JP2009053891A

JP2009053891A - 熱感知器

Info

Publication number: JP2009053891A
Application number: JP2007219355A
Authority: JP
Inventors: Eisei Morita; 英聖森田; Makoto Masuyama; 誠増山
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2027-08-27
Also published as: JP5042746B2

Abstract

【課題】常温時に火災が発生した場合、火災の検出が遅くならず、また、電流の消費量が多くならない熱感知器を提供することを目的とする。
【解決手段】第１のサンプリング時間毎に、上記外部温度データと上記第１の閾値とを比較し、また、上記内部温度データと上記第２の閾値とを比較し、上記外部温度データが上記第１の閾値以下であると判断されるか、または、上記内部温度データが上記第２の閾値以下であると判断されると、上記第１のサンプリング時間を、上記第１のサンプリング時間よりも長い第２のサンプリング時間に切り替える熱感知器である。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱感知器に関する。

従来の熱感知器として、センサが火災の兆候を検知すると、サンプリング間隔を短くする感知器が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

しかし、この従来例では、センサが火災の兆候を検知したときにサンプリング速度を速めることによって、消費電力が増加し、また、ノイズが重畳されると、この重畳されたノイズの影響を受け易いので、検出精度が悪くなる。

熱感知器で使用するサーミスタは、低温時で抵抗が大きくなる。抵抗が大きくなると、ノイズ等の外乱の影響を受け易く、検出精度が低下する。ノイズの影響を低減するためにコンデンサを使用すると、コンデンサとサーミスタとの時定数が大きくなるので、安定した温度検出を行うための待ち時間が長くなる。
特開２０００−１１３３４３号公報

上記従来例において、常温時のサンプリング時間を、低温時のサンプリング時間と同じく、長い時間にセットすると、火災発生時の火災検出がそれだけ遅くなるという問題がある。また、サンプリング後に通信等の処理を行う場合、その通信等の処理も遅れる。さらに、待機時間が必要以上に長いと、電流の消費が多くなり、火災感知器を駆動する電池の寿命が短くなる。

つまり、上記従来例では、常温時に火災が発生した場合、火災の検出が遅くなり、また、電流の消費量が多くなるという問題がある。

本発明は、常温時に火災が発生した場合、火災の検出が遅くならず、また、電流の消費量が多くならない熱感知器を提供することを目的とする。

本発明は、第１のサンプリング時間毎に、上記外部温度データと上記第１の閾値とを比較し、また、上記内部温度データと上記第２の閾値とを比較し、上記外部温度データが上記第１の閾値以下であると判断されるか、または、上記内部温度データが上記第２の閾値以下であると判断されると、上記第１のサンプリング時間を、上記第１のサンプリング時間よりも長い第２のサンプリング時間に切り替える熱感知器である。

本発明によれば、常温時に火災が発生した場合、火災の検出が遅くならず、また、電流の消費量が多くならない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である熱感知器ＳＥ１を示す回路図である。

熱感知器ＳＥ１は、電源Ｂ１と、スイッチＳＷ１と、温度検出部１００と、閾値格納手段（図示せず）と、ＣＰＵ２００とを有する。

上記温度検出部１００は、外部温度検出用サーミスタ１０と、第１の抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１と、外部温度データ出力端子ｔ１と、内部温度検出用サーミスタ２０と、第２の抵抗Ｒ２と、コンデンサＣ２と、内部温度データ出力端子ｔ２とを具備する。

外部温度検出用サーミスタ１０は、熱感知器１０の筐体（図示せず）の外部に設けられている。第１の抵抗Ｒ１は、外部温度検出用サーミスタ１０と直列接続されている。コンデンサＣ１は、ノイズ吸収用コンデンサであり、抵抗Ｒ１に並列接続されている。外部温度データ出力端子ｔ１は、外部温度検出用サーミスタ１０と第１の抵抗Ｒ１との接続点である。

