JPS6239473B2 - - Google Patents
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- JPS6239473B2 JPS6239473B2 JP54049899A JP4989979A JPS6239473B2 JP S6239473 B2 JPS6239473 B2 JP S6239473B2 JP 54049899 A JP54049899 A JP 54049899A JP 4989979 A JP4989979 A JP 4989979A JP S6239473 B2 JPS6239473 B2 JP S6239473B2
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Description
この発明は光電手段および帯域フイルタによつ
て少くとも二酸化炭素の共鳴放射の波長領域にお
ける炎の放射のチラツキ周波数成分を受けて警報
手段に対し有効信号を発生する第1の電流回路を
備えた炎検知装置に関する。
一般によく知られているように、ほとんどの可
燃性材料、例えば木材とかベンジン、油および炭
化水素もしくは炭水化物、言い換えるならば有機
化合物のような可燃性材料は約λ=2.7μmそし
て特に約λ=4.4μm程度の波長範囲において燃
焼に際し強い放射を発生する。放射は線スペクト
ルおよび帯スペクトルで行なわれそして水および
CO2に対しては2.7μmの波長領域が特性的に相
関しかつ二酸化炭素に対しては4.3μmの波長領
域が特性的に相関する。1969年12月発行の雑誌
「消防研究所報告(Report of Fire Research
Institute of Japan)」通巻第30号の第55ないし60
頁に掲載の論文「赤外共鳴放射を利用した火災報
知(Fire Detection by Intrared Resonance
Radiation)」特に第6図には炎放射および温度に
対して感知性のある報知器もしくは検知器の回路
が示されている。この検知器は赤外線領域用に構
成されている。しかしながらこの検知器は誤り警
報に対する安全性の面で欠陥がある。例えば熱輻
射がベンチレータ等によつて或る種のタイミング
で中断されるような高温物体または炉のような赤
外線領域内の妨害放射が存在する場合に、炎が存
在しなくても報知器もしくは検知器は警報を発生
することがあり、これはもちろん好ましくはな
い。
フランス国特許第2151148号明細書記載の装置
では火災の時の警報発生に際して2つの波長領域
もしくは帯域が評価されている。選択度は2つの
波長領域λ=2.7およびλ=4.3(μm)に対して
のみ透過性のある2つの狭帯域光学フイルタの配
列によつて定められている。これ等2つの波長領
域から発生される光起電々圧が火災警報発生に際
して評価される。実験の示すところによれば、こ
の検知器も適当な色温度の妨害放射源が存在する
場合に誤り警報を発生する傾向を示し、従つてこ
の報知器でも誤り警報発生率はそれ程効果的に減
少することはできない。
よつてこの発明の課題は誤り警報発生率を顕著
に減少しそして妨害源の出現にも拘らず各炎を一
義的に炎として認識し、火災警報を発生すること
ができる炎検知装置を提供することにある。
本発明はさらに警報発生に対して約λ=4.4μ
mの波長領域における放射の評価をも企図するも
のである。通常の窓ガラスやランプのガラスはこ
の波長領域における放射に対し透過性がない。従
つて報知器が設置される部屋内の太陽入射光なら
びに通常の電灯光が報知器の警報発生に対して影
響を与えることはない。また本発明による炎検知
装置は自由空間、即ち屋外にも取り付けることが
できる。と言うのは周知のように太陽光の放射ス
ペクトルにはλ=4.3μmにおいていわゆるエネ
ルギ・ギヤツプが存在するからである。この場合
にも太陽は妨害源として処理から除外される。
本発明の別の目的は6μmより大きい波長領域
の成分が警報発生に対して何等影響を及ぼさない
ようにすることにある。このようにすれば、高温
物体や炉の影響は排除される。さらに本発明の炎
検知装置はλ=6μmより低い高温物体の妨害放
射において誤り警報が発生されないように構成さ
れる。
本発明の検知装置はλ=4.4μmの波長領域に
おいて放射を出す炎が存在する時にのみ警報を発
生する。この警報発生は、またそれに加えて波長
領域λ〓6μmにおいて高温物体が妨害放射を送
出する時にも行なわれる。この場合、この警報発
生は高温物体の妨害放射がほぼ炎のチラツキ周波
数で変調される場合に行なわれるようにしなけれ
ばならない。と言うのは完全な一致は極めて蓋然
性が低いからである。
上に述べた目的や課題を解決するために、本発
明によれば冒頭に述べた炎検知装置において熱放
射体によつて発生される妨害放射を除去するため
に、結合手段を備えた第2の電流回路を設け、該
第2の電流回路は所定の波長通過帯域を有するフ
イルタおよび二酸化炭素の共鳴波長領域より上側
の波長を有する放射を受信して妨害信号を発生す
る光電手段と、炎のチラツキ周波数のための上記
第1の電流回路におけるのと同じ妨害放射のチラ
ツキ周波数通過帯域を有する別の帯域フイルタ
と、上記第1および第2の電流回路を結合する結
合回路手段とを有しており、該結合回路手段は上
記炎放射および妨害放射の統計分布を考慮して上
記第2の電流回路に同極性の出力信号が同時に現
われた場合に上記第1の電流回路の信号の伝達を
阻止しそして上記第2の電流回路の出力信号が存
在しないかまたは異なつた極性で現われた場合に
上記第1の電流回路の信号を警報手段に伝達する
という仕方で出力信号を発生するように構成され
ていることを特長とする炎検知装置が提案され
る。
次に添付図面を参照し本発明の実施例について
説明する。
第1a図、第1b図および第1c図には時間軸
t上にパルスA,BおよびCが示されている。こ
れ等パルスは第9図,第10図および第11図の
実施例の接続点A,BおよびCに現われるパルス
である。第1a図は、炎のチラツキ周波数を受信
する第1の電流回路に1つのパルスが発生されそ
して第9図,第10図および第11図に示した実
施例の接続点Aに対応のパルスが現われている事
例を示すものである。なお第1a図においては、
第2の電流回路において同時に妨害信号が受信さ
れておつて、接続点Bに矩形パルスが現われてい
るものと仮定している。第9図,第10図,第1
1図,第12図および第13図に示す種々な実施
例と関連して追つて詳述する論理結合装置はこの
場合出力信号を発生しないように構成されてい
る。第1図においては、このことはC=0で表わ
されている。
第1b図には第1の電流回路において炎信号が
発生されそして対応のパルスが接続点Aに存在す
る事例が示されている。この場合同時に第2の電
流回路には妨害信号は受信されておらず、しかも
第2の電流回路の接続点Bには接続点Aにおける
有効パルスと時間的に一致しない妨害パルスが現
われていることを前提としている。このような条
件下では、第9図,第10図および第11図の実
施例の論理結合装置の出力点Cには第1の電流回
路の接続点Aに有効信号が存在する場合にのみ信
号が現われる。
第1c図は第1の電流回路の接続点Aに炎に起
因する有効信号が存在することおよび第2の電流
回路(接続点B)に時間的に遅延されて妨害信号
が現われていることを示す。この条件下では第9
図,第10図および第11図の論理結合回路装置
は接続点Aにおける有効パルスと同時に接続点B
に妨害パルスが存在しない場合にのみ出力信号を
発生する。第1c図は上記の2つのパルスの或る
種の時間的重畳により論理結合回路の接続点Cに
おいて出力パルスが消失していることを示してい
る。
第2図には典型的な炎スペクトルの強さの分布
が示されている。同図において、横軸には単位μ
mで波長領域λが目盛られており、縦軸には各波
長領域における強さが示されている。第2図から
明らかなように、波長領域λ=4.4μmに大きな
スペクトルがある。これは二酸化炭素の波長領域
である。このスペクトル分布曲線は2.8および4.4
μmにおいて2つの明確に識別できる最大値を有
している。λ>6μmでは炎の強さは無視するこ
とができる。
第3図は約300℃における高熱物体のスペクト
ル分布を示す。同図において横軸には単位μmで
波長が目盛られており、縦軸には或る妨害放射体
の放射の強さが目盛られている。この妨害放射体
は、例えば加熱コイルとか、料理用加熱板のよう
な熱放射装置に対応するものである。なおこの場
合放射は、例えば通風装置即ちベンチレータによ
つて周期的に遮断されるものと仮定している。例
えば4ないし15Hzの周波数範囲内にあるこのよう
な周期的な遮断については第9図,第10図,第
11図および第12図の実施例と関連して追つて
詳述する。同種の型の別の妨害源として内燃機関
設備における排気管が考えられる。この排気管は
周知のように緩く保持されておつて、ほぼ5ない
し15Hzの周波数領域にある運動を行なう。第9
図,第10図,第11図および第12図と関連し
て後に詳述するように、この周波数は炎のチラツ
キ周波数領域内にある。上に述べた種類の妨害源
は第7a図ないし第7f図および関連の表を参照
して追つて詳述するが、説明の便宜上S1で表わ
す。別の種類の妨害源としては、第3図の妨害源
S1よりも本質的に低い放射温度を有している加熱
物体もしくはラジエータまたは炉がある。ラジエ
ータ、炉等の加熱物体は説明の便宜上S2で表わ
す。この種S2の妨害源は5.5μmを超える波長領
域の放射を発生する。なおこの種の妨害源S2にお
いても便宜上放射は4ないし15Hzの周波数範囲内
で中断されるものとする。そしてこのような中断
は例えばベンチレータ、妨害源と関連して設けら
れた物体の震動等によつて惹起され得るものであ
る。なお第9図ないし第12図の実施例において
は、このような妨害放射は、中断されない場合妨
害放射であるとして評価されないことを前以つて
述べておく。なおこのことについての詳述は実施
例と関連して行なう。
妨害源の種類S1,S2については第7図および第
8図と関連して述べる表を参照して詳述する。
第4図には第9図,第10図,第11図および
第12図の実施例の2つの電流回路のフイルタ1
および9の通過帯域がグラフ表示されている。第
4図を参照するに、炎の放射に応答する第1の電
流回路には4.4μmの波長通過帯域を有するフイ
ルタ1が設けられている。上記の実施例の第2の
電流回路の前に配設されているフイルタ9は6μ
mより大きい波長通過帯域を有している。第4図
において、妨害放射を通すフイルタ9は6μmの
近傍で急峻に立上る縁と、大きな波長領域に渡つ
て次第に減少する縁とを備えた通過帯域を有す
る。従つてこのフイルタ9としては比較的廉価な
フイルタを用いることができ、第9図ないし第1
2図に示す実施例において非常に良好な作用をな
す。
第5図には第1の型の2つの有効信号電流回路
および第2の型の妨害信号電流回路の通過帯域が
グラフ表示されている。第1の電流回路は約2.5
μmの波長通過帯域を有するフイルタ1を有して
いる。別の第1の電流回路は4.4μmの波長通過
帯域を有するフイルタ1を備えている。第2の電
流回路は6μmより大きい波長通過帯域を有する
フイルタ9を備えている。別法として第5図に基
づき3つの電流回路を設けることもできる。もち
ろんそれ以上の数の電流回路を設けてもさしつか
えない。なお第9図ないし第12図の実施例では
2つの電流回路しか有していないものとして説明
する。第2の電流回路のフイルタ9は第5図に示
すように両側に急峻な縁を有する通過帯域を有す
る。このようなフイルタは、それ程鮮鋭に画定さ
れていない通過帯域巾を有することができる第4
図のフイルタよりも比較的高価である。追つて詳
述する実施例においては、高価なフイルタも廉価
なフイルタも使用可能であることをここで述べて
おく。
第6図には通常の太陽光線のスペクトル分布特
性がグラフで示されている。横軸には波長λが単
位μmで目盛られており、縦軸にはスペクトルの
大きさが相対単位で目盛られている。第6図から
明らかなように、太陽光線は2,3の特性点で最
大値を有し、そして特定箇所で最小値を有してい
る。特に興味のあるのは4.3μm近傍の最小値で
ある。
第7図には第8図および第13図に示した構成
要素と組合せた第9図ないし第12図の実施例の
動作態様がグラフ表示されている。第7図の個々
の図a,b,c,d,eおよびfにおいて、波長
λは単位μmで横軸にとられ、そしてフイルタ1
および9の通過帯域の大きさは縦軸に相対単位で
目盛られている。
第7a図は炎ならびに妨害放射が存在しない場
合を示す。従つて第9図,第10図,第11図お
よび第12図の回路点AおよびBにはパルスも電
圧も現われない。従つて警報は何等発生されな
い。
第7b図は第4図または第5図の波長帯域にあ
る炎が存在することを示している。なおこの場合
妨害放射は存在しないものとしている。従つて第
9図ないし第12図の実施例の第1の電流回路の
回路点Aにはパルスもしくは電圧が現われる。し
かしながら第2の電流回路の回路点Bには電圧は
生じない。この場合には警報が発生される。
第7c図は第4図または第5図の波長領域内に
在る妨害放射が存在し、他方炎は存在しない場合
を示すものである。妨害源としては種類S2が想定
されており、これは前の定義に基づいて約100℃
の温度を有するラジエータ熱放射装置もしくは炉
等であり得る。第7c図に示す事例では、第9図
ないし第12図の電流回路の回路Aには電圧は現
われず、回路点Bには電圧もしくはパルスが現わ
れる。この場合には警報は発生されない。
第7d図は炎ならびに種類S2の妨害源の妨害放
射双方が存在する事例を示す。波長領域は第4図
または第5図に従つて選ばれる。この場合には第
9図ないし第12図の電流回路の回路点Aおよび
Bには電圧もしくはパルスが現われる。この回路
点AおよびBに同時に電圧およびパルスが現われ
ると、インバータ17,25および58を有する
論理結合回路18,26および59を介して出力
信号は回路点Cに伝達されない。しかしながら炎
および妨害放射は4ないし15Hzの広い周波数範囲
でちらつくので回路点AおよびBにおいて炎およ
び妨害放射信号が時折同期して現われたり(第7
d図参照)または同期して現われなかつたりする
(第7b図または第7c図参照)。従つてこのよう
な状態中には、回路点AおよびBの電圧もしくは
パルスが部分的に重畳する中間状況が生ずる。第
1c図に示すこの事例においても、回路点Cには
一義的な警報信号が生ずる。このようにして妨害
放射が存在する場合でも炎が警報を惹起すること
が保証される。
第7e図は妨害放射型S1の妨害放射が非常に広
い波長範囲に渡つて放射される事例を示す。約
300℃の輻射温度を有する熱放射装置(加熱コイ
ルまたは加熱板)とすることができるこのような
妨害放射装置は妨害放射受信用回路(フイルタ
9)ばかりでなく、第9図ないし第12図の実施
例の炎検知用の回路にも影響を与える。従つてこ
のことは回路点AおよびBに同期電圧もしくはパ
ルスが印加されることを意味する。これは第1a
図の場合に対応する。有効電圧と妨害電圧との間
にこのような同期の結果として論理結合回路手段
18,26および59の出力点Cには警報信号は
発生されない。しかしてこのことは炎が存在しな
いのであるから適切である。なお理解を明瞭にす
るために、第7e図には、第1の電流回路(有効
信号回路)を介して論理結合回路に達する妨害放
射信号成分がA′で表わされている。
第7f図には別の事例が示されている。この事
例においては炎は存在し、同時に種類型S1の妨害
放射が存在する事例である。妨害放射により惹起
されて第1の電流回路に伝達される信号成分は
A′で表わされている。また第2の電流回路を介
して達する妨害放射成分はBで示されている。こ
れら両成分は同一の妨害源により惹起されたもの
であるから、これら両成分は同期状態にある。即
ち回路点AおよびBに同時に電圧もしくはパルス
が現われる。従つてこれら妨害放射成分A′およ
びBにより警報信号が第9図ないし第12図の論
理結合回路の出力点Cに発生されることはない。
このことは第7e図に示す場合と同様である。第
7f図の場合の炎は第9図ないし第12図の実施
例の回路点Aに妨害放射成分A′およびBと同時
かまたは非同期的に現われる電圧またはパルスを
発生する。論理結合回路18は炎に対応する電圧
もしくはパルスが回路点Aに印加され同時に回路
点Bに妨害放射による電圧信号が存在しない場合
に警報信号を発生する。この場合検知器は或る待
期時間経過後に警報を発生する。
第7a図ないし第7f図の種々な事例について
の俯瞰を明瞭にするために次に表を掲げる。表中
備考欄に記載の数字は次の意味を有する。
1 炎が存在せず警報パルスは発生されない。
2 炎が存在し、警報パルスが発生される。
3 監視状態。
4 妨害なし。
5 妨害あり。
6 A′およびBが時間的に同時に生じてC=
0、A=A+A′となる。
7 AおよびBが時間的に同時に生ぜず、C=
1、A=A+A′となる。
