專利名稱：火焰檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火焰檢測器，其通過獲取具有火焰特有的波長的 光來執(zhí)行火焰的檢測。
背景技術(shù)：
相關(guān)技術(shù)的火焰檢測器具有主檢測光接收元件，其從殼體的前孔 接收紅外輻射，以由此檢測火焰；光接收窗口，其由定位在主檢測光 接收元件的前方并且允許紅外輻射的傳輸?shù)膫鬏敯逯瞥?；測試光源， 其照亮用于檢測在光接收窗口上的污點的測試光；測試光接收元件， 其接收穿過光接收窗口的測試光，以由此確定在光接收元件上的污點 的程度；以及操作指示燈，其在殼體的前側(cè)處變亮(參見，例如， JP-A-2005-122437)。
火焰檢測器的要求是，操作指示燈應(yīng)該從關(guān)于該檢測器的中心線 (與前部垂直的方向)的各個方向都是容易且清晰可見的。因此，相 關(guān)技術(shù)的火焰檢測器具有從殼體的前端的頂點部分向前伸出的泛光燈 窗口，并且該窗口從用作主光源的光發(fā)射元件接收內(nèi)部光，并且提供 了一種到外部的發(fā)光指示。
由于這種結(jié)構(gòu)，在相關(guān)技術(shù)的火焰檢測器中，操作指示燈定位在 關(guān)于殼體的前部的中心的一側(cè)上。因此，相關(guān)技術(shù)的火焰檢測器具有 從其他側(cè)可視性不好的問題。而且，為了即使輕微地改善多方向可視性，操作指示燈也必須要 從殼體的前方伸出。因此，該指示燈在其前后方向上變得很厚，而這 接下來引起檢測器在其前后方向上的整體尺寸增加的問題。
為了從外部接收預(yù)定波長的光，在火焰檢測器中使用的用于火焰 檢測的主檢測光接收元件的光接收部分必須設(shè)置成與前方相對并且能 夠接收光。為了使得總是能有火焰的穩(wěn)定檢測，必須要監(jiān)測檢測精度 的下降，否則將會由在作為主檢測光接收元件用蓋的半透明板上的污 點導(dǎo)致該檢測精度的下降。關(guān)于這個問題，在相關(guān)技術(shù)的火焰檢測器 中，凹部設(shè)置在殼體的前部中，測試光源設(shè)置在凹部的內(nèi)壁內(nèi)側(cè)，測 試光從設(shè)置在泛光燈窗口的內(nèi)部的測試光接收元件上的測試光源發(fā) 出，并且通過所接收的光的質(zhì)量來監(jiān)測半透明板上的污點。
然而，在上述污點檢測結(jié)構(gòu)中，測試光必須是從半透明窗口前面 的位置發(fā)出。測試光源必須定位成遠離置于殼體的內(nèi)部后側(cè)附近的電 路板。此外，需要以插口方式與電路板的連接以及通過以延伸的方式 支撐腳柱的元件來支撐元件的腳柱。由此致使零部件數(shù)目的增加以及 火焰檢測器生產(chǎn)率的下降。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明至少一個實施例的目的是減少零部件的數(shù)目，同時 滿足火焰檢測器的要求，諸如可視性和小型化。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例的方面，提供 一種火焰檢測器，包括在其前側(cè)形成有開口的殼體；設(shè)置在所述殼 體中并且具有用于檢測火焰的電路的電路板；安裝在所述電路板上并
且構(gòu)造成發(fā)射第一光的第一光源；具有光發(fā)射部分的光導(dǎo)元件，該光 導(dǎo)元件由半透明材料構(gòu)成并且構(gòu)造成通過其內(nèi)部傳播將所述第一光從 第一光源引導(dǎo)至光發(fā)射部分，以從殼體前面的光發(fā)射部分發(fā)射第一光；第一光接收元件，其構(gòu)造成從開口檢測具有火焰所特有的預(yù)定波長的 第二光；半透明蓋，其插入在開口與第一光接收元件之間；第二光源， 其構(gòu)造成將第三光發(fā)射到半透明蓋上；以及第二光接收元件，其構(gòu)造 成檢測穿過半透明蓋的第三光，以測試半透明蓋的半透明度，其中第 二光源和第二光接收元件安裝在電路板上，其中光發(fā)射部分形成為在 殼體的前側(cè)包圍第一光接收元件的大致環(huán)形形狀，以將第一光接收元 件的視場限制為預(yù)定范圍，并且其中光導(dǎo)元件具有用于第三光的入光 口部分和出光口部分，以形成從第二光源穿過半透明蓋和光導(dǎo)元件到 第二光接收元件的光路。
由于光發(fā)射部分形成為在殼體的前側(cè)處包圍第一光接收元件的大 致環(huán)形形狀，并且用作視場限制功能，所以不需要將光發(fā)射部分從火 焰檢測器的前側(cè)伸出。因此，可以使火焰檢測器的厚度在前后方向上 (與殼體的前面正交的方向)小型化。這里，該詞語"大致環(huán)形"并 不限于圓形，而是意味著能夠包圍第一光接收元件的環(huán)狀連續(xù)形狀。 此外，由于該光發(fā)射部分用作視場限制功能，優(yōu)選該光發(fā)射部分形成 為由直線和曲線組成并且沒有拐角的形狀。
通過將光發(fā)射部分形成為大致環(huán)形形狀而確保了從各個方向上的 可視性。因此，光發(fā)射部分不需要從火焰檢測器的前側(cè)伸出，并且可 以減小火焰檢測器在前后方向上(與殼體的前面正交的方向)的厚度， 而且還可以使火焰檢測器小型化。
此外，由于光導(dǎo)元件具有入光口和出光口，所以光導(dǎo)元件可以在 入光口處從第二光源接收第三光，并且將第三光從出光口發(fā)射到第二 光接收元件。通過形成其中半透明蓋插入在第二光源與光導(dǎo)元件之間 或者在光導(dǎo)元件與第二光接收元件之間的光路，可以測試半透明蓋的 半透明度。結(jié)果，沒有必要在相對于半透明蓋進一步遠離電路板處放 置第二光源或者第二光接收元件，并且因而沒有必要設(shè)置通過插口或 者支撐件與電路板的連接。
7光導(dǎo)元件執(zhí)行各種功能，諸如第一光(顯示燈)的發(fā)射功能、用 于限制第一光接收元件的視場的功能、以及通過單個元件創(chuàng)建用于第 三光(測試光)的光路的功能。即使出于這些觀點，也減少了零部件 的數(shù)目，并且能夠提升火焰檢測器的生產(chǎn)率。
環(huán)形的光發(fā)射部分的整個內(nèi)周可以形成有朝著第一光接收元件傾 斜的內(nèi)斜面，以從該內(nèi)斜面發(fā)射第一光。
由于第一光從沿著光導(dǎo)元件的環(huán)形的光發(fā)射部分的內(nèi)周而形成的 內(nèi)斜面發(fā)射到殼體的外部，光發(fā)射部分的照亮的狀態(tài)變得易于從第一 光接收元件的視場的范圍觀察，因此能夠提升可視性。即，能夠從火 焰被監(jiān)控的范圍可靠地確定顯示燈的顯示狀態(tài)，因此能夠為物體合適 地設(shè)置操作顯示。
此外，還可以確保除了監(jiān)控區(qū)域(圖13中的S)之外的區(qū)域(圖
13中的S'和S，)的可視性，并且能夠從以第一光接收元件為中心的大 致各個方向觀看到照亮的狀態(tài)。
光導(dǎo)元件可以設(shè)置有從環(huán)形的光發(fā)射部分朝著其外部延伸的第一 光導(dǎo)部分以及從第一光導(dǎo)部分朝著第一光源延伸的第二光導(dǎo)部分，并 且在第一光導(dǎo)部分與第二光導(dǎo)部分之間的連接部分可以設(shè)置為被殼體 隱藏。
借助于沿著第二光導(dǎo)部分直線行進而不傳播至第一光導(dǎo)部分的第 一光，在光導(dǎo)元件的第一光導(dǎo)部分與第二光導(dǎo)部分之間的連接部分有 時候比環(huán)境更亮。然而，由于在第一光導(dǎo)部分與第二光導(dǎo)部分之間的 連接部分設(shè)置成以便隱藏在殼體中，所以可以防止光導(dǎo)元件的光發(fā)射 部分被不均勻地照亮的現(xiàn)象，并且可以更加平均地照亮整個光發(fā)射部 分。第一光導(dǎo)部分可以具有平板形狀，與第一光從其發(fā)射的前面相對 的光發(fā)射部分的后面與第一光導(dǎo)部分的一個面可以彼此齊平，并且光 發(fā)射部分的后面和第一光導(dǎo)部分的一個面可以形成有包括多個微小凹 槽或者微小凸起的微小結(jié)構(gòu)部分。
