專利名稱：火焰檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及火焰檢測(cè)器。
背景技術(shù)：
如圖1所示，相關(guān)技術(shù)的火焰檢測(cè)器包括用于傳輸例如約4.4至 4.5|im的紅外線的第一帶通濾光器53a，該紅外線在C02共振輻射的波 長范圍(wavelength band)內(nèi)，用于接收來自第一帶通濾光器53a的光 線的第一紅外線接收元件(紅外線接收傳感器)53b，用于傳輸約5.(Htm 的紅外線的第二帶通濾光器54a，該紅外線在C02共振輻射波長范圍的 附近，以及用于接收來自第二帶通濾光器54a的光的第二紅外線接收元 件(紅外線接收傳感器)54b。由諸如藍(lán)寶石玻璃的具有紅外半透明性 的部件制造的普通保護(hù)玻璃52設(shè)置在第一帶通濾光器53a和第二帶通 濾光器54a的前表面上。
由于這種結(jié)構(gòu)，從第一紅外線接收元件53b產(chǎn)生基于設(shè)置在第一 帶通濾光器53a內(nèi)的約4.4至4.5pm的紅外線的傳感器輸出。而且，從 第二紅外線接收元件54b產(chǎn)生基于設(shè)置在第二帶通濾光器54a內(nèi)的約 5.0)im的紅外線的傳感器輸出。該第一紅外線接收元件53b的傳感器輸 出和第二紅外線接收元件54b的傳感器輸出分別由放大器55和56放 大，并且然后，比較器57比較該傳感器輸出，以檢測(cè)火焰。
也就是，如圖2所示，火焰的相對(duì)強(qiáng)度在設(shè)置在第一帶通濾光器53a內(nèi)的約4.4至4.5)im的波長范圍(第一波長范圍)內(nèi)最大，而火焰 的相對(duì)強(qiáng)度在設(shè)置在第二帶通濾光器54a內(nèi)的約5.0)im的波長范圍(第 二波長范圍)內(nèi)最小。因此，當(dāng)?shù)谝患t外線接收元件53b的傳感器輸 出大于第二紅外線接收元件54b的傳感器輸出時(shí)，能夠檢測(cè)到火焰。
在這種情況下，用在保護(hù)玻璃52中所用的藍(lán)寶石玻璃透射約0.3 至7.6pm的光。也就是說，由于用在保護(hù)玻璃52中的藍(lán)寶石玻璃也透 射可見光和近紅外線以及紅外線，該可見光和近紅外線被直接發(fā)射到 第一帶通濾光器53a和第二帶通濾光器54a。在這種情況下，在第一帶 通濾光器53a和第二帶通濾光器54a中，傳輸帶外側(cè)的光能(即，可見 光和近紅外線的光能)被轉(zhuǎn)換成熱，并且因此作為輔助輻射發(fā)射到周 圍。
如圖1所示，已知的火焰檢測(cè)器具有問題在于由于第一紅外線接 收元件53b和第二紅外線接收元件54b檢測(cè)輔助輻射，已知的火焰檢 測(cè)器也可以檢測(cè)原來不通過該帶通濾光器被傳輸?shù)目梢姽夂徒t外 線。
具體說，在火焰檢測(cè)器的安裝環(huán)境中，由于陽光、電燈泡等而存 在引起不真實(shí)警報(bào)的因素。因此，由于火焰通過來自陽光和電燈泡等 的可見光和近紅外線可能受到很大影響，因此產(chǎn)生火焰不能以很好的 準(zhǔn)確性檢測(cè)的問題。
這個(gè)問題也產(chǎn)生在用于根據(jù)約4.4至4.5pm的紅外線檢測(cè)火焰的 單波長型火焰檢測(cè)器中，或多波長型火焰檢測(cè)器中。
在過去，發(fā)明了專利文獻(xiàn)1中所公開的技術(shù)以解決這個(gè)問題(即， 防止由于輔助輻射產(chǎn)生的影響(例如，不真實(shí)的警報(bào)))。也就是說， 在專利文獻(xiàn)1中，用于減少可見光和近紅外線的淀積薄膜形成在保護(hù) 玻璃的后表面上，以便防止可見光和近紅外線入射在第一帶通濾光器和第二帶通濾光器上。
專利文獻(xiàn)1:日本專利公開號(hào)2006-98372A
和專利文獻(xiàn)1一樣，當(dāng)保護(hù)玻璃具有用于減少可見光和近紅外線 的功能以防止可見光和近紅外線入射在第一帶通濾光器和第二帶通濾 光器上時(shí)，能夠防止由于輔助輻射產(chǎn)生的影響(例如，不真實(shí)的警報(bào))。 但是，還產(chǎn)生問題，其中由于衰減出現(xiàn)得和透過保護(hù)玻璃被傳輸?shù)墓?一樣多，用于檢測(cè)火焰的靈敏性可能下降，因而減少通過第一帶通濾 光器和第二帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧俊?br>