The present invention provides a first current circuit for receiving flickering frequency components of the flame radiation in the wavelength range of at least the resonant radiation of carbon dioxide by means of photoelectric means and a bandpass filter to generate a valid signal for the alarm means. Regarding a detection device. As is generally well known, most combustible materials, such as wood, benzene, oils and hydrocarbons or carbohydrates, in other words organic compounds, have a diameter of about λ=2.7 μm and especially about λ=4.4 When burned, it generates strong radiation in the wavelength range of about μm. Radiation takes place in the line and band spectra and in water and
For CO2 , the wavelength range of 2.7 μm is characteristically correlated, and for carbon dioxide, the wavelength range of 4.3 μm is characteristically correlated. Magazine “Report of Fire Research” published in December 1969
Institute of Japan)” Volume 30, No. 55 to 60
The paper “Fire Detection by Intrared Resonance” published on page
In particular, FIG. 6 shows a flame radiation and temperature sensitive alarm or detector circuit. This detector is configured for the infrared region. However, this detector suffers from security deficiencies against false alarms. In the presence of disturbing radiation in the infrared range, e.g. from hot objects or furnaces where the thermal radiation is interrupted at certain times by a ventilator etc., alarms or detection may occur even in the absence of a flame. The device may generate an alarm, which is of course undesirable. In the device described in French Patent No. 2,151,148, two wavelength ranges or bands are evaluated for issuing an alarm in the event of a fire. The selectivity is determined by the arrangement of two narrow band optical filters that are transparent only for two wavelength ranges λ=2.7 and λ=4.3 (μm). Photovoltaic voltages generated from these two wavelength ranges are evaluated in the event of a fire alarm. Experiments have shown that this detector also has a tendency to generate false alarms in the presence of interfering radiation sources of suitable color temperature, and therefore this detector also reduces the false alarm rate less effectively. I can't. SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a flame detection device which can significantly reduce the rate of false alarms and can uniquely recognize each flame as a flame and issue a fire alarm despite the presence of interference sources. There is a particular thing. The present invention further provides approximately λ=4.4μ for alarm generation.
The present invention also contemplates the evaluation of radiation in the wavelength range m. Ordinary window panes and lamp glasses are not transparent to radiation in this wavelength range. Therefore, incident sunlight and normal electric light in the room where the alarm is installed will not affect the alarm generation of the alarm. The flame detection device according to the invention can also be installed in free space, ie outdoors. This is because, as is well known, there is a so-called energy gap in the radiation spectrum of sunlight at λ = 4.3 μm. In this case as well, the sun is excluded from the processing as a source of interference. Another object of the present invention is to prevent components in a wavelength range larger than 6 μm from having any influence on alarm generation. In this way, the effects of hot objects and furnaces are eliminated. Furthermore, the flame detection device of the invention is configured in such a way that no false alarms are generated in the case of interference radiation of hot objects below λ=6 μm. The detection device of the invention generates an alarm only when there is a flame emitting radiation in the wavelength range λ=4.4 μm. This alarm is also triggered when a hot object emits interfering radiation in the wavelength range λ=6 μm. In this case, it must be ensured that the alarm is generated when the disturbing radiation of the hot object is modulated approximately at the flicker frequency of the flame. This is because the probability of a perfect match is extremely low. In order to solve the objects and problems mentioned above, according to the invention, in the flame detection device mentioned at the outset, a second flame detection device provided with coupling means is provided for eliminating the interference radiation generated by the thermal radiator. a current circuit, the second current circuit comprising a filter having a predetermined wavelength passband and photoelectric means for receiving radiation having a wavelength above the resonant wavelength region of carbon dioxide to generate a disturbance signal; a further bandpass filter having the same interference radiation flicker frequency pass band as in said first current circuit for flicker frequencies and coupling circuit means for coupling said first and second current circuits; and the coupling circuit means prevents the transmission of the signal in the first current circuit when output signals of the same polarity appear simultaneously in the second current circuit, taking into account the statistical distribution of the flame radiation and interference radiation. and configured to generate an output signal in such a way that if the output signal of the second current circuit is absent or appears with a different polarity, the signal of the first current circuit is transmitted to the alarm means. A flame detection device is proposed which is characterized by: Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In FIGS. 1a, 1b and 1c, pulses A, B and C are shown on the time axis t. These pulses are the pulses that appear at nodes A, B, and C in the embodiments of FIGS. 9, 10, and 11. FIG. 1a shows that a pulse is generated in the first current circuit receiving the flickering frequency of the flame and a corresponding pulse is generated at node A of the embodiment shown in FIGS. 9, 10 and 11. This is an example of what is happening. In addition, in Figure 1a,
It is assumed that a disturbance signal is simultaneously received in the second current circuit and that a rectangular pulse appears at connection point B. Figure 9, Figure 10, Figure 1
The logic combination device, which will be described in more detail below in conjunction with the various embodiments shown in FIGS. 1, 12 and 13, is in this case configured so that it does not generate an output signal. In FIG. 1, this is represented by C=0. FIG. 1b shows the case in which a flame signal is generated in the first current circuit and a corresponding pulse is present at connection point A. In this case, at the same time, no disturbance signal is received in the second current circuit, and moreover, a disturbance pulse appears at the connection point B of the second current circuit, which does not coincide in time with the effective pulse at the connection point A. It is assumed that Under these conditions, the output point C of the logic combination device of the embodiments of FIGS. 9, 10 and 11 receives a signal only if a valid signal is present at the connection point A of the first current circuit. appears. FIG. 1c shows the presence of a useful signal due to the flame at connection point A of the first current circuit and the appearance of a time-delayed interference signal in the second current circuit (connection point B). show. Under this condition, the 9th
10 and 11, a valid pulse at connection point A and a simultaneous pulse at connection point B.