由于由多個微小凹槽或者微小凸起構(gòu)成的微小結(jié)構(gòu)部分形成在光 發(fā)射部分的與第一光從其發(fā)射的前面相對的后面上和第一光導(dǎo)部分的 一個面上(下文中稱為"后表面")，因此可以引起沿后表面?zhèn)鞑サ?散射光，并且由該散射引起的照明效果可以顯示在光發(fā)射面(前面) 的一側(cè)處。結(jié)果，可以將光發(fā)射面照亮的更亮。
在與第二光導(dǎo)部分的一端相對的位置處，第一光導(dǎo)部分可以形成 有V形凹口，該V形凹口具有兩個反射面，該兩個反射面構(gòu)造成將沿 第二光導(dǎo)部分傳播的第一光反射至沿第一光導(dǎo)部分的平面的方向，并
且該V形凹口的張開角可以大于90。并小于等于95。。
具有大于90。的張開角的V形凹口形成在第一光導(dǎo)部分與第二光 導(dǎo)部分的一端相對的位置處。因此，當與張開角為精確的90°的情況 相比，可以有效地促使由形成在后表面上的微小結(jié)構(gòu)部分所引起的散 射，因此，光發(fā)射面可以被照亮的更亮。此外，當使得V形凹口的張 開角大于95°的時候，將光傳播到更遠離第二光導(dǎo)部分的地點的作用 變差，從底表面泄漏到外部的光的量增加，并且因此將光發(fā)射面照亮 的更亮的效果可能變差。因此，張開角優(yōu)選為95。或更小。
環(huán)形的光發(fā)射部分的整個外周可以形成有外斜面，使得環(huán)形的光 發(fā)射部分的橫截面形成為山丘狀。
以將光導(dǎo)元件的大致環(huán)形的光發(fā)射部分的橫截面形成為山丘狀這 樣的的方式，使外斜面沿著該大致環(huán)形的光發(fā)射部分的外周而形成。如果使得沿著前后方向延伸的端面位于沿著大致環(huán)形的光發(fā)射部分的 整個外周的外斜面的位置中，那么當從內(nèi)斜面觀看照亮的光導(dǎo)元件時， 底表面和沿著前后方向延伸的端面二者都能夠通過內(nèi)斜面清楚的看 到。通過斜面觀看的并且沿著前后方向延伸的端面的區(qū)域比通過斜面 觀看的底表面的區(qū)域暗，于是內(nèi)斜面的照亮狀態(tài)變得不均勻。因此， 通過使大致環(huán)形區(qū)域的外側(cè)設(shè)置有斜面，可以基本將通過內(nèi)斜面觀看 的區(qū)域限制為完全是底表面，因此可以使得內(nèi)斜面的照亮的狀態(tài)均勻。
環(huán)形的光發(fā)射部分的外周面形成有微小結(jié)構(gòu)部分。
微小結(jié)構(gòu)部分形成在光導(dǎo)元件的大致環(huán)形的光發(fā)射部分的外周面 上。如果該微小結(jié)構(gòu)部分沒有設(shè)置在大致環(huán)形的光發(fā)射部分的外周面 上，當從內(nèi)斜面觀看照亮的光導(dǎo)元件的時候，通過內(nèi)斜面觀看的外周 面變得比底表面的區(qū)域暗，于是內(nèi)斜面的照亮的狀態(tài)變得不均勻。因 此，通過設(shè)置具有微小結(jié)構(gòu)部分的外周面可以使得通過內(nèi)斜面清楚地 看到的區(qū)域均勻的發(fā)光，因此使得內(nèi)斜面的照亮的狀態(tài)更加均勻。
外周面指的是沿其中心的大致環(huán)形的光發(fā)射部分的外側(cè)表面。
火焰檢測器可以進一步包括構(gòu)造成相對于電路板而固定第一光接 收元件的第一支撐件；以及構(gòu)造成相對于電路板而固定光導(dǎo)元件的第 二支撐件，其中半透明蓋可以固定地夾在第一支撐件與第二支撐件之 間，并且第一支撐件和第二支撐件可以相對于電路板固定。
半透明蓋固定地夾在第一支撐件與第二支撐件之間，并且第一支 撐件和第二支撐件可以相對于電路板固定。在與正常使用能夠?qū)崿F(xiàn)的 環(huán)境相同的環(huán)境下，只要這些結(jié)構(gòu)裝配在電路板上，就可以測試具有 預(yù)定波長的光的檢測，同時限制光導(dǎo)元件的視場并且同時使得第三光 穿過半透明蓋。無需涉及打開和關(guān)閉殼體的操作就可以進行半透明度 測試，因此可以減輕在測試操作上的負擔(dān)。
10第一光接收元件可以包括設(shè)置有熱源的紅外檢測元件，該熱源可 以產(chǎn)生熱以運行用于紅外檢測元件的檢測功能的自測試。
紅外檢測元件設(shè)置有熱源；并且通過加熱該熱源可以測試紅外檢 測元件的檢測功能。由此，可以容易地檢測元件中的異常，并且可以 有效地減少檢測失敗的發(fā)生。


通過參考附圖詳細描述本發(fā)明優(yōu)選實施例，本發(fā)明的上述目的和 優(yōu)點將變得更加顯而易見，其中
圖1是本發(fā)明的實施例的火焰檢測器的透視圖； 圖2是火焰檢測器的分解透視圖3A， 3B和3C是監(jiān)測區(qū)域確認標記的功能描述視圖，其中圖 3A示出了主檢測光接收元件與在從火焰檢測器的前部觀看時所得到的 監(jiān)測區(qū)域確認標記之間的相互位置關(guān)系，圖3B示出了當在監(jiān)測區(qū)域中 在Y軸方向上從與前方略微移位的位置觀看標記和元件時得到的相互 位置關(guān)系，而圖3C示出了當從監(jiān)測區(qū)域向外移位的位置觀看元件和標 記時所得到的相互位置關(guān)系；
圖4是示出了存儲在殼體中的火焰檢測單元的分解透視圖5是裝配的火焰檢測單元的透視圖6是示出了在具有圖5中所示的結(jié)構(gòu)的火焰檢測單元的平面圖7是沿圖6所示的線U-U截取的剖視圖8是沿圖6所示的線V-V截取的剖視圖9是沿圖6所示的線W-W截取的剖視圖IO是示出整個光導(dǎo)元件的透視圖ll是光導(dǎo)元件的前視圖12是光導(dǎo)元件的局部放大圖13是示出了當光導(dǎo)元件的內(nèi)斜面被照亮?xí)r，視覺上可確定的區(qū) 域與監(jiān)控區(qū)域之間的關(guān)系的描述圖；圖14A是示出當后斜面沒有設(shè)置在光導(dǎo)元件上時所得到的內(nèi)斜面 的照亮狀態(tài)的描述圖，而圖14B是示出當后斜面設(shè)置在光導(dǎo)元件上時 所得到的內(nèi)斜面的照亮狀態(tài)的描述圖；以及
圖15是當將UV放射檢測元件用作主檢測光接收元件時所得到的 火焰檢測器的分解透視圖。
具體實施例方式
(火焰檢測器的整體構(gòu)造) 將參考圖1至圖14B描述本發(fā)明的實施例的火焰檢測器10。圖1 是火焰檢測器10的透視圖，而圖2是其分解透視圖。
通常，火焰檢測器10固定地安裝成其后側(cè)向上，并且同時其前側(cè) 保持朝向下，用于檢測在其前側(cè)前方的區(qū)域中(即，在安裝狀態(tài)下所 得到的下面的區(qū)域)的火焰。這種火焰檢測器IO連接到未示出的接收 器，該接收器集中地處理設(shè)置在要受到監(jiān)測的區(qū)域之上的多個火焰檢 測器。在火焰的檢測時候，火焰檢測器將檢測信號發(fā)送到接收器。
在下面的描述中，出于方便的原因，如下定義火焰檢測器IO的各 方向。具體地，將火焰檢測器10的從前側(cè)到后側(cè)的方向認為是X軸方 向?；鹧鏅z測器10具有兩個主檢測光接收元件50和50，并且將該主 檢測光接收元件設(shè)置同時排列在與X軸方向正交的給定方向上。在下 面的描述中，將主檢測光接收元件50和50沿其設(shè)置的方向認為是Y 軸方向。此外，將與X軸方向和Y軸方向二者正交的方向認為是Z軸 方向(見圖1)。偶爾，將在火焰檢測器IO前部之前的區(qū)域稱為"前 側(cè)"，而將其后表面?zhèn)确Q為"后側(cè)"。
火焰檢測器10具有殼體20;電路板30，其設(shè)置在殼體20中并且 其中制作了用于檢測火焰的電路；主光源ll，其連接到電路板30;光 發(fā)射部分410，其從殼體20的前部發(fā)射光；光導(dǎo)元件40，其由半透明 材料制成，用于借助于內(nèi)部傳播將來自主光源11的光引導(dǎo)至光發(fā)射部
12分410;主檢測光接收元件50，其通過形成在殼體20的前側(cè)中的開口 214接收源自火焰的特定波長的光；半透明蓋12，其插入在開口 214