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的目的是提供一種火焰檢測(cè)器， 其能夠以其很好的準(zhǔn)確性檢測(cè)火焰，同時(shí)防止由于輔助輻射產(chǎn)生的影 響(例如，不真實(shí)的警報(bào))，而不降低檢測(cè)火焰的靈敏性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的方面，提供
種火焰檢測(cè)器，其包括用于選擇并傳輸具有火焰特有的紅外波長 的光的第一帶通濾光器；用于接收來自該第一帶通濾光器的光的第一 紅外線接收元件；用于選擇并傳輸具有紅外波長的光的第二帶通濾光 器，該紅外波長不是火焰特有的紅外波長；用于接收來自該第二帶通 濾光器的光的第二紅外線接收元件；其中，第一紅外線接收元件的第 一輸出與第二紅外線接收元件的第二輸出進(jìn)行比較，以檢測(cè)火焰；其 中，當(dāng)在第一帶通濾光器的傳輸波長范圍和第二帶通濾光器的傳輸波 長范圍內(nèi)具有均勻能量的光(具體說，例如，在從4.0至5.0)im的波長 范圍內(nèi)具有均勻能量的光沒有波長相關(guān)性(dependency))入射在第一 帶通濾光器和第二帶通濾光器上時(shí)，通過第二帶通濾光器所傳輸?shù)墓?的量少于通過第一帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧?，并且調(diào)節(jié)第一輸出和 第二輸出，使得第一輸出的水平等于第二輸出的水平。第二帶通濾光器的半帶寬可以窄于第一帶通濾光器的半帶寬。
通過第二帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾乃p率可以大于(高于)通過 第一帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾乃p率。
該火焰檢測(cè)器還可以包括調(diào)節(jié)第一紅外線接收元件的第一靈敏度 以及第二紅外線接收元件的第二靈敏度的調(diào)節(jié)單元，其中該調(diào)節(jié)單元 將第二靈敏度調(diào)節(jié)成高于第一靈敏度，以便當(dāng)在第一帶通濾光器的傳 輸波長范圍和第二帶通濾光器的傳輸波長范圍內(nèi)具有均勻能量的光
(具體說，例如，在從4.0至5.0pm的波長范圍內(nèi)具有均勻能量而沒有 波長相關(guān)性的光)入射在第一帶通濾光器和第二帶通濾光器上時(shí)，消 除(補(bǔ)償)通過第二帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧亢屯ㄟ^第一帶通濾光 器所傳輸?shù)墓獾牧恐g的差異。
該火焰檢測(cè)器還可以包括調(diào)節(jié)第一增益和第二增益的調(diào)節(jié)單元， 第一輸出以所述第一增益被放大，第二輸出以所述第二增益被放大， 其中該調(diào)節(jié)單元將第二增益調(diào)節(jié)成大于(高于)第一增益，以便當(dāng)在
第一帶通濾光器的傳輸波長范圍和第二帶通濾光器的傳輸波長范圍內(nèi) 具有均勻能量的光(具體說，例如，在從4.0至5.(Him的波長范圍內(nèi)具 有均勻能量而沒有波長相關(guān)性的光)入射在第一帶通濾光器和第二帶 通濾光器上時(shí)，消除(補(bǔ)償)通過第二帶通濾光器被傳輸?shù)墓獾牧亢?通過第一帶通濾光器被傳輸?shù)墓獾牧恐g的差。
該火焰檢測(cè)器還可以包括調(diào)節(jié)校正水平的調(diào)節(jié)單元，其中第二輸 出的水平設(shè)置成比第一輸出水平高出該校正水平，以便當(dāng)在第一帶通 濾光器的傳輸波長范圍和第二帶通濾光器的傳輸波長范圍內(nèi)具有均勻 能量的光(具體說，例如，在從4.0至5.0pm的波長范圍內(nèi)具有均勻能 量而沒有波長相關(guān)性的光)入射在第一帶通濾光器和第二帶通濾光器 上時(shí)，消除(補(bǔ)償)通過第二帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧亢屯ㄟ^第一 帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧恐g的差。第二紅外線接收元件的第二靈敏度可以高于第一紅外線接收元件 的第一靈敏度。
第二增益可以大于(高于)第一增益，第二輸出以所述第二增益 被放大，第一輸出以所述第一增益被放大。
第二輸出的水平可以設(shè)置成比第一輸出的水平高出預(yù)定的水平。
