烟探测器的制作方法

1.本发明涉及探测由火灾等产生的烟的烟探测器。


背景技术：

2.过去，作为探测由火灾等产生的烟的烟探测器，已知有当烟侵入测烟空间内时，从发光部照射的光被烟散射，光达到受光部，由此来对烟进行探测的光电式的烟探测器。另外，还提出了在测烟空间内设置两个发光部，基于从各个发光部照射的光的受光量来识别烟的种类的烟探测器的方案。
3.在专利文献1中公开了一种散射光式烟探测器，所述散射光式烟探测器配备有：发出第一波长的第一发光元件、发出与第一波长不同的第二波长的第二发光元件、以及设置于不直接接收从第一发光元件和第二发光元件发出的光的位置的受光元件。在专利文献1中，相对于由第一发光元件与受光元件的光轴相交构成的第一散射角而言，将由第二发光元件与受光元件的光轴相交构成的第二散射角形成得大。另外，在专利文献1中，相对于从第一发光元件发出的第一波长而言，使从第二发光元件发出的第二波长短。在专利文献1中，对由第一发光元件产生烟的散射光量和由第二发光元件产生的烟的散射光量进行比较，对各个散射光量的比例进行阈值处理，由此，识别烟的种类。这里，在专利文献1中，作为烟的种类，对于利用由棉芯产生的熏烟以及由煤油产生的燃烧烟来判断探测到的烟是哪一种烟的情况进行了例示。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特许第4010455号公报(例如图2)


技术实现要素：

7.发明所要解决的课题
8.然而，在专利文献1中公开的散射光式烟探测器对烟的识别力不充分。
9.本发明是为了解决上述课题而做出的，其目的是提供一种烟的识别力高的烟探测器。
10.解决课题的手段
11.根据本发明的烟探测器，配备有：框体，在所述框体的内部形成有对烟进行检测的测烟空间；第一发光部，所述第一发光部设置于框体，向测烟空间照射第一波长的光，具有第一发光轴；第二发光部，所述第二发光部设置于框体，向测烟空间照射比第一发光部的第一波长长的第二波长的光，具有第二发光轴；以及受光部，所述受光部设置于框体，接受从第一发光部照射的光和从第二发光部照射的光，具有受光轴，其特征在于，第二散射角比第一散射角大，所述第一散射角是从第一发光轴与受光轴的交点向与第一发光部相反侧延伸的第一延长线与受光部侧的受光轴之间的角度，所述第二散射角是从第二发光轴与受光轴的交点向与第二发光部相反侧延伸的第二延长线与受光部侧的受光轴之间的角度。
12.发明的效果
13.根据本发明，第二散射角比第一散射角大，所述第一散射角是从第一发光轴与受光轴的交点向与第一发光部相反侧延伸的第一延长线与受光部侧的受光轴之间的角度，所述第二散射角是从第二发光轴与受光轴的交点向与第二发光部相反侧延伸的第二延长线与受光部侧的受光轴之间的角度。由此，来自于第一发光部的光的散射光强度与来自于第二发光部的光的散射光强度的比例易于因烟的种类的不同而异。从而，烟探测器对烟的识别力高。
附图说明
14.图1是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的正视图。
15.图2是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的周向剖视图。
16.图3是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的径向剖视图。
17.图4是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的径向剖视图。
18.图5是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的硬件结构图。
19.图6是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的存储部11存储的表的曲线图。
20.图7是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的散射光强度的柱形图。
21.图8是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的散射光强度的折线图。
具体实施方式
22.下面，参照附图对于根据本发明的烟探测器的实施方式进行说明。另外，本发明并不被下面说明的实施方式所限定。另外，包括图1在内，在下面的附图中，在有的情况下各个结构构件的大小关系与实际的情况不同。另外，在下面的说明中，为了容易理解，适当地采用表示方向的用语，但是，这是为了进行说明用的，这些用语并不限定本发明。作为表示方向的用词，例如，可以列举出“上”、“下”、“右”、“左”、“前”或者“后”等。
23.实施方式1.