與主檢測光接收元件50之間，并且允許來自外部的光的傳輸；測試光
源13，其在半透明蓋12上射出測試光；測試光接收元件14，其接收 穿過半透明蓋12的測試光；元件支撐件60，其將主檢測光接收元件 50的方位固定到電路板30上；以及引導(dǎo)支撐件70，其相對于電路板 30固定光導(dǎo)元件40。
(殼體)
殼體20具有位于最接近前側(cè)的蓋元件210;存儲并且保持電路板 30等的主體元件220;以及其后表面?zhèn)裙潭ǖ桨惭b位置的基體元件230。 所有的元件都是由白樹脂制成的。
基體元件230形成為以X軸方向為中心的圓盤狀。該基體元件的 后表面?zhèn)裙潭ǖ匕惭b在安裝位置處，同時朝向上。布線設(shè)置在后表面 側(cè)上，從而將基體元件230連接到接收器。
主體元件220采用大致以X軸方向為中心的回轉(zhuǎn)體形狀；即，其 外徑略微小于基體元件230的外徑的封閉端圓柱元件的形狀。主體元 件220連接成以便配合到基體元件230中，同時主體元件的底板的后 表面?zhèn)扰c基體元件230相對。多個未示出的連接端子設(shè)置在主體元件 220的底板的后表面?zhèn)壬?，并且各連接端子的末端制成鉤狀。具體地， 每個連接端子都具有利用與設(shè)置在基體元件230上的接合凹槽相結(jié)合 的鉤狀部分，將主體元件220固定到基體元件230的功能。各個連接 端子都利用布線連接到電路板30上，并且可以從基體元件230接收電 源，并且利用與基體元件230的結(jié)合與接收器互換信號。
蓋元件210是大致以X軸方向為中心的回轉(zhuǎn)體并且由圓柱部分 211構(gòu)成，截錐部分212連續(xù)地連接到圓柱部分211的前側(cè)端，并且前 端面部分213連續(xù)地連接到截錐部分的前側(cè)端。這些部分一體地模制。圓柱部分211的外徑設(shè)定為等于基體元件230的外徑，并且圓柱 部分211的后側(cè)端較寬地開口。主體元件220配合到開口的端部中， 以由此利用螺合連接。
具有橢圓形狀的大的開口 214(由于半圓弧的各個端利用直線連接 在一起而限定的形狀)形成在前端部分213的中心處，并且橢圓形開 口的縱向與Y軸方向?qū)R。圓形的、黑色的監(jiān)測區(qū)域確認標記215設(shè) 置成以便包圍開口 214。主檢測光接收元件50設(shè)置在開口 214的中心 處以及在監(jiān)測區(qū)域確認標記215中的深背側(cè)上。通過直線的延伸所限 定的范圍的內(nèi)部用作視場角；也就是，主檢測光接收元件50的監(jiān)測區(qū) 域；所述直線將主檢測光接收元件50的外周連接到沿監(jiān)測區(qū)域確認標 記215的內(nèi)緣存在的各個區(qū)域上。圖3A示出了當從火焰檢測器10的 前部觀看時的主檢測光接收元件50與監(jiān)測區(qū)域確認標記215之間的位 置關(guān)系。圖3B是示出了當從在Y軸方向上稍微偏置的監(jiān)測區(qū)域中的位 置處的前方觀看時，主檢測光接收元件50與監(jiān)測區(qū)域確認標記215之 間的關(guān)系。圖3C示出了當從移位在Y軸方向上的監(jiān)測區(qū)域外部的位置 處的前方觀看時，主檢測光接收元件50與監(jiān)測區(qū)域確認標記215之間 的關(guān)系。如圖所示，由于觀看位置變?yōu)閺谋O(jiān)測區(qū)域的中心移位，因此 將在后面描述的在監(jiān)測區(qū)域確認標記215的內(nèi)緣與主檢測光接收元件 50的元件支撐件60的中心之間的空間逐漸變小。當觀看區(qū)域移位至監(jiān) 測區(qū)域的外部時，所述空間完全消失。具體地，當火焰檢測器10設(shè)置 在天花板等上時，基于是否存在由監(jiān)測區(qū)域確認標記215生成的空間， 能夠檢驗用戶的位置是否位于監(jiān)測區(qū)域。本實施例示出了其中用戶的 位置在Y軸方向上移位的實例。然而，其也可以應(yīng)用到其中用戶的位 置在Z軸方向或者由Y軸和Z軸方向組成的復(fù)合方向上移位的情形。
用于存儲火焰檢測器10的主要結(jié)構(gòu)的存儲空間形成在蓋元件210 和主體元件220之間。如圖2所示，在存儲空間中，電路板30、板蓋 33、元件支撐件60、主檢測光接收元件50、半透明蓋12、引導(dǎo)支撐件70以及光導(dǎo)元件40依序安裝在主體元件220的底部的前側(cè)上。
(主檢測光接收元件) 紅外傳感器(例如，壓電元件)用于主檢測光接收元件50。從由 于燃燒引起的火焰所發(fā)射的紅外輻射，顯示出由于所謂的C02諧振輻 射現(xiàn)象在4.4[y m]紅外線范圍的波長處出現(xiàn)的急劇上升的峰值的特性。 通過是否能夠利用兩個主檢測光接收元件檢測到4.4[u m]的峰值來檢 測火焰；SP，由裝配有用于允許4.4["m]波長的光的傳播的濾光器的 紅外傳感器構(gòu)成的主檢測光接收元件50，以及由裝配有用于允許具有 高于或者低于4.4[um]的波長(例如，4.0或者5.0[um]的波長)的光 的傳播的濾光器的紅外傳感器構(gòu)成的主檢測光接收元件50。在每個主 檢測光接收元件50和50中，元件的引線通過焊料固定到電路板30。 此外，兩個主檢測光接收元件50和50由元件支撐件60支撐，同時其 檢測板朝向前側(cè)，該元件支撐件60將在后面描述并且沿Y軸方向彼此 接近且并排的設(shè)置。相應(yīng)地，前述的蓋元件210的前開口 214也形成 為橢圓形狀，該橢圓形狀沿Y軸方向延伸并且可以同時包圍兩個彼此 并排緊靠設(shè)置的圓。
每個主檢測光接收元件50都具有未示出的、內(nèi)置的設(shè)置在傳感器 中的熱發(fā)射元件，熱發(fā)射元件也連接到電路板30。光發(fā)射元件傾向于 用于自測試主檢測光接收元件50。電路板30執(zhí)行用于實施自檢測的控 制操作。當電路板30已經(jīng)從接收器接收到診斷性能指令的時候，或者 內(nèi)置計時器周期性地檢測診斷定時的時候，電路板將能量應(yīng)用于加熱 元件，由此加熱該加熱元件。源自加熱元件的紅外輻射由主檢測光接 收元件50檢測。根據(jù)是否從主檢測光接收元件50獲得紅外輻射檢測 信號的預(yù)定亮度，電路板30執(zhí)行關(guān)于元件是否處于正常操作的診斷。 當確定元件的診斷結(jié)果為異常時，將主檢測光接收元件50中的異常發(fā) 送到接收器。具體地，火焰檢測器10能夠利用電路板30和加熱元件 來執(zhí)行主檢測光接收元件50的自診斷功能。
15(半透明蓋)
半透明蓋12是放置在兩個主檢測光接收元件50和50的前面、并且由允許紅外光透射的透明剛玉玻璃制成的矩形平板。該半透明蓋12傾向于以防止各個主檢測光接收元件50和50的光接收板或者濾光片直接暴露到外部的方式而用于保護目的，以由此對手的觸摸、污點或者破裂敏感。
(元件支撐件)
圖4是示出了存儲在殼體20中的火焰檢測單元100的分解透視圖；圖5是僅僅示出存儲在殼體20中的結(jié)構(gòu)的透視圖；圖6是圖5中所示的結(jié)構(gòu)的平面圖；圖7是沿圖6中的線U-U截取的剖視圖；圖8是沿圖6中的線V-V截取的剖視圖；而圖9是沿圖6中的線W-W截取的剖視圖。
如圖4至圖9所示，元件支撐件60具有當從其前方觀看時在Y軸方向上延伸的大致橢圓的基架61;以及沿X軸方向從基架61的后面向下延伸的四個立柱62 (在附圖中省略了其中的一個或兩個)。元件支撐件60由黑樹脂一體地形成。
四個立柱62設(shè)置在基架61的各四個拐角處。在直徑方面小于立柱62的凸起62a進一步從各立柱62的前端面延伸。用于容納各凸起62a的孔31形成在電路板30中。
基架61沿Y-Z平面放置，并且在基架的中心形成凹口。兩個元件安放凹槽63和63沿Y軸方向形成在凹口的中心。每個元件安放凹槽63和63的前側(cè)都開口，并且形成為允許裝配與元件的形狀相對應(yīng)的圓柱體的形狀。允許主檢測光接收元件50的引線穿過的四個穿孔形成在每個元件安放凹槽的底部。通過元件安放凹槽63，主檢測光接收元件50固定在適于檢測火焰的方向上，并且朝向前側(cè)。當從其前方觀看時采用矩形框的形狀的半透明蓋保持部分64設(shè)置