由于上述結(jié)構(gòu)，能夠以良好的準(zhǔn)確性檢測(cè)火焰，同時(shí)防止由于輔 助輻射產(chǎn)生的影響(例如，不真實(shí)的警報(bào))而不降低用于檢測(cè)火焰的 靈敏度。


通過參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的上述目 的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中
圖1是示出已知的火焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖2是示出各種熱源的波長的光譜的相對(duì)強(qiáng)度的示意圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的火焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的該火焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖5是用于說明傳輸量調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖6是用于說明該傳輸量調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖7 (a)至7 (d)是用于說明該傳輸量調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示
意圖8是用于說明輸出調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖； 圖9是用于說明該輸出調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖； 圖IO是用于說明該輸出調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖； 圖11是用于說明該輸出調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖； 圖12是示出靈敏度調(diào)節(jié)的關(guān)系的示意圖； 圖13是示出用于解釋靈敏度調(diào)節(jié)的示意圖；圖14是示出靈敏度調(diào)節(jié)方法的實(shí)例的示意圖15是用于根據(jù)本發(fā)明說明火焰檢測(cè)器檢測(cè)火焰的實(shí)例的示意
圖16是用于根據(jù)本發(fā)明說明火焰檢測(cè)器檢測(cè)火焰的該實(shí)例的示意
圖17是用于說明在根據(jù)本發(fā)明的火焰檢測(cè)器中，防止由于輔助輻 射產(chǎn)生的影響(不真實(shí)警報(bào))的示意圖18是用于說明在根據(jù)本發(fā)明的火焰檢測(cè)器中，防止由于輔助輻 射產(chǎn)生的影響(不真實(shí)警報(bào))的示意圖；以及
圖19是示出根據(jù)本發(fā)明的火焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)例的示意圖。具體實(shí)施例方式
在下文中將參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖3和圖4是示出與本發(fā)明相關(guān)的火焰檢測(cè)器的結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖。
參考圖3，與本發(fā)明相關(guān)的火焰檢測(cè)器包括主體(殼體)1，用于 該主體1的開口的保護(hù)玻璃2，以及設(shè)置在該主體1中的第一元件殼體 3和第二元件殼體4。
在這種情況下，保護(hù)玻璃2由諸如具有紅外半透明性 (translucency)的藍(lán)寶石玻璃的部件構(gòu)成。
在第一元件殼體3中，具有第一帶通濾光器3a，其選擇并傳輸具 有火焰專有的紅外波長的光(例如，該第一帶通濾光器3a通過具有從 約4.4到4.5nm波長范圍(第一波長范圍)的紅外線，該波長在C02 共振輻射波長范圍內(nèi))，和第一紅外線接收元件3b，其接受來自該第 一帶通濾光器3a的光(其中，來自第一帶通濾光器3a的光包括通過該第一帶通濾光器3a的所傳輸光和來自第一帶通濾光器3a的輔助輻射)。
