JP2015092389A - 警報器 - Google Patents
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Abstract
【課題】火災をはじめとする異常警報時と同じ状況を生成して電池負荷試験を行い、電池容量低下を正確に報知可能とする。
【解決手段】住警器10は、電池34を電源として動作する。警報処理部70はセンサ部26の検出信号から異常を検出した時に報知部32のスピーカ36から異常を示す警報音を出力させる。電池試験部72は定期的に電池負荷試験を行う場合に、音声増幅部62で無音試験信号を増幅してスピーカ36に異常警報時と同等な駆動電流を流した状態で電池電圧を検出する。電池容量監視部74は電池試験部72の電池負荷試験により検出した電池電圧が所定の閾値以下に低下した場合に電池容量低下と判断し、報知部36から電池容量低下警報を出力させる。
【選択図】図2
【解決手段】住警器10は、電池34を電源として動作する。警報処理部70はセンサ部26の検出信号から異常を検出した時に報知部32のスピーカ36から異常を示す警報音を出力させる。電池試験部72は定期的に電池負荷試験を行う場合に、音声増幅部62で無音試験信号を増幅してスピーカ36に異常警報時と同等な駆動電流を流した状態で電池電圧を検出する。電池容量監視部74は電池試験部72の電池負荷試験により検出した電池電圧が所定の閾値以下に低下した場合に電池容量低下と判断し、報知部36から電池容量低下警報を出力させる。
【選択図】図2
Description
本発明は、一般住宅等に設置され電池駆動により火災を監視して警報する警報器に関する。
従来、住宅における火災やガス漏れなどの異常を検出して警報する警報器が普及している。このうち、住宅用災警報器を住警器と言う。
このような住警器にあっては、住警器内にセンサ部と警報部を一体に備え、火災を検出すると火災警報を出すようにしており、住警器単体で火災監視と警報ができることから、設置が簡単でコスト的にも安価であり、一般住宅での設置義務化に伴い広く普及している。
従来の住警器で火災を検出した時の警報としては、例えば「ウーウー 火事です 火事です」といった警報音を出力するようにしている。ここで前半の「ウーウー」はスイープ音と呼ばれる。このスイープ音は、2〜3KHzといった聞き取りやすい範囲で周波数を時間に対し直線的に変化させながら出力している。
このようなスイープ音と音声メッセージから構成された警報音の出力は、1チップCPUとして知られたプロセッサのROMに音声データを記憶して準備し、ROMから読み出した音声データをPWMパルスに変換し、PWMパルス(パルス幅変調パルス)を外部回路として設けたローパスフィルタを通すことで音声信号波形に変換し、同じく外部回路として設けた音声アンプで増幅した後にスピーカから出力させている。
このように音声データをPWMパルスに変換して警報音を出力するPWM変換方法は、音声データをアナログ変換する高価なAD変換器を必要とせず、低コストで音声出力を行うことができる。
また、近年、住警器の低消費電力化が推し進められた結果、電池寿命が例えば10年以上といった長寿命が保証されており、その間、電池交換は不要である。長期間使用して電池寿命に近づき、電池電圧の低下(残り電池容量の低下)が検出されると、電池切れを予告報知する警報を出すようにしている。
ここで、一般的には電池切れ予告警報の出力が開始された後も、例えば72時間は引き続き火災監視、火災警報機能を有効としており、電池交換のための猶予期間を設けている。火災監視、火災警報機能を無効とする場合であっても、少なくとも72時間は間欠的な電池切れ予告警報出力を継続できるようにしている。そして、72時間経過しても電池交換が行われない場合には、更に電池電圧が低下し所定の動作可能電圧を下回った時点で動作停止に至ることになる。
このような電池切れ予告警報は、火災警報に比べて緊急を要さない警報であるため、従来、例えば就寝中の安眠妨害となることを避けるため夜間から早朝にかけての電池切れ予告警報出力を低減するべく、電池電圧の低下を検出してから所定時間経過後にスピーカから電池切れ予告警報を出力させる火災警報器(特許文献3)や、電池電圧が所定の電圧以下に低下している場合、電池の低下を報知するためにランプを点灯又は点滅させ、この状態でスイッチ操作を行うと、電池交換を促す内容を含んだ音声メッセージをスピーカから出力させる電池式警報器(特許文献4)が知られている。
また、ユーザが長期間不在中に電池電圧の低下が検出された場合には、電池切れ予告警報を必要最小限の電力消費で可能な限り長期間継続して出力し続け、ユーザが帰宅した際に、確実に気付いてスイッチ操作で電池電圧低下が分かるようにした警報器も提案されている(特許文献5)。