在各元件安放凹槽63和63的前面且在基架61的中心凹口內(nèi)，并且從后面接觸半透明蓋12并且采用長橢圓凸起形狀的后支撐部分64a設(shè)置在保持部分64a的內(nèi)部。將半透明蓋12保持同時配合到半透明蓋保持部分64，并且通過后支撐部分64a從后面推壓并支撐半透明蓋12。如將在后面描述的，元件支撐件60可以利用裝配結(jié)構(gòu)連接到引導(dǎo)支撐件70。在連接的時候，由前支撐部分(未示出)推壓并支撐半透明蓋12的前側(cè)，該前支撐部分設(shè)置在引導(dǎo)支撐件70上并且在尺寸與形狀方面與后支撐部分64a相同。半透明蓋12由此保持在所有方向上，而沒有咔嗒聲的產(chǎn)生。
如圖7所示，用于保持測試光源13的光源保持部分65形成在靠近每個元件安放凹槽63和63的基架61的后面上。光源保持部分65緊靠電路板30而開口并且定向在傾斜方向上。定位在電路板30的前側(cè)上的測試光源13插入到光源保持部分65的開口中，同時其引線彎曲；而且在裝配到光源保持部分的內(nèi)部的同時被保持并保持在固定的方向上。光源保持部分65具有從其開口到在與半透明蓋12的內(nèi)側(cè)(后表面?zhèn)?相對應(yīng)的元件安放凹槽63和63上面的空間的穿孔；并且使得能夠根據(jù)測試光源13的保持角度使光穿過半透明蓋12，以由此在向前的方向上發(fā)射光。將在下面詳細描述光源保持部分65保持測試光源13的角度。
如圖8所示，朝著電路板30向下延伸并且連接到電路板30的兩個連接臂66和66形成在具有各元件安放凹槽63和63插入在其間的基架61的后面上的對角線位置處。連接臂66和66是沿著X軸延伸的板狀元件。在相對的方向上伸出的接合凸起66a和66a形成在各連接臂的前端處。同時，穿過板表面的狹長狀的接合孔32和32形成在電路板30中，從而使得各個連接臂66和66的前端能夠插入。具體地，當元件支撐件60連接到電路板的時候，連接臂66和66的前端插入到各個接合孔32和32中。此時，各連接臂66和66在與接合凸起66a和
1766a的伸出方向相反的方向上偏轉(zhuǎn)。當接合凸起66a和66a靠近電路板30的后表面?zhèn)鹊臅r候，連接臂66和66由于他們的彈性而回復(fù)到其原始形狀。接合凸起66a和66a由此緊固到各個接合孔32和32的邊緣。由于此時接合凸起66a和66a在相反的方向山伸出，所以彈性力作用在接合凸起上，以便彼此保持。因此，防止連接臂被移除，除非在退回方向上故意地觸動該接合凸起66a。此外，前述各立柱62的各端面都保持鄰接在電路板30的前側(cè)上，因此防止了元件支撐件60的咔嗒響。
如圖7所示，在一個位置處的兩個連接臂67和在另一個位置處的一個連接臂67形成在沿著具有各元件安放凹槽63和63插入在其間的基架61的前側(cè)的側(cè)邊緣的對角線位置處，其中每個連接臂67都連接到朝前方直立的引導(dǎo)支撐件70上。每個連接臂67都是沿X軸方向延伸的板狀元件，并且在彼此相對的方向上伸出的接合凸起67a形成在連
接臂的各自的前端處。同時，穿過引導(dǎo)支撐件的平坦表面的狹長狀的接合孔714形成在引導(dǎo)支撐件70上的三個相應(yīng)位置處，從而使得各連接臂67的前端結(jié)合。當元件支撐件60和引導(dǎo)支撐件70連接在一起時，連接臂67的前端從引導(dǎo)支撐件70的后面插入到各接合孔714中。此時，各連接臂67在與接合凸起67a的伸出方向相反的方向上偏轉(zhuǎn)。當接合凸起67a已經(jīng)到達了引導(dǎo)支撐件70的前側(cè)時，連接臂67由于其彈力而回復(fù)到其原始狀態(tài)。接合凸起67a由此緊固到各接合孔714的邊緣。由于接合凸起67a此時在相反的方向上伸出，所以彈性力作用在接合凸起上以便彼此保持。因此，防止連接臂被移除，除非在退回方向上故意地觸動該接合凸起67a。此外，元件支撐件60的基架61的上表面和引導(dǎo)支撐件70的后表面保持彼此緊密接觸，因此防止了元件支撐件60和70的咔嗒響。
(主光源)
主光源11是固定地安裝在電路板30上以便在向前的方向上發(fā)射光的LED，并且其數(shù)目設(shè)置為2個。該主光源ll用于各種應(yīng)用。例如，光源在普通時刻熄滅，而當檢測到火焰時點亮，以由此對環(huán)境發(fā)送警告。當多個火焰檢測器IO連接到接收器上并且當存在打算給檢測器之一的響應(yīng)請求時，利用將火焰檢測器IO切換到閃爍狀態(tài)而做出響應(yīng)，該火焰檢測器IO是響應(yīng)的目標。
(光導(dǎo)元件)
圖10是示出了整個光導(dǎo)元件40的透視圖；圖11是光導(dǎo)元件40的前視圖；而圖12是光導(dǎo)元件40的局部放大圖。
光導(dǎo)元件40利用將在下面描述的引導(dǎo)支撐件70固定地保持在殼體20中。因此，將在下面描述的光導(dǎo)元件40的各部分之間的相對位置關(guān)系，以及除了光導(dǎo)元件40之外的結(jié)構(gòu)，是基于光導(dǎo)元件40通過引導(dǎo)支撐件70緊固到固定位置為前提的。
光導(dǎo)元件40具有當從前方觀看時采用大致環(huán)狀長橢圓形的光發(fā)射部分410，該光發(fā)射部分410具有第一內(nèi)斜面411和第二內(nèi)斜面412，該第一內(nèi)斜面411和第二內(nèi)斜面412用作用于從殼體20的前方發(fā)射光的發(fā)光板；兩個從光發(fā)射部分410向外延伸第一光導(dǎo)部分420;兩個第二光導(dǎo)部分430，其沿X軸方向從各第一光導(dǎo)部分420朝著電路板30向下垂直延伸；以及第三光導(dǎo)元件440,用于將從測試光源13射出的測試光引導(dǎo)至測試光接收元件14。這些部分由半透明樹脂一體地模制。具體地，光導(dǎo)元件40實現(xiàn)光的內(nèi)部傳播。
使得當從前方觀看時所獲得的光發(fā)射部分410的形狀是類似于殼體20的蓋元件211的開口 214的形狀的長橢圓形。光發(fā)射部分410的第一內(nèi)斜面411和第二內(nèi)斜面412通過開口 214設(shè)置成面向外部。
使得兩個第一光導(dǎo)部分420位于長橢圓形的光發(fā)射部分410的外圓周表面(外緣)上的對角線位置處，以便伸出到外部。各第一光導(dǎo)部分420的后表面和光發(fā)射部分410的后表面沿Y-Z平面連續(xù)彼此齊平。使得由大量條紋(streaky)凸起構(gòu)成的微小結(jié)構(gòu)部分(圖10中的虛線所示)在光發(fā)射部分410和第一光導(dǎo)部分420的大致所有后表面 之上。微小結(jié)構(gòu)部分利用不規(guī)則(的表面)顯示出使光朝著后表面?zhèn)?傳播而反射的作用，以由此從用作前側(cè)光發(fā)射表面的第一和第二內(nèi)斜 面411和422發(fā)射光。
各個第一光導(dǎo)部分420中的每個都形成為在X軸方向上具有一致 的厚度的板狀。柱狀的第二光導(dǎo)部分430形成在各個第一光導(dǎo)部分的 后表面?zhèn)鹊拿總€上，以便沿著X軸方向向下延伸。
每個第二光導(dǎo)部分430的后表面?zhèn)壬系亩嗣媸茄豗-Z平面延伸的 平滑表面。如圖9所示，第二光導(dǎo)部分定位成相對并且緊鄰安裝在電 路板30的前表面上的各個主光源11。端面用作用于從主光源11射出 的光的入射面。
如圖12所示，采用V形橫截面輪廓的凹口 421形成在每個第一光 導(dǎo)部分420上的第一光導(dǎo)部分面向第二光導(dǎo)部分430的前側(cè)端的位置 處。凹口 421的張開角(內(nèi)部角)設(shè)定為92° ，并且通過該凹口 421 制成了相對于X軸方向形成46。的傾斜的兩個彼此相對的平面。利用 這兩個彼此相對的平面，穿過第二光導(dǎo)部分430的內(nèi)部傳播的光可以 在該第二光導(dǎo)部分430的兩側(cè)上在大致平行于第一光導(dǎo)部分420的各 個平面的方向上被反射。