在第二元件殼體4中，具有第二帶通濾光器4a，其選擇并傳輸具 有一紅外波長的光，該紅外波長不是火焰專有的紅外波長(例如，該 第二帶通濾光器4a通過具有約5.(Him波長范圍(第二波長范圍)的紅 外線，該波長在C02共振輻射波長范圍的附近)，和第二紅外線接收 元件4b，其接受來自該第二帶通濾光器4a的光(其中，來自第二帶通 濾光器4a的光包括通過該第二帶通濾光器4a所傳輸?shù)墓夂蛠碜缘诙?通濾光器4a的輔助輻射)。
該第一帶通濾光器3a和第二帶通濾光器4a由例如硅材料(基礎(chǔ) 材料)形成。
例如，熱電紅外傳感器被用作第一紅外線接收元件3b和第二紅外 線接收元件4b。該熱電紅外傳感器是通過利用熱電物質(zhì)的熱電性質(zhì)， 來檢測(cè)從所有物體輻射的紅外能量的傳感器。由于熱電紅外傳感器具 有寬范圍的波長靈敏度和諸如非波長相關(guān)性的極好性質(zhì)，只需要通過 區(qū)別被使用的濾光器，能夠制造各種溫度傳感器。熱電紅外傳感器的 材料的實(shí)例包括PZT系列(鋯鈦酸鉛)、LiTa03系列(鉭酸鋰)、PVF2 以及PbTa03。
如圖4所示，例如，第一紅外線接收元件3b的輸出被放大單元(例 如，OpAmp) 5放大，并且例如，第二紅外線接收元件4b的輸出被放 大單元(例如，OpAmp) 6放大。相應(yīng)的輸出被輸入到處理單元7。
該處理單元7將第一紅外線接收元件3b的輸出(在圖4的實(shí)例中， 放大單元5的輸出)與第二紅外線接收元件4b的輸出(在圖4的實(shí)例 中，放大單元6的輸出)進(jìn)行比較，以檢測(cè)火焰。
根據(jù)本發(fā)明，為了以很好的準(zhǔn)確性檢測(cè)火焰，同時(shí)防止由輔助福射產(chǎn)生的影響(例如，不真實(shí)的警報(bào))而不降低檢測(cè)火焰的靈敏度，
提供一種傳輸量調(diào)節(jié)裝置，其使得當(dāng)在第一帶通濾光器3a的傳輸波長 范圍(第一波長范圍)和第二帶通濾光器4a的傳輸波長范圍(第二波 長范圍)內(nèi)具有均勻能量的光(具體說，例如，在從4.0至5.0nm的波 長范圍內(nèi)具有均勻能量而沒有波長相關(guān)性的光)分別入射在第一帶通 濾光器3a和第二帶通濾光器4a上時(shí)，通過第二帶通濾光器4a所傳輸 的光的量小于通過第一帶通濾光器3a所傳輸?shù)墓獾牧?。而且，提供?種調(diào)節(jié)第一紅外線接收元件3b的輸出和第二紅外線接收元件4b的輸 出的輸出調(diào)節(jié)裝置8，使得當(dāng)在第一帶通濾光器3a的傳輸波長范圍(第 一波長范圍)和第二帶通濾光器4a的傳輸波長范圍(第二波長范圍) 內(nèi)具有均勻能量的光(具體說，例如，在從4.0至5.0|^n的波長范圍內(nèi) 具有均勻能量而沒有波長相關(guān)性的光)分別入射在第一帶通濾光器3a 和第二帶通濾光器4a上時(shí)，第一紅外線接收元件3b的輸出水平(level) 和第二紅外線接收元件4b的輸出水平是相同的。
如圖5所示，該傳輸量調(diào)節(jié)裝置可以構(gòu)造成使得第二帶通濾光器 4a的半波長(half bandwidth)窄于第一帶通濾光器3a的半波長。替換 地，如圖6所示，該傳輸量調(diào)節(jié)裝置可以構(gòu)造成使得第二帶通濾光器 4a的光的衰減率大于(高于)第一帶通濾光器3a的光的衰減率。
半波長是指用于表示濾光器性質(zhì)的質(zhì)量，簡言之，是指被傳輸?shù)?光的波長寬度。若半波長越寬，則傳輸在更寬的波長范圍內(nèi)的光。反 之，若半波長越窄，則傳輸在受限制的波長范圍內(nèi)的光。具體說，半 波長被限定為最短的波長和最長的波長之間的波長差，它是傳輸波長 范圍內(nèi)的強(qiáng)度的最大值的一半。
為了使第二帶通濾光器4a的光的衰減率大于(高于)第一帶通濾 光器3a的光的衰減率，需要第二帶通濾光器4a具有用于至少在第二帶 通濾光器4a的一部分傳輸波長(第二波長范圍)內(nèi)衰減傳輸光的量的 功能。在圖6的實(shí)例中，傳輸光的量在第二帶通濾光器4a的傳輸波長范圍(第二波長范圍)的整個(gè)波長范圍內(nèi)被衰減。但是，如圖7 (a) 至7(d)所示，例如，傳輸光的量在第二帶通濾光器4a的傳輸波長范 圍(第二波長范圍)的至少一部分中可以被衰減。此外，在圖7 (c) 和7(d)的實(shí)例中，在波長范圍的一部分中，傳輸光的量被衰減到"0"。 圖7 (d)的實(shí)例具有與其中第二帶通濾光器4a的半帶寬窄于第一帶通 濾光器3a的半帶寬的結(jié)構(gòu)基本相同的結(jié)構(gòu).