更に、電池切れを予告報知するための電池電圧の検出は、定期的に火災警報時の電流に相当する試験電流をトランジスタの駆動によりダミーの負荷抵抗に流す電池負荷試験を行い、電池負荷試験でドロップした電池電圧を測定して電池電圧低下を判断するようしている。
しかしながら、このような従来の住警器にあっては、トランジスタ駆動によりダミー抵抗に試験電流を流す電池負荷試験を行って電池電圧を検出していたため、トランジスタやダミー抵抗の特性ばらつきにより火災警報出力時の電流と試験電流の相違が大きくなるという問題がある。
例えば火災警報出力時の電流に対し試験電流がプラス側にずれていた場合、電池負荷試験での電圧ドロップが大きくなり、火災警報を行うための電池電圧は正常であるにも関らず、電池容量低下が判断されて、電池切れ予告警報が出力される問題がある。
また火災警報出力時の電流に対し試験電流がマイナス側にずれていた場合、電池負荷試験での電圧ドロップが小さくなり、既に電池電圧低下状態であるにも関わらず電池切れ予告報知が行われないという問題がある。
また住警器の電池としてはリチウム電池やアルカリ乾電池を使用しており、このような電池は一般に温度によって内部抵抗の値が変動し、このため温度変化によっても残り電池容量が大きく変動し、例えば低温時には内部抵抗が増加するので、電池容量が低下する。このため氷点下となるような低温状態で電池負荷試験を行った場合、電池電圧が常温時に比べ例えば一時的に低下している状態で更に負荷試験の電流消費で電圧が大きくドロップし、必要以上に早い段階で電池切れ予告警報が出力されてしまう問題がある。
更に、住警器の長期使用に伴い残り電池容量の低下が進んでいると、低温状態での電池負荷試験による電圧ドロップで住警器の制御部として使用しているプロセッサのリセット電圧以下に低下すると、本来引き続き動作可能であるにも関わらず試験時にリセットがかかって監視機能が損なわれてしまう問題もある。
本発明は、火災をはじめとする異常警報出力時と同じかそれに相当する試験条件を生成して電池負荷試験を行い、残り電池容量の低下を正確に検出判断して報知可能とする警報器を提供することを目的とする。
本発明は、
電源を供給する電池と、
監視エリアの物理的現象を検出して検出信号を出力するセンサ部と、
報知音を出力する音響出力器と、
センサ部の検出信号に基づいて異常を検出した場合に、音響出力器から異常を示す警報音を出力させる警報処理部と、
を備えた警報器に於いて、
電池負荷試験を行う際に、音響出力器に警報出力時と同等の駆動電流を流した状態で、電池電圧を検出する電池試験部と、
電池負荷試験により検出した電池電圧が所定値以下に低下した場合に、電池切れ予告警報を出力させる電池容量監視部と、
を設けたことを特徴とする。
電源を供給する電池と、
監視エリアの物理的現象を検出して検出信号を出力するセンサ部と、
報知音を出力する音響出力器と、
センサ部の検出信号に基づいて異常を検出した場合に、音響出力器から異常を示す警報音を出力させる警報処理部と、
を備えた警報器に於いて、
電池負荷試験を行う際に、音響出力器に警報出力時と同等の駆動電流を流した状態で、電池電圧を検出する電池試験部と、
電池負荷試験により検出した電池電圧が所定値以下に低下した場合に、電池切れ予告警報を出力させる電池容量監視部と、
を設けたことを特徴とする。
ここで、電池試験部は、電池負荷試験を行う際に、可聴音を出力しない試験信号による駆動電流を音響出力器に流して無音駆動する。
また、電池試験部は、可聴音を出力しない試験信号として、直流パルス信号をローパスフィルタを通して増幅することにより音響出力器を駆動する。
本発明によれば、定期的または不定期的に電池負荷試験を行う場合、例えば音声信号を増幅する音響増幅部の利得を、火災をはじめとする異常警報音出力時に相当する利得に制御した状態でスピーカ等の音響出力器に駆動電流を流すことにより、音響出力器からの異常警報音出力時に相当する負荷状態を作り出して試験させることができ、このようにして電池負荷試験で検出した電池電圧(電池から供給される電源電圧)から電池容量低下を正確に判断して適切に報知することができる。
また、音響増幅部によるスピーカからの警報音出力は、ROMないしRAMから読み出した音響データをPWM信号に変換し、ローパスフィルタを通して音声等の音響信号に変換しており、電池負荷試験を行う場合には、PWM信号に代えて直流パルス信号を使用することで、無音試験信号(可聴音を出力させない試験信号)としてスピーカ等の音響出力器から可聴音を出すことなく正確な電池負荷試験ができる。即ち、利用者の耳障りとなることなく電池負荷試験ができる。