内部温度検出用サーミスタ２０は、上記筐体の内部に設けられている。第２の抵抗Ｒ２は、内部温度検出用サーミスタ２０と直列接続されている。コンデンサＣ２は、ノイズ吸収用コンデンサであり、抵抗Ｒ２に並列接続されている。内部温度データ出力端子ｔ２は、内部温度検出用サーミスタ２０と第２の抵抗Ｒ２との接続点である。

上記閾値格納手段は、外部温度データＤ１についての第１の閾値ＴＨ１と、内部温度データＤ２についての第２の閾値ＴＨ２とを、初期設定時に格納する。

ＣＰＵ２００は、第１のサンプリング時間毎に、外部温度データＤ１と第１の閾値ＴＨ１とを比較し、また、内部温度データＤ２と第２の閾値ＴＨ２とを比較し、外部温度データＤ１が第１の閾値ＴＨ１以下であると判断されるか、または、内部温度データＤ２が第２の閾値ＴＨ２以下であると判断されると、上記第１のサンプリング時間を、上記第１のサンプリング時間よりも長い第２のサンプリング時間に切り替える。

次に、上記実施例の動作について説明する。

外部温度検出用サーミスタ１０が検出した温度データ（電圧データ）Ｄ１、内部温度検出用サーミスタ２０が検出した内部温度データ（電圧データ）Ｄ２が、常温を示す値であれば、次のサンプリングでは、常温時における時間Ｔ１（たとえば、１０ｍｓｅｃ）だけ、スイッチＳＷ１を導通させる。

常温時であれば、サーミスタ１０、２０の抵抗値（たとえば、５０ｋΩ）がそれほど高くはなく、コンデンサＣ１、Ｃ２との時定数が大きくならないので、充電時間を長くする必要がなく、時間Ｔ１（たとえば、１０ｍｓｅｃ）で充分である。つまり、常温時において、ノイズ吸収用のコンデンサＣ１、Ｃ２への充電時間が確保されるので、温度を正しく検出することができる。

外部温度検出用サーミスタ１０が検出した外部温度データＤ１、または内部温度検出用サーミスタ２０が検出した内部温度データＤ２が、低温時（たとえば、０度以下）であれば、サーミスタ１０、２０の抵抗値（たとえば、１５０ｋΩ）がある程度高く、コンデンサＣ１、Ｃ２との時定数が大きくなるので、充電時間を長くする必要があり、時間Ｔ１よりも長い時間Ｔ２（たとえば、１００ｍｓｅｃ）が必要である。この場合、サンプリング時間Ｔ２（たとえば、１００ｍｓｅｃ）の間、温度検出部１００への電源供給を制御するスイッチＳＷ１を導通状態にし、これによって、ノイズ吸収用のコンデンサＣ１、Ｃ２への充電時間を確保し、常温時と同じ精度で、温度を検出する。

また、サンプリング時間を適切に変化させるので、必要以上に電流を消費しない。

図２は、上記実施例の動作を示すフローチャートである。

Ｓ１で、今回のサンプリング時間Ｔとして、初期値（１０ｍｓｅｃ）をセットする。Ｓ２で、スイッチＳＷ１をＯＮする。Ｓ３で、今回のサンプリング時間が経過するまで待機し、コンデンサＣ１とＣ２とを充電する。つまり、サンプリング時間が経過すると、コンデンサは充分に充電される。

Ｓ４で、外部温度データＤ１と第１閾値ＴＨ１とを比較する。Ｓ５で、内部温度データＤ２を第２閾値ＴＨ２と比較する。外部温度データＤ１が第１閾値ＴＨ１よりも高く、しかも、内部温度データＤ２が第２閾値ＴＨ２よりも高ければ、Ｓ６で、次回サンプリング時間Ｔｎとして、時間Ｔ１（１０ｍｓｅｃ）をセットする。つまり、外部温度も内部温度も常温以上と検出すれば、サンプリング時間を比較的短い時間にセットする。