將凹口421的張開角(內(nèi)部角)如上所述設(shè)定為92。，并且使得 兩個平面關(guān)于沿著第二光導(dǎo)部分430延伸的方向?qū)ΨQ。反射光在與第 一光導(dǎo)部分420的平面相比略微更靠近后表面的方向上被反射。前述 的微小結(jié)構(gòu)部分形成在第一光導(dǎo)部分420的后表面上和光發(fā)射部分410 的后表面上。因此，在從第二光導(dǎo)部分430傳播到第一光導(dǎo)部分420 和光發(fā)射部分410的過程中，光朝著前側(cè)被有效地反射，從而可以完 全地，有效地照亮第一和第二內(nèi)斜面411和412?？紤]到第一和第二內(nèi) 斜面的有效照亮之間的交替換位以及光傳輸?shù)诫x第二光導(dǎo)部分430更遠的位置，凹口 421的張開角優(yōu)選為92° ，但也可以是從卯。至95° 的范圍。
當從前方觀看時，每個第一光導(dǎo)部分420都具有兩個反射面422 和423，該反射面422和423平行于X軸方向并且反射由凹口 421在 兩個方向上所反射的光束，以便沿著光發(fā)射部分410的長橢圓形的正 切方向傳播。利用反射面422和423，當從前面觀看時，反射光沿著光 發(fā)射部分410的長橢圓形傳播，以由此到達更遠的位置，以便能夠有 效地照亮整個光發(fā)射部分410。
所有第一光導(dǎo)部分420和第二光導(dǎo)部分430都設(shè)置成用殼體20的 蓋元件210覆蓋，并且開口 214從外部也是可見的。根據(jù)用于將第一 光導(dǎo)部分420連接到第二光導(dǎo)部分430的結(jié)構(gòu)，光有時穿過第二光導(dǎo) 部分430直線地傳播，以由此完整地穿過第一光導(dǎo)部分420。然而，由 于第一光導(dǎo)部分420和第二光導(dǎo)部分430用蓋元件210覆蓋，所以可 以避免從外部觀看到的不均勻的照亮，諸如否則將由傳輸?shù)墓庖鸬?光導(dǎo)元件40的局部集中照亮。
光發(fā)射部分410是諸如長橢圓形的大致環(huán)形，其中心較寬地開口， 并且通過切除部分環(huán)形而得到橫截面輪廓是在其向前的方向上具有凸 面的鐘形。在光發(fā)射部分410中，與鐘形的頂部相對應(yīng)的區(qū)域413沿 著長橢圓連續(xù)地延伸。使得第一內(nèi)斜面411在所述頂部的周邊上方并 且剛剛在頂部413的內(nèi)側(cè)，并且使得第二內(nèi)斜面在所述頂部的周邊上 方并且在第一內(nèi)斜面411的內(nèi)側(cè)。此外，使得外斜面414在頂部413 的周邊以及外部。
光導(dǎo)元件40的頂部413與殼體20的蓋元件210的開口 214的內(nèi) 緣的頂部的尺寸相同。光導(dǎo)元件40以頂部413匹配開口 214的方式設(shè) 置。因此，只有第一內(nèi)斜面411和第二內(nèi)斜面412通過開口 214是可 見的，而外斜面414是不可見的。
21第一內(nèi)斜面411傾斜以便具有朝著主檢測光接收元件50和50的
下降趨勢。由于使得該下降趨勢在第一內(nèi)斜面的周邊上方，所以整個
第一內(nèi)斜面411采用長橢圓圓錐形。位于第一內(nèi)斜面411內(nèi)側(cè)的第二 內(nèi)斜面412同樣采用圓錐形。如圖8所示，第二內(nèi)斜面412的下降趨 勢比第一內(nèi)斜面4U的下降趨勢更急劇。
具體地，第一內(nèi)斜面411設(shè)置成限制位于內(nèi)部中心位置處的各主 檢測光接收元件50的視場角。用于火焰檢測器10的每個主檢測光接 收元件50的視場角優(yōu)選以這種方式設(shè)定，即，相對于視場角的中心線 的方向(主檢測光發(fā)射元件沿X軸方向設(shè)置)傾斜的角度在各個方向 上都采用50°的值。簡言之，只要傾斜角落在視場角的范圍內(nèi)，就可 以在每個方向上保持輻射檢測的大致相等的精度。出于此原因，第一 內(nèi)斜面411以這樣的方式設(shè)定，即，傾斜角在斜面的周邊上采用相對 于X軸方向5(T的值。第一斜面411以這樣的方式定位地設(shè)置，艮卩， 當其頂角關(guān)于中心線成50°而得到的圓錐定位成相對于每個主檢測光 接收元件50和50顛倒、并且當每個圓錐的頂點靠近每個主檢測光接 收元件50和50的位置時，第一內(nèi)斜面411使得一表面與每個圓錐表 面接觸。因此，第一內(nèi)斜面411實現(xiàn)限制各主檢測光接收元件50和50 的視場角的功能。
同時，由于第二內(nèi)斜面412比第一內(nèi)斜面411更陡，所以第二內(nèi) 斜面412落在各主檢測光接收元件50和50的視場角的范圍之外。第 二內(nèi)斜面412的整個圓周的一部分用作用于來自測試光源13的測試光 的入射部分416。通過元件支撐件60將測試光源13的方向以這樣的方 式保持，即，將測試光朝著用做第二內(nèi)斜面412上的預(yù)定位置的入射 部分416發(fā)射。同時，第二內(nèi)斜面412的傾斜角一致地設(shè)定為與入射 部分416的傾斜角相同。將入射部分416的傾斜角設(shè)定為這樣一個角 度，S卩，以該角度來自測試光源13的測試光不經(jīng)受反射，并且以該傾 斜角來自相對于Z軸方向傾斜的測試光源13的測試光的光軸的方向變成與利用入射部分416的折射作用的Z軸方向平行。
只有入射部分416可以被給予滿足上述要求的傾斜角，并且除了 入射部分416之外的整個第二內(nèi)斜面412還可以設(shè)定為另一個傾斜角。 在這種情況下，在入射部分416與其他區(qū)域之間的邊界處的內(nèi)斜面中 出現(xiàn)凹部。該凹部可能引起污點的積累并且使得難以清洗污點。出于 此原因，將第二內(nèi)斜面412的周邊設(shè)定為等于入射部分416的傾斜角， 以便防止凹部的出現(xiàn)。
對第一和第二內(nèi)斜面411和412進行紋理化，作為用于防止在表 面上出現(xiàn)反射的處理。如所提及的，第一內(nèi)斜面411具有用于限制各 主檢測光接收元件50的視場角的功能。執(zhí)行該對于視場角的限制用于 限制一范圍，在該范圍內(nèi)主檢測光接收元件50可以保持在其前側(cè)的在 繞著光軸的每個方向上的預(yù)定的檢測精度。如果第一和第二內(nèi)斜面411 和412可能引起反射，那么從這些內(nèi)斜面411和412反射的光也進入 光接收平面，這引起了從一個方向到另一個方向的檢測精度變化。因 此，對第一和第二內(nèi)斜面411和412進行紋理化，從而抑制了在每個 方向上實現(xiàn)的檢測精度的變化的產(chǎn)生。
只有用于測試光的入射部分416沒有經(jīng)受紋理化，并且保持透明 狀態(tài)，從而確保了用于測試的檢測精度。
如上所述，以頂部413與蓋元件210的開口 214的內(nèi)緣一致的方 式設(shè)置光發(fā)射部分410，因此只有第一和第二內(nèi)斜面411和412通過該 開口 214將光發(fā)射到外部。
因此，當將環(huán)形的第一和第二內(nèi)斜面411和412被照亮的情況與 外斜面414被照亮的情況相比，如圖13所示，如斜線B1和B2所示的 在一側(cè)上的外斜面414是不可見的區(qū)域出現(xiàn)在主檢測光接收元件50的 視場角范圍S內(nèi)。在區(qū)域B1和B2之間的重疊區(qū)域中，在兩側(cè)上的外
23斜面414都變得不可見。
然而，由于在火焰檢測器10中，當?shù)谝缓偷诙?nèi)斜面411和412 被照亮的時候，這種無效空間(dead space)不會出現(xiàn)在視場角的范圍 S內(nèi)。
具體地，對于在火焰檢測器IO的監(jiān)測范圍內(nèi)的人來說，能夠更可 靠的確保顯示光，以由此能夠提高可視性。
此外，可以確保除監(jiān)測區(qū)域(圖13中的S)以外的區(qū)域(圖13 中的S'和S')的可視性，并且可以從主檢測光接收元件的大致各個方 向觀看到照亮的狀態(tài)。