24.图1是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的正视图，图2是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的周向剖视图。图3是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的径向剖视图，是图1的a
‑
a剖视图。图4是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的径向剖视图，是图1的b
‑
b剖视图。如图1～图4所示，烟探测器1配备有：框体2、第一发光部3、第二发光部4、受光部5、报知部(图中未示出)、放大部10(参照图5)、存储部11(参照图5)和控制部12(参照图5)。
25.(框体2)
26.框体2例如外形为大致圆筒状，具有被安装于顶板等的被安装面上的安装部2a、以及从安装部2a向与被安装面相反侧突出的流入部2c。安装部2a被安装于顶板等的被安装面上，在内部形成测烟空间2b。在测烟空间2b中设置有第一发光部3、第二发光部4、受光部5和迷宫部6。迷宫部6具有防止从第一发光部3照射的光及从第二发光部4照射的光直接入射受光部5的功能、以及使从第一发光部3照射的光及从第二发光部4照射的光在测烟空间2b内散射的功能。
27.流入部2c是从安装部2a向下方突出的构件，其侧面的一部分形成为开口2d。流入
部2c将从开口2d流入的烟导入到设置在上方的安装部2a的测烟空间2b。
28.(第一发光部3)
29.第一发光部3被设置于框体2的测烟空间2b，向测烟空间2b照射第一波长λ1的光，具有第一发光轴30。第一发光部3例如由led构成。第一发光部3的第一波长λ1例如在可见光的蓝色的区域的范围内。这里，蓝色光例如是440nm～480nm左右的波长的光。
30.(第二发光部4)
31.第二发光部4被设置于框体2的测烟空间2b，向测烟空间2b照射第二波长λ2的光，具有第二发光轴40。第二发光部4例如由led构成。第二发光部4的第二波长λ2比第一波长λ1长，例如，在可见光的红色区域的范围内。这里，红色光例如是610nm～750nm左右的波长的光。
32.(受光部5)
33.受光部5被设置于框体2的测烟空间2b，接受从第一发光部3照射的光和从第二发光部4照射的光，具有受光轴50。受光部5例如由发光二极管构成。
34.(散射角)
35.这里，散射角是指从发光轴与受光轴50的交点向与发光部相反侧延伸的延长线与受光部5侧的受光轴50之间的角度。并且，由于在散射角小于90
°
的情况下，受光部5被配置在从发光部照射的光的行进方向的前方，因此，将这时的散射角称作前方散射角。另外，由于在散射角大于90
°
的情况下，受光部5被配置在从发光部照射的光的行进方向的后方，因此，将这时的散射角称作后方散射角。如图2所示，作为从第二发光轴40与受光轴50的交点向与第二发光部4相反侧延伸的第二延长线41与受光部5侧的受光轴50之间的角度的第二散射角θ2，比作为从第一发光轴30与受光轴50的交点向与第一发光部3相反侧延伸的第一延长线31与受光部5侧的受光轴50之间的角度的第一散射角θ1大。
36.(报知部)
37.报知部在烟探测器1探测到烟时，报知探测到了烟。报知部例如由蜂鸣器、led等构成。另外，在将烟探测器1连接于火灾信息接收机，将烟的探测传递给火灾信息接收机的结构的情况下，也可以由火灾信息接收机所具有的报知部报知探测了到烟。
38.(放大部10)
