(57)【要約】【課題】安価な２値出力タイプの粒子センサを採用しながらも、浮遊粒子量判定を、検出遅れを生じさせることなく迅速に行う。【解決手段】発光素子から照射した光を受光素子で受光する際、光路内に介在する空気中の浮遊粒子による散乱光の影響に基づいて変化する受光量に応じた出力をする粒子検出手段３〜７と、粒子検出手段３〜７からの出力を予め設定した閾値と比較することにより、ハイ又はローのいずれであるのかを判定する信号判定手段５と、信号判定手段５での判定結果を、時間を遅延させて所定の検出時間単位でそれぞれ記憶する記憶手段１３と、記憶手段１３に記憶される、各検出時間単位での判定結果に基づいてハイ又はローの出力時間比を順次演算する演算手段１０と、演算手段１０で順次演算される出力時間比に基づいて浮遊粒子量を判定する粒子量判定手段１０とを備える。【選択図】図１
2007086064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から照射した光を受光素子で受光する際、光路内に介在する空気中の浮遊粒子による散乱光の影響に基づいて変化する受光量に応じた出力をする粒子検出手段と、
前記粒子検出手段からの出力を予め設定した閾値と比較することにより、ハイ又はローのいずれであるのかを判定する信号判定手段と、
前記信号判定手段での判定結果を、時間を遅延させて所定の検出時間単位でそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される、各検出時間単位での判定結果に基づいてハイ又はローの出力時間比を順次演算する演算手段と、
前記演算手段で順次演算される出力時間比に基づいて浮遊粒子量を判定する粒子量判定手段と、
を備えたことを特徴とする粒子検出装置。
【請求項２】
前記信号判定手段での判定結果が、連続してハイ又はローとなる場合、その累積時間が予め設定した基準時間を超えることにより、前記粒子検出手段が故障であると判断する故障検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の粒子検出装置。
【請求項３】
発光素子から照射した光を受光素子で受光する際、光路内に介在する空気中の浮遊粒子による散乱光の影響に基づいて変化する受光量に応じた出力をする粒子検出手段と、
前記粒子検出手段からの出力が、ハイ又はローのいずれであるのかを、所定の取込間隔で判定する信号判定手段と、
前記信号判定手段での判定結果を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された判定結果に基づいて、連続してハイ又はローとなる累積回数を計数する演算手段と、
前記演算手段で計数された累積回数に基づいて浮遊粒子量を判定する粒子量判定手段と、
を備えたことを特徴とする粒子検出装置。
【請求項４】
前記演算手段で演算された累積回数が予め設定した基準回数を超えることにより、前記粒子検出手段が故障であると判断する故障検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の粒子検出装置。
【請求項５】
前記信号変換手段での判定結果に基づいて、浮遊粒子が大粒子であるか、あるいは、小粒子であるかを判別可能な粒子径判別手段をさらに備え、
前記演算手段は、前記粒子径判別手段により、小粒子であると判別された場合、前記検出時間に於けるハイ又はローの出力時間比を演算し、大粒子であると判別された場合、連続してハイ又はローとなる累積回数を計数することを特徴とする請求項１又は３に記載の粒子検出装置。
【請求項６】
前記演算手段は、前記検出時間を前記信号判定手段の数で等分して遅延時間とし、前記信号変換手段から出力されるパルス信号が、ハイ又はローのいずれであるのかを判定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の粒子検出装置。
【請求項７】
発光素子から照射した光を受光素子で受光する際、光路内に介在する空気中の浮遊粒子による散乱光の影響に基づいて変化する受光量に応じた出力を、予め設定した閾値と比較することにより、ハイ又はローのいずれであるのかを判定し、
