JP2007249520A - 火災感知器 - Google Patents

Abstract

【課題】コンデンサの異常を早期に報知でき、火災感知器を迅速に交換することができる火災感知器を提供することを目的とするものである。
【解決手段】定電圧回路と、上記定電圧回路と並列接続されているコンデンサと、上記コンデンサのＥＳＲの増加による上記コンデンサの両端電圧の降下の値を検出する電圧降下検出手段と、上記電圧降下検出手段が検出した降下電圧の値と所定の閾値とを比較する比較手段と、上記比較手段による比較の結果、上記電圧降下検出手段が検出した降下電圧の値が所定の閾値よりも大きい場合に、上記コンデンサが異常であると判断するコンデンサ異常判断手段とを有する火災感知器である。
【選択図】図１

Description

本発明は、火災感知器に関する。

安定化電源の出力電圧を平滑する部品として電解コンデンサを使用し、この電解コンデンサの劣化を検出する場合、従来は、安定化電源の出力電流のリップル電流または安定化電源の出力電圧のリップル電圧の変化を検出し、この検出されたリップル電流またはリップル電圧の値に基づいて、上記電解コンデンサの劣化を検出することが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
特公平０４−０５９５９２号公報

しかし、上記従来例では、平滑用電解コンデンサ内のＥＳＲ（等価直列抵抗）の値を測定することができないので、ＥＳＲの増大による電圧降下の増大を検出することができず、よって、平滑用電解コンデンサの異常を早期に報知ことができないという問題がある。したがって、上記従来例では、火災感知器を迅速に交換することができないという問題がある。

本発明は、コンデンサの異常を早期に報知ことができ、火災感知器を迅速に交換することができる火災感知器を提供することを目的とするものである。

本発明は、定電圧回路と、上記定電圧回路と並列接続されているコンデンサと、上記コンデンサのＥＳＲの増加による上記コンデンサの両端電圧の降下の値を検出する電圧降下検出手段と、上記電圧降下検出手段が検出した降下電圧の値と所定の閾値とを比較する比較手段と、上記比較手段による比較の結果、上記電圧降下検出手段が検出した降下電圧の値が所定の閾値よりも大きい場合に、上記コンデンサが異常であると判断するコンデンサ異常判断手段とを有する火災感知器である。

本発明によれば、コンデンサの異常を早期に報知ことができ、火災感知器を迅速に交換することができるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例である。

図１は、本発明の実施例１である火災感知器ＳＥ１の構成を示す回路図である。

図２は、火災感知器ＳＥ１の要部を示す回路図である。

火災感知器ＳＥ１は、電源回路１０と、定電圧回路２０と、コンデンサＣ１と、発光回路３０と、受光素子４０と、受光素子出力信号増幅回路５０と、劣化検出回路６０と、ＣＰＵ７０と、表示回路８０と、抵抗Ｒ４とを有する。

定電圧回路２０は、火災感知器ＳＥ１に設けられている各回路が安定動作するための電圧を供給する回路である。

コンデンサＣ１は、発光回路３０に並列接続され、発光回路３０が発光したときにパルス性の負荷電流が流れたときに、発光回路３０へ供給される電圧の変化が少なくなるようにしている。また、コンデンサＣ１は、ＥＳＲ（等価直列抵抗）を含み、コンデンサＣ１が劣化すると、ＥＳＲの値が増加する。

抵抗Ｒ４は、コンデンサＣ１への充電抵抗であり、コンデンサＣ１への充電時間を、ＣＲの時定数で決めている。

発光回路３０は、図２に示すように、発光素子としての発光ダイオードＬＥＤと、トランジスタＴＲ１と、抵抗Ｒ３とを有し、トランジスタＴＲ１をＯＮさせる毎に、発光ダイオードＬＥＤを発光させる回路である。

発光ダイオードＬＥＤは、検煙部内に光を照射する発光回路の例である。

受光素子４０は、発光回路３０が発光した光が煙で散乱し、この散乱した光を受光する素子であり、検煙部内で発生した散乱光を受光する。

受光素子出力信号増幅回路５０は、受光素子４０が受光した光の量に応じた信号を増幅する回路である。

劣化検出回路６０は、コンデンサＣ１のＥＳＲの増加による電圧降下を検出する回路である。つまり、劣化検出回路６０は、コンデンサＣ１の両端電圧が所定以下に降下したことを検出する電圧降下検出手段の例である。