偶爾地，光導(dǎo)元件40通過將透明樹脂倒入模具而一體地形成。在 這種情況下，由于光導(dǎo)元件的各部分的厚度減小，所以通常更容易形 成光導(dǎo)元件。從模制的優(yōu)點的觀點來看，優(yōu)選通過在光發(fā)射部分410 的頂部413的外側(cè)設(shè)置有階梯414X而實現(xiàn)薄板結(jié)構(gòu)，如圖14A所示。 然而，在那種情況下，當從各個內(nèi)斜面411和412觀察到照亮的狀態(tài) 時，階梯414X阻礙了源自設(shè)置了微小結(jié)構(gòu)部分的后表面?zhèn)鹊纳⑸涔猓?因此該阻礙了來自后面的光的階梯使亮度變暗(由圖14A所示的附圖 標記d所表示的區(qū)域)。
同時，當外斜面414設(shè)置在光發(fā)射部分410的頂部413的外部時， 如圖14B所示，沒有阻礙源自設(shè)置了微小結(jié)構(gòu)部分的后表面?zhèn)鹊纳⑸?光，因此可以確保更優(yōu)的照明狀態(tài)。
如圖14B所示，當外斜面414設(shè)置在光發(fā)射部分410的外圓周側(cè) 上時，有時可以根據(jù)視角通過內(nèi)斜面411和412清楚的看見光發(fā)射部 分410的外部區(qū)域上的側(cè)端面415。出于此原因，由條紋凸起制成的微 小結(jié)構(gòu)部分形成在光發(fā)射部分410的外部區(qū)域側(cè)端面上(以及除了第一光導(dǎo)部分420的反射平面422和423之外的側(cè)端面)，如在后部的 情形中一樣。結(jié)果，即使當通過內(nèi)斜面411和412清楚地看見側(cè)端面 415的時候，也能夠如在后表面的情況產(chǎn)生散射光，因此由圖14A的 附圖標記"e"表示的區(qū)域不會變得比后表面暗。
在圖10中，設(shè)置在光發(fā)射部分410的側(cè)端面415上的附圖標記45 表示當光導(dǎo)元件40連接到將在后面描述的引導(dǎo)支撐件70上的時候， 將要與設(shè)置在引導(dǎo)支撐件70上的凹槽接合的接合凸起。
第三光導(dǎo)部分440是用于將從測試光入射部分416進入的測試光 引導(dǎo)至電路板30上的測試光接收元件14。該第三光導(dǎo)部分具有第一傳 播部分441,該第一傳播部分441設(shè)置在光沿著Z軸方向從入射部分 416拋射的位置并且沿著Z軸方向從光發(fā)射部分410向外延伸；反射平 面442，用于將以Z軸方向穿過第一傳播部分441的內(nèi)部而的光朝著X 軸方向反射；以及第二傳播部分443，沿X軸方向從反射平面442朝 著電路板30延伸。
第一傳播部分441是具有正方形橫截面輪廓并且沿著Z軸方向延 伸的柱形元件，而第二傳播部分443是具有正方形橫截面輪廓并且沿 著X軸方向延伸的柱形元件。反射平面442位于第一傳播部分441與 第二傳播部分443之間的相交面處，并且是由通過相對于Y軸方向使 得Y-Z平面以45。角傾斜而得到的平滑平面構(gòu)成的。
此外，第二傳播部分443的后側(cè)端面定位地設(shè)置以便正視電路板 上的測試光接收元件14，并且延伸以便靠近電路板30。使得第二傳播 部分443的延伸的前端在與測試光接收元件14的光軸垂直的平坦表面 內(nèi)，并且該平坦表面用作測試光出口部分444。
(測試光源和測試光接收元件) 測試光源13是LED，并且測試光接收元件14是光電二極管并且
25將從測試光源13發(fā)射的波長光作為光接收頻帶。測試光源13的引線
以及測試光接收元件14的引線直接連接到電路板30，而無需使用插孔。
由于測試光源13和測試光接收元件14設(shè)置成彼此緊鄰在電路板 30上，所以它們位于后表面?zhèn)壬隙皇前胪该魃w12上。由于第二光傳 播部分443從半透明蓋12的前側(cè)延伸到后表面?zhèn)?，所以測試光源13 和測試光接收元件14不需要具有夾在其之間的半透明蓋來定位。
(引導(dǎo)支撐件)
如圖4和圖7所示，引導(dǎo)支撐件70具有在殼體20中沿Y-Z平面 設(shè)置的大致盤形的底座71，以及從底座71的外緣朝著后表面?zhèn)戎绷⒌?圓周壁72。該圓周壁72采用圓柱形狀，并且圓周壁72的內(nèi)徑設(shè)置成 稍微大于元件支撐件60的底座61的外徑。引導(dǎo)支撐件70能夠連接到 元件支撐件60上，同時容納該元件支撐件60。
長橢圓形凹部711形成在底座71的前部中心中，并且長橢圓的開 口 712形成在凹部711的底部。開口 712與各個主檢測光接收元件50 相互聯(lián)系。
當從前方觀看時所得到的與光導(dǎo)元件40的形狀相一致的配合部分 713形成在底座711的前側(cè)。配合部分713由在底座71的前表面上直 立的凸起構(gòu)成。光導(dǎo)元件40配合到由凸起配合部分713環(huán)繞的區(qū)域， 從而可以緊固光導(dǎo)元件40。未示出的與接合凸起45接合的凹部形成在 配合部分713的內(nèi)側(cè)，從而固定光導(dǎo)元件40。此外，如圖4所示，兩 個朝著開口 712伸出的接合凸起713a形成在具有設(shè)置在其間的開口部 分712的配合部分713內(nèi)側(cè)的兩個位置中的每個位置處。利用接合凸 起防止了固定的光導(dǎo)元件40的嘎吱聲。
在光導(dǎo)元件40固定到配合部分713的狀態(tài)下，凹部711具有內(nèi)斜 面711a和711b，該內(nèi)斜面711a和711b與光導(dǎo)元件40的兩個內(nèi)斜面411和412 —起整體地構(gòu)成大致圓錐形。位于靠近主檢測光接收元件 50的內(nèi)斜面711b構(gòu)成與光導(dǎo)元件40的第一內(nèi)斜面411大致相同的圓 錐表面。此外，另一個內(nèi)斜面711a設(shè)置為具有比內(nèi)斜面711b的傾斜更 緩的傾斜，從而防止了對由光導(dǎo)元件40的第一內(nèi)斜面411和內(nèi)斜面 711b限定的視場角的干擾的發(fā)生。
將光導(dǎo)元件40的第二內(nèi)斜面412的內(nèi)緣和凹部711的內(nèi)斜面711a 的外緣設(shè)定為采用尺寸和形狀方面彼此相同的長橢圓形狀。內(nèi)斜面412 和711a彼此不同之處在于傾斜的角度。然而，由于如上所述使得內(nèi)斜 面的尺寸彼此相同，所以可以消除在內(nèi)斜面之間的階梯，從而防止了 污點的累計并且使得其容易執(zhí)行清潔。
與前述的元件支撐件60的后支撐部分64a對應(yīng)設(shè)置的前支撐部分 (附圖中省略)形成在凹部711的開口 712的右后方。元件支撐件60 和引導(dǎo)支撐件70連接到一起，從而可以通過支撐件將半透明蓋12夾 在其間。
如圖2和7所示，元件支撐件60的三個連接臂67的前端將要插 入到其中的狹長狀的接合孔714鉆孔在底座711上的對角線位置中， 同時開口 712夾在接合孔714之間。當引導(dǎo)支撐件70和元件支撐件60 連接到一起時，元件支撐件60的底座61從后面插入到引導(dǎo)支撐件70 的圓周壁部分72中，并且各連接臂67插入到相應(yīng)的接合孔714中， 并且各接合凸起67a與各接合孔714的前側(cè)接合。
光導(dǎo)元件40的兩個第二光導(dǎo)部分430將要插入到其中的兩個圓柱 結(jié)構(gòu)715、以及光導(dǎo)元件40的第二光傳播部分443將要插入到其中的 方柱結(jié)構(gòu)716設(shè)置在底座71的背面上，以便朝著電路板30延伸。
由于各第二光導(dǎo)部分430的表面和第二傳播部分443的表面(除 了端面)都用由白樹脂形成的柱結(jié)構(gòu)715和716覆蓋，并且所以，在光的傳播其間，光導(dǎo)元件40可以將從該光導(dǎo)元件40的表面?zhèn)鞑サ酵?部的光反射到內(nèi)部。
光導(dǎo)元件40的整個后表面保持與底座71的前側(cè)相接觸，并且光 導(dǎo)元件40的整個側(cè)端面是與配合部分713相接觸的。因此，從光導(dǎo)元 件40的后表面和側(cè)端面?zhèn)鞑サ焦鈱?dǎo)元件40的外部的光能夠反射到內(nèi) 部。