39.图5是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的硬件结构的图。如图5所示，放大部10是将从接受光的受光部5流出的电流放大，向控制部12输出的放大部。
40.(存储部11)
41.存储部11例如由存储器构成，存储有控制部12使用的阈值及表。在本实施方式1中，列举了要识别的烟的种类为三种的情况。烟的种类例如为白烟、灰烟及黑烟，存储部11以由灰烟产生的散射光强度为基准，存储有白烟侧阈值及黑烟侧阈值。白烟侧阈值被设定在由白烟产生的散射光强度与由灰烟产生的散射光强度之间。黑烟侧阈值被设定在由黑烟产生的散射光强度与由灰烟产生的散射光强度之间。这样，以由灰烟产生的散射光强度作为基准，设定白烟侧阈值及黑烟侧阈值，由此，烟探测器1识别白烟、灰烟及黑烟这三种烟。另外，白烟侧阈值和黑烟侧阈值均可大可小。
42.图6是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的存储部11存储的表的曲线图。如图6所示，表是表示散射光强度与对应于散射光强度的烟浓度(％/m)的关系的表。在图6
中，横轴表示散射光强度，纵轴表示烟浓度。表在接受到的散射光强度比强度阈值低的情况下，对应于比散射光强度与烟浓度总是成比例的比例线所示的烟浓度低的烟浓度，在散射光强度在强度阈值以上的情况下，对应于比比例线所示的烟浓度高的烟浓度。这里，比例线是表示减光率的线，散射光强度和烟浓度一一对应。另外，强度阈值能够适当地变更，但是，在本实施方式1中，强度阈值被设定为75左右。
43.在散射光强度低时，由于散射光强度不稳定、波动大，因此，当散射光强度被一一对应地转换成烟浓度时，存在着对烟进行误检测的风险。因此，被转换成比本来的烟浓度低的值。与此相对，由于在散射光强度高时，烟发生的概率高，因此，当散射光强度被一一对应地转换成烟浓度时，存在着不能检测出少量的烟的风险。因此，通过散射光的强度被转换成比本来的烟浓度高的值，能够可靠地检测出烟。这样，本实施方式1，在散射光强度比强度阈值低的情况下，通过转换成比比例线所示的烟浓度低的烟浓度，减少烟的误检测。另外，在本实施方式1中，在散射光强度在强度阈值以上的情况下，转换成比比例线所示的烟浓度高的烟浓度，由此，能够可靠地出烟。
44.(控制部12)
45.控制部12接收由受光部5接受的散射光强度的信号，具有cpu(中央处理器)等。控制部12获取从第一发光部3照射的光的散射光强度与从第二发光部4照射的光的散射光强度的比例，与阈值进行比较。控制部12通过判定比例是否比阈值高来识别烟的种类。在本实施方式1中，对于适合于ul(underwriters laboratories inc.：美国保险商实验室公司)标准的烟探测器1进行说明。
46.控制部12在由受光部5接受的散射光强度超过存储在存储部11中的白烟侧阈值的情况下，判断为产生白烟，在由受光部5接受的散射光强度超过存储在存储部11中的黑烟侧阈值的情况下，判断为产生黑烟。具体地，在从第一发光部3照射的光的散射光强度与从第二发光部4照射的光的散射光强度的比例超过白烟侧阈值的情况下，控制部12判断为产生白烟。另一方面，在从第一发光部3照射的光的散射光强度与从第二发光部4照射的光的散射光强度的比例超过黑烟侧阈值的情况下，控制部12判断为产生黑烟。并且，在从第一发光部3照射的光的散射光强度与从第二发光部4照射的光的散射光强度的比例没有超过白烟侧阈值及黑烟侧阈值中的任一阈值的情况下，控制部12判断为产生灰烟。另外，在白烟及灰烟的情况下，控制部12不将散射光强度放大，在黑烟的情况下，控制部12将散射光强度放大，进行火灾判定。