判定結果を、時間を遅延させて所定の検出時間単位でそれぞれ記憶し、
各検出時間単位での判定結果に基づいてハイ又はローの出力時間比を順次演算し、
順次演算される出力時間比に基づいて浮遊粒子量を判定することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項８】
発光素子から照射した光を受光素子で受光する際、光路内に介在する空気中の浮遊粒子による散乱光の影響に基づいて変化する受光量に応じた出力を、予め設定した閾値と比較することにより、ハイ又はローのいずれであるのかを判定し、
判定結果を記憶し、
記憶された判定結果に基づいて、前記検出時間に於けるハイ又はローの連続出力回数を演算し、
演算された連続出力回数に基づいて浮遊粒子量を判定することを特徴とする粒子検出方法。
【請求項９】
前記判定結果に基づいて、浮遊粒子が大粒子であるか、あるいは、小粒子であるかを判別し、
小粒子であると判別された場合、前記検出時間に於けるハイ又はローの出力時間比を演算し、大粒子であると判別された場合、前記検出時間に於けるハイ又はローの連続出力回数を計数することを特徴とする請求項７又は８に記載の粒子検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気清浄機能を備えた冷暖房装置や空気清浄機等の空気調和機に採用される粒子検出装置及び粒子検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気清浄機能を備えた冷暖房装置や、空気清浄機等の空気調和機には、空気中に浮遊する粒子を検出するための粒子検出装置が設けられている。
【０００３】
従来、粒子検出装置として、煙草の煙等の粒径の小さな粒子を検出するための臭いセンサと、花粉等の粒径の大きな粒子を検出するための光学センサとを備えたものがある。
【０００４】
また、他の粒子検出装置として、空気に光を照射して浮遊粒子による散乱光を受光し、受光した散乱光の強度に基づいて変化する電圧から浮遊粒子量を測定する光学式の粒子センサにより、煙草の煙や花粉等の粒径の異なる粒子を共に検出するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
さらに、他の粒子検出装置として、光学式の粒子センサの連続出力時間に基づいて浮遊粒子の径を識別するようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−６５９６９号公報
【特許文献２】特開２００２−１９５９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、第１の粒子検出装置では、複数のセンサが必要となりコストアップを招来する。
【０００８】
第２及び第３の粒子検出装置では、２値出力の粒子センサを使用しているため、検出時間のサイクルの途中で空気中の浮遊粒子量が変化しても、次のサイクルの検出時間が経過するまで変化後の浮遊粒子量を判定することができない。つまり、空気中の粒子の浮遊量が変化してからその変化を検出するまでの間に遅れがあるという問題がある。
【０００９】
また、アナログ出力の粒子センサを使用する場合、センサ自体が高価なものとなり、前記第１の粒子検出装置と同様、コストアップを招来する。
【００１０】
そこで、本発明は、安価な２値出力タイプの粒子センサを採用しながらも、浮遊粒子量判定を、検出遅れを生じさせることなく迅速に行うことのできる粒子検出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、
粒子検出装置を、
発光素子から照射した光を受光素子で受光する際、光路内に介在する空気中の浮遊粒子による散乱光の影響に基づいて変化する受光量に応じた出力をする粒子検出手段と、
前記粒子検出手段からの出力を予め設定した閾値と比較することにより、ハイ又はローのいずれであるのかを判定する信号判定手段と、
前記信号判定手段での判定結果を、時間を遅延させて所定の検出時間単位でそれぞれ記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶される、各検出時間単位での判定結果に基づいてハイ又はローの出力時間比を順次演算する演算手段と、