generates an output signal only if there are no interfering pulses present. FIG. 1c shows that the output pulse disappears at the connection point C of the logic combination circuit due to a certain temporal superposition of the two pulses mentioned above. FIG. 2 shows the intensity distribution of a typical flame spectrum. In the same figure, the horizontal axis shows the unit μ
The wavelength range λ is scaled with m, and the intensity in each wavelength range is shown on the vertical axis. As is clear from FIG. 2, there is a large spectrum in the wavelength region λ=4.4 μm. This is the wavelength region of carbon dioxide. This spectral distribution curve is 2.8 and 4.4
It has two clearly distinguishable maxima in μm. For λ>6 μm, the strength of the flame can be ignored. Figure 3 shows the spectral distribution of a hot object at about 300°C. In the figure, the horizontal axis is scaled with wavelength in μm, and the vertical axis is scaled with the radiation intensity of a certain interfering radiator. This interference radiator corresponds, for example, to a heat radiating device, such as a heating coil or a heating plate for cooking. It is assumed here that the radiation is periodically interrupted, for example by means of a ventilation device or ventilator. Such periodic interruptions, for example in the frequency range of 4 to 15 Hz, will be discussed in more detail below in connection with the embodiments of FIGS. 9, 10, 11 and 12. Another source of interference of the same type can be considered as exhaust pipes in internal combustion engine installations. This exhaust pipe is, as is known, loosely held and undergoes movements in the frequency range of approximately 5 to 15 Hz. 9th
This frequency is within the flame flicker frequency range, as discussed in more detail below in connection with FIGS. 10, 11, and 12. Interference sources of the above-mentioned type will be described in more detail below with reference to Figures 7a-7f and the associated tables, but for convenience of explanation are designated S1 . Another type of interference source is the interference source shown in Figure 3.
There are heating objects or radiators or furnaces that have a radiation temperature that is essentially lower than S 1 . Heating objects such as radiators and furnaces are denoted by S 2 for convenience of explanation. This type of S 2 disturbance source generates radiation in the wavelength range above 5.5 μm. It should be noted that even in this type of interference source S2, for convenience it is assumed that the radiation is interrupted within the frequency range of 4 to 15 Hz. Such interruptions can then be caused, for example, by vibrations of a ventilator, objects installed in conjunction with the disturbance source, etc. It should be mentioned beforehand that in the embodiments of FIGS. 9 to 12, such disturbing emissions are not evaluated as disturbing emissions if they are not interrupted. A detailed explanation of this will be given in connection with the embodiments. The types of interference sources S 1 and S 2 will be explained in detail with reference to the tables described in connection with FIGS. 7 and 8. FIG. 4 shows the filter 1 of the two current circuits of the embodiments of FIGS. 9, 10, 11, and 12.
and 9 passbands are graphically displayed. Referring to FIG. 4, the first current circuit responsive to flame radiation is provided with a filter 1 having a wavelength passband of 4.4 μm. The filter 9 disposed in front of the second current circuit in the above embodiment is 6μ
It has a wavelength pass band larger than m. In FIG. 4, the filter 9, which passes interfering radiation, has a passband with a steeply rising edge in the vicinity of 6 μm and a gradually decreasing edge over a large wavelength range. Therefore, a relatively inexpensive filter can be used as the filter 9, and as shown in FIGS.
The embodiment shown in FIG. 2 works very well. FIG. 5 graphically represents the passbands of two useful signal current circuits of the first type and of a disturbance signal current circuit of the second type. The first current circuit is approximately 2.5
It has a filter 1 having a wavelength passband of μm. Another first current circuit comprises a filter 1 with a wavelength passband of 4.4 μm. The second current circuit comprises a filter 9 with a wavelength passband greater than 6 μm. Alternatively, three current circuits can be provided according to FIG. Of course, a larger number of current circuits may be provided. The embodiments shown in FIGS. 9 to 12 will be described on the assumption that only two current circuits are provided. The filter 9 of the second current circuit has a pass band with steep edges on both sides, as shown in FIG. Such a filter may have a fourth filter which may have a less sharply defined passband width.
It is relatively more expensive than the filter shown. It should be noted here that both expensive and inexpensive filters can be used in the embodiments described in detail below. FIG. 6 graphically shows the spectral distribution characteristics of normal sunlight. The wavelength λ is scaled in μm on the horizontal axis, and the magnitude of the spectrum is scaled in relative units on the vertical axis. As is clear from FIG. 6, the sunlight has a maximum value at a few characteristic points and a minimum value at a specific location. Of particular interest is the minimum value near 4.3 μm. FIG. 7 graphically illustrates the operation of the embodiment of FIGS. 9-12 in combination with the components shown in FIGS. 8 and 13. In the individual diagrams a, b, c, d, e and f of FIG. 7, the wavelength λ is taken on the horizontal axis in μm and the filter 1
The sizes of the passbands 9 and 9 are scaled in relative units on the vertical axis. Figure 7a shows the case where there is no flame and no interfering radiation. Therefore, no pulses or voltages appear at circuit points A and B in FIGS. 9, 10, 11 and 12. Therefore, no alarm is generated. Figure 7b shows the presence of a flame in the wavelength band of Figures 4 or 5. In this case, it is assumed that there is no interfering radiation. A pulse or voltage therefore appears at circuit point A of the first current circuit in the embodiment of FIGS. 9 to 12. However, no voltage is generated at circuit point B of the second current circuit. In this case an alarm will be generated. FIG. 7c shows the case in which interfering radiation in the wavelength range of FIG. 4 or FIG. 5 is present, while no flame is present. The disturbance source is assumed to be of type S 2 , which according to the previous definition is approximately 100 °C
It may be a radiator heat radiator or a furnace or the like having a temperature of . In the case shown in FIG. 7c, no voltage appears at circuit A of the current circuit of FIGS. 9 to 12, but a voltage or pulse appears at circuit point B. In this case, no alarm is generated. Figure 7d shows a case where both a flame and a disturbance radiation of a disturbance source of type S 2 are present. The wavelength range is selected according to FIG. 4 or FIG. 5. In this case, voltages or pulses appear at circuit points A and B of the current circuits of FIGS. 9 to 12. If voltages and pulses appear simultaneously at the circuit points A and B, no output signal is transmitted to the circuit point C via the logical combination circuits 18, 26 and 59 with inverters 17, 25 and 58. However, the flame and jamming radiation flicker over a wide frequency range of 4 to 15 Hz, so that at circuit points A and B the flame and jamming radiation signals sometimes appear synchronously (7.
(see Figure 7d) or may not appear synchronously (see Figures 7b or 7c). During such a state, an intermediate situation therefore arises in which the voltages or pulses at circuit points A and B partially overlap. In this case as shown in FIG. 1c, an unambiguous alarm signal also occurs at circuit point C. In this way it is ensured that the flame will trigger an alarm even in the presence of interfering radiation. FIG. 7e shows a case in which the disturbing radiation of the disturbing radiation type S 1 is emitted over a very wide wavelength range. about
Such a disturbance emitting device, which can be a heat emitting device (heating coil or heating plate) with a radiation temperature of 300° C., includes not only the circuit for receiving the disturbance radiation (filter 9) but also the circuit shown in FIGS. 9 to 12. This also affects the flame detection circuit of the embodiment. This therefore means that synchronous voltages or pulses are applied to circuit points A and B. This is part 1a
Corresponds to the case of figure. As a result of this synchronization between the active voltage and the disturbance voltage, no alarm signal is generated at the output point C of the logical combination circuit means 18, 26 and 59. But this is appropriate since there is no flame. For clarity of understanding, in FIG. 7e, the interference radiation signal component reaching the logical combination circuit via the first current circuit (effective signal circuit) is designated by A'. Another example is shown in Figure 7f. In this case, there is a flame and at the same time there is interference radiation of type S 1 . The signal component caused by the disturbing radiation and transmitted to the first current circuit is
It is represented by A′. The disturbing radiation component reaching via the second current circuit is also indicated by B. Since both components are caused by the same disturbance source, they are in sync. That is, voltages or pulses appear simultaneously at circuit points A and B. Therefore, no alarm signal is generated at the output point C of the logical combination circuit of FIGS. 9 to 12 due to these disturbing radiation components A' and B.
This is similar to the case shown in FIG. 7e. The flame in the case of FIG. 7f generates a voltage or pulse that appears at circuit point A in the embodiment of FIGS. 9 to 12 simultaneously or asynchronously with the disturbing radiation components A' and B. Logic combination circuit 18 generates an alarm signal when a voltage or pulse corresponding to a flame is applied at circuit point A and at the same time there is no voltage signal at circuit point B due to interfering radiation. In this case, the detector will issue an alarm after a certain waiting period has elapsed. To provide a clear overview of the various cases in Figures 7a to 7f, the following table is provided. The numbers written in the notes column in the table have the following meanings. 1 No flame is present and no alarm pulse is generated. 2 Flame is present and an alarm pulse is generated. 3 Monitoring status. 4 No interference. 5 There is interference. 6 A' and B occur simultaneously in time and C=
0, A=A+A'. 7 A and B do not occur at the same time and C=
1, A=A+A'.
