該光源的光反射變?yōu)槌蛩鰴z測區(qū)域的檢查光。所述拋物面反射鏡的曲面被設定為，由所述檢查光整體上發(fā)光成圓形，而且，發(fā)光成相對而言圓形的中心暗、周圍亮的圓環(huán)形。
[0025]根據本發(fā)明的光電式煙霧感測器以及吸氣式煙霧感測系統(tǒng)使其請求保護的部分與上述發(fā)光部相同。
[0026]發(fā)明效果
[0027]根據本發(fā)明，可以高精度地探測煙霧。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是示出現(xiàn)有的光電式煙霧感測器的側面截面圖。
[0029]圖2是示出根據本發(fā)明實施方式的光電式煙霧感測器的側面截面圖。
[0030]圖3是圖2的平面截面圖。
[0031]圖4是示出本發(fā)明實施方式的光電式煙霧感測器的發(fā)光部的側面截面圖。
[0032]圖5是示出根 據本發(fā)明實施例的實驗結果的表格。
[0033]圖6是示出根據本發(fā)明實施方式的吸氣式煙霧感測系統(tǒng)的結構圖。
[0034]圖7是示出根據本發(fā)明實施方式的光電式煙霧感測部的截面圖。
[0035]圖8是示出本發(fā)明的吸氣式煙霧感測系統(tǒng)的配管構成例的構成圖。
[0036]圖9是示出本發(fā)明的吸氣式煙霧感測系統(tǒng)的配管構成例的構成圖。
[0037]圖10是示出本發(fā)明的吸氣式煙霧感測系統(tǒng)的配管構成例的構成圖。
[0038]圖11是根據本發(fā)明第一變形例的光電式煙霧感測器的平面截面圖。
[0039]圖12是根據本發(fā)明第二變形例的光電式煙霧感測器的平面截面圖。符號說明
[0040]3平坦箱體部3a殼體
[0041]3b檢測區(qū)域側內壁 9受光元件
[0042]32、33反射部件 32a、33a反射面
[0043]34發(fā)光部36發(fā)光元件
[0044]37反射部37a反射面
[0045]38頸縮部38a反射面
[0046]39遮光部39a反射面
[0047]41光源42拋物面反射鏡
[0048]AR檢測區(qū)域
【具體實施方式】
[0049]以下，對本發(fā)明的發(fā)光部、光電式煙霧感測器以及吸氣式煙霧感測系統(tǒng)進行說明。使用本發(fā)明的發(fā)光部的光電式煙霧感測器以及使用該光電式煙霧感測器的吸氣式煙霧感測系統(tǒng)是高靈敏度的光電式煙霧感測器以及吸氣式煙霧感測系統(tǒng)，其可以設置于工廠的半導體制造裝置、工作機械、配電盤、工業(yè)用控制器、一般家庭或公共設施等人聚集的場所等有可能發(fā)生火災的設備等中。上述光電式煙霧感測器和吸氣式煙霧感測系統(tǒng)尤其適合設置于無塵室等特殊環(huán)境，即、需要以高靈敏度探測微量煙霧的場所。以下，首先對組裝有本發(fā)明的發(fā)光部的光電式煙霧感測器進行說明，然后對組裝有該光電式煙霧感測器的吸氣式煙霧感測系統(tǒng)進行說明。
[0050](A)光電式煙霧感測器
[0051]首先，對根據本實施方式的光電式煙霧感測器進行說明。根據本實施方式的光電式煙霧感測器的特點在于發(fā)光部和反射部件。本實施方式的光電式煙霧感測器在整體上具有與上述現(xiàn)有的光電式煙霧感測器幾乎相同的結構。因此，對于相同的部件標注相同的符號，并省略其說明。而且，在本實施方式的光電式煙霧感測器中，在上面設置有小孔24，以代替現(xiàn)有的側面小孔7。并且，在具體設置光電式煙霧感測器時，除了在本實施方式中說明的構成以外，還可以有其他必要的構成，但是，這些全部為公知的構成，因此，在這里省略其說明。
[0052]下面，首先對用于反射光的控制的改善進行說明。如圖2、圖3所示，為了控制反射光，在光電式煙霧感測器31中設置有反射部件32、33。該反射部件32、33是一種使從發(fā)光部34射出的檢查光偏離受光元件9并反射，使其不入射到上述受光元件9的部件。反射部件32、33被設置于殼體3a的檢測區(qū)域側內壁3b，該檢測區(qū)域側內壁3b位于隔著上述檢測區(qū)域AR與上述發(fā)光部34相對的位置。如圖2所示，反射部件32、33設置在檢測區(qū)域側內壁3b的上下方向所有區(qū)域。進一步地，如圖3所示，反射部件32、33具有平面形狀傾斜成V字形的反射面32a、33a。