前記演算手段で順次演算される出力時間比に基づいて浮遊粒子量を判定する粒子量判定手段と、
を備えた構成としたものである。
【００１２】
この構成により、２値出力のため、所定の検出時間が必要となる構成であるにも拘わらず、きめ細かい時間単位すなわち遅延時間経過毎に浮遊粒子量を判定することが可能となる。
【００１３】
前記信号判定手段での判定結果が、連続してハイ又はローとなる場合、その累積時間が予め設定した基準時間を超えることにより、前記粒子検出手段が故障であると判断する故障検出手段をさらに備えるのが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
粒子検出装置を、
発光素子から照射した光を受光素子で受光する際、光路内に介在する空気中の浮遊粒子による散乱光の影響に基づいて変化する受光量に応じた出力をする粒子検出手段と、
前記粒子検出手段からの出力が、ハイ又はローのいずれであるのかを、所定の取込間隔で判定する信号判定手段と、
前記信号判定手段での判定結果を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された判定結果に基づいて、連続してハイ又はローとなる累積回数を計数する演算手段と、
前記演算手段で計数された累積回数に基づいて浮遊粒子量を判定する粒子量判定手段と、
を備えた構成としたものである。
【００１５】
この構成により、浮遊粒子量をデジタル量として把握しやすくなり、高い演算処理能力や大きなメモリを必要としないため、安価な構成とすることができる。
【００１６】
前記演算手段で演算された累積回数が予め設定した基準回数を超えることにより、前記粒子検出手段が故障であると判断する故障検出手段をさらに備えるのが好ましい。
【００１７】
前記信号変換手段での判定結果に基づいて、浮遊粒子が大粒子であるか、あるいは、小粒子であるかを判別可能な粒子径判別手段をさらに備え、
前記演算手段は、前記粒子径判別手段により、小粒子であると判別された場合、前記検出時間に於けるハイ又はローの出力時間比を演算し、大粒子であると判別された場合、連続してハイ又はローとなる累積回数を計数するのが好ましい。
【００１８】
この構成により、粒子径の違いにより、浮遊粒子量を的確に把握することが可能となる。
【００１９】
前記演算手段は、前記検出時間を前記信号判定手段の数で等分して遅延時間とし、前記信号変換手段から出力されるパルス信号が、ハイ又はローのいずれであるのかを判定するのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、記憶手段に、信号判定手段での判定結果を、時間を遅延させて所定の検出時間単位でそれぞれ記憶させるようにしたので、２値出力のため、所定の検出時間が必要となるにも拘わらず、きめ細かい時間単位で浮遊粒子量を判定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る粒子検出装置を示す。この粒子検出装置は、粒子センサ１と、マイコン２とを備える。
【００２３】
粒子センサ１は、図２に示すように、発光素子３と受光素子４、信号分別回路５、及び、増幅回路６からなる。受光素子４は、発光素子３からの光を受光した際の光量に応じた電圧値を出力する。すなわち、両素子の間に浮遊粒子が存在すれば、散乱光により受光素子４での入力が変化するので、この変化を電圧値として出力する。信号分別回路５は、受光素子４から出力される電圧値を、予め設定した基準電圧値（閾値）により分別する。基準電圧には、浮遊粒子が煙草の煙等の粒子径の小さい小粒子（粒子径：０．０１〜１μｍ）である場合の受光素子４からの出力電圧（１〜２Ｖ）を分別するための第１基準電圧（第１閾値）と、浮遊粒子が花粉、埃等の粒子径の大きな大粒子（粒子径：７μｍ以上）である場合の受光素子４からの出力電圧（２．５Ｖ以上）を分別するための第２基準電圧（第２閾値）とが設定されている。ここでは、第１基準電圧に受光素子４からの出力電圧（１〜２Ｖ）を分別可能な値（例えば、１Ｖ）を使用し、第２基準電圧に受光素子４からの出力電圧（２．５Ｖ以上）を分別可能な値（例えば、２．５Ｖ）を使用している。