【表】
第8図には第9図ないし第12図の実施例にお
いて用いられる光電手段を含めフイルタの構造例
が示されている。第8図から明らかなように、第
1の電流回路のフイルタ1はゲルマニウムまたは
シリコン層70、干渉フイルタ71および石英層
72から構成されている。これら種々な層は面平
行関係で存在し、その場合ゲルマニウム層70の
厚さは約1mmであり、干渉フイルタ71は約1な
いし50μmの厚さであり、石英層72の厚さは約
0.5mmである。これらの層もしくはフイルタ1の
直径は約8ないし12mmである。干渉フイルタ71
は複数の層から構成することもできる。各層は誘
電体材料から構成される。層70,71および7
2から成るフイルタはいわゆる「TO―5」型ケ
ーシング内に収容される。このようなケーシング
は上の商品名で市販品として入手可能である。ケ
ーシングはフイルタと接着結合部73を介して接
続されている。ケーシング内には場合により電界
効果トランジスタを備えた感知素子74をも設け
ることができる。この素子は光放射を電気信号に
変換する働きをなす。この信号は導体75を介し
て第9図ないし第12図の回路に供給される。感
知素子74はパイロ電気検出器とすることがで
き、例えばリチウム―タンタレート、鉛―セレン
化物または鉛―ジルコネート―チタネート、また
はNTC―サーミスタあるいは光電導体または感
温抵抗体とすることができる。第1図のフイルタ
または光電手段1または2は第9図ないし第12
図の実施例の第1の電流回路に対して設けられる
ものである。同実施例の第2の電流回路のための
フイルタ9は若干変つた構造を有し得る。石英層
は存在しない。寸法は上に述べたと同じである。
さらに感知素子74は第1の電流回路に用いる
か、あるいは第2の電流回路に用いるかに応じて
相応に構成される。例えば2つの電流回路に1つ
のパイロ電気検出器を用いることができる。また
2つの電流回路にNTCサーミスタ、光電導体お
よび感温抵抗体を使用することも可能である。感
知素子74が光起電セルまたはUV感知ガス充填
管として構成されている場合には、光電手段2は
第1の電流回路だけに用いることができる。この
場合には層70,71,72から成るフイルタを
省略することも可能である。
第9図には2つの電流回路から成る第1の実施
例が示されている。第1の電流回路にはフイルタ
1および光電手段2が設けられておつて、波長領
域λ=4.1ないし4.8μmが通される。この波長領
域は炎の放射フイルタ1を介して光電手段(第8
図の感知素子74)に達し、それによつて対応の
電気有効信号が発生されるように選択されてい
る。この有効信号は後続の増幅器3で増幅され
る。増幅された信号は第9図の下の部分に参照数
字53で示されている。後続の帯域フイルタ4
は、4ないし15Hz間の炎のチラツキ周波数の通過
帯域を有する。それに続いて振幅制限器5が設け
られており、この振幅制限器5は増幅された信号
53の振幅をスライスして台形状の信号54を発
生する。この信号54は微分素子6に達し、該微
分素子は信号54の前縁で電圧パルス55を発生
する。電圧パルス55は後続の整流器7で整流さ
れて、1つの極性の微分電圧パルス56だけが後
続の単安定マルチバイブレータ8に達することが
できる。該マルチバイブレータ8は同じ振幅およ
び同一幅のパルスを発生する。この場合振幅およ
びパルス幅は炎の強さによつて左右されない。λ
=6ないし6.7μmの波長通過帯域を有するフイ
ルタ9を備えた第2の電流回路も上に述べた第1
の電流回路と同様に構成される。増幅器11は光
電素子10の電気信号を増幅する。帯域フイルタ
12は同様に4ないし15Hzの範囲内にある妨害源
のチラツキ周波数に対する通過帯域を有する。振
幅制限器13、微分素子14、整流器15および
単安定マルチバイブレータ16は第1の電流回路
と関連して既に述べたのと同じ仕方で動作する。
単安定マルチバイブレータ16は一定振幅で一定
パルス幅のパルス51を発生する。これらパルス
の振幅およびパルス幅は放射の強さによつて影響
されることはない。第9図の装置の動作におい
て、炎放射だけが存在すると仮定する。この場合
には第1の電流回路は回路点Aにパルス50を発
生する。第2の電流回路は回路点Bにパルスを発
生しない(状態=0)。後続のインバータ回路1
7は従つて論理状態「1」を発生する。この論理
状態「1」はアンド・ゲートとして構成されてい
る論理結合回路に達し、そこで該アンド・ゲート
はその出力端Cに1つのパルスを発生する。この
パルスは後続の積分器19に印加される。この積
分器19は時限素子20によつて例えば5ないし
15秒の特定の時間経過後にリセツトされる。アン
ド・ゲート18がデイジタル素子であるので積分
器19は最小幅の出力パルスCを計数する計数器
を備えている。一連の出力パルスが計数器に供給
されて、該計数器に予め設定されている所定の閾
値が超えられると積分器19は後続の回路部分に
警報パルスを発生する。この警報パルスは、時現
回路20によるリセツト以前に計数器の閾値が超
えられた場合にのみ積分器によつて発生されるも
のである。警報が過度に早期に発生されないよう
にするため、例えば2秒以内に発生しないように
するために、遅延素子21が設けられておつて、
この遅延素子は警報パルスの発生を2,3秒遅延
させ、従つてこの時間中積分器19からの警報信
号が持続している場合にのみ警報装置22が投入
される。上に述べた第9図の回路の動作は第7b
図に示した事例に対応する。そこで次に第7f図
に示した事例について簡単に説明する。炎が存在
するので、単安定マルチバイブレータは回路点A
にパルス50を発生する。また種類S1の妨害源が
存在するので単安定マルチバイブレータ16は回
路点Bにもパルス51を発生する。このパルス5
1はパルス50と同時に生起する。さらに種類S1
の妨害源は大きな放射波長領域を有しており、従
つて妨害放射は第1の電流回路に影響を与えて単
安定マルチバイブレータ8は回路点Aにパルス5
0を発生する。妨害放射によつて惹起されたパル
ス50(第7f図の成分A′を参照)は常にパル
ス51と同期して回路点Bに印加される。インバ
ータ17が設けられているために、これ等2つの
パルス50および51が同期して存在する時には
アンド・ゲート18は阻止される。炎および妨害
放射のチラツキ周波数は互いに統計的に分布して
いるので、回路点AおよびBにおいてはパルス5
0および51に時間的相違が生じ、その結果アン
ド・ゲート18は大きな時間部分に渡つて開いて
おり、有効パルス50を後続の積分器19に通
す。このようにして炎と妨害が存在する場合でも
警報の発生は保証される。第7図に示した全ての
例およびそれに続いて述べた表の事例は第9図の
実施例を用いて実現可能である。なお第9図の2
つの電流回路の個々の電子的回路要素に関しての
詳細な説明は不要であろう。と言うのはこのよう
な回路要素は電子工学に関する諸文献から公知で
あるからである。例えば以下に記載のような文献
を参照されたい。
ナシヨナルセミコンダクタ社(National
Semiconductor Firma)発行の1977年2月号の
「リニヤー・アプリケーシヨンズ・ハンドブツク
(Lynear Applications Handbook)」第1巻ニユ
ーヨーク所在のマグローヒル出版社(McGraw―
Hill Verag)の1977年発行の「アプリケーシヨン
ズ・オブ・オペレーシヨナル・アンプリフアイア
ーズ(Applications of Operational
Anplifiers)」1968年同上社発行の「ソースブツ
ク・オブ・エレクトロニツク・サーキツツ
(Sourcebook of Electronic Circuits)」。
スイス国特許第516761および第558577号明細
書。
第10図の実施例は本質的に第9図の実施例と
類似の構成にある。これら2つの実施例における
差異は回路点AおよびBに現われるパルスが炎お
よび妨害放射のチラツキ周波数によつて影響を受
けるパルス幅を有していないとゆう点にある。第
10図の実施例においては、パルス41は振動4
0の周期に依存する幅を有する。この振動40の
周期は炎または妨害放射のチラツキ周波数を表わ
す。パルス41および43のパルス幅もしくは持
続期間は比較器30および31の閾値42によつ
て決定される。2つの電流回路は同じ電子的構成
要素を備えている。フイルタ1および9は第9図
の実施例の場合と同じ通過帯域を有する。光電手
段2および10、増幅器3および11ならびに帯
域フイルタ4および12は既に述べたのと同じよ
うに構成されている。帯域フイルタ4には比較器
30および31が後続する。第10図の上部に示
してあるこれら比較器の出力信号は整流器32お
よび33に印加される。次に比較器30および3
1の動作態様について詳細に述べる。出力信号の
値は次のようになる。
SA(t)>εではa
SA(t)<εでは−a
上式中SAは2つの比較器30および31の入
力信号の振幅であり、εは閾値である。
上の式から明らかなように、第1の電流回路
(比較器30)に対しても、また第2の電流回路
(比較器31)に対しても同じ入力信号SAが存在
することがあり、その時の2つの比較器の出力パ
ルスは一定の振幅+aならびに−aを有する。閾
値εを設けたのは2つの電流回路におけるいわゆ
るノイズを良好に抑圧するためである。アンド・
ゲート18に続く素子19,20,21および2
2の動作態様は第9図の実施例の場合と同じであ
る。この例においても積分器19は予め定められ
た閾値を有する計数器を備えている。計数器は約
5ないし15秒の所定の時間の経過後にリセツトさ
れる。計数器がこのリセツト前にその閾値を超え
ると信号が遅延素子21に発生される。計数器の
代りに積分器19にはコンデンサを設け、このコ
ンデンサを第2の電流回路の回路点Bにパルス4
3が存在しない場合にアンド・ゲート18を通さ
れるパルス41によつて逐次充電する。さらにイ
ンバータ17は反転されたパルス44をアンド・
ゲート18の第2の入力端に印加し、従つてパル
ス41を発生するアンド・ゲートは第1の電流回
路から阻止されたり開らかれたりする。
第11図の実施例も上に述べたのと類似の電子
的構成要素を有する2つの電流回路を備えてい
る。帯域フイルタ4および12には復調器38な
らびに39が後続して設けられている。これら復
調器の各々は整流器34もしくは36および低域
フイルタ35もしくは37から構成されている。
これら復調器38および39にはそれに後続して
比較器30および31ならびに整流器7および1
5が設けられている。復調器38および39を設
けることによつて、炎および妨害放射のチラツキ
周波数40から整流された半波信号45の復調包
絡曲線46を形成することができる。このような
復調器38および39は一般に諸文献から知られ
ているので詳細な説明は省く。例えば前掲の刊行
物を参照されたい。
比較器30および31には第10図と関連して
既に述べたのと同じ仕方で閾値εが設けられてい
る。第7図に示すように、炎が存在する場合には
第1の電流回路は対応の包絡曲線46を発生す
る。回路点Aには炎のチラツキ周波数の振動45
を包絡する変調包絡曲線46に依存するパルス幅
のパルス47が発生する。しかしながらパルス4
7の振幅は常に同じである。第7図の種々な事例
の妨害放射が存在する場合には、第2の電流回路
も同様に変調包絡曲線46を発生する。変調器3
1では閾値εが顧慮される。回路点Bには妨害放
射のチラツキ周波数の振動45を包絡する変調包
絡曲線46に依存するパルス幅を有するパルス4
8が発生する。後続のインバータ17は反転され
たパルス49を発生する。アンド・ゲート18は
前述の実施例と関連して述べたのと同じ仕方で動
作する。積分器19は計数器を備えているか、あ
るいはコンデンサを有することができる。閾値の
形成および時限回路20による時限リセツトにつ
いては既に述べた通りである。
第12図に示す第4の実施例も同様に2つの電
流回路および論理結合回路26から構成されてい
る。論理結合回路26はこの実施例では位相比較
器として構成されている。フイルタ1および9は
先に述べた実施例と同じ通過帯域を有する。同様
にして光電手段2および10は等価的に構成され
ている。増幅器3および11は信号を増幅する。
フイルタ4および12は4ないし15Hzの範囲のチ
ラツキ周波数だけを通過させる。炎および妨害放
射のチラツキ周波数領域のこのような振動は第1
2図の上部に参照数字60で示されている。これ
らの振動は閾値検出器23および24に印加され
る。炎が存在する場合には、第1の電流回路の回
路点Aに振動61が現われる。妨害放射が存在す
る場合には、第2の電流回路の回路点Bに振動6
2が現われる。振動62は後続の位相反転回路2
5によつて振動63に変換される。回路点Aの振
動信号61は信号63が信号61と同極性である
場合にのみ位相比較器26を通つて整流器27お
よび積分器19に印加される。換言するならば、
信号62は信号61に対して異なつた極性でなけ
ればならない。なおここで術語「同極性」および
「異なつた極性」とは同じ極性において同じ記号
でかつ異なつた極性において異なつた記号で位相
比較器26の2つの入力端に印加されることを意
味する。積分器19および遅延素子21を介して
警報発生までの動作態様は既に述べたのと同じで
ある。
最後に第9図,第10図,第11図および第1
2図の実施例は炎放射の有効信号に対して第1の
型の複数の電流回路と、そして妨害源の妨害信号
に対しては第2の型のただ1つの電流回路とを備
えることが可能であることを付言しておく。従つ
て有効信号電流回路の各々はこの場合異なつた波
長領域、例えば4ないし4.8μm、3ないし3.8μ
m、1.8ないし2.8μm、0.7ないし1.7μmおよび
(または)0.1ないし0.5μmの領域で動作し、他
方妨害信号電流回路は例えば第5図に示すように
6μmを超える波長領域で動作する。
第13図は有効信号および妨害信号電流回路の
論理結合回路の別の実施例を示す。この論理結合
回路はノア・ゲートとして形成されている。即ち
ノア・ゲート59が設けられ、その1つの入力側
にはインバータ58が設けられている。論理結合
回路58,59の動作態様は第9図,第10図,
および第11図の実施例の論理結合回路17,1
8の動作態様と同じであるので、ここで詳述する
必要はないであろう。[Table] FIG. 8 shows an example of the structure of a filter including the photoelectric means used in the embodiments of FIGS. 9 to 12. As is clear from FIG. 8, the filter 1 of the first current circuit is composed of a germanium or silicon layer 70, an interference filter 71 and a quartz layer 72. These various layers are present in a plane-parallel relationship, with the germanium layer 70 having a thickness of about 1 mm, the interference filter 71 having a thickness of about 1 to 50 μm, and the quartz layer 72 having a thickness of about 1 mm.
It is 0.5mm. The diameter of these layers or filters 1 is approximately 8 to 12 mm. Interference filter 71
can also be composed of multiple layers. Each layer is composed of dielectric material. layers 70, 71 and 7