該反射面32a、33a是用于使從發(fā)光部34射出的檢查光不面向受光元件9的方向而是偏離受光元件9并進行反射的面。反射面32a形成為大于反射面33a。反射面32a設置于殼體3a的一方的側壁面3c側，并占據較寬的面積。反射面33a設置于殼體3a的另一方的側壁面3d側 ，并占據與反射面32a相比狹窄的面積。從而，從發(fā)光部34射出的檢查光通過兩個反射面32a、33a進行不規(guī)則的反射。而且，如圖3所示，通過使檢查光在兩個反射面32a、33a進行不規(guī)則的反射,反射光向不面向受光兀件9的方向反射(偏離受光元件9)。將兩個反射面32a、33a的面積和傾斜角在與發(fā)光部34的關系中設定為反射光不面向受光元件9。
[0053]而且，在反射光中，由于在V字形反射面32a、33a上進行兩次反射，因此，還有方向改變180度并反射的光。但是，如果檢查光進行兩次反射，則亮度大幅衰減，光量大幅減少。因此，進行了兩次反射的反射光(二次反射光)即使射入到受光元件9，由于變成極弱的光，所以不會構成問題。
[0054]并且，對上述構成以外的部分不用于進行特別的限定。可以組裝到本發(fā)明的光電式煙霧感測器31的構成(現(xiàn)有的光電式煙霧感測器的周邊結構)均可以適用于本發(fā)明。
[0055]發(fā)光部34是一種改進后的部件，其使發(fā)光強度高的(高亮度的)檢查光高效地聚光到檢測區(qū)域AR。如果是光電式煙霧感測器31，則如后述的圖5中的表格所示，ADL (AD變換值的最小值^PADH (AD變換值的最大值)之差越來越大，成為高靈敏度的感測器。而且，如果只是增強發(fā)光部34的發(fā)光強度，則ADL的值增高，而不會使ADL和ADH之差增大。本實施方式的發(fā)光部34是對該點進行了改進的部件。如圖4所示，該發(fā)光部34主要包括發(fā)光元件36、反射部37、頸縮部38以及遮光部39。
[0056]發(fā)光元件36是輸出已調整亮度分布的高亮度的檢查光的部件。該發(fā)光元件36包括高亮度的光源41以及拋物面反射鏡42。光源41使用高亮度的芯片LED (Chip LED)等。以拋物面反射鏡42調整來自該高亮度的芯片LED等光源41的光。拋物面反射鏡42的曲面設定成反射來自光源41的光，并使其成為朝向上述檢測區(qū)域AR的幾乎平行的檢查光。具體而言，光源41和拋物面反射鏡42的曲面設定為，從發(fā)光元件36射出的檢查光為幾乎平行地反射，而且，其高亮度部分形成圓環(huán)形狀。即、光源41和拋物面反射鏡42的曲面設定為，在向下述平面照射出射光(檢查光)的情況下，整體發(fā)光成圓形形狀，同時，發(fā)光成相對而言圓形的中心暗周圍亮的圓環(huán)形狀，其中，上述平面在拋物面反射鏡42的向出射側的上述檢測區(qū)域AR延伸的光軸上被配置在與該拋物面反射鏡42相對的位置上。
[0057]反射部37是用于使來自發(fā)光元件36的檢查光聚光到檢測區(qū)域AR的部件。反射部37由圓筒形部件構成。該圓筒形反射部37的內側面形成反射面37a。該反射面37a由向檢查光的出射方向(檢測區(qū)域AR側)擴展的圓錐形(圓錐面)構成。該圓錐形的反射面37a的傾斜角被設定為將來自具有上述圓環(huán)形的高亮度部的發(fā)光元件36的檢查光聚光到檢測區(qū)域AR的角度。反射部37安裝于發(fā)光元件36的出射側(檢測區(qū)域AR側)。反射部37使用黑色ABS樹脂等反射衰減量大的材料。頸縮部38以及遮光部39也使用相同的材料。
[0058]頸縮部38是用于使進入檢測區(qū)域AR的檢查光通過、并去除向檢測區(qū)域AR外散射的光的部件。頸縮部38安裝于反射部37的出射側(檢測區(qū)域AR側)。頸縮部38具有圓錐形(圓錐面)的反射面38a，其中，該圓錐形向與反射部37相反的方向擴展。該圓錐形反射面38a的傾斜角被設定為可以使由反射部37向檢測區(qū)域AR聚光的檢查光直接通過、且使向檢測區(qū)域AR外散射的光反射到反射部37中等的角度。具體而言，頸縮部38中檢測區(qū)域AR側的小直徑部38b的大小設定成與檢測區(qū)域AR的大小幾乎相同，即、與由上述反射部37聚光到檢測區(qū)域AR的檢查光的光束的直徑幾乎相同。因此，上述頸縮部38使從上述拋物面反射鏡42射出的檢查光中不由上述反射部37反射的檢查光通過，并直接照射檢測區(qū)域AR。即、從拋物面反射鏡42射出的檢查光中不由反射部37反射而通過了頸縮部38的小直徑部38b的檢查光直接照射檢測區(qū)域AR。