劣化検出回路６０は、図２に示すように、ツェナーダイオードＺ１と、このツェナーダイオードＺ１と直列に接続されている第１の抵抗Ｒ１と、ツェナーダイオードＺ１と第１の抵抗Ｒ１とに直列接続されている第２の抵抗Ｒ２とを有し、第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２との接続点を出力端子とし、ツェナーダイオードＺ１と第１の抵抗Ｒ１と第２の抵抗Ｒ２とによって構成されている直列回路が、コンデンサＣ１と並列接続されている電圧降下検出手段の例である。

そして、発光回路３０の両端電圧Ｖ１（Ｐ１の電位）が、ツェナーダイオードＺ１のツェナー電圧以下になると、ツェナーダイオードＺ１がＯＦＦし、劣化検出回路６０の出力電圧Ｖ２（ＣＰＵ７０の入力電圧）が。「Ｈｉ」から「Ｌｏ」に変化する。

ＣＰＵ７０は、コンデンサＣ１が正常であれば、「Ｈｉ」を入力し、コンデンサＣ１が異常であれば、「Ｌｏ」を入力する。したがって、ＣＰＵ７０から見れば、１、０の二種類の信号のみを受信するので、劣化検出回路６０の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を設ける必要がない。

表示回路８０は、火災を表示し、また、コンデンサＣ１の異常を表示する。

つまり、ＣＰＵ７０は、電圧降下検出手段が検出した降下電圧の値と所定の閾値とを比較する比較手段の例であり、また、この比較手段による比較の結果、上記電圧降下検出手段が検出した降下電圧の値が所定の閾値よりも大きい場合に、上記コンデンサが異常であると判断するコンデンサ異常判断手段の例である。

次に、実施例１の動作について説明する。

図３は、実施例１の動作を示すフローチャートである。

まず、Ｓ１で、火災感知器ＳＥ１の電源をＯＮし、Ｓ２で、発光素子（発光ダイオードＬＥＤ）をＯＮする。Ｓ３で、劣化検出回路６０の出力電圧Ｖ２の値と、所定の閾値とを比較する。

発光回路３０が発光していない場合、コンデンサＣ１には定電圧回路２０から抵抗Ｒ４を介して電流が供給され、コンデンサＣ１には、定電圧回路２０の出力電圧と同じ電圧が生じている。

発光回路３０が発光すると、コンデンサＣ１の充電電荷がＥＳＲを介して、発光回路３０に供給される。このときに、コンデンサＣ１の両端電圧から、ＥＳＲで生じた降下電圧を引いた電圧が、発光回路３０に印加される。

図４は、実施例１において、コンデンサＣ１のＥＳＲ（等価直列抵抗）の値が小さい場合、発光回路３０が発光したときにおける各部の信号波形を示す図である。

無負荷であれば（発光回路３０が発光していなければ）、発光回路３０の両端電圧Ｖ１（Ｐ１の電位）は、定電圧回路２０の出力電圧と同じ電圧である１０Ｖである。ここで、コンデンサＣ１のＥＳＲの値が小さいときに、時点ｔ１で、発光回路３０が発光し、パルス状に放電すると、図４に示すように、発光回路３０の両端電圧Ｖ１（Ｐ１の電位）に、パルス状の電圧降下が発生する。つまり、１０Ｖから、電圧が立ち下がり、８Ｖ程度に低下する。その後、発光回路３０が発光している時間、定電流発光しているので、電圧Ｖ１が次第に低下し、時点ｔ２で、発光回路３０が発光を終了すると、発光回路３０の両端電圧Ｖ１（Ｐ１の電位）が、１０Ｖに回復する。

一方、劣化検出回路６０の出力電圧Ｖ２は、時点ｔ１において、５Ｖの電圧が低下し、４Ｖ程度に低下し、時点ｔ２で、発光回路３０が発光を終了する直前に、２．５Ｖに低下し、その直後に、５Ｖに回復する。