The filter consisting of 2 is housed in a so-called "TO-5" type casing. Such casings are commercially available under the above trade names. The casing is connected to the filter via an adhesive connection 73. A sensing element 74, optionally with a field-effect transistor, can also be provided in the casing. This element serves to convert optical radiation into electrical signals. This signal is provided via conductor 75 to the circuitry of FIGS. 9-12. The sensing element 74 can be a pyroelectric detector, for example a lithium-tantalate, lead-selenide or lead-zirconate-titanate, or an NTC-thermistor or a photoconductor or a temperature-sensitive resistor. The filter or photoelectric means 1 or 2 of FIG.
This is provided for the first current circuit in the illustrated embodiment. The filter 9 for the second current circuit of the same embodiment may have a slightly modified construction. There is no quartz layer. Dimensions are the same as stated above.
Furthermore, the sensing element 74 is configured accordingly depending on whether it is used in the first current circuit or in the second current circuit. For example, one pyroelectric detector can be used for two current circuits. It is also possible to use NTC thermistors, photoconductors and temperature-sensitive resistors in the two current circuits. If the sensing element 74 is configured as a photovoltaic cell or a UV-sensitive gas-filled tube, the photovoltaic means 2 can be used only in the first current circuit. In this case, it is also possible to omit the filter consisting of layers 70, 71, 72. FIG. 9 shows a first embodiment consisting of two current circuits. The first current circuit is provided with a filter 1 and a photoelectric means 2, through which the wavelength range λ=4.1 to 4.8 μm is passed. This wavelength range is transmitted through the flame emission filter 1 by photoelectric means (8th
The sensing element 74) in the figure is selected to reach the sensing element 74), thereby generating a corresponding electrically effective signal. This useful signal is amplified in a subsequent amplifier 3. The amplified signal is indicated by reference numeral 53 in the lower part of FIG. Subsequent band filter 4
has a passband of flame flicker frequencies between 4 and 15 Hz. This is followed by an amplitude limiter 5 which slices the amplitude of the amplified signal 53 to generate a trapezoidal signal 54. This signal 54 reaches the differentiating element 6, which generates a voltage pulse 55 at the leading edge of the signal 54. The voltage pulse 55 is rectified in a subsequent rectifier 7 so that only one polarity differential voltage pulse 56 can reach the subsequent monostable multivibrator 8 . The multivibrator 8 generates pulses of the same amplitude and width. In this case the amplitude and pulse width are independent of the flame intensity. λ
A second current circuit with a filter 9 having a wavelength passband of =6 to 6.7 μm also corresponds to the first described above.
It is constructed in the same way as the current circuit. The amplifier 11 amplifies the electrical signal of the photoelectric element 10. Bandpass filter 12 likewise has a passband for the flickering frequency of the interference source in the range 4 to 15 Hz. The amplitude limiter 13, the differentiating element 14, the rectifier 15 and the monostable multivibrator 16 operate in the same way as already described in connection with the first current circuit.
The monostable multivibrator 16 generates a pulse 51 of constant amplitude and constant pulse width. The amplitude and pulse width of these pulses are not affected by the intensity of the radiation. In operation of the apparatus of FIG. 9, it is assumed that only flame radiation is present. In this case, the first current circuit generates a pulse 50 at circuit point A. The second current circuit does not generate a pulse at circuit point B (state=0). Subsequent inverter circuit 1
7 therefore generates a logic state "1". This logic state "1" reaches a logic combination circuit configured as an AND gate, which generates a pulse at its output C. This pulse is applied to a subsequent integrator 19. This integrator 19 is controlled by a timing element 20, e.g.
It will be reset after a specific time of 15 seconds. Since the AND gate 18 is a digital element, the integrator 19 is equipped with a counter for counting the minimum width output pulses C. A series of output pulses is applied to the counter, and when a predetermined threshold value preset in the counter is exceeded, the integrator 19 generates an alarm pulse to subsequent circuit sections. This alarm pulse is generated by the integrator only if the counter threshold is exceeded prior to reset by the current circuit 20. In order to prevent the alarm from occurring too early, for example within 2 seconds, a delay element 21 is provided.
This delay element delays the generation of the alarm pulse by a few seconds, so that the alarm device 22 is activated only if the alarm signal from the integrator 19 persists during this time. The operation of the circuit shown in Fig. 9 described above is shown in Fig. 7b.
Corresponds to the example shown in the figure. Therefore, next, the case shown in FIG. 7f will be briefly explained. Since there is a flame, the monostable multivibrator is connected to circuit point A.
A pulse 50 is generated. Furthermore, since a disturbance source of type S 1 is present, the monostable multivibrator 16 also generates a pulse 51 at circuit point B. This pulse 5
1 occurs simultaneously with pulse 50. Further types S 1
The disturbance source has a large radiation wavelength range, so that the disturbance radiation influences the first current circuit so that the monostable multivibrator 8 emits a pulse 5 at circuit point A.
Generates 0. The pulse 50 (see component A' in FIG. 7f) caused by the interfering radiation is always applied to circuit point B synchronously with the pulse 51. Because of the inverter 17, the AND gate 18 is blocked when these two pulses 50 and 51 are present synchronously. Since the flicker frequencies of the flame and interference radiation are statistically distributed with respect to each other, at circuit points A and B the pulse 5
0 and 51, so that the AND gate 18 is open for a large portion of time and passes the useful pulse 50 to the subsequent integrator 19. In this way, the generation of an alarm is guaranteed even in the presence of flames and disturbances. All the examples shown in FIG. 7 and the cases in the table that follows can be implemented using the embodiment of FIG. Note that 2 in Figure 9
A detailed explanation of the individual electronic circuit elements of the two current circuits is not necessary. This is because such circuit elements are known from the electronics literature. For example, please refer to the documents listed below. National Semiconductor Company (National
"Lynear Applications Handbook" Volume 1, February 1977 issue, published by Semiconductor Firma, McGraw-Hill Publishing, New York.