該輸出調(diào)節(jié)裝置8可以使第二紅外線接收元件4b的靈敏度高于第 一紅外線接收元件3b的靈敏度，以便當(dāng)在第一帶通濾光器3a的傳輸波 長范圍(第一波長范圍)和第二帶通濾光器4a的傳輸波長范圍(第二 波長范圍)內(nèi)具有均勻能量的光(具體說，例如，在從4.0至5.(Him的 波長范圍內(nèi)具有均勻能量而沒有波長相關(guān)性的光)分別入射在第一帶 通濾光器3a和第二帶通濾光器4a上時(shí)，偏置(補(bǔ)償)通過該第二帶通 濾光器4a所傳輸?shù)墓獾牧亢屯ㄟ^該第一帶通濾光器3a所傳輸?shù)墓獾牧?之間的差。更具體地說，輸出調(diào)節(jié)裝置8可以放大第二紅外線接收元 件4b的輸出，其放大增益大于(高于)第一紅外線接收元件3b的輸 出的放大增益，以便當(dāng)在第一帶通濾光器3a的傳輸波長范圍(第一波 長范圍)和第二帶通濾光器4a的傳輸波長范圍(第二波長范圍)內(nèi)具 有均勻能量的光(具體說，例如，在從4.0至5.(Him的波長范圍內(nèi)具有 均勻能量而沒有波長相關(guān)性的光)分別入射在第一帶通濾光器3a和第 二帶通濾光器4a上時(shí)，偏置(補(bǔ)償)通過該第二紅外線接收元件4b 所傳輸?shù)墓獾牧亢屯ㄟ^該第一紅外線接收元件3b所傳輸?shù)墓獾牧恐g 的差。
圖8和圖9是示出當(dāng)輸出調(diào)節(jié)裝置8被構(gòu)造成具有上述結(jié)構(gòu)(即， 第二紅外線接收元件4b的靈敏度設(shè)置成高于第一紅外線接收元件3b 的靈敏度)時(shí)的具體結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖。
參考圖8，輸出調(diào)節(jié)裝置8被構(gòu)造成根據(jù)圖4所示的結(jié)構(gòu)中的第一 紅外線接收元件3b和第二紅外線接收元件4b的輸出，來調(diào)節(jié)(增大)放大器5和6的增益。具體說，在圖9所示的實(shí)例中，輸出調(diào)節(jié)裝置8 被構(gòu)造成根據(jù)圖4所示的結(jié)構(gòu)中的第一紅外線接收元件3b和第二紅外 線接收元件4b的輸出，來調(diào)節(jié)(增大)放大器6的增益。
在圖8和圖9所示結(jié)構(gòu)的情況下，輸出調(diào)節(jié)裝置8可以被構(gòu)造成 根據(jù)第一紅外線接收元件3b和第二紅外線接收元件4b的輸出，手動(dòng) 地調(diào)節(jié)放大器5和6的增益。替換地，輸出調(diào)節(jié)裝置8可以被構(gòu)造成 根據(jù)第一紅外線接收元件3b和第二紅外線接收元件4b的輸出，自動(dòng) 地(例如，通過CPU的控制)調(diào)節(jié)放大器5和6的增益。
作為另一種結(jié)構(gòu)的實(shí)例，輸出調(diào)節(jié)裝置8可以以這樣的方式構(gòu)造， 其中將第二紅外線接收元件4b的輸出被預(yù)先設(shè)置成比第一紅外線接收 元件3b的輸出高出預(yù)定的補(bǔ)償量，以便當(dāng)在第一帶通濾光器3a的傳輸 波長范圍(第一波長范圍)和第二帶通濾光器4a的傳輸波長范圍(第 二波長范圍)內(nèi)具有均勻能量的光(具體說，例如，在從4.0至5.0jiim 的波長范圍內(nèi)具有均勻能量而沒有波長相關(guān)性的光)分別入射在第一 帶通濾光器3a和第二帶通濾光器4a上時(shí)，偏置(補(bǔ)償)通過該第二帶 通濾光器4a所傳輸?shù)墓獾牧亢屯ㄟ^該第一帶通濾光器3a所傳輸?shù)墓獾?量之間的差。
圖IO和圖11是示出具體結(jié)構(gòu)實(shí)例的示意圖，其中輸出調(diào)節(jié)裝置8 以上述方式(即，第二紅外線接收元件4b的輸出被預(yù)先設(shè)置成比第一 紅外線接收元件3b的輸出高出預(yù)定的補(bǔ)償量)構(gòu)造。
參考圖10，該輸出調(diào)節(jié)裝置8被構(gòu)造成根據(jù)圖4所示的結(jié)構(gòu)中的 第一紅外線接收元件3b和第二紅外線接收元件4b的輸出，來調(diào)節(jié)處 理單元7的預(yù)定的補(bǔ)償值。在圖ll所示的實(shí)例中，該輸出調(diào)節(jié)裝置8 被構(gòu)造成使得加法器10在該輸出從處理單元7的比較器9的放大器6 被輸入的一側(cè)將預(yù)定的補(bǔ)償值加在該放大器6的輸出上。0041
在圖10和圖11的結(jié)構(gòu)的情況下，該輸出調(diào)節(jié)裝置8被構(gòu)造成以 便根據(jù)第一紅外線接收元件3b和第二紅外線接收元件4b的輸出，手 動(dòng)地調(diào)節(jié)處理單元7的預(yù)定值。替換地，該輸出調(diào)節(jié)裝置8可以被構(gòu) 造成以便根據(jù)第一紅外線接收元件3b和第二紅外線接收元件4b的輸 出，自動(dòng)地(例如，通過CPU的控制)調(diào)節(jié)處理單元7的預(yù)定值。