[0059]設定大直徑部38c，以使反射面38a的傾斜角為使向檢測區(qū)域AR外散射的光反射的角度。具體而言，設定大直徑部38c的直徑，以使反射面38a的傾斜角為如果向檢測區(qū)域AR外散射的光入射到反射面38a時，使該反射光反射到對面的反射面38a或遮光部39的角度。該反射面38a的角度根據發(fā)光元件36的性能和反射部37的尺寸等各種條件而不同，因此，根據發(fā)光元件36以及反射部37的關系進行設定。
[0060]遮光部39是用于遮擋向檢測區(qū)域AR外散射的光的部件。遮光部39設置于頸縮部38的出射側(檢測區(qū)域AR側)。遮光部39在其內側形成有圓筒形的反射面39a。該反射面39a的內徑被設定為大于頸縮部38的小直徑部38a的直徑。該遮光部39的反射面39a的內徑以及高度被設定為可以遮擋向檢測區(qū)域AR外散射的光即、由反射部37的反射面37a反射的光和由頸縮部38的反射面38a反射的光的尺寸。具體而言，被設定為可以遮擋透射頸縮部38后的光中以寬角度擴散的光的尺寸。
[0061]入射到遮光部39的光是由反射部37或頸縮部38至少進行了一次反射的光，因此，由遮光部39反射的光為反射了兩次以上的光。因此，由遮光部39反射的光大幅衰減為弱光。即使該弱光散射到檢測區(qū)域AR外，也不會構成問題。由此，可以保持低的ADL (AD變換值的最小值)。
[0062]關于如上所述構成的光電式煙霧感測器31，進行如下的動作。
[0063]在發(fā)光部34中，來自發(fā)光兀件36的光源41的光由拋物面反射鏡42調整后,作為幾乎平行的反射光(檢查光)向檢測區(qū)域AR出射。在從拋物面反射鏡42出射的檢查光中不由反射部37反射而通過了頸縮部38的小直徑部38b的檢查光直接照射檢測區(qū)域AR。該檢查光沒有因反射而衰減，因此為強光。
[0064]照射到頸縮部38的反射面38a并反射的檢查光或由與該反射面38a相對的反射面38a (環(huán)形反射面38a的對面?zhèn)鹊拿?再次反射而大幅衰減，并返回反射部37中，或由遮光部39的反射面39a反射后大幅衰減。
[0065]從拋物面反射鏡42射出的檢查光中向周圍擴散的檢查光由反射部37的反射面37a進行反射后，透射頸縮部38的小直徑部38b、并照射檢測區(qū)域AR。由頸縮部38的反射面38a進行了反射的檢查光或由與該反射面38a相對的反射面38a (環(huán)形反射面38a的對面?zhèn)鹊拿?再次反射而大幅衰減，并返回反射部37中，或由遮光部39的反射面39a進行反射而大幅衰減。
[0066]這時，從發(fā)光元件36的拋物面反射鏡42射出的檢查光其高亮度部分形成圓環(huán)形狀，因此，該圓環(huán)形狀的高亮度的檢查光由反射部37的反射面37a進行反射，通過頸縮部38的小直徑部38b，并照射檢測區(qū)域AR。
[0067]由此，直接照射的檢查光和由反射部37反射并照射的檢查光在檢測區(qū)域AR重疊。其結果是，可以使強檢查光有效地聚光到檢測區(qū)域AR。并且，由于反射部37的反射面37a長，因此，由該反射面37a反射的檢查光也可以在光軸上較深地(較長地)聚光。由此,可以在檢測區(qū)域AR的全部區(qū)域使強檢查光有效地聚光。由此，可以形成ADL和ADH之差較大的高靈敏度的檢測區(qū)域AR。
[0068]另一方面，從發(fā)光元件36的拋物面反射鏡42向檢測區(qū)域AR射出的檢查光透射該檢測區(qū)域AR，并照射反射部件32、33。而且，還有照射側壁面3c、3d的檢查光，但是，該光在側壁面3c、3d反射后照射反射部件32、33。
[0069]在反射部件32、33中，通過V形反射面32a、33a使光進行不規(guī)則的反射，從而去除朝向受光元件9的反射光。雖然反射光的一部分朝向受光元件9，但是，如上所述，這種光反射兩次以上并大幅衰減，因此，不會構成問題。
[0070]由反射面32a、33a反射的反射光照射相對的反射面33a、32a或者側壁面3c、3d。而且，由反射面33a、32a反射的反射光大部分照射側壁面3c、3d，并由該側壁面3c、3d反射。并且，由側壁面3c、3d反射的反射光也是大部分照射相對的側壁面3c、3d，并再次反射。因此，檢查光的反射光集中到檢測區(qū)域AR的周圍并反復進行反射，并且?guī)缀醪粫肷涞绞芄庠?。