Applications of Operational Amplifiers, published in 1977 by John Hill Verag.
``Sourcebook of Electronic Circuits'' published by Dojosha in 1968. Swiss Patent Nos. 516761 and 558577. The embodiment of FIG. 10 is essentially similar in construction to the embodiment of FIG. The difference between these two embodiments is that the pulses appearing at circuit points A and B do not have a pulse width that is influenced by the flickering frequencies of the flame and interfering radiation. In the embodiment of FIG. 10, the pulse 41 is the vibration 4
It has a width that depends on the period of 0. The period of this oscillation 40 represents the flickering frequency of the flame or interfering radiation. The pulse width or duration of pulses 41 and 43 is determined by threshold 42 of comparators 30 and 31. The two current circuits have the same electronic components. Filters 1 and 9 have the same passbands as in the embodiment of FIG. The optoelectronic means 2 and 10, the amplifiers 3 and 11 and the bandpass filters 4 and 12 are constructed in the same way as already described. Comparators 30 and 31 follow bandpass filter 4 . The output signals of these comparators, shown at the top of FIG. 10, are applied to rectifiers 32 and 33. Then comparators 30 and 3
The operation mode 1 will be described in detail. The value of the output signal is as follows. If S A (t)>ε, then a; If S A (t)<ε, then -a In the above equation, S A is the amplitude of the input signals of the two comparators 30 and 31, and ε is a threshold value. As is clear from the above equation, the same input signal S A may exist for both the first current circuit (comparator 30) and the second current circuit (comparator 31). , then the output pulses of the two comparators have constant amplitudes +a and -a. The reason for providing the threshold value ε is to effectively suppress so-called noise in the two current circuits. and·
Elements 19, 20, 21 and 2 following gate 18
The operation mode of No. 2 is the same as that of the embodiment shown in FIG. In this example as well, the integrator 19 includes a counter having a predetermined threshold value. The counter is reset after a predetermined period of approximately 5 to 15 seconds. A signal is generated in delay element 21 if the counter exceeds its threshold before this reset. A capacitor is provided in the integrator 19 instead of the counter, and this capacitor is connected to the circuit point B of the second current circuit by the pulse 4.
3 is not present, it is sequentially charged by the pulse 41 passed through the AND gate 18. Furthermore, the inverter 17 outputs the inverted pulse 44 and
The AND gate applied to the second input of gate 18 and thus generating pulse 41 is blocked or opened from the first current circuit. The embodiment of FIG. 11 also includes two current circuits with electronic components similar to those described above. Bandpass filters 4 and 12 are followed by demodulators 38 and 39. Each of these demodulators consists of a rectifier 34 or 36 and a low pass filter 35 or 37.
These demodulators 38 and 39 are followed by comparators 30 and 31 and rectifiers 7 and 1.
5 is provided. By providing the demodulators 38 and 39, it is possible to form a demodulation envelope curve 46 of the rectified half-wave signal 45 from the flickering frequency 40 of the flame and interfering radiation. Such demodulators 38 and 39 are generally known from the literature and will not be described in detail. See, for example, the publications cited above. Comparators 30 and 31 are provided with a threshold value ε in the same manner as already described in connection with FIG. As shown in FIG. 7, the first current circuit generates a corresponding envelope curve 46 when a flame is present. At circuit point A, vibration of flame flickering frequency 45
A pulse 47 is generated whose width depends on the modulation envelope curve 46 that envelops the . However, pulse 4
The amplitude of 7 is always the same. In the presence of disturbing emissions of the various cases of FIG. 7, the second current circuit likewise generates a modulation envelope curve 46. Modulator 3
1, the threshold ε is taken into account. At circuit point B there is a pulse 4 whose width depends on a modulation envelope curve 46 that envelops an oscillation 45 of the flickering frequency of the disturbance radiation.
8 occurs. A subsequent inverter 17 generates an inverted pulse 49. AND gate 18 operates in the same manner as described in connection with the previous embodiment. The integrator 19 can be equipped with a counter or can have a capacitor. The formation of the threshold value and the time limit reset by the time limit circuit 20 have already been described. The fourth embodiment shown in FIG. 12 is similarly composed of two current circuits and a logic coupling circuit 26. The logic combination circuit 26 is configured as a phase comparator in this embodiment. Filters 1 and 9 have the same passbands as in the previously described embodiments. Similarly, the photoelectric means 2 and 10 are constructed equivalently. Amplifiers 3 and 11 amplify the signals.
Filters 4 and 12 pass only flicker frequencies in the range 4 to 15 Hz. Such oscillations in the flickering frequency range of flame and interference radiation are
It is indicated by the reference numeral 60 at the top of Figure 2. These vibrations are applied to threshold detectors 23 and 24. If a flame is present, an oscillation 61 appears at circuit point A of the first current circuit. In the presence of disturbing radiation, vibrations 6 are generated at circuit point B of the second current circuit.
2 appears. The vibration 62 is connected to the subsequent phase inversion circuit 2.
5 into vibration 63. The vibration signal 61 at circuit point A is applied to the rectifier 27 and the integrator 19 through the phase comparator 26 only if the signal 63 has the same polarity as the signal 61. In other words,
Signal 62 must be of a different polarity to signal 61. Note that the terms "same polarity" and "different polarities" herein mean that signals are applied to the two input terminals of the phase comparator 26 with the same sign at the same polarity and with different signs at different polarities. The operation mode up to the generation of the alarm via the integrator 19 and the delay element 21 is the same as described above. Finally, Figures 9, 10, 11 and 1
The embodiment of FIG. 2 may comprise a plurality of current circuits of a first type for the useful signal of the flare and a single current circuit of the second type for the interference signal of the interference source. I would like to add that it is possible. Each of the effective signal current circuits therefore has a different wavelength range, for example 4 to 4.8 μm, 3 to 3.8 μm.
m, 1.8 to 2.8 .mu.m, 0.7 to 1.7 .mu.m and/or 0.1 to 0.5 .mu.m, while the jamming signal current circuit operates in the wavelength range above 6 .mu.m, as shown for example in FIG. FIG. 13 shows another embodiment of a logic combination circuit for valid signal and interference signal current circuits. This logic combination circuit is formed as a NOR gate. That is, a NOR gate 59 is provided, one input of which is provided with an inverter 58. The operation modes of the logic coupling circuits 58 and 59 are shown in FIGS. 9 and 10.
and the logic coupling circuit 17, 1 of the embodiment of FIG.
8, so there is no need to explain it in detail here.
第1a図,第1b図および第1c図は第9図,
第10図および第11図に示した実施例の論理結
合回路の動作態様を示し、第2図は炎の波長領域
におけるスペクトル分布を示すグラフ、第3図は
或る高温物体の波長領域における典型的なスペク
トル分布を示すグラフ、第4図は本発明の実施例
の2つの電流回路で用いられるフイルタ1および
9の通過帯域特性を示すグラフ、第5図は2つの
有効信号電流回路および1つの妨害信号電流回路
の通過帯域特性を示すグラフ、第6図は太陽光線
放射の波長を関数としてのスペクトル分布特性を
示すグラフ、第7図は本発明による炎検知装置の
種々な事例に対する動作態様を示す信号ダイヤグ
ラム、第8図はフイルタおよび光電デバイスの構
造例を示す断面略図、第9図は部分的にデイジタ
ル形態で具現した本発明の第1の炎検知装置の実
施例の電気回路全体を略示する回路略図、第10
図は1部デイジタル形態で実現される本発明の炎
検知装置の第2の実施例を示す回路略図、第11
図は部分的にデイジタル形態で具現される炎検知
装置の第3の実施例を示す回路略図、第12図は
部分的にアナログ形態で実現される炎検知装置の
第4の実施例を示す回路略図そして第13図は第
9図,第10図および第11図の論理結合回路の
別の実施例を示す回路略図である。
1,9……フイルタ、2,10……光電手段、
3,11……増幅器、4,12……帯域フイル
タ、6,14……微分素子、7,15,34,3
6……整流器、8,16……マルチバイブレー
タ、10……光電素子、13……振幅制限器、1
7,25,58……インバータ、18……アン
ド・ゲート、19……積分器、20……リセツト
回路、21……遅延素子、22……警報装置、2
3,24……閾値検出器、26……位相比較器、
30,31……比較器、38,39……復調器、
59……ノア・ゲート、71……干渉フイルタ、
74……感知素子。
Figure 1a, Figure 1b and Figure 1c are Figure 9,
10 and 11 show the operation mode of the logic coupling circuit of the embodiment, FIG. 2 is a graph showing the spectral distribution in the wavelength region of a flame, and FIG. 3 is a graph showing a typical spectrum distribution in the wavelength region of a certain high-temperature object. 4 is a graph showing the passband characteristics of filters 1 and 9 used in the two current circuits of the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a graph showing the passband characteristics of the disturbance signal current circuit; FIG. 6 is a graph showing the spectral distribution characteristics as a function of the wavelength of solar radiation; FIG. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of a filter and a photoelectric device; FIG. 9 is a schematic diagram of the entire electrical circuit of an embodiment of the first flame detection device of the present invention partially embodied in digital form; 10th schematic diagram of the circuit shown in FIG.
FIG. 11 is a schematic circuit diagram showing a second embodiment of the flame detection device of the present invention realized in part in digital form;
12 is a circuit diagram showing a third embodiment of a flame detection device partially realized in digital form; FIG. 12 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of a flame detection device partially realized in analog form. Schematic Diagram and FIG. 13 is a circuit diagram showing another embodiment of the logical combination circuit of FIGS. 9, 10, and 11. 1, 9... Filter, 2, 10... Photoelectric means,
3,11...Amplifier, 4,12...Band filter, 6,14...Differential element, 7,15,34,3
6... Rectifier, 8, 16... Multivibrator, 10... Photoelectric element, 13... Amplitude limiter, 1
7, 25, 58... Inverter, 18... AND gate, 19... Integrator, 20... Reset circuit, 21... Delay element, 22... Alarm device, 2
3, 24...threshold detector, 26...phase comparator,
30, 31... comparator, 38, 39... demodulator,
59...Noah Gate, 71...Interference Filter,
74...Sensing element.