即使當引導(dǎo)支撐件70安裝在殼體中時，也使得光導(dǎo)元件40的外 斜面414和第一光導(dǎo)部分420的前表面采用內(nèi)部形狀，利用該內(nèi)部形 狀，殼體20的蓋元件210的內(nèi)表面接觸所述斜面和前表面。
具體地，光導(dǎo)元件40可以使得來自主光源11的光傳播到各內(nèi)斜 面411和412，而沒有光逸出到外部，從而能夠有效地照亮。
相類似地，光導(dǎo)元件40可以將來自測試光源13的光有效地傳播 至測試光接收元件14。
如圖4所示，在徑向向外的方向上的所有側(cè)邊上延伸的凸起721 (其中一個在附圖中省略)沿著圓周壁部分72的后側(cè)邊緣形成。使得 每個凸起721都設(shè)置成與在殼體20的蓋元件210的后表面?zhèn)戎械奈词?出的凹槽配合?？梢苑乐乖谒麄兊膹较蛏袭a(chǎn)生的引導(dǎo)支撐件70的咔嗒 響、與引導(dǎo)支撐件70連接的元件支撐件60的咔嗒響，以及在各主檢 測光接收元件50中的咔嗒響。
(電路板)
主光源11、測試光源13以及測試光接收元件14安裝在電路板30 的表面附近，并且主檢測光接收元件50和50通過元件支撐件安裝。
此外，用于用于使得火焰檢測器IO執(zhí)行預(yù)定操作的各種電子部件和微型計算機安裝在電路板30上。
下面將描述由電路板30執(zhí)行的主要處理。
首先，電路板30執(zhí)行火焰檢測處理。各主檢測光接收元件50通 過火焰檢測處理周期性地檢測兩種波長(例如，4.0[um]和4.4[um]) 的紅外輻射，從而確定各主檢測光接收元件50和50的檢測亮度。當 處于每個波長而獲得檢測亮度都被確定為落在火焰的燃燒所特有的預(yù) 設(shè)值的范圍內(nèi)的時候，電路板30將檢測信號輸出到接收器。當接收器 確定檢測到火焰并且當報告信號被傳送的時候，電路板30將保持在熄 滅狀態(tài)的兩個主光源11切換到照亮狀態(tài)，并且利用閃爍將火焰的發(fā)生 通知給火焰檢測器IO的環(huán)境。
電路板30還執(zhí)行用于檢測在半透明蓋12上的污點的半透明性檢 測。例如，測試光源13在整個過程中被周期性地照亮，從而確定用于 檢測測試光的測試光接收元件14的亮度是否是用于確定污點而設(shè)定的 門限水平或更大。當確定結(jié)果小于門限水平時，關(guān)于在半透明蓋12上 的污點的檢測的信號被輸出到接收器。
首先，電路板30執(zhí)行用于確定各主檢測光接收元件50和50是否 正常的自測試處理。例如，并入到各主檢測光接收元件50和50中的 加熱元件在整個處理中被周期性地加熱，從而確定各主檢測光接收元 件50的壓電元件的檢測亮度是否是用于確定異常的門限水平或者更 大。當在任意的主檢測光接收元件中發(fā)現(xiàn)小于門限水平的檢測亮度時， 關(guān)于在主檢測光接收元件中發(fā)生異常的信號被輸出到接收器。電路板 30在整個處理中用作自測試控制裝置。
(本發(fā)明實施例的工作效應(yīng)) 在由前述構(gòu)造組成的火焰檢測器10中，光導(dǎo)元件40具有長橢圓 形的光發(fā)射部分410。因此，能夠從各個方向可視地確定照亮狀態(tài)。由
29于光發(fā)射部分不需要伸出，所以可以試圖在X軸方向上使得火焰檢測 器小型化。
光導(dǎo)元件40的第一內(nèi)斜面411具有用于限制每個主檢測光接收元 件50的視場角的功能。具體地，主檢測光接收元件50的視場角是具 體的，從而可以達到各個方向的預(yù)定檢測精度。能夠避免否則將引起 從一個方向到另一個方向的精度變化的發(fā)生。
此外，光導(dǎo)元件40具有測試光入口 416和第三光導(dǎo)部分440,并 且在半透明蓋12前面接收的測試光傳播到半透明蓋12后面的位置。 因此，測試光源13和測試光接收元件14 二者都能直接安裝在電路板 30上。除去了用于放置半透明蓋12前面的二者之一的原件和結(jié)構(gòu)，以 從而使得從這個觀點的零件數(shù)目的減少。
此外，如上所述，通過一個元件，光導(dǎo)元件40實現(xiàn)了用于從各個 方向確定照亮狀態(tài)、用于限制主檢測光接收元件50的視場角、以及用 于傳播測試光的所有功能。即使從這個觀點，也實現(xiàn)了零部件數(shù)目的 有效減少。
光導(dǎo)元件40將來自光發(fā)射部分410的各內(nèi)斜面411和412的光發(fā) 射到殼體的外部。因此，在主檢測光接收元件50的視場角的范圍內(nèi)， 能夠避免當外斜面被照亮?xí)r會引起的不能夠可視地確定照亮狀態(tài)的區(qū) 域或者環(huán)形部分的范圍不可視的問題發(fā)生。在從每個位置的視場角的 范圍內(nèi)，都能夠確定環(huán)形的照亮狀態(tài)，因此能夠力圖增強可視性。
甚至還能夠從除了監(jiān)測區(qū)域(圖13中的S)之外的區(qū)域(圖13 中的S'和S')確?？梢曅裕⑶一灸軌驈囊灾鳈z測光接收元件為中 心的各個方向看到照亮的狀態(tài)。
由于外斜面414設(shè)置在將光發(fā)射到殼體的外部的第一和第二內(nèi)斜
30面411和412的外側(cè)，并且由于微小結(jié)構(gòu)設(shè)置在光導(dǎo)元件40的后表面 和側(cè)端面上，所以光導(dǎo)元件40可以均勻地保持光從各內(nèi)斜面411和412 發(fā)射的狀態(tài)，并且使得有更優(yōu)的光發(fā)射性能。此外，在光導(dǎo)元件40中，通過殼體20的蓋元件120，將在第一光 導(dǎo)部分420和第二光導(dǎo)部分430之間的連接隱藏在內(nèi)部，并且由此能 夠從外部隱藏比其它區(qū)域亮并且可能發(fā)射光的該連接。因此，整個光 發(fā)射部分420可以被均勻地照亮。由于具有V形橫截面輪廓的凹口 421形成在與第二光導(dǎo)部分430 的前側(cè)端相對的位置處，并且該凹口的張開角設(shè)定為92° ，所以光導(dǎo) 元件40使得光通過第一光導(dǎo)部分420傳播到離光發(fā)射部分410更遠的 位置。促使了將由在后表面上的微小結(jié)構(gòu)部分引起的散射光的發(fā)生， 因此，可以將內(nèi)斜面411和412均勻地照亮的更亮。在火焰檢測器10中，引導(dǎo)支撐件70保持光導(dǎo)元件40;該引導(dǎo)支 撐件70可以連接到元件支撐件60;并且元件支撐件60可以使用在電 路板30上。半透明蓋12可以固定地夾在元件支撐件60與引導(dǎo)支撐件 70之間。因此，如圖5所示，可以將光導(dǎo)元件40、引導(dǎo)支撐件70、半 透明蓋12、主檢測光接收元件50、以及元件支撐件60裝配在電路板 30上，從而構(gòu)造了火焰檢測器單元100。當火焰檢測單元100處于裝 配狀態(tài)時，主檢測光接收元件50能夠進入到與由與火焰檢測器10的 完成而實現(xiàn)的相同的光接收環(huán)境(例如，光導(dǎo)元件40限制視場角，并 且通過半透明蓋12接收外部光)。因此，在用于制造火焰檢測器10的過程中，可以在如圖5所示的 裝配狀態(tài)下執(zhí)行最后的操作測試。即使當測試結(jié)果已經(jīng)引起了復(fù)查的 必要時，也免去了對殼體30的拆卸，并且能夠加速制造過程并且提高 生產(chǎn)效率。由于各主檢測光接收元件50裝配有熱源，并且由于該主檢測光接收元件50的檢測功能能夠通過加熱熱源來測試，所以火焰檢測器10可以容易地檢測元件的異常并且可以有效地避免檢測失敗的發(fā)生。(由uv檢測元件實施的另一個例子) 火焰檢測器10的主檢測光接收元件不限制于檢測紅外輻射的元 件。例如，如圖15所示，也可以使用由UV輻射檢測元件構(gòu)成的主檢 測光接收元件50A。在那種情況下，電路板30A必須具有能夠利用由UV輻射檢測元 件構(gòu)成的主檢測光接收元件50A來檢測火焰的電路。