下面，將根據(jù)本發(fā)明描述具有上述結(jié)構(gòu)的火焰檢測(cè)器的操作。在 下面的描述中，傳輸量調(diào)節(jié)裝置被構(gòu)造成使得第二帶通濾光器4a的半 帶寬窄于第一帶通濾光器3a的半帶寬。此外，該輸出調(diào)節(jié)裝置8使第 二紅外線接收元件4b的靈敏度能夠高于第一紅外線接收元件3b的靈 敏度(更具體地說，以大于(高于)第一紅外線接收元件3b的輸出增 益的增益放大第二紅外線接收元件4b的輸出)，以便當(dāng)在第一帶通濾 光器3a的傳輸波長范圍(第一波長范圍)和第二帶通濾光器4a的傳輸 波長范圍(第二波長范圍)內(nèi)具有均勻能量的光(具體說，例如，在 從4.0至5.0|im的波長范圍內(nèi)具有均勻能量而沒有波長相關(guān)性的光)分 別入射在第一帶通濾光器3a和第二帶通濾光器4a上時(shí)，偏置(補(bǔ)償) 通過該第二帶通濾光器4a所傳輸?shù)墓獾牧亢屯ㄟ^該第一帶通濾光器3a 所傳輸?shù)墓獾牧恐g的差。
在這種火焰檢測(cè)器中，當(dāng)在第一帶通濾光器3a的傳輸波長范圍(第 一波長范圍)和第二帶通濾光器4a的傳輸波長范圍(第二波長范圍) 內(nèi)具有均勻能量的光(具體說，例如，在從4.0至5.(Him的波長范圍內(nèi) 具有均勻能量而沒有波長相關(guān)性的光)分別入射在第一帶通濾光器3a 和第二帶通濾光器4a上時(shí)，第二帶通濾光器4a的半帶寬小于第一帶通 濾光器3a的半帶寬。因此，通過該第二帶通濾光器4a所傳輸?shù)墓獾牧?變成小于通過該第一帶通濾光器3a所傳輸?shù)墓獾牧?。結(jié)果，由第二紅 外線接收元件4b接收的光的量變成小于由第一紅外線接收元件3b接 收的光的量，并且第二紅外線接收元件4b的輸出變得小于第一紅外線 接收元件3b的輸出。由于這個(gè)原因，為了使得第二紅外線接收元件4b的輸出與第一紅外線接收元件3b的輸出相同，需要調(diào)節(jié)第二紅外線接
收元件4b的輸出，以便大于第一紅外線接收元件3b的輸出[MSl]。
圖12示出當(dāng)在第一帶通濾光器3a的傳輸波長范圍(第一波長范 圍)和第二帶通濾光器4a的傳輸波長范圍(第二波長范圍)內(nèi)具有均 勻能量的光(具體說，例如，在從4.0至5.(Hmi的波長范圍內(nèi)具有均勻 能量而沒有波長相關(guān)性的光)分別入射在第一帶通濾光器3a和第二帶 通濾光器4a上時(shí)，為了使得第二紅外線接收元件4b的輸出和第一紅外 線接收元件3b的輸出相同，靈敏度調(diào)節(jié)的關(guān)系。
如圖13所示，這種靈敏度調(diào)節(jié)通過以大于(高于)第一紅外線接 收元件3b的輸出增益的增益來放大第二紅外線接收元件4b的輸出來 進(jìn)行，以便當(dāng)在第一帶通濾光器3a的傳輸波長范圍(第一波長范圍) 和第二帶通濾光器4a的傳輸波長范圍(第二波長范圍)內(nèi)具有均勻能 量的光(具體說，例如，在從4.0至5.0nm的波長范圍內(nèi)具有均勻能量 而沒有波長相關(guān)性的光)分別入射在第一帶通濾光器3a和第二帶通濾 光器4a上時(shí)，偏置(補(bǔ)償)通過該第二帶通濾光器4a所傳輸?shù)墓獾牧?和通過該第一帶通濾光器3a所傳輸?shù)墓獾牧恐g的差。
圖14示出靈敏度調(diào)節(jié)的實(shí)例。在圖14所示的實(shí)例中，利用用于 發(fā)射調(diào)節(jié)基準(zhǔn)(reference)光的光源。通過使來自該光源的調(diào)節(jié)基準(zhǔn)光 能夠被入射在第一帶通濾光器3a和第二帶通濾光器4a上，并且以大于 (高于)第一紅外線接收元件3b的輸出增益的增益來放大第二紅外線 接收元件4b的輸出，來進(jìn)行該靈敏度的調(diào)節(jié)，以便偏置(補(bǔ)償)通過 該第二帶通濾光器4a所傳輸?shù)墓獾牧亢屯ㄟ^該第一帶通濾光器3a所傳 輸?shù)墓獾牧恐g的差異。