47.另外，控制部12接收由受光部5接受的散射光强度的信号，基于表示散射光强度与对应于散射光强度的烟浓度的关系的表，将接收到的散射光强度转换成烟浓度。另外，散射光强度可以是从第一发光部3照射的光的散射光强度，也可以是从第二发光部4照射的光的散射光强度。
48.图7是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的散射光强度的柱形图。接下来，对于将发光部的波长及散射角适当地变更了的情况下的散射光强度进行说明。这里，将燃烧滤纸时产生的烟作为白烟，将燃烧棉灯芯时产生的烟作为灰烟，将燃烧煤油时产生的烟作为黑烟。发光部的波长分别为红外区域(下面，称作红外光)、可见光的红色区域(下面，称作红色光)、可见光的蓝色的区域(下面，称作蓝色光)。发光部的散射角分别为60
°
、110
°
。其中，60
°
是前方散射角，110
°
是后方散射角。另外，在图7中，以由棉灯芯产生灰烟时的散射光
强度作为基准值＝1来表示散射光强度。
49.首先，对于由滤纸产生白烟时的散射光强度进行说明。如图7所示，在“红外光，60
°”
的情况下，是“滤纸(白烟)：约0.97”，在“红外光，110
°”
的情况下，是“滤纸(白烟)：约0.56”。另外，在“红色光，60
°”
的情况下，是“滤纸(白烟)：约0.44”，在“红色光，110
°”
的情况下，是“滤纸(白烟)：约0.38”。进而，在“蓝色光，60
°”
的情况下，是“滤纸(白烟)：约0.24”，在“蓝色光，110
°”
的情况下，是“滤纸(白烟)：约0.25”。
50.接着，对于由煤油产生黑烟时的散射光强度进行说明。如图7所示，在“红外光，60
°”
的情况下，是“煤油{黑烟}：约1.11”，在“红外光，110
°”
的情况下，是“煤油(黑烟)：约1.22”。另外，在“红色光，60
°”
的情况下，是“煤油(黑烟)：约0.57”，在“红色光，110
°”
的情况下，是“煤油(黑烟)：约1.11”。进而，在“蓝色光，60
°”
的情况下，是“煤油(黑烟)：约0.38”，在“蓝色光，110
°”
的情况下，是“煤油(黑烟)：约0.86”。
51.这里，将在适当地选择第一发光部3及第二发光部4的情况下求出各个散射光强度的比例的情况示于表1。在表1中，作为第一发光部3及第二发光部4的组合，样品1为“第一：蓝色光，60
°
第二：红外光，110
°”
，样品2“第一：蓝色光，60
°
第二：红色光，110
°”
，样品3为“第一：红色光，60
°
第二：红色光，110
°”
，样品4为“第一：红外光，60
°
第二：蓝色光，110
°”
。
52.【表1】
[0053][0054]
如表1所示，滤纸(白烟)时从第一发光3照射的光的散射光强度与从第二发光部4照射的光的散射光强度的比例为，样品1：2.32，样品2：1.59，样品3：0.86，样品4：0.26。另外，煤油(黑烟)时从第一发光部3照射的光的散射光强度与从第二发光部4照射的光的散射光强度的比例为，样品1：3.19，样品2：2.91，样品3：1.96，样品4：0.77。
[0055]
图8是表示根据本发明的实施方式1的烟探测器1的散射光强度的折线图，是绘制出表1的滤纸(白烟)的比例、棉灯芯(灰烟)的比例及煤油(黑烟)的比例的图。棉灯芯(灰烟)的比例与煤油(黑烟)的比例之差越大，则灰烟和黑烟的识别越容易。另外，滤纸(白烟)的比例与棉灯芯(灰烟)的比例之差越大，则白烟和灰烟的识别越容易。进而，滤纸(白烟)的比例与煤油(黑烟)的比例之差越大，则白烟和黑烟的识别越容易。
[0056]
如图8所示，作为样品3及样品4，棉灯芯(灰烟)的比例与煤油(黑烟)的比例之差、以及滤纸(白烟)的比例与棉灯芯(灰烟)的比例之差都小。与此相对，作为样品1及样品2，棉灯芯(灰烟)的比例与煤油(黑烟)的比例之差、以及滤纸(灰烟)的比例与棉灯芯(灰烟)的比例之差都大。从而，作为第一发光部3及第二发光部4的组合，优选为，样品1“第一：蓝色光，60