【００２４】
粒子センサ１からの出力信号は粒子径分別回路７へと入力される。粒子径分別回路７は、第１コンパレータ８Ａ及び第２コンパレータ８Ｂを備える。第１コンパレータ８Ａのプラス入力端子には、電源電圧Vが抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧された第１基準電圧が入力される。第２コンパレータ８Ｂのプラス入力端子には、電源電圧Vが抵抗Ｒ３、Ｒ４によって分圧された第２基準電圧が入力される。また、第２コンパレータ８Ｂのプラス入力端子には、入力ポートから電源電圧ＶＤＤを印加可能とすることにより感度調整できるようになっている。
【００２５】
両コンパレータ８Ａ、８Ｂのマイナス入力端子には、粒子センサ１からの出力信号がそれぞれ入力される。また、両コンパレータ８Ａ、８Ｂの出力端子側ラインの途中には、ノイズ除去用のコンデンサＣ１、Ｃ２及びプルアップ抵抗Ｒ５、Ｒ６がそれぞれ接続されている。
【００２６】
第１コンパレータ８Ａでは、粒子センサ１から印加される出力電圧を第１基準電圧と比較することにより、出力電圧が第１基準電圧を超えるものである場合にのみＬｏｗ（ロー）信号を出力し、それ以外ではＨｉｇｈ（ハイ）信号を出力する（いわゆる２値出力）。この結果、第１コンパレータ８Ａの出力端子からは、浮遊粒子の粒子径が大きい場合のみならず、煙草の煙等の粒子径の小さい場合であってもＬｏｗ信号が出力される。そして、第１コンパレータ８Ａからの出力信号は第１出力ポートＰ１を介してマイコン２に入力される。
【００２７】
また、第２コンパレータ８Ｂでは、粒子センサ１から印加される出力電圧を、第１基準電圧よりも大きな第２基準電圧と比較することにより、前記第１コンパレータ８Ａの場合と同様にして、出力電圧が第２基準電圧を超えるものである場合にのみＬｏｗ（ロー）信号を出力し、それ以外ではＨｉｇｈ（ハイ）信号を出力する（いわゆる２値出力）。この結果、第２コンパレータ８Ｂからの出力端子からは、浮遊粒子の粒子径が大きい場合にのみ、Ｌｏｗ信号が出力される。そして、第２コンパレータ８Ｂからの出力信号は、第２出力ポートＰ２を介してマイコン２に入力される。
【００２８】
マイコン２は、図１に示すように、記憶部９、制御部１０（ＣＰＵ）、入出力部１１等を備え、粒子センサ１へ電源を供給する電源トランジスタＴｒをＯＮ／ＯＦＦする。
【００２９】
記憶部９は、ＲＯＭ１２（Read Only Memory）及びＲＡＭ１３（Random Access Memory）からなる。
【００３０】
ＲＯＭ１２には、制御プログラムが記憶されている。制御プログラムは、粒子センサ１からの出力信号に基づいて、後述するように所定の演算処理を実行する。
【００３１】
ＲＡＭ１３では、記憶領域の一部に、前記粒子センサ１からの検出信号が記憶される。ここでは、２バイト（＝２１６＝６５５３６）を１単位として、１６の領域が粒子センサ１からの検出信号の記憶に利用されている。１５の領域（第１〜１５領域）は、第１出力ポートＰ１から出力される信号の記憶に利用され、残る１の領域（第１６領域）は、第２出力ポートＰ２から出力される信号の記憶に利用される。詳しくは、各領域の各セルには、順次、１ｍｓｅｃ毎に、Ｈｉｇｈ信号が入力された場合には「０」が、Ｌｏｗ信号が入力された場合には「１」がそれぞれ記憶される。第１〜１５領域の各セルに記憶されたデータは、記憶が開始されてから所定の検出時間（３０ｓｅｃ）が経過することにより次のデータに書き換えられる。
【００３２】
制御部１０は、前記ＲＯＭ１２に記憶させた制御プログラムを実行する。すなわち、粒子径分別回路７の第１出力ポートＰ１からの出力信号に基づいて、まず、第１領域の各セルにデータ（「１」又は「０」）を順次記憶させる。そして、予め設定した遅延時間が経過することにより、第２領域の各セルにも同様にしてデータを記憶させる。以下、同様にして、第１５領域までデータを記憶させる。遅延時間は、検出時間を記憶する領域の数で除算した時間である。ここでは、検出時間を３０ｓｅｃとしているので、領域の数１５で除算した２ｓｅｃが遅延時間となる。遅延時間は、検出時間を短くするか、記憶させる領域の数を増やすことにより短くすることができる。すなわち、遅延時間を短くすることにより感度を高めることが可能である。また、各領域には、一定周期（検出時間）で粒子センサ１からの出力信号を記憶させ、その結果をカウントし、データをクリアする。また、粒子径分別回路７の第２出力ポートＰ２からの出力信号に基づいて、第１６領域の各セルにデータを順次記憶させ、その結果をカウントする。