一方、外部温度データＤ１が第１閾値ＴＨ１以下であるか、内部温度データＤ２が第２閾値ＴＨ２以下であれば、Ｓ７で、次回サンプリング時間Ｔｎとして、時間Ｔ２（１００ｍｓｅｃ）をセットする。つまり、外部温度または内部温度が低温であると検出すれば、サンプリング時間を比較的長い時間に設定する。

そして、Ｓ８で、スイッチＳＷ１をＯＦＦし、Ｓ９で、次回サンプリングまで待機し、終了する。

図３は、実施例１において、サーミスタ１０または２０の周囲温度とサンプリング時間（パルス幅）との関係の例を示す図である。

図３において、縦軸は、温度を示し、横軸は、時間を示し、常温では、所定周期毎に、時間Ｔ１（たとえば１０ｍｓｅｃ）でサンプリングをし、閾値以下の低温では、所定周期毎に、時間Ｔ２（たとえば１００ｍｓｅｃ）でサンプリングしている。

実施例１では、周囲温度に係らず、コンデンサＣ１、Ｃ２を充分に充電できるので、低温時と常温時との双方において、サーミスタ１０、２０の故障を高精度に検出することができる。

サーミスタ１０、２０が検出する電圧に基づいて、常温であると判断されると、次回のサンプリング時間Ｔｎとして、時間Ｔ１（１０ｍｓｅｃ）をセットし、低温であると判断されると、次回のサンプリング時間Ｔｎとして、時間Ｔ２（１００ｍｓｅｃ）をセットする。これによって、温度が変化しても、検出精度を一定に保つことができ、最小の時間で故障判定処理を完了することができる。

なお、サーミスタ１０、２０は、温度検出素子の例である。

ところで、外部温度検出用サーミスタ１０の特性と、内部温度検出用サーミスタ２０の特性とを、全く同じにした場合、抵抗Ｒ１の抵抗値と抵抗Ｒ２の抵抗値とを同じにし、コンデンサＣ１の容量値とコンデンサＣ２の容量値とを同じにすることが考えられる。しかし、外部温度検出用サーミスタ１０は、火災時の熱を捉える必要があるので、広い温度範囲で、外部温度データｔ１が直線性を有するような抵抗値を選択することが望ましい。一方、内部温度の変化範囲は、外部温度の変化範囲よりも狭いので、比較的狭い温度範囲を検出すれば足り、したがって、抵抗Ｒ１の抵抗値を、抵抗Ｒ２の抵抗値と異なるものにする意味がある。

すなわち、上記実施例は、熱感知器の筐体の外部に設けられている外部温度検出素子と、上記外部温度検出素子と直列接続されている第１の抵抗と、上記外部温度検出素子と上記第１の抵抗との接続点である外部温度データ出力端子と、上記筐体の内部に設けられている内部温度検出素子と、上記内部温度検出素子と直列接続されている第２の抵抗と、上記内部温度検出素子と上記第２の抵抗との接続点である内部温度データ出力端子とを具備する温度検出部と、初期設定時に、上記外部温度データについての第１の閾値と、上記内部温度データについての第２の閾値とを格納する閾値格納手段と、第１のサンプリング時間毎に、上記外部温度データと上記第１の閾値とを比較し、また、上記内部温度データと上記第２の閾値とを比較し、上記外部温度データが上記第１の閾値以下であると判断されるか、または、上記内部温度データが上記第２の閾値以下であると判断されると、上記第１のサンプリング時間を、上記第１のサンプリング時間よりも長い第２のサンプリング時間に切り替える制御手段とを有する熱感知器の例である。

この場合、上記制御手段は、上記外部温度データが上記第１の閾値よりも大きいと判断され、しかも、上記内部温度データが上記第２の閾値よりも大きいと判断されると、上記第２のサンプリング時間を、上記第１のサンプリング時間に切り替える手段である。