在圖13和圖14所示的進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)的火焰檢測(cè)器中，如圖15 所示，由于在來自火焰的光的波長處于C02共振輻射波長范圍的紅外 線中的，例如，約4.4至4.5pm，當(dāng)產(chǎn)生時(shí)，通過該第一帶通濾光器3a所傳輸?shù)墓獾牧勘韧ㄟ^該第二帶通濾光器4a所傳輸?shù)墓獾牧看蟮枚唷?此外，由于第二帶通濾光器4a的半波長比第一帶通濾光器3a的半波長 要窄，通過該第一帶通濾光器3a所傳輸?shù)墓獾牧窟h(yuǎn)大于通過第二帶通 濾光器4a所傳輸?shù)墓獾牧?。因此，如圖16所示，由于第一紅外線接收 元件3b的輸出遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于第二紅外線接收元件4b的輸出，即使放大器6 的增益被設(shè)置成大于(高于)放大器5的增益，來自放大器5的輸出 也變得大于來自放大器6的輸出。由于這種結(jié)構(gòu)，比較器的輸出變成 "1"(高)，因而可靠地檢測(cè)火焰。
在第一帶通濾光器3a和第二帶通濾光器4a的基礎(chǔ)材料、淀積薄 膜等由基本相同的材料形成的情況下(在傳輸帶接近的情況下)，如 圖17所示，當(dāng)具有不通過第一帶通濾光器3a和第二帶通濾光器4a兩
者所傳輸?shù)牟ㄩL范圍的光(例如，陽光)入射時(shí)，幾乎同樣光能的輔 助輻射從第一帶通濾光器3a和第二帶通濾光器4a發(fā)射。由于從第一帶 通濾光器3a和第二帶通濾光器4a發(fā)射的輔助輻射直接入射在第一紅外 線接收元件3b和第二紅外線接收元件4b上，該第一紅外線接收元件 3b和第二紅外線接收元件4b接收具有均勻能量的光并且輸出同樣輸出 值。在這種情況下，由于通過上述靈敏度調(diào)節(jié)，放大器6的增益設(shè)置 成大于(高于)放大器5的增益，如圖18所示，來自放大器6的輸出 大于來自放大器5的輸出。因此，比較器的輸出變成"0"(低)。由 于這種結(jié)構(gòu)，能夠檢測(cè)到無火焰，因而防止由輔助輻射產(chǎn)生的影響(錯(cuò) 誤警報(bào))。
根據(jù)本發(fā)明，如上述專利文獻(xiàn)1 一樣，能夠防止檢測(cè)器由于從設(shè) 置在紅外線接收元件的前表面上的帶通濾光器發(fā)射的輔助輻射而錯(cuò)誤 地操作。在專利文獻(xiàn)1公開的技術(shù)中，保護(hù)玻璃具有減少可見光和近 紅外光的功能，使得可見光和近紅外光不入射在第一帶通濾光器上或 第二帶通濾光器上。因此，產(chǎn)生問題，其中入射在第一帶通濾光器3a 和第二帶通濾光器4a上的光被衰減。但是，根據(jù)本發(fā)明，由于在第一 帶通濾光器3a中預(yù)定波長范圍(第一波長范圍)的光不被衰減而是被傳輸，因此不像專利文獻(xiàn)1那樣必然降低火焰的檢測(cè)靈敏度，因而， 以更好的準(zhǔn)確性檢測(cè)火焰。
在上述實(shí)施例中，輸出調(diào)節(jié)裝置8調(diào)節(jié)放大器5和6的增益，如 圖8和圖9所示。替換地，輸出調(diào)節(jié)裝置8調(diào)節(jié)處理單元7的補(bǔ)償值， 如圖10所示。但是，輸出調(diào)節(jié)裝置8可以調(diào)節(jié)放大器5和6的增益并 且調(diào)節(jié)處理單元7的補(bǔ)償值，如圖19所示。在圖4、圖8、圖9、圖 IO和圖19所示的實(shí)例中，放大器5和6被單個(gè)地設(shè)置，但是，處理單 元7例如可以具有放大器5和6的功能。此外，本發(fā)明可以以不同的 方式修改。
換句話說，就輸出調(diào)節(jié)裝置8而言，本發(fā)明不限于上述實(shí)例，而 是可以利用任何單元，只要該單元調(diào)節(jié)第一紅外線接收元件3b和第二 紅外線接收元件4b的輸出，使得當(dāng)在第一帶通濾光器3a的傳輸波長范 圍(第一波長范圍)和第二帶通濾光器4a的傳輸波長范圍(第二波長 范圍)內(nèi)具有均勻能量的光(具體說，例如，在4.0至5.0nm的波長范 圍內(nèi)具有均勻能量而沒有波長相關(guān)性的光)分別入射在第一帶通濾光 器3a和第二帶通濾光器4a上時(shí)，第一紅外線接收元件3b的輸出水平 與第二紅外線接收元件4b的輸出水平是同樣的。
在上述實(shí)施例中，傳輸量調(diào)節(jié)裝置已經(jīng)在圖5、圖6和圖7 (a) 至7 (d)中舉例說明。但是，本發(fā)明不限于上述實(shí)例。可以利用任何 單元作為傳輸量調(diào)節(jié)裝置，只要該單元構(gòu)造成使得第二帶通濾光器4a 的半帶寬窄于第一帶通濾光器3a的半帶寬，并且通過第二帶通濾光器 4a所傳輸?shù)墓獾乃p率大于通過第一帶通濾光器3a所傳輸?shù)墓獾乃p 率.