[0071]在該狀態(tài)下，如果煙霧從外部進入、并到達檢測區(qū)域AR附近時，來自發(fā)光部34的檢查光與煙霧接觸并進行散射，該散射光入射到受光元件9，并探測煙霧。這時，在檢測區(qū)域AR中，強檢查光聚光到其全部區(qū)域，因此，由于進入到檢測區(qū)域AR的煙霧而產生強散射光。而且，反射光還分布在檢測區(qū)域AR的周圍，因此，在該部分也產生散射光，平坦箱體部3的殼體3a中的散射光增加。
[0072]由此，可以大幅減少形成噪聲的反射光入射到受光元件9，而且，可以增加由于煙霧導致的散射光，因此，受光元件9可以以更高的精度探測煙霧。其結果是，可以將本實施方式的光電式煙霧感測器31作為ADL和ADH之差大的高靈敏度的煙霧感測器。
[0073](B)實施例[0074]下面，對于使用了上述光電式煙霧感測器31的實驗結果，與現(xiàn)有光電式煙霧感測器進行比較說明。
[0075]作為本實施例的光電式煙霧感測器31的發(fā)光元件36，其使用了具有以下性能的發(fā)光元件。即，使用了輸出功率為70mW、正向電壓為1.5V、脈沖正向電流為2A的發(fā)光元件。
[0076]并且，作為現(xiàn)有的光電式煙霧感測器的發(fā)光元件，其使用了輸出功率為24mW、正向電壓為1.45V、脈沖正向電流為50mA的發(fā)光兀件。由此，本實施例的發(fā)光兀件36與現(xiàn)有的發(fā)光元件相比增加了光量。
[0077]并且，作為本實施例的光電式煙霧感測器的受光元件9，使用了具有以下性能的受光元件。即、使用了最大靈敏度波長為940nm、色溫為2856K、標準鎢絲燈的EV表示值IOOOLx時的開路電壓為0.35V、短路電流為75 μ A的功能受光元件。
[0078]作為現(xiàn)有光電式煙霧感測器的受光元件，還使用了與上述本實施例的受光元件9相同的受光元件。
[0079]使用上述光電式煙霧感測器以各自探測濃度(％/m)進行了煙霧實驗。該實驗的結果如圖5的表格所示。而且，在這里對以下三種光電式煙霧感測器進行了實驗，即、現(xiàn)有的光電式煙霧感測器、將現(xiàn)行的發(fā)光元件(LED)安裝到具有本發(fā)明的反射部件32、33的平坦箱體部3上的光電式煙霧感測器、本實施例的光電式煙霧感測器31。
[0080]在圖5的表中，ADL (AD變換值的最小值)在現(xiàn)有的光電式煙霧感測器中為108，但是，在使用了本發(fā)明的平坦箱體部3的現(xiàn)行的光電式煙霧感測器中則降低到了 13。在本實施例的光電式煙霧感測器31中為40，與現(xiàn)有的光電式煙霧感測器相比，其數(shù)值大幅降低。即、通過使用上述結構的發(fā)光部34，可以抑制形成噪聲的光使其變低，并使光量增加。其結果是，本實施例的光電式煙霧感測器與現(xiàn)有的光電式煙霧感測器相比，可以大幅降低ADL。
[0081]并且，ADH (AD變換值的最大值)在現(xiàn)有的光電式煙霧感測器中為147，但是，在使用了本發(fā)明的平坦箱體部3的現(xiàn)行的光電式煙霧感測器中為90。在本實施例的光電式煙霧感測器31中為160。其結果是，與現(xiàn)有技術相比可以使信號量增加。
[0082]由此，ADH-ADL在現(xiàn)有的光電式煙霧感測器中為39，但是，在使用了本發(fā)明的平坦箱體部3的現(xiàn)行的光電式煙霧感測器中為77。在本實施例的光電式煙霧感測器31中為120。當換算成1%/m的變化量時，在現(xiàn)有的光電式煙霧感測器中為7.8，但是，在使用了本發(fā)明的平坦箱體部3的現(xiàn)行的光電式煙霧感測器中則為15.4。在本實施例的光電式煙霧感測器31中為120。其結果是，變化量與現(xiàn)有的相比大幅增加。而且，S/N比在現(xiàn)有的光電式煙霧感測器中為0.37，但是，在使用了本發(fā)明的平坦箱體部3的現(xiàn)行的光電式煙霧感測器中為5.93。在本實施例的光電式煙霧感測器31中為3.0。其結果是，本實施例的光電式煙霧感測器31與現(xiàn)有的光電式煙霧感測器相比抗噪聲性得到了大幅提高。