図５は、実施例１において、コンデンサＣ１のＥＳＲ（等価直列抵抗）の値が大きい場合、発光回路３０が発光したときにおける各部の信号波形を示す図である。

発光回路３０の両端電圧Ｖ１（Ｐ１の電位）は、発光しなければ、１０Ｖの電圧である。コンデンサＣ１のＥＳＲの値が大きいときに、時点ｔ１で、発光回路３０が発光し、パルス状に放電すると、図５に示すように、発光回路３０の両端電圧Ｖ１（Ｐ１の電位）は、パルス状の電圧降下が発生し、１０Ｖから、電圧が立ち下がり、７Ｖ程度に低下する。その後、発光回路３０が発光を終了するまでの時間、定電流発光しているので、電圧Ｖ１が次第に低下し、時点ｔ２で、発光回路３０が発光を停止すると、発光回路３０の両端電圧Ｖ１が、１０Ｖに回復する。

一方、ツェナーダイオードＺ１のツェナー電圧が７Ｖに設定されていたとする。劣化検出回路６０の両端電圧（発光回路３０の両端電圧Ｖ１）が７Ｖに低下すると、ツェナーダイオードＺ１に電流が流れないので、抵抗Ｒ１、Ｒ２に電流が流れず、抵抗Ｒ１とＲ２との接続点の電位が０Ｖになり、劣化検出回路６０の出力電位が０Ｖになる。したがって、時点ｔ１〜ｔ２の間、図５に示すように、発光回路３０による発光が終了するまで、劣化検出回路６０の出力電位が０Ｖである。時点ｔ２の直後には、発光回路３０の両端電圧Ｖ１（Ｐ１の電位）が１０Ｖに回復するので、劣化検出回路６０の出力電圧Ｖ２が、５Ｖに回復する。

よって、コンデンサＣ１のＥＳＲの値が小さい場合に、発光回路３０が発光すると、ＣＰＵ７０の入力ポートには、４Ｖが印加され、コンデンサＣ１のＥＳＲの値が大きい場合に、発光回路３０が発光すると、ＣＰＵ７０の入力ポートには、０Ｖが印加される。つまり、コンデンサＣ１のＥＳＲの値が小さい場合、大きい場合に、ＣＰＵ７０の入力ポートには、それぞれ、４Ｖ、０Ｖが印加される。すなわち、コンデンサＣ１のＥＳＲの値が小さい場合、大きい場合に、ＣＰＵ７０の入力ポートには、それぞれ、Ｈｉレベル、Ｌｏレベルが印加される。

図３に示すＳ３の判断で、劣化検出回路６０の出力電圧Ｖ２が、閾値（たとえば、１Ｖ）よりも大きければ（つまり、コンデンサＣ１のＥＳＲが小さく、正常である場合には）、コンデンサＣ１が正常であると判断し、Ｓ４で、火災であるかどうかを判断し、火災であると判断されれば、Ｓ５で、火災信号を出力する。

一方、Ｓ３で、劣化検出回路６０の出力電圧Ｖ２が、閾値（たとえば、１Ｖ）よりも小さければ、Ｓ６で、コンデンサＣ１のＥＳＲが大きく、異常であると判断し、表示回路８０が、コンデンサＣ１の異常を表示する。

ところで、発光回路３０が発光すると、コンデンサＣ１の両端電圧に、パルス状の電圧降下が生じ、この電圧降下の初期の波形が、コンデンサＣ１のＥＳＲ（等価直列抵抗）に依存する。この点に着目し、コンデンサＣ１の両端電圧のパルス立ち下がり時の電圧値を監視することによって、放電回路でもＥＳＲの大小を判断することができる。

上記実施例１によれば、ＥＳＲが増加すると、電圧降下が大きくなる現象を利用し、電圧降下の度合いを、ＣＰＵ７０が検出し、コンデンサＣ１の異常を報知することができ、したがって、速やかに機器交換等を実施することができる。