Claims (1)
も二酸化炭素の共鳴放射の波長領域における炎の
放射のチラツキ周波数成分を受けて警報手段に対
し有効信号を発生する第1の電流回路を備えた炎
検知装置において、熱放射体によつて発生される
妨害放射を除去するために、結合手段を備えた第
2の電流回路を設け、該第2の電流回路は、 所定の波長通過帯域を有するフイルタ9および
二酸化炭素の共鳴波長領域より上側の波長を有す
る放射を受信して妨害信号を発生する光電手段1
0と、 炎のチラツキ周波数のための前記第1の電流回
路におけるのと同じ妨害放射のチラツキ周波数通
過帯域を有する別の帯域のフイルタ12と、 前記第1および第2の電流回路を結合する結合
回路手段18,26,59,17,25,58と
を有しており、該結合回路手段は前記炎放射およ
び妨害放射の統計分布を考慮して、前記第2の電
流回路に同極性の出力信号が同時に現われた場合
に前記第1の電流回路の信号の伝達を阻止し、そ
して前記第2の電流回路の出力信号が存在しない
かまたは異なつた極性で現われた場合に前記第1
の電流回路の信号を警報手段22に伝達するとい
う仕方で出力信号を発生するように構成されてい
ることを特長とする炎検知装置。 2 前記第1の電流回路が炎の赤外線放射に対す
る4.4μmでの共鳴放射を含む通過帯域を有する
フイルタ1と、赤外線放射を受信し、対応の有効
電気信号を発生するための光電手段2と、前記光
電手段2の有効電気信号を増幅するための増幅器
3と、炎のチラツキ周波数に対する通過帯域を有
する帯域フイルタ4と、前記帯域フイルタの増幅
された出力信号を変換し、微分し、そして同じパ
ルス幅および振幅の有効矩形パルス50を発生す
る信号変換器5,6,7,8とを有しており、 他方、前記第2の電流回路は妨害放射の6μm
より大きい波長(λ)通過帯域を有するフイルタ
9と、該妨害放射を受信して対応の妨害電気信号
を発生するための別の光電手段10と、前記妨害
電気信号を増幅するための別の増幅器11と、前
記第1の電流回路における炎のチラツキ周波数の
場合と同じ妨害放射のチラツキ周波数に対する通
過帯域を有する別の帯域フイルタ12と、前記別
の帯域フイルタの増幅された出力信号を変換し、
微分し、そして同じパルス幅および振幅の妨害パ
ルス51を発生する別の信号変換器13,14,
15,16とを備えておつて、 前記結合回路手段18はアンド・ゲートとして
構成されておつて、その第1の入力端に前記有効
矩形パルス50を受け、その第2の入力端にはイ
ンバータ17が設けられておつて、同じパルス幅
および振幅の反転された妨害矩形パルス52を受
けるように適応されている特許請求の範囲第1項
に記載の炎検知装置。 3 前記第1の電流回路が炎の赤外線放射に対し
4.4μmにおける共鳴放射を含む通過帯域を有す
るフイルタ1と、前記赤外線放射を受信して対応
の有効電気信号を発生する光電手段2と、前記光
電手段からの有効電気信号を増幅するための増幅
器3と、炎のチラツキ周波数に対する通過帯域を
有する帯域フイルタ4と、炎のチラツキ周波数を
表わす有効信号の個々の振動40の周期に依存す
るパルス幅を有しかつ一定の振幅を有する有効矩
形パルス41を発生する信号変換器30,32と
を有し、前記第2の電流回路は妨害放射の6μm
より大きい波長(λ)の通過帯域を有する別のフ
イルタ9と、前記妨害放射を受信して対応の電気
信号を発生する別の光電手段10と、該別の光電
手段10からの妨害電気信号を増幅するための別
の増幅器11と、前記第1の電流回路における炎
のチラツキ周波数の場合と同じ妨害放射のチラツ
キ周波数に対する通過帯域を有する別の帯域フイ
ルタ12と、前記妨害放射のチラツキ周波数を表
わす妨害信号の各個々の振動40の周期に依存す
るパルス幅および一定の振幅を有する妨害矩形パ
ルス43を発生する別の信号変換器31,33と
を有し、アンド・ゲートとして構成された前記結
合回路手段18はその第1の入力端に前記有効矩
形パルス41を受け、その第2の入力端にはイン
バータ17を介して異なつたパルス幅と一定の振
幅を有する反転された妨害矩形パルス44を受け
るように適応されている特許請求の範囲第1項に
記載の炎検知装置。 4 前記第1の電流回路は4.4μmにおける共鳴
放射を含め炎の赤外線放射に対する波長通過帯域
を有するフイルタ1と、前記赤外線放射を受信し
て対応の有効電気信号を発生するための光電手段
2と、前記光電手段2の有効電気信号を増幅する
ための増幅器3と、炎のチラツキ周波数に対する
通過帯域を有する帯域フイルタ4と、前記炎のチ
ラツキ周波数の振動45を包絡する包絡曲線46
に依存するパルス幅および一定の振幅を有する有
効矩形パルス47を発生する信号変換器38,3
0,7とを有し、前記第2の電流回路は妨害放射
の6μmより大きい波長(λ)通過帯域を有する
別のフイルタ9と、妨害放射を受信し対応の電気
信号を発生するための別の光電手段10と、前記
別の光電手段10からの妨害電気信号を増幅する
ための別の増幅器11と、前記第1電流回路にお
ける前記炎のチラツキ周波数の場合と同じ妨害放
射のチラツキ周波数に対する通過帯域を有する別
の帯域フイルタ12と、前記妨害放射のチラツキ
周波数の振動45を包絡する包絡曲線46に依存
するパルス幅および一定振幅を有する妨害矩形パ
ルス48を発生する別の信号変換器39,31,
15とを有しており、アンド・ゲートとして構成
された前記結合回路手段18はその第1入力端に
有効矩形パルス47を受け、そしてその第2の入
力端にはインバータ17を介して異なつたパルス
幅および一定振幅を有する反転された妨害矩形パ
ルス49を受けるように適応されている特許請求
の範囲第1項に記載の炎検知装置。 5 前記第1の電流回路は炎の赤外線放射に対す
る波長通過帯域を有するフイルタ1と、赤外線放
射を受信して対応の有効電気信号を発生する光電
手段2と、該光電手段2からの有効電気信号を増
幅するための増幅器3と、炎のチラツキ周波数に
対する通過帯域を有する帯域フイルタ4と、炎の
チラツキ周波数を表わす電気振動60を前記帯域
フイルタ4から受信して、所定の閾値が超えられ
た場合に有効出力信号61を発生する閾値検出器
23とを有しており、他方前記第2の電流回路は
妨害放射の6μmより大きい波長(λ)通過帯域
を有する別のフイルタ9と、妨害放射を受信して
対応の電気信号を発生する別の光電手段10と、
前記別の光電手段10からの妨害電気信号を増幅
するための別の増幅器11と、前記第1の電流回
路における前記炎のチラツキ周波数の場合と同じ
妨害放射のチラツキ周波数に対する通過帯域を有
する別の帯域フイルタ12と、前記妨害放射のチ
ラツキ周波数を表わす電気振動を前記別の帯域フ
イルタから受信して所定の閾値が超えられた場合
に妨害出力信号62を発生する別の閾値検出器2
4とを有しており、そして位相比較器として構成
された前記結合回路手段26はその第1の入力に
前記閾値検出器の有効出力信号61を受け、そし
てその第2の入力端にインバータ25を介して前
記別の閾値検出器24からの反転された妨害出力
信号63を受けるように適応されている特許請求
の範囲第1項に記載の炎検知装置。 6 前記結合回路手段18がノア回路59として
構成されており、その第1の入力にインバータ5
8を備えている特許請求の範囲第1項に記載の炎
検知装置。 7 前記結合回路手段18に積分素子19が後続
しておつて、該積分素子19は前記結合回路手段
の有効出力信号を累算し、そしてリセツト回路2
0を備えておつて、該リセツト回路は積分素子1
9の累算内容をリセツトし、それによつて離散し
た不所望のパルスによる誤り警報の発生を回避す
るようにした特許請求の範囲第1項ないし第6項
のいずれかに記載の炎検知装置。 8 前記積分素子19が前記結合回路手段18の
出力信号を計数する計数器を含んでおり、そして
前記リセツト回路20が前記計数器を周期的に、
または所定の時間内に出力信号が存在しない場合
にリセツトする手段を備えている特許請求の範囲
第7項に記載の炎検知装置。 9 前記積分素子19が前記結合回路手段18の
出力信号を総和するコンデンサを備えており、前
記リセツト回路20は前記コンデンサを前記出力
信号で充電する時よりも大きな放電時定数で放電
する手段を備えている特許請求の範囲第8項に記
載の炎検知装置。 10 前記積分素子19に後続して閾値スイツチ
回路が設けられており、該閾値スイツチ回路は前
記積分素子19の総和された有効信号が所定の閾
値を超えた時に警報発生器22に対して出力信号
を発生するように適応されている特許請求の範囲
第7項ないし第9項のいずれかに記載の炎検知装
置。 11 前記閾値スイツチ回路と警報発生器22と
の間に遅延素子21が設けられておつて、該遅延
素子21は前記閾値スイツチ回路の出力信号を時
間的に遅延させて前記警報発生器22に供給する
特許請求の範囲第10項に記載の炎検知装置。 12 第1の型の少くとも2つの電流回路1,
2,3,4,5,6,7,8;30,32;3
8,23が炎の光学的波長領域λ=4ないし4.8
μm、3ないし3.8μm、1.8ないし2.8μm、0.7
ないし1.2μm、または0.1ないし0.5μmに対応す
る有効電気信号を発生するように設けられ、そし
て第2の型の電流回路9,10,11,12,1
3,14,15,16;31,33;39;2
4,25が妨害源の6μmより大きい光学的波長
範囲(λ)に対応する妨害電気信号を発生し、前
記2つの電流回路は論理結合回路手段18,2
6,59,17,25,58と接続されている特
許請求の範囲第1項ないし第11項のいずれかに
記載の炎検知装置。 13 前記第1の電流回路のフイルタ1が、石英
層72と、半導体層70と、波長帯域λ=4.0な
いし4.8μmの広帯域干渉フイルタ71とから構
成されている特許請求の範囲第2項ないし第12
項のいずれかに記載の炎検知装置。 14 前記第1電流回路のフイルタ1が、石英層
72と、ゲルマニウム層70と、波長領域λ=
4.0ないし4.8μmの広帯域干渉フイルタ71とか
ら構成されている特許請求の範囲第2項ないし第
12項のいずれかに記載の炎検知装置。 15 前記第1の光電手段2がリチウム―タンタ
レート(LiTaO4)および鉛―セレン化物
(PbSe)の群から選ばれた材料から形成されてい
る特許請求の範囲第1項ないし第14項のいずれ
かに記載の炎検知装置。 16 第2の光電手段10がリチウム―タンタレ
ート(LiTaO4)から形成されている特許請求の範
囲第1項ないし第15項のいずれかに記載の炎検
知装置。Claims: 1. A first current circuit receiving flickering frequency components of the flame radiation in the wavelength range of at least the resonant radiation of carbon dioxide by means of photoelectric means and a bandpass filter and generating a useful signal for the alarm means. In a flame detection device comprising: a second current circuit with coupling means for eliminating interference radiation generated by the thermal radiator, the second current circuit comprising: a predetermined wavelength passage; a filter 9 having a bandpass and a photoelectric means 1 for receiving radiation having a wavelength above the resonance wavelength region of carbon dioxide and generating a disturbance signal;
0 and another band filter 12 having the same interfering radiation flicker frequency pass band as in said first current circuit for the flame flicker frequency; and a coupling coupling said first and second current circuits. circuit means 18, 26, 59, 17, 25, 58, said coupling circuit means providing an output of the same polarity to said second current circuit, taking into account the statistical distribution of said flame radiation and interference radiation. blocking the transmission of the signals of the first current circuit if the signals appear simultaneously, and blocking the transmission of the signals of the first current circuit if the output signals of the second current circuit are absent or appear with a different polarity.