[0083]由此可知，與現(xiàn)有的光電式煙霧感測器相比，使用了本發(fā)明的平坦箱體部3的現(xiàn)行光電式煙霧感測器以高靈敏度感測煙霧，本實施例的光電式煙霧感測器31以更高的靈敏度感測煙霧。本實施例的光電式煙霧感測器31與使用了本發(fā)明的平坦箱體部3的現(xiàn)行光電式煙霧感測器相比，ADH-ADL的值進一步提高，并以高靈敏度感測煙霧。
[0084]其結果是，本實施例的光電式煙霧感測器31能夠以高靈敏度感測煙霧。
[0085](C)吸氣式煙霧感測系統(tǒng)
[0086]下面，對吸氣式煙霧感測系統(tǒng)進行說明。該吸氣式煙霧感測系統(tǒng)是組裝有上述光電式煙霧感測器31的系統(tǒng)。
[0087]本發(fā)明的吸氣式煙霧感測系統(tǒng)是指定檢查對象區(qū)域、并以高精度迅速地感測該區(qū)域的煙霧的系統(tǒng)。該吸氣式煙霧感測系統(tǒng)分別吸入各檢查對象區(qū)域的空氣，同時，在進行吸氣時感測煙霧。
[0088]如圖6所示，吸氣式煙霧感測系統(tǒng)51主要包括采樣管52、光電式煙霧感測部53以及控制部54。而且，在將吸氣式煙霧感測系統(tǒng)51具體設置在各檢查對象區(qū)域的情況下，除上述構成之外，還可以包括必要的構成，但是，這些都是眾所周知的構成，因此，在這里省略說明。以下相同。
[0089]采樣管52面對檢查對象區(qū)域設置，是用于吸入該檢查對象區(qū)域的空氣的配管。根據檢查對象區(qū)域設置采樣管52。檢查對象區(qū)域可以是一個，也可以是多個。根據上述檢查對象區(qū)域設置采樣管52。采樣管52由多個不同長度的管道材料形成。
[0090]而且，也可以從采樣管52到檢查對象區(qū)域設置吸氣管59 (參考圖9)。由此，適當?shù)貙⑸鲜霾蓸庸?2與后述的光電式煙霧感測部53的各配合口 58連接，將吸氣管59與光電式煙霧感測部53的吸氣口 57連接，組裝成符合各種檢查對象區(qū)域的配管結構。
[0091]該采樣管52的配管結構具有多種形式，例如圖6所示，形成L形。將采樣管52與L形的連接管60的兩側連接，彎曲成L形，形成L形的配管結構?？刂撇?4與連接管60的基端側的采樣管52連接。在連接管60的前端側，采樣管52與光電式煙霧感測部53交替連接。具體而言，采樣管52分別與光電式煙霧感測部53的各配合口 58連接，根據檢查對象區(qū)域形成配管。也可以根據檢查對象區(qū)域連接較長的采樣管52。有時在連接管60的前端側還使用連接管60或其他角度的連接管，從而使采樣管52根據檢查對象區(qū)域彎曲。
[0092]而且，如圖8所示，如果檢查對象區(qū)域較大，則用采樣管52連接多個(在圖8中有五臺)光電式煙霧感測部53，并以一定間隔設置。
[0093]而且，如圖9所示，如果檢查對象區(qū)域被分割成設置的多臺配電裝置等狹窄空間62，則將吸氣管59分別與各光電式煙霧感測部53的吸氣口 57連接，并將各吸氣管59延伸到各空間62內。
[0094]如圖10所示，如果檢查對象區(qū)域是層壓了多層的橫寬縱窄的空間63的結構，則配置成光電式煙霧感測部53分別位于各個空間63。具體而言，用采樣管52連接各光電式煙霧感測部53，將吸氣管59分別與各光電式煙霧感測部53的吸氣口 57連接，然后，將各吸氣管59配置在各空間63內。在各吸氣管59上，以一定的間隔設置空氣吸入口 64。
[0095]除上述結構以外，還可以形成各種配管結構。即，可以是按照檢查對象區(qū)域配置各光電式煙霧感測部53，并利用采樣管52適當?shù)剡B接上述光電式煙霧感測部53和控制部54的各種配管結構。
[0096]光電式煙霧感測部53是控制部54在通過采樣管52吸入各檢查對象區(qū)域的空氣時用于感測混入該空氣中的煙霧的裝置。光電式煙霧感測部53以面對上述各檢查對象區(qū)域的狀態(tài)安裝在上述采樣管52上。而且，光電式煙霧感測部53還具有連接裝置的功能，即適當?shù)剡B接構成吸氣式煙霧感測系統(tǒng)51的配管的多個采樣管52。在各光電式煙霧感測部53上分別設定有地址?？刂撇?4可以根據該地址準確地確定光電式煙霧感測部53的位置。在光電式煙霧感測部53上設定地址的方法可以使用任何眾所周知的方法。
[0097]如圖7所示，光電式煙霧感測部53主要由光電式煙霧感測器31、吸氣口 57以及配合口 58構成。