本發(fā)明可以用于火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)等。
雖然已經(jīng)參考具體的優(yōu)選實(shí)施例示出并描述了本發(fā)明，但是，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言根據(jù)這里的教導(dǎo)各種變化和修改將是顯然 的。這種顯然的變化和修改被認(rèn)為是落入附加的權(quán)利要求限定的本發(fā) 明的精神、范圍和構(gòu)思。
權(quán)利要求
1. 一種火焰檢測(cè)器，包括第一帶通濾光器，用于選擇并傳輸具有火焰特有的紅外波長的光； 第一紅外線接收元件，用于接收來自所述第一帶通濾光器的光； 第二帶通濾光器，用于選擇并傳輸具有紅外波長的光，該紅外波 長不是火焰特有的紅外波長；第二紅外線接收元件，用于接收來自所述第二帶通濾光器的光； 其中所述第一紅外線接收元件的第一輸出與所述第二紅外線接收 元件的第二輸出進(jìn)行比較，以檢測(cè)火焰；其中，當(dāng)在第一帶通濾光器的傳輸波長范圍和第二帶通濾光器的 傳輸波長范圍內(nèi)具有均勻能量的光入射在第一帶通濾光器和第二帶通 濾光器上時(shí)，通過第二帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧可儆谕ㄟ^第一帶通 濾光器所傳輸?shù)墓獾牧?，并且調(diào)節(jié)所述第一輸出和第二輸出，使得第 一輸出的水平等于第二輸出的水平。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火焰檢測(cè)器，其中所述第二帶通濾光器 的半帶寬窄于所述第一帶通濾光器的半帶寬。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火焰檢測(cè)器，其中通過所述第二帶通濾 光器所傳輸?shù)墓獾乃p率大于通過所述第一帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾?衰減率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火焰檢測(cè)器，還包括調(diào)節(jié)單元，該調(diào)節(jié) 單元調(diào)節(jié)所述第一紅外線接收元件的第一靈敏度和所述第二紅外線接 收元件的第二靈敏度，其中，所述調(diào)節(jié)單元將所述第二靈敏度調(diào)節(jié)成高于所述第一靈敏 度，以便當(dāng)在所述第一帶通濾光器的傳輸波長范圍和所述第二帶通濾 光器的傳輸波長范圍內(nèi)具有均勻能量的光入射在所述第一帶通濾光器 和所述第二帶通濾光器上時(shí)，消除通過所述第二帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧亢屯ㄟ^所述第一帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧恐g的差。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火焰檢測(cè)器，還包括調(diào)節(jié)單元，該調(diào)節(jié) 單元調(diào)節(jié)第一增益和第二增益，第一輸出以所述第一增益被放大，第 二輸出以所述第二增益被放大，其中，所述調(diào)節(jié)單元將所述第二增益調(diào)節(jié)成大于所述第一增益， 以便當(dāng)在第一帶通濾光器的傳輸波長范圍和第二帶通濾光器的傳輸波 長范圍內(nèi)具有均勻能量的光入射在第一帶通濾光器和第二帶通濾光器 上時(shí)，消除通過所述第二帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧亢屯ㄟ^所述第一 帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧恐g的差。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火焰檢測(cè)器，還包括調(diào)節(jié)校正水平的調(diào)節(jié)單元，其中，所述第二輸出的水平被設(shè)置成比所述第一輸出的水平高出 校正水平，以便當(dāng)在所述第一帶通濾光器的傳輸波長范圍和所述第二 帶通濾光器的傳輸波長范圍內(nèi)具有均勻能量的光入射在所述第一帶通 濾光器和所述第二帶通濾光器上時(shí)，消除通過所述第二帶通濾光器所 傳輸?shù)墓獾牧亢屯ㄟ^所述第一帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧恐g的差。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火焰檢測(cè)器，其中所述第二紅外線接收 元件的第二靈敏度高于所述第一紅外線接收元件的第一靈敏度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火焰檢測(cè)器，其中第二增益大于第一增 益，第二輸出以所述第二增益被放大，第一輸出以所述第一增益被放 大。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火焰檢測(cè)器，其中所述第二輸出的水平 被設(shè)置成比所述第一輸出的水平高出預(yù)定的水平。
全文摘要
第一帶通濾光器選擇并傳輸具有火焰特有的紅外波長的光。第一紅外線接收元件接收來自該第一帶通濾光器的光。第二帶通濾光器選擇并傳輸具有紅外波長的光，該紅外波長不是火焰特有的紅外波長。第二紅外線接收元件接收來自該第二帶通濾光器的光。將第一紅外線接收元件的第一輸出與第二紅外線接收元件的第二輸出進(jìn)行比較，以檢測(cè)火焰。當(dāng)在第一帶通濾光器的傳輸波長范圍和第二帶通濾光器的傳輸波長范圍內(nèi)具有均勻能量的光入射在第一帶通濾光器和第二帶通濾光器上時(shí)，通過第二帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧可儆谕ㄟ^第一帶通濾光器所傳輸?shù)墓獾牧?，并且調(diào)節(jié)第一輸出和第二輸出使得第一輸出的水平等于第二輸出的水平。
文檔編號(hào)G01J1/02GK101311689SQ200810111319
公開日2008年11月26日 申請(qǐng)日期2008年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月24日
發(fā)明者工藤彰久 申請(qǐng)人:尼塔恩株式會(huì)社