【００３３】
次に、前記構成からなる粒子検出装置の動作について説明する。
【００３４】
（埃検出処理−小粒子）
小粒子の埃検出処理では、まず、粒子センサ１での検出信号に基づく第１出力ポートＰ１からの出力信号を所定の取込間隔Ｔｉ（１ｍｓｅｃ）で読み込む。マイコン２に入力される第１出力ポートＰ１からの出力信号は、浮遊粒子が小粒子（大粒子が混在している場合を含む）である場合であり、例えば、図３及び図４に示すような波形となる。すなわち、出力信号の波形は、パルス幅がおよそ１０ｍｓｅｃから９０ｍｓｅｃのＬｏｗ信号を含んだものとなる。また、空気中に浮遊する粒子が多ければ、波形は、断続的に多数のＬｏｗ信号を含んだものとなる。
【００３５】
そして、読み込んだ第１出力ポートＰ１からの入力信号に基づいて、図４に示すように、順次、第１領域の各セルに対応するデータ（Ｌｏｗ信号であれば「１」、Ｈｉｇｈ信号であれば「０」）を記憶させる。遅延時間Ｔｄ（ここでは２ｓｅｃ）が経過すれば、図６に示すように、第１領域での記憶と並行して第２領域の各セルへのデータの記憶を開始させ、順次、第３領域から第１５領域までデータを記憶させる。このように、各領域で、時間をずらせて順次入力信号に対応するデータを記憶させる。
【００３６】
続いて、第１領域で、検出時間Ｔｍ（３０ｓｅｃ）の間データが記憶されれば、記憶されたデータのうち、「１」をカウントする。そして、カウントが完了した第１領域のデータはクリアして次の入力データに備える。なお、第１領域へのデータの記憶は、第１５領域での記憶を開始してから遅延時間Ｔｄが経過することにより再開される。
【００３７】
その後、得られたカウント値に基づいて、図７に示す判定表に従って浮遊粒子量すなわち汚れレベルを判定する。カウント値Ｃｎが１０００ｍｓｅｃ未満の場合は汚れ（浮遊粒子）レベルが「０」であり、カウント値が１０００ｍｓｅｃ以上、２０００ｍｓｅｃ未満の場合は汚れレベルが「１」であり、カウント値が２０００ｍｓｅｃ以上、３０００ｍｓｅｃ未満の場合は汚れレベルが「２」であり、カウント値が３０００ｍｓｅｃ以上の場合は汚れレベルが「３」であると判定する。カウント値Ｃｎの３つの閾値（１０００ｍｓｅｃ，２０００ｍｓｅｃ，３０００ｍｓｅｃ）は、検出時間Ｔｍ（３０ｓｅｃ）に対する出力時間比が、それぞれ１／３０、１／１５，１／１０となる値である。
【００３８】
以下、第１領域と同様にして、第２〜１５領域で、順次、検出時間Ｔｍが経過する毎に、各領域の各セルに記憶したデータに基づいて、「１」をカウントし、図７に示す判定表に従って汚れレベルを判定する。このように、第１〜１５領域で、遅延時間Ｔｄが経過する毎に汚れレベルを判定することができるので、従来のように検出時間Ｔｍが経過するまで、次の汚れレベルの判定を待機させる必要がない。つまり、汚れレベルの変化を迅速に検出することが可能となる。また、所定の検出時間Ｔｍ単位で汚れレベルを判定しているので、初期段階で浮遊粒子に花粉や埃等の大粒子が混在しているとしても、大粒子は長時間に亘って同じ場所に停滞するものではないので、その影響を排除することができる。
【００３９】
以上のように小粒子による空気の汚れレベルを判定可能な粒子検出センサは、例えば、空気清浄機に採用される。空気清浄機では、判定結果に基づいて運転強度を調整する。すなわち、汚れレベルに応じた運転強度を設定し、判定された汚れレベルに応じて図７に示す判定表に従って運転強度を選択する。レベル「０」であれば、停止状態に維持して空気清浄は開始しない。また、レベル「１」であれば、弱風で２分間運転した後、停止する。また、レベル「２」であれば、中風で３分間運転し、弱風で２分間運転した後、停止する。さらに、レベル「３」であれば、強風で３分間運転し、中風で３分間運転し、弱風で２分間運転した後、停止する。このとき、前回決定した運転強度と今回選択した運転強度とを比較し、運転強度の大きい方で空気清浄を実行するようにしてもよい。また、前回と今回で運転強度が同じとなる場合、今回から新たに各運転強度での時間計測をし直すようにしてもよい。例えば、レベル「２」に基づく運転で、中風で３０秒間運転した後、レベル「２」と判定された場合、再度、中風での運転を最初から計時し直すようにしてもよい。