[0098]光電式煙霧感測器31為上述的裝置。而且，種圖2中，只指定光電式煙霧感測器31的配置位置，省略光電式煙霧感測器31的具體的構成。
[0099]吸氣口 57是用于直接吸入上述檢查對象區(qū)域的空氣的開口。而且，吸氣口 57也是用于與在上述檢查對象區(qū)域延伸配置的吸氣管59的基端部配合的開口。該吸氣口 57設置在光電式煙霧感測器31的空氣流入側。
[0100]吸氣口 57形成圓筒形，其一方形成開口。該吸氣口 57設置成向著檢查對象區(qū)域開口，吸入周邊的空氣。當吸氣管59與吸氣口 57配合時，吸入該吸氣管59的前端開口周邊的空氣。吸氣口 57與光電式煙霧感測器31連接。由此，由于從光電式煙霧感測器31側吸入空氣，因此，吸入上述吸氣口 57的周邊或吸氣管59的前端開口周邊的空氣，并流入光電式煙霧感測器31。
[0101]配合口 58是用于與采樣管52的端部配合、形成吸氣式煙霧感測系統(tǒng)51的配管結構的開口。配合口 58設置在光電式煙霧感測器31的空氣流出側。也可以在光電式煙霧感測器31的空氣流出側只設置一個配合口 58，這里相對地設置有兩個。將采樣管52適當?shù)嘏c該兩個配合口 58連接。而且，將吸氣管59適當?shù)剡B接在吸氣口 57上。如上述所，組裝成圖8至圖10所示的符合各種檢查對象區(qū)域的配管結構。
[0102]控制部54主要是用于吸入檢查對象區(qū)域的空氣、并對檢測信號進行處理的裝置?？刂撇?4也可以具有其他功能，但是，這里主要具有上述兩種功能。即、控制部54主要具有吸氣裝置的功能以及煙霧探測裝置的功能，其中，吸氣裝置與采樣管52的基端部連接，吸入檢查對象區(qū)域的空氣(未圖示)，煙霧探測裝置與光電式煙霧感測部53電連接，接收檢測信號，并探測有無煙霧?？刂撇?4與光電式煙霧感測部53的光電式煙霧感測器31的受光元件18電連接。具體而言，與采樣管52分開獨立設置信號線(未圖示)，各光電式煙霧感測器31的受光元件18與控制部54電連接。由此，控制部54掌握各光電式煙霧感測器31的位置。控制部54可以通過改變相對于檢測信號的閾值來調整靈敏度。
[0103]而且，對除上述過程以外的部分沒有特別限定。可以組裝到本發(fā)明的光電式煙霧感測器中的構成(現(xiàn)有的光電式煙霧感測器外圍的構成)都可以應用于本發(fā)明。
[0104]關于如上所述形成的吸氣式煙霧感測系統(tǒng)51，其工作如下。
[0105]啟動控制部54，通過采樣管52從吸氣口 57吸入檢查對象區(qū)域的空氣。當吸氣管59連接于吸氣口 57時，從吸氣管59的前端吸入配電盤等的內部的空氣。被吸入的空氣流入光電式煙霧感測部31。
[0106]在光電式煙霧感測器31中，當煙霧從外部進入并到達檢測區(qū)域AR附近時，來自發(fā)光部34的檢查光接觸到煙霧后進行散射，該散射光入射到受光元件9，并探測煙霧。此時，由于在檢測區(qū)域AR周邊也分布有反射光，因此,在該部分也產生散射光,殼體3內的散射光增加。
[0107]由此，可以大幅度減少成為噪音的反射光入射到受光元件9的同時，還可以使由煙霧導致的散射光增加，因此，受光元件9以更高的精度感測煙霧。
[0108]而且，如果提高光電式煙霧感測器31的閾值、降低靈敏度，當由于火災而產生大量煙霧時，對該煙霧進行感測。
[0109]而且，當光電式煙霧感測器31感測到煙霧時，向控制部54發(fā)送檢測信號。控制部54根據地址掌握感測到煙霧的光電式煙霧感測部53的位置，因此，接收檢測信號，確定發(fā)生火災和火災地點。然后，根據需要顯示火災的發(fā)生和位置信息，或發(fā)送。
[0110]由此，與檢查對象區(qū)域的情況對應的高靈敏度的光電式煙霧感測器31在檢查對象區(qū)域中可以即時探測是否有煙霧的產生，早期發(fā)現(xiàn)火災。
[0111]在現(xiàn)有的使用采樣管形式的煙霧感測系統(tǒng)中，如果增加采樣孔數(shù)量，則煙霧被稀釋，因此，從煙霧產生到探測到煙霧所需要的時間長。而且，如果增加采樣管的配管長度，煙霧到達煙霧感測器的時間增加，從而導致檢測時間延遲。作為煙霧感測系統(tǒng)的一個例子，例如將報警靈敏度設定為0.2%/m，設置了 30個采樣孔，在這種情況下，即使是離煙霧感測器最近的位置，也需要從六個孔吸入0.75%/m濃度的煙霧才能夠感測到煙霧并報警。而且，在離煙霧感測器最遠的末端部分，為了感測到煙霧并報警，還要增加必要的孔數(shù)。尤其是，整個配管的長度為45m時，發(fā)出報警需要八個孔，感測到煙霧需要長達I分20秒，時間非常長。