図６は、本発明の実施例２である火災感知器ＳＥ２を示すブロック図である。

火災感知器ＳＥ２は、基本的には、火災感知器ＳＥ１と同じであり、増幅率制御手段が付加されている点のみが、火災感知器ＳＥ１とは異なる。

増幅率制御手段は、コンデンサ異常判断手段が異常を検出すると、受光素子出力信号増幅回路における増幅率を高くするように制御する手段である。なお、ＣＰＵ７２は、増幅率制御手段の例である。

また、ＣＰＵ７２は、実施例１におけるＣＰＵ７０の機能を有し、この他に、上記増幅率制御手段の機能を有する。

図７は、火災感知器ＳＥ２の動作を示すフローチャートである。

火災感知器ＳＥ２の動作は、図３に示す火災感知器ＳＥ１における動作と基本的には、同じであり、Ｓ７が付加されている点のみが、火災感知器ＳＥ１における動作とは異なる。

実施例２において、Ｓ６で、コンデンサＣ１が異常であると判断されると、Ｓ７で、受光素子出力信号増幅回路５０の増幅率を上げる。これによって、コンデンサＣ１のＥＳＲが多少大きくなり、発光回路３０の電源電圧が低下し、発光素子としての発光ダイオードＬＥＤの発光量が低下しても、受光素子４０の出力信号の増幅率を高くして、発光量の不足をカバーするので、コンデンサＣ１の交換時期を遅らせることができ、コスト的、メンテナンス的にも有利である。

また、ＣＰＵ７２のＡ／Ｄ変換器が、劣化検出を多段階で劣化検出し、増幅率を多段階で制御するようにしてもよい。このようにすることによって、計測をより正確にすることができる。

本発明の実施例１である火災感知器ＳＥ１の構成を示すブロック図である。 火災感知器ＳＥ１の要部を示す回路図である。 実施例１の動作を示すフローチャートである。 実施例１において、コンデンサＣ１のＥＳＲ（等価直列抵抗）の値が小さい場合、発光回路３０が発光したときにおける各部の信号波形を示す図である。 実施例１において、コンデンサＣ１のＥＳＲ（等価直列抵抗）の値が大きい場合、発光回路３０が発光したときにおける各部の信号波形を示す図である。 本発明の実施例２である火災感知器ＳＥ２を示すブロック図である。 火災感知器ＳＥ２の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

ＳＥ１…火災感知器、
１０…電源回路、
２０…定電圧回路、
Ｃ１…コンデンサ、
３０…発光回路、
４０…受光素子、
５０…受光素子出力信号増幅回路、
６０…劣化検出回路、
Ｚ１…ツェナーダイオード、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４…抵抗、
７０…ＣＰＵ、
ＳＥ２…火災感知器、
７２…ＣＰＵ。

Claims (3)

1. 火災感知器における各回路に定電圧を供給する定電圧回路と；
   上記定電圧回路と並列接続されているコンデンサと；
   上記コンデンサのＥＳＲの増加による電圧降下を検出する電圧降下検出手段と；
   上記電圧降下検出手段が検出した降下電圧の値と所定の閾値とを比較する比較手段と；
   上記比較手段による比較の結果、上記電圧降下検出手段が検出した降下電圧の値が所定の閾値よりも大きい場合に、上記コンデンサが異常であると判断するコンデンサ異常判断手段と；
   を有することを特徴とする火災感知器。
2. 請求項１において、
   上記電圧降下検出手段は、ツェナーダイオードと、このツェナーダイオードと直列に接続されている第１の抵抗と、上記ツェナーダイオードと上記第１の抵抗とに直列接続されている第２の抵抗とを有し、上記第１の抵抗と上記第２の抵抗との接続点を出力端子とし、上記ツェナーダイオードと上記第１の抵抗と上記第２の抵抗とによって構成されている直列回路が、上記コンデンサと並列接続されている手段であることを特徴とする火災感知器。
3. 請求項１において、
   発光素子が発光する光を検煙部内に照射する発光回路と；
   上記検煙部内で発生した散乱光を受光する受光素子と；
   上記受光素子の出力信号を増幅する受光素子出力信号増幅回路と；
   上記コンデンサ異常判断手段が異常を検出すると、上記受光素子出力信号増幅回路における増幅率を高くするように制御する増幅率制御手段と；
   を有することを特徴とする火災感知器。

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