【００４０】
（埃検出処理−大粒子）
大粒子の埃検出処理では、まず、粒子径分別回路７の第２出力ポートＰ２からの出力信号（Ｈｉｇｈ信号又はＬｏｗ信号）を読み込む。マイコン２への第２出力ポートＰ２からの出力信号は、例えば、図３又は図５に示すような波形となる。すなわち、空気中に花粉等の大粒子が浮遊している場合、第２出力ポートＰ２からの出力信号は、比較的長い間、Ｌｏｗ信号を出力する。
【００４１】
そこで、第２出力ポートＰ２からの出力信号に基づいて、順次、第１６領域の各セルに対応するデータ（Ｌｏｗ信号であれば「１」、Ｈｉｇｈ信号であれば「０」）を所定の取込間隔Ｔｄ（１ｍｓｅｃ）毎に記憶させる。
【００４２】
そして、各セルに記憶されるデータが、Ｈｉｇｈ信号に対応する「０」からＬｏｗ信号に対応する「１」に変化すれば、カウントを開始し、「１」から「０」に変化すれば、カウントを中止する。続いて、カウント数に基づいてパルス幅を演算する。但し、カウントを中止してから所定の待機時間（例えば１ｓｅｃ）が経過するまでは次のカウントを開始しない。
【００４３】
その後、演算されたパルス幅に基づいて、図８に示す判定表に従って花粉レベルを判定する。すなわち、パルス幅が８０ｍｓｅｃ未満であれば、レベル「０」であり、８０ｍｓｅｃ以上、１００ｍｓｅｃ未満であれば、レベル「１」であり、１００ｍｓｅｃ以上、３１０ｍｓｅｃ未満であれば、レベル「２」であると判定する。但し、カウント値に基づいて演算されたパルス幅Ｗが上限値（例えば、３１０ｍｓｅｃ）を超えた場合、花粉レベルは判定しない。なお、大粒子の埃検出処理では、第２出力ポートＰ２からの出力信号には、小粒子による影響も含まれるが、小粒子の場合、連続してＨｉｇｈ又はＬｏｗ信号が出力されることがなく、断続的なものとなるため、パルス幅Ｗを検出することにより、大粒子を適切に検出することが可能となっている。
【００４４】
以上のように大粒子による空気の汚れレベルを判定可能な粒子検出センサは、例えば、空気清浄機に採用される。空気清浄機では、判定結果に基づいて運転強度の調整を行う。すなわち、レベル「０」であれば、停止状態を維持し、レベル「１」であれば、中風で２分間送風し、弱風で３分間送風した後、停止し、レベル「２」であれば、強風で１分間送風し、中風で２分間送風し、弱風で３分間送風した後、停止する。このとき、前記小粒子の埃検出処理と同様にして、前回決定した運転強度と今回選択した運転強度とを比較し、運転強度の大きい方で空気清浄を実行するようにしてもよい。また、前回と今回で運転強度が同じとなる場合、今回から新たに各運転強度での時間計測をし直すようにしてもよい。
【００４５】
（断線検出処理）
断線検出処理では、小粒子及び大粒子のいずれの場合であっても、粒子センサ１が、回路等の断線により粒子径判別回路からＬｏｗ信号を出力し続けることになるので、ＲＡＭ１３に記憶させるデータ「１」に基づいて、累積時間（あるいは累積回数）から故障であると判断する。
【００４６】
第１出力ポートＰ１からの出力信号に基づいて故障判断する場合（小粒子）、ＲＡＭ１３の第１〜１５領域の各セルに記憶されるデータが、粒子径判別回路の第１出力ポートＰ１から入力されるＬｏｗ信号により「１」となる検出時間Ｔｍ毎の数をカウントする。そして、得られたカウント値（累積時間）が予め設定した基準時間（故障判定の基準となる時間）を超えるか否かを判断する。通常、煙草の煙等の小粒子であれば、検出時間Ｔｍ（３０ｓｅｃ）当たりの累積時間は、最大で５ｓｅｃ程度である。そこで、ここでは累積時間を２０ｓｅｃとし、小粒子を検出した結果によるものであるのか、故障によるものであるのかを判断するようにした。なお、基準時間は、日本電機工業会で定める、家庭用空気清浄機に関する性能測定基準であるＪＥＭ１４６７に基づく脱臭性能試験を行い、その結果カウントされる累積時間に安全率を乗算することにより算出した。