[0112]而在本實施方式的吸氣式煙霧感測系統(tǒng)51中，由于將采樣管的采樣孔置換到光電式煙霧感測器31中，因此，在煙霧產生現(xiàn)場，可以利用其附近的光電式煙霧感測器31直接探測煙霧。從而不會發(fā)生增加采樣孔而導致的煙霧稀釋或采樣管的配管長度延長而引起檢測時間延遲的問題。無論使采樣管的長度為多長，都不會發(fā)生檢測時間延遲。而且，由于各光電式煙霧感測器31具有地址，因此還容易確定煙霧產生地點。
[0113]S卩、可以高精度迅速地探測煙霧的同時，還可以確定火災發(fā)生地點。
[0114]而且，如果檢查對象區(qū)域例如是工廠等即、在普通作業(yè)中多少會產生一些煙霧的場所，則通過提高上述閾值、降低光電式煙霧感測器31的靈敏度，就可以根據檢查對象區(qū)域的情況進行適當?shù)臒熿F感測。
[0115]其結果是，與現(xiàn)有的光電式煙霧感測器一樣，既可以保持裝置小型，又可以高精度迅速地探測煙霧的同時，確定火災發(fā)生地點。
[0116](D)變形例
[0117]在上述實施方式中，通過反射部件32、33寫成V字形的反射面32a、33a。但是，如圖11所示，也可以由一個較大的反射部件47形成一個反射面47a。由此，檢查光由反射面47a反射，并全部照射到側壁面3d，并由該側壁面3d反射。而且，二次反射光大幅地衰減。由此，使來自發(fā)光部的檢查光向不面對受光元件的方向反射。該構成也可以得到與上述第一實施方式相同的作用和效果。
[0118]而且，如圖12所示，也可以具有由反射部件48彎曲而成的反射面48a。而且，也可以如反射望遠鏡的凹面鏡，使反射面48a形成為反射光集中到檢測區(qū)域AR或其周邊。在該反射面48a上，使來自發(fā)光部的檢查光向集中到檢測區(qū)域的方向反射。S卩、威為了產生更多的流入殼體3a內的煙霧而形成的散射光，可以使反射面48a彎曲，使得檢查光以及反射光集中到檢測區(qū)域AR或其周邊。在這種情況下，反射面48a也可以為鏡面。使反射面48a為鏡面，由此，可以將更多的反射光集中到檢測區(qū)域AR或其周邊。
[0119]根據上述構成，可以以更高的精度探測煙霧。
【權利要求】
1.一種發(fā)光部，使檢查光聚光到檢測區(qū)域，所述發(fā)光部的特征在于，包括: 發(fā)光元件，輸出調整了亮度分布的高亮度的檢查光； 反射部，設置于該發(fā)光元件的所述檢測區(qū)域側，并使來自該發(fā)光元件的檢查光向所述檢測區(qū)域聚光； 頸縮部，設置于該反射部的所述檢測區(qū)域側，使進入所述檢測區(qū)域的檢查光通過，并去除向檢測區(qū)域外散射的光；以及 遮光部，設置于該頸縮部的所述檢測區(qū)域側，遮擋向檢測區(qū)域外散射的光， 其中，所述發(fā)光元件包括: 光源，輸出高亮度的檢查光；以及 拋物面反射鏡，曲面被設定為使來 自該光源的光反射變?yōu)槌蛩鰴z測區(qū)域的檢查光， 其中，所述拋物面反射鏡的曲面被設定為，由所述檢查光整體上發(fā)光成圓形，而且，發(fā)光成相對而言，圓形的中心暗、周圍亮的圓環(huán)形。
2.根據權利要求1所述的發(fā)光部，其特征在于，所述頸縮部使從所述拋物面反射鏡射出的檢查光中不由所述反射部反射的檢查光通過并直接照射至檢測區(qū)域。
3.根據權利要求1所述的發(fā)光部，其特征在于，所述反射部具有向所述檢測區(qū)域側擴大的圓錐形的反射面，該反射面的傾斜角被設定成使具有所述圓環(huán)形的高亮度部的所述檢查光向所述檢測區(qū)域聚光的角度。