ＣＰＵ２００は、上記制御手段の例である。

なお、上記実施例は、熱感知器ＳＥ１の外部の温度と内部の温度との双方を検出する実施例であるが、一方の温度のみを検出するようにしてもよい。

つまり、熱感知器の筐体の外部または内部に設けられている温度検出素子と、上記温度検出素子と直列接続されている抵抗と、上記温度検出素子と上記抵抗との接続点である温度データ出力端子とを具備する温度検出部と、初期設定時に、上記温度データについての閾値を格納する閾値格納手段と、第１のサンプリング時間毎に、上記温度データと上記閾値とを比較し、上記温度データが上記閾値以下であると判断されると、上記第１のサンプリング時間を、上記第１のサンプリング時間よりも長い第２のサンプリング時間に切り替える制御手段とを有する熱感知器であってもよい。

この場合、上記制御手段は、上記第２のサンプリング時間に切り替えられた後に、第２のサンプリング時間毎に、上記温度データと上記閾値とを比較し、上記温度データが上記閾値よりも大きいと判断されると、上記第２のサンプリング時間を、上記第１のサンプリング時間に切り替える手段である。

なお、ＣＰＵ２００は、上記制御手段の例である。

本発明の実施例１である熱感知器ＳＥ１を示す回路図である。上記実施例の動作を示すフローチャートである。実施例１において、サーミスタ１０または２０の周囲温度とサンプリング時間（パルス幅）との関係の例を示す図である。

符号の説明

ＳＥ１…熱感知器、
Ｂ１…電源、
１０…外部温度検出用サーミスタ、
２０…内部温度検出用サーミスタ、
Ｒ１、Ｒ２…抵抗、
Ｃ１、Ｃ２…ノイズ吸収用コンデンサ、
２００…ＣＰＵ。

Claims

筐体の外部または内部に設けられている温度検出素子と、上記温度検出素子と直列接続されている抵抗と、上記温度検出素子と上記抵抗との接続点である温度データ出力端子とを具備する温度検出部と；
初期設定時に、上記温度データについての閾値を格納する閾値格納手段と；
第１のサンプリング時間毎に、上記温度データと上記閾値とを比較し、上記温度データが上記閾値以下であると判断されると、上記第１のサンプリング時間を、上記第１のサンプリング時間よりも長い第２のサンプリング時間に切り替える制御手段と；
を有することを特徴とする熱感知器。
請求項１において、
上記制御手段は、上記第２のサンプリング時間に切り替えられた後に、第２のサンプリング時間毎に、上記温度データと上記閾値とを比較し、上記温度データが上記閾値よりも大きいと判断されると、上記第２のサンプリング時間を、上記第１のサンプリング時間に切り替える手段であることを特徴とする熱感知器。
筐体の外部に設けられている外部温度検出素子と、上記外部温度検出素子と直列接続されている第１の抵抗と、上記外部温度検出素子と上記第１の抵抗との接続点である外部温度データ出力端子と、上記筐体の内部に設けられている内部温度検出素子と、上記内部温度検出素子と直列接続されている第２の抵抗と、上記内部温度検出素子と上記第２の抵抗との接続点である内部温度データ出力端子とを具備する温度検出部と；
初期設定時に、上記外部温度データについての第１の閾値と、上記内部温度データについての第２の閾値とを格納する閾値格納手段と；
第１のサンプリング時間毎に、上記外部温度データと上記第１の閾値とを比較し、また、上記内部温度データと上記第２の閾値とを比較し、上記外部温度データが上記第１の閾値以下であると判断されるか、または、上記内部温度データが上記第２の閾値以下であると判断されると、上記第１のサンプリング時間を、上記第１のサンプリング時間よりも長い第２のサンプリング時間に切り替える制御手段と；
を有することを特徴とする熱感知器。
請求項３において、
上記制御手段は、上記外部温度データが上記第１の閾値よりも大きいと判断され、しかも、上記内部温度データが上記第２の閾値よりも大きいと判断されると、上記第２のサンプリング時間を、上記第１のサンプリング時間に切り替える手段であることを特徴とする熱感知器。