【００４７】
また、第２出力ポートＰ２からの出力信号に基づいて故障判断する場合（大粒子）、ＲＡＭ１３の第１６領域の各セルに記憶されるデータが、粒子径判別回路の第２出力ポートＰ２から入力されるＬｏｗ信号により連続して「１」となる数をカウントする。そして、得られたカウント値（累積回数、ここではパルス幅）が予め設定した基準回数（ここでは、基準パルス幅）を超えるか否かを判断する。通常、花粉や埃等の大粒子であれば、検出される最大パルス幅は３００ｍｓｅｃ程度であるので、基準パルス幅は３１０ｍｓｅｃとしている。また、一旦、検出されたパルス幅が基準パルス幅を超えれば、１ｓｅｃの間待機した後、再び、前記同様にしてカウント値に基づいてパルス幅を特定し、基準パルス幅と比較する。これにより、１６回連続して検出されるパルス幅が基準パルス幅を超えれば、故障であると判断する。なお、判定回数を１６回としたのは、小粒子での故障判断の時間（２０ｓｅｃ）に合わせるためである（１６回：（310msec＋1000msec）×16＝20960msec）。
【００４８】
以上のようにして、断線検出処理を行った結果、粒子センサ１で断線していると判断されれば、図示しないＬＥＤを点灯させたり、図示しないブザーを鳴らしたりしてユーザーに報知すればよい。
【００４９】
なお、前記実施形態では、粒子センサ１で、浮遊粒子が小粒子の場合と大粒子の場合の双方について検出するように構成したが、いずれか一方のみを検出するように構成することも可能である。
【００５０】
また、第１出力ポートＰ１からの出力には、大粒子の検出結果を含めるようにしたが、第２出力ポートＰ２からの出力成分を除去することにより、小粒子の検出結果のみとすることも可能である。これによれば、より一層検出精度を高めることが可能となる。
【００５１】
また、粒子センサ１の第１出力ポートＰ１からの出力信号は、ＲＡＭ１３にデジタルデータとして記憶させる構成としたが、アナログタイマを使用することにより、時間データとして記憶させるようにしてもよい。これにより、より一層正確な判断を行うことが可能となる。
【００５２】
また、粒子センサ１の立ち上がりが不安定である場合、電源トランジスタＴｒをＯＮしてから一定時間が経過してからＲＡＭ１３にデータを記憶させるか、あるいは、電源トランジスタＴｒをＯＮしてから一定時間の出力Ｐ１のデータを含むカウントＣｎを運転に反映させないようにするとよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施形態に係る粒子検出装置の回路図である。
【図２】図１に示す粒子センサの回路図である。
【図３】図１の粒子センサの第１出力ポート及び第２出力ポートからそれぞれマイコンに入力される出力信号の波形図である。
【図４】図１の粒子センサの第１出力ポートからマイコンに入力される出力信号の波形図である。
【図５】図１の粒子センサの第２出力ポートからマイコンに入力される出力信号の波形図である。
【図６】図１の粒子センサの第１出力ポートからマイコンに入力される出力信号に基づいてマイコンのＲＡＭに記憶させるタイミングを示すタイミングチャート図である。
【図７】図１のマイコンのＣＰＵで判断する汚れレベルの判定表である。
【図８】図１のマイコンのＣＰＵで判断する花粉レベルの判定表である。
【符号の説明】
【００５４】
１…粒子センサ
２…マイコン
３…発光素子
４…受光素子
５…信号分別回路
６…増幅回路
７…粒子径分別回路
８Ａ…第１コンパレータ
８Ｂ…第２コンパレータ
９…記憶部
１０…制御部
１１…入出力部
１２…ＲＯＭ
１３…ＲＡＭ
Ｔｉ…取込間隔
Ｔｄ…遅延時間
Ｔｍ…検出時間
【図１】
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【図２】
2007086064.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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