然而，優(yōu)選使得 用于將電路板30配合并固定到殼體20中的結(jié)構(gòu)與電路板30的結(jié)構(gòu)相 同，并且優(yōu)選以與電路板30相同的方式來設(shè)置主光源11和11以及測 試光接收元件14。此外，檢測UV輻射的主檢測光接收元件50A單獨地檢測火焰， 并且在長橢圓形的管狀元件沿Y軸方向設(shè)置的同時使用。因此，僅僅 具有允許主檢測光接收元件50A從側(cè)邊插入的配合結(jié)構(gòu)的一個元件殼 體凹槽被制作成元件支撐件60A的元件殼體凹槽63A。優(yōu)選將元件支 撐件60A設(shè)計成除了用于連接元件支撐件60A的元件配合凹槽63A(立 柱62A)與電路板30A的結(jié)構(gòu)之外，在結(jié)構(gòu)和尺寸方面與元件支撐件 60相同。半透明蓋12A不是剛玉玻璃，而是優(yōu)選由容易允許UV輻射傳播 的材料制成。只要利用UV輻射來檢測火焰的火焰檢測器設(shè)置有主檢測光接收 元件50A、元件支撐件60A、電路板30A、以及半透明蓋12A，那么在 除了這些元件之外的結(jié)構(gòu)方面，可以將整個火焰檢測器制成與火焰檢 測器10相同。具體地，使得殼體20、光導(dǎo)元件40以及引導(dǎo)支撐件70火焰檢測器10中的測試光源13和測試光接收元件14也能夠以相 對的布局設(shè)置。在那種情況下，在光導(dǎo)元件40的第二光傳播部分443 的延伸的前端處，來自測試光源13的測試光進入出口部分444。光從 入射部分416射出；穿過半透明蓋12;并且由測試光接收元件14接收。在那種情況下，必須以光接收元件可以配合到元件支撐件60上的 方式來安裝測試光接收元件14，同時其引線從電路板30略微延伸。元 件支撐件60的光源保持部分65必須修改成為一構(gòu)造成允許測試光接 收元件14的配合的元件保持部分。盡管已經(jīng)參考其特定示例性實施例示出并描述了本發(fā)明，但是本 領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，在不脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神 和范圍的情況下，可以在其中做各種形式和細節(jié)上的修改。
權(quán)利要求
1.一種火焰檢測器，包括殼體，在該殼體的前側(cè)形成有開口；電路板，其設(shè)置在所述殼體中，并且具有用于檢測火焰的電路；第一光源，其安裝在所述電路板上，并且構(gòu)造成發(fā)射第一光；具有光發(fā)射部分的光導(dǎo)元件，該光導(dǎo)元件由半透明材料構(gòu)成，并且構(gòu)造成通過其內(nèi)部傳播而將所述第一光從所述第一光源引導(dǎo)至所述光發(fā)射部分，以從所述殼體前面的光發(fā)射部分發(fā)射所述第一光；第一光接收元件，其構(gòu)造成檢測第二光，該第二光具有來自所述開口的火焰所特有的預(yù)定波長；半透明蓋，其插入在所述開口與所述第一光接收元件之間；第二光源，其構(gòu)造成將第三光發(fā)射到所述半透明蓋；以及第二光接收元件，其構(gòu)造成檢測穿過所述半透明蓋的第三光，以測試所述半透明蓋的半透明度，其中所述第二光源和所述第二光接收元件安裝在所述電路板上，其中所述光發(fā)射部分形成為在所述殼體的前側(cè)包圍所述第一光接收元件的大致環(huán)形形狀，以將所述第一光接收元件的視場限制到預(yù)定范圍，并且其中所述光導(dǎo)元件具有用于所述第三光的入光口部分和出光口部分，以形成從所述第二光源穿過所述半透明蓋和所述光導(dǎo)元件到所述第二光接收元件的光路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的火焰檢測器，其中所述環(huán)形形狀的光發(fā) 射部分的整個內(nèi)周形成有朝著所述第一光接收元件傾斜的內(nèi)斜面，以 從該內(nèi)斜面發(fā)射所述第一光。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的火焰檢測器，其中所述光導(dǎo)元件設(shè)置有從所述環(huán)形形狀的光發(fā)射部分朝著其外 部延伸的第一光導(dǎo)部分，以及從所述第一光導(dǎo)部分朝著所述第一光源延伸的第二光導(dǎo)部分，并且其中在所述第一光導(dǎo)部分與所述第二光導(dǎo)部分之間的連接部分設(shè) 置為被所述殼體所隱藏。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的火焰檢測器，其中所述第一光導(dǎo)部分具有平板形狀，其中與前面相對的所述光發(fā)射部分的后面與所述第一光導(dǎo)部分的 一個面彼此齊平，所述第一光從所述前面發(fā)射，并且其中所述光發(fā)射部分的所述后面和所述第一光導(dǎo)部分的所述一個 面形成有包括多個微小凹槽或者微小凸起的微小結(jié)構(gòu)部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的火焰檢測器，其中在與所述第二光導(dǎo)部分的一端相對的位置處，所述第一光導(dǎo) 部分形成有V形凹口，該V形凹口具有兩個反射面，該兩個反射面構(gòu) 造成將沿著所述第二光導(dǎo)部分傳播的所述第一光反射至沿著所述第一 光導(dǎo)部分的平坦表面的方向，并且其中所述V形凹口的張開角大于卯。并且等于或小于95。。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的火焰檢測器，其中所述環(huán)形形狀的光 發(fā)射部分的整個外周形成有外斜面，使得所述環(huán)形形狀的光發(fā)射部分 的橫截面形成為垛形。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的火焰檢測器，其中所述環(huán)形形狀的光 發(fā)射部分的外周面形成有所述微小結(jié)構(gòu)部分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰檢測器，還包括 第一支撐件，其構(gòu)造成相對于所述電路板固定所述第一光接收元件；以及第二支撐件，其構(gòu)造成相對于所述電路板固定所述光導(dǎo)元件， 其中所述半透明蓋固定地夾在所述第一支撐件與所述第二支撐件之間，并且所述第一支撐件和所述第二支撐件相對于所述電路板固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰檢測器，其中所述第一光接收元件包括設(shè)置有熱源的紅外檢測元件， 其中所述熱源產(chǎn)生熱，以運行用于所述紅外檢測元件的檢測功能 的自測試。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種火焰檢測器。電路板設(shè)置在殼體中。第一光源發(fā)射第一光。由半透明材料制成的光導(dǎo)元件將第一光從第一光源引導(dǎo)至光導(dǎo)元件的光發(fā)射部分。第一光接收元件檢測具有火焰特有的預(yù)定波長的第二光。第二光源將第三光發(fā)射到設(shè)置在殼體的開口與第一光接收元件之間的半透明蓋。第二光接收元件檢測穿過半透明蓋的第三光，以測試半透明度。第一光源、第二光源以及第二光接收元件安裝在電路板上。光發(fā)射部分形成為在殼體的前側(cè)處包圍第一光接收元件的大致環(huán)形形狀，以將第一光接收元件的視場限制到預(yù)定范圍。并且光導(dǎo)元件具有用于第三光的入光口部分和出光口部分，以形成從第二光源穿過半透明蓋和光導(dǎo)元件到第二光接收元件的光路。
文檔編號G08B17/12GK101676964SQ20091017790
公開日2010年3月24日 申請日期2009年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者工藤彰久, 桜井和羲, 片桐正浩, 秋山信幸, 金子宏 申請人:尼塔恩株式會社