4.一種光電式煙霧感測器，通過光探測流入殼體內的煙霧，所述光電式煙霧感測器的特征在于包括: 發(fā)光部，面對所述殼體內的檢測區(qū)域設置，向該檢測區(qū)域出射檢查光； 受光元件，在偏離該發(fā)光部的檢查光的光路的位置面對所述檢測區(qū)域設置，接受所述檢查光接觸到煙霧而散射的散射光來檢測煙霧；以及 反射部件，設置于所述殼體內，使從所述發(fā)光部射出的檢查光偏離地反射而不入射到所述受光元件， 其中，所述發(fā)光部包括: 發(fā)光元件，輸出調整了亮度分布的高亮度的檢查光； 反射部，設置于該發(fā)光元件的所述檢測區(qū)域側，并使來自該發(fā)光元件的檢查光向所述檢測區(qū)域聚光； 頸縮部，設置于該反射部的所述檢測區(qū)域側，使進入所述檢測區(qū)域的檢查光通過，并去除向檢測區(qū)域外散射的光；以及 遮光部，設置于該頸縮部的所述檢測區(qū)域側，遮擋向檢測區(qū)域外散射的光， 其中，所述發(fā)光元件包括:光源，輸出高亮度的檢查光；以及拋物面反射鏡，曲面被設定為使來自該光源的光反射變?yōu)槌蛩鰴z測區(qū)域的檢查光， 其中，所述拋物面反射鏡的曲面被設定為，由所述檢查光整體上發(fā)光成圓形，而且，發(fā)光成相對而言圓形的中心暗、周圍亮的圓環(huán)形。
5.根據權利要求4所述的光電式煙霧感測器，其特征在于， 所述反射部件設置于隔著所述檢測區(qū)域與所述發(fā)光部以及受光元件相對的位置，并使來自所述發(fā)光部的檢查光向不朝向所述受光元件的方向反射。
6.根據權利要求4所述的光電式煙霧感測器，其特征在于， 所述反射部件設置于隔著所述檢測區(qū)域與所述發(fā)光部以及受光元件相對的位置，并使來自所述發(fā)光部的檢查光向集中到所述檢測區(qū)域的方向反射。
7.一種吸氣式煙霧感測系統(tǒng)，其特征在于，包括: 配管，面對一個或多個檢查對象區(qū)域設置，吸入所述各檢查對象區(qū)域的空氣； 光電式煙霧感測部，以面對所述各檢查對象區(qū)域的狀態(tài)安裝在所述配管上，當吸入所述各檢查對象區(qū)域的空氣時，感測混入該空氣中的煙霧；以及 控制部，與所述配管的基端部連接，吸入所述檢查對象區(qū)域的空氣，而且，與所述光電式煙霧感測部電連接，接收并處理檢測信號， 其中，所述光電式煙霧感測部包括:光電式煙霧感測器，感測吸入的空氣中的煙霧；吸氣口，設置于該光電式煙霧感測器的空氣流入側，直接吸入所述檢查對象區(qū)域的空氣，而且，與延伸到所述檢查對象區(qū)域的吸氣管的基端部配合；以及配合口，配置于所述光電式煙霧感測器的空氣流 出側，與所述配管的端部配合， 其中，所述光電式煙霧感測器包括:發(fā)光部，面對所述殼體內的檢測區(qū)域設置，向該檢測區(qū)域射出檢查光；受光元件，在偏離該發(fā)光部的檢查光的光路的位置面對所述檢測區(qū)域設置，接受所述檢查光接觸到煙霧而散射的散射光來探測煙霧；以及反射部件，設置于所述殼體內，使從所述發(fā)光部射出的檢查光偏離地反射而不入射到所述受光元件， 其中，所述發(fā)光部包括:發(fā)光元件，輸出調整了亮度分布的高亮度的檢查光；反射部，設置于該發(fā)光元件的所述檢測區(qū)域側，并使來自該發(fā)光元件的檢查光向所述檢測區(qū)域聚光；頸縮部，設置于該反射部的所述檢測區(qū)域側，使進入所述檢測區(qū)域的檢查光通過，并去除向檢測區(qū)域外散射的光；以及遮光部，設置于該頸縮部的所述檢測區(qū)域側，遮擋向檢測區(qū)域外散射的光， 其中，所述發(fā)光元件包括:光源，輸出高亮度的檢查光；以及拋物面反射鏡，曲面被設定為使來自該光源的光反射變?yōu)槌蛩鰴z測區(qū)域的檢查光， 其中，所述拋物面反射鏡的曲面被設定為，由所述檢查光整體上發(fā)光成圓形，而且，發(fā)光成相對而言圓形的中心暗、周圍亮的圓環(huán)形。
8.根據權利要求7所述的吸氣式煙霧感測系統(tǒng)，其特征在于， 相對設有兩個所述光電式煙霧感測部的所述配合口， 將所述配管適當?shù)剡B接于所述各配合口，將所述吸氣管適當?shù)剡B接于所述吸氣口，組裝成符合各種檢查對象區(qū)域的配管構成。
9.根據權利要求7所述的吸氣式煙霧感測系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制部根據接收的檢測信號的發(fā)送源即、光電式煙霧感測部的位置信息確定火災發(fā)生位置。
【文檔編號】G08B17/107GK103999135SQ201280001998
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年8月31日 優(yōu)先權日:2012年8月31日
【發(fā)明者】沼尾寬伺, 澀谷忠之 申請人:日本芬翁股份有限公司