°
第二：红外光，110
°”
及样品2“第一：蓝色光，60
°
第二：红色光，110
°”
。进而，若对样品1与样品2进行比较，则样品2与样品1相比，滤纸(白烟)的比例与煤油(黑烟)的比例之差大。在
本实施方式1中，通过采用样品2“第一：蓝色光，60
°
第二：红色光，110
°”
，可以识别白烟、灰烟及黑烟。
[0057]
另外，在图8中，当着眼于棉灯芯(灰烟)的比例与煤油(黑烟)的比例之差时，样品1、样品2及样品3与样品4相比，棉灯芯(灰烟)的比例与煤油(黑烟)的比例之差大。样品1、样品2及样品3是红外光或红色光形成110
°
散射角的样品，样品4是蓝色光形成110
°
散射角的样品。对于样品3，第一发光部3及第二发光部4均为红色光。因此，当排出样品3时，在第一发光部3及第二发光部4，如果第二波长λ2比第一波长λ1长，第二散射角θ2比第一散射角θ1大，则至少可以识别灰烟及黑烟。
[0058]
如前面所述，白烟侧阈值被设定在由白烟产生的散射光强度与由灰烟产生的散射光强度之间。具体地，白烟侧阈值被设定在由白烟产生的散射光强度比例与由灰烟产生的散射光强度的比例之间。另外，黑烟侧阈值被设定在由灰烟产生的散射光强度与由黑烟产生的散射光强度之间。具体地，黑烟侧阈值被设定在由灰烟产生的散射光强度的比例与由黑烟产生的散射光强度的比例之间。在由第一发光部3产生的散射光强度与由第二发光部4产生的散射光强度的比例超过白烟侧阈值的情况下，控制部12判断为产生白烟。另外，在由第一发光部3产生的散射光强度与由第二发光部4产生的散射光强度的比例超过黑烟侧阈值的情况下，控制部12判断为产生黑烟。进而，在由第一发光部3产生的散射光强度与由第二发光部4产生的散射光强度的比例没有超过白烟侧阈值及黑烟侧阈值中的任一阈值的情况下，控制部12判断为产生灰烟。
[0059]
根据本实施方式1，第二散射角θ2比第一散射角θ1大，所述第一散射角θ1是从第一发光轴30与受光轴50的交点向与第一发光部3相反侧延伸的第一延长线31与受光部5侧的受光轴50之间的角度，所述第二散射角θ2是从第二发光轴40与受光轴50的交点向与第二发光部4相反侧延伸的第二延长线41与受光部5侧的受光轴50之间的角度。由此，来自于第一发光部3的光的散射光强度与来自于第二发光部4的光的散射光强度的比例易于因烟的种类不同而异。从而，烟探测器1对烟的识别力高。另外，在由受光部5接受的光的散射光强度超过存储在存储部11中的白烟侧阈值的情况下，控制部12判断为产生白烟，在由受光部5接受的光的散射光强度超过存储在存储部11中的黑烟侧阈值的情况下，控制部12判断为产生黑烟。因此，烟探测器1能够识别白烟、灰烟及黑烟。
[0060]
进而，表示散射光强度与对应于散射光强度的烟浓度的关系的表，在接收到的散射光强度比强度阈值低的情况下，对应于比散射光强度与烟浓度始终成比例的比例线所示的烟浓度低的烟浓度，在散射光强度在强度阈值以上的情况下，对应于比该比例线所示的烟浓度高的烟浓度。从而，在散射光强度低时，能够抑制对烟的误检测，并且，在散射光强度高时，能够可靠地检测出烟。
[0061]
附图标记说明
[0062]
1烟探测器，2框体，2a安装部，2b测烟空间，2c流入部，2d开口，3第一发光部，4第二发光部，5受光部，6迷宫部，10放大部，11存储部，12控制部，30第一发光轴，31第一延长线，40第二发光轴，41第二延长线，50受光轴，λ1第一波长，λ2第二波长，θ1第一散射角，θ2第二散射角。