flame detection device, characterized in that it is configured to generate an output signal in such a way that the signal of the current circuit is transmitted to the alarm means 22. 2. a filter 1 in which said first current circuit has a passband comprising a resonant radiation at 4.4 μm for the infrared radiation of the flame; and photoelectric means 2 for receiving the infrared radiation and generating a corresponding useful electrical signal; an amplifier 3 for amplifying the useful electrical signal of said photoelectric means 2; a bandpass filter 4 with a passband for the flickering frequency of the flame; converting and differentiating the amplified output signal of said bandpass filter and converting the same pulse a signal converter 5, 6, 7, 8 for generating an effective rectangular pulse 50 of width and amplitude, while said second current circuit has a 6 μm range of interference radiation.
a filter 9 with a larger wavelength (λ) passband; further optoelectronic means 10 for receiving said jamming radiation and generating a corresponding jamming electrical signal; and another amplifier for amplifying said jamming electrical signal. 11 and another bandpass filter 12 having a passband for the same flickering frequency of the interfering radiation as for the flickering frequency of the flame in said first current circuit, converting the amplified output signal of said further bandpass filter;
another signal converter 13, 14, which differentiates and generates a disturbance pulse 51 of the same pulse width and amplitude;
15, 16, said coupling circuit means 18 is constructed as an AND gate, receives said effective rectangular pulse 50 at its first input terminal, and receives said effective rectangular pulse 50 at its second input terminal. 17. A flame detection device according to claim 1, wherein the flame detection device is adapted to receive an inverted disturbing rectangular pulse 52 of the same pulse width and amplitude. 3. The first current circuit is resistant to infrared radiation of the flame.
a filter 1 having a passband containing the resonant radiation at 4.4 μm; photoelectric means 2 for receiving said infrared radiation and generating a corresponding useful electrical signal; and an amplifier 3 for amplifying the useful electrical signal from said photoelectric means. , a bandpass filter 4 with a passband for the flickering frequency of the flame, and an effective rectangular pulse 41 with a constant amplitude and a pulse width depending on the period of the individual oscillations 40 of the effective signal representing the flickering frequency of the flame. the second current circuit has a signal converter 30, 32 that generates a signal converter 30, 32, and the second current circuit
a further filter 9 with a passband of a larger wavelength (λ); further optoelectronic means 10 for receiving said disturbing radiation and generating a corresponding electrical signal; another amplifier 11 for amplifying and another bandpass filter 12 having a passband for the flickering frequency of the disturbing radiation which is the same as that of the flame in the first current circuit, representing the flickering frequency of the disturbing radiation; and a further signal converter 31, 33, which generates a jamming rectangular pulse 43 with a constant amplitude and a pulse width depending on the period of each individual oscillation 40 of the jamming signal, said coupling being configured as an AND gate. The circuit means 18 receives at its first input said effective rectangular pulse 41 and at its second input receives, via an inverter 17, an inverted disturbing rectangular pulse 44 with different pulse widths and constant amplitude. A flame detection device according to claim 1, adapted to receive a flame detection device. 4. Said first current circuit comprises a filter 1 having a wavelength passband for infrared radiation of the flame, including resonant radiation at 4.4 μm, and photoelectric means 2 for receiving said infrared radiation and generating a corresponding useful electrical signal. , an amplifier 3 for amplifying the effective electrical signal of the photoelectric means 2, a bandpass filter 4 having a passband for the flame flickering frequency, and an envelope curve 46 enveloping the oscillations 45 of the flame flickering frequency.
a signal converter 38,3 which generates an effective rectangular pulse 47 with a pulse width and constant amplitude depending on
0,7, said second current circuit having a further filter 9 having a wavelength (λ) passband greater than 6 μm of the disturbing radiation, and another filter 9 for receiving the disturbing radiation and generating a corresponding electrical signal. a further amplifier 11 for amplifying the interfering electrical signal from said further optoelectronic means 10 and a passage for a flicker frequency of the interfering radiation which is the same as that of said flame in said first current circuit. a further bandpass filter 12 with a band and a further signal converter 39, 31 generating a jamming rectangular pulse 48 with a constant amplitude and a pulse width that depends on an envelope curve 46 enveloping the flickering frequency oscillations 45 of said jamming radiation; ,
15, said coupling circuit means 18, configured as an AND gate, receives at its first input a valid rectangular pulse 47, and at its second input receives different pulses via an inverter 17. Flame detection device according to claim 1, adapted to receive an inverted disturbing rectangular pulse 49 having a pulse width and constant amplitude. 5. Said first current circuit comprises a filter 1 having a wavelength pass band for the infrared radiation of the flame, a photoelectric means 2 for receiving the infrared radiation and generating a corresponding useful electrical signal, and a useful electrical signal from said photoelectric means 2. an amplifier 3 for amplifying the flame, a band filter 4 having a pass band for the flickering frequency of the flame, and an electric vibration 60 representing the flickering frequency of the flame received from the band filter 4, and when a predetermined threshold value is exceeded; a threshold detector 23 for generating a useful output signal 61 for the interference radiation, while the second current circuit has a further filter 9 with a wavelength (λ) passband greater than 6 μm for the interference radiation; further photoelectric means 10 for receiving and generating a corresponding electrical signal;
a further amplifier 11 for amplifying the disturbing electrical signal from said further photoelectric means 10 and another having a passband for the flickering frequency of the disturbing radiation which is the same as that of said flame in said first current circuit; a bandpass filter 12 and another threshold detector 2 for receiving electrical oscillations representative of the flicker frequency of the jamming radiation from the further bandpass filter and generating a jamming output signal 62 if a predetermined threshold is exceeded.
4 and configured as a phase comparator, the coupling circuit means 26 receives at its first input the valid output signal 61 of the threshold detector and at its second input receives an inverter 25. 2. A flame detection device according to claim 1, adapted to receive an inverted disturbance output signal 63 from said further threshold detector 24 via a . 6. The coupling circuit means 18 is configured as a NOR circuit 59, and the inverter 5 is connected to the first input thereof.
8. The flame detection device according to claim 1, comprising: 8. 7. The coupling circuit means 18 is followed by an integrating element 19 which accumulates the valid output signal of the coupling circuit means and which resets the reset circuit 2.
0, and the reset circuit includes an integrating element 1.
7. A flame detection device according to any one of claims 1 to 6, wherein the accumulated contents of 9 are reset, thereby avoiding generation of false alarms due to discrete undesired pulses. 8. said integrating element 19 includes a counter for counting the output signal of said coupling circuit means 18, and said reset circuit 20 periodically controls said counter;
The flame detection device according to claim 7, further comprising means for resetting when there is no output signal within a predetermined time. 9. The integrating element 19 includes a capacitor for summing the output signals of the coupling circuit means 18, and the reset circuit 20 includes means for discharging the capacitor with a larger discharging time constant than when charging the capacitor with the output signal. A flame detection device according to claim 8. 10 Following the integrating element 19, a threshold switch circuit is provided, which outputs an output signal to the alarm generator 22 when the summed valid signal of the integrating element 19 exceeds a predetermined threshold value. A flame detection device according to any one of claims 7 to 9, adapted to generate a flame detection device. 11 A delay element 21 is provided between the threshold switch circuit and the alarm generator 22, and the delay element 21 temporally delays the output signal of the threshold switch circuit and supplies it to the alarm generator 22. A flame detection device according to claim 10. 12 at least two current circuits 1 of the first type,
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8; 30, 32; 3
8, 23 is the optical wavelength range of flame λ = 4 to 4.8
μm, 3 to 3.8 μm, 1.8 to 2.8 μm, 0.7
to 1.2 μm, or 0.1 to 0.5 μm, and a second type of current circuit 9, 10, 11, 12, 1
3, 14, 15, 16; 31, 33; 39; 2
4, 25 generate a disturbance electrical signal corresponding to an optical wavelength range (λ) greater than 6 μm of the disturbance source, and said two current circuits are connected to logic coupling circuit means 18, 2.
6, 59, 17, 25, and 58. The flame detection device according to any one of claims 1 to 11. 13. Claims 2 to 4, wherein the filter 1 of the first current circuit is composed of a quartz layer 72, a semiconductor layer 70, and a broadband interference filter 71 having a wavelength range λ of 4.0 to 4.8 μm. 12
The flame detection device according to any of paragraphs. 14 The filter 1 of the first current circuit includes a quartz layer 72, a germanium layer 70, and a wavelength range λ=
The flame detection device according to any one of claims 2 to 12, comprising a broadband interference filter 71 of 4.0 to 4.8 μm. 15. Any one of claims 1 to 14, wherein the first optoelectronic means 2 are formed from a material selected from the group of lithium-tantalate (LiTaO 4 ) and lead-selenide (PbSe). The flame detection device described in . 16. Flame detection device according to any one of claims 1 to 15, wherein the second photoelectric means 10 is formed from lithium tantalate (LiTaO 4 ).
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