図1は本発明による、所定の監視エリアの火災を監視して警報する住警器を例にとってその外観を示した説明図であり、図1(A)に正面図を、図1(B)に側面図を示している。
図1において、本実施形態の住警器10の筐体はカバー12と本体14で構成されている。カバー12は中央に突出部を設け、その周囲に複数の煙流入口を開口し、更にその内部には検煙部16が配置され、火災による煙が所定濃度に達したときに火災を検出するようにしている。
カバー12に設けた検煙部16の左下側には音響穴18が設けられ、この背後にブザーやスピーカ等の音響出力器を内蔵し、警報音や音声メッセージを出力できるようにしている。検煙部16の下側には警報停止スイッチ20が設けられている。
警報停止スイッチ20は、半透明部材で形成されたスイッチカバーと、スイッチカバーの内部に配置されたタクトスイッチ(図示せず)とで構成されている。スイッチカバー内部のタクトスイッチ近傍には、点線で示すように警報表示を行うLED22が配置されており、LED22が点灯、点滅、明滅作動すると、警報停止スイッチ20のスイッチカバーの部分を透過してLED22の作動状態が外部から分かるようにしている。
警報停止スイッチ20は、スイッチ操作時の住警器10の動作状態に応じて警報停止スイッチ及び点検スイッチとして機能する。例えば住警器10が火災を検出している状態又は火災警報中に警報停止スイッチ20を操作すると当該警報を停止する警報停止スイッチとして機能する。また、住警器10の通常状態で警報停止スイッチ20を操作すると、所定の点検動作を実行して点検結果を音声メッセージにより出力する点検スイッチとして機能する。
また本体14の裏側上部には略中央部に挿通孔を有する取付フック15が設けられており、設置する部屋の壁面等にビスなどをねじ込み、この取付フック15の挿通孔をビスに通すことで、壁面等に住警器10を所謂壁掛け状に固定設置することができる。
なお図1の住警器10にあっては、検煙部16を備え、火災による煙を検出する住警器を例に取っているが、これ以外に火災による熱を検出するサーミスタ等の温度検出素子を備えた住警器や火災に伴うその他の物理現象を検出する住警器、火災以外にガス漏れを検出する警報器、侵入者や地震その他の異常を検出する各種の警報器、これらを組み合わせて成る警報器についても、本発明の対象に含まれる。
図2は図1に示した住警器の実施形態を示したブロック図である。図2において、住警器10はワンチップCPUとして知られたプロセッサ24を備え、プロセッサ24に対してはセンサ部26、操作部28、電池電圧検出部30、報知部32、温度検出部33及び電池34を設けている。電池34は、各部に電源を供給する。
センサ部26には、煙を検出して信号を出力する検煙部16を設けている。上述の通り、センサ部26には検煙部16に代えて、火災による温度を検出するサーミスタ等の温度検出素子や、火災に伴うその他の現象を検出する各種素子を設けてもよい。
操作部28には警報停止スイッチ20が設けられている。警報停止スイッチ20は、その時の住警器10の動作状態に応じて、警報停止スイッチ又は点検スイッチとして機能する。
電池電圧検出部30は後の説明で明らかにする電池負荷試験を行った場合に電池34から供給される電源電圧を検出する。
報知部32には警報音等を出力する音響出力器としてスピーカ36と、警報等表示を行う表示出力器としてLED22が設けられている。スピーカ36は、プロセッサ24のスピーカ出力端子60a,60bに接続されており、音声増幅は後の説明で明らかにするプロセッサ内蔵回路により行われる。LED22は点滅や明滅、点灯などにより、火災などの異常発生、その他を表示する。なお、スピーカ36に代えて、ブザー等を用いても良い。またLED22に代え、2色LEDや液晶表示器等を設けても良い。もちろん、LEDと液晶表示器等を併設しても良い。
温度検出部33はサーミスタなどの温度検出素子やトランジスタのベースエミッタ間電圧などにより温度や温度変化に対応した温度検出信号を出力する。ここで例えば、住警器10の周辺、住警器の内部、電池34の周辺、電池34の構造部の何れかが温度検出部33の検出対象となる。即ち温度検出部33は、電池34から供給される電源電圧に影響を与える部分の温度又は温度変化を直接または間接的に検出する。
なお、センサ部26にサーミスタなどの温度検出素子を設けている場合は、センサ部26からの温度検出信号を使用できることから、温度検出部33の機能をセンサ部16に兼用させることもでき、この場合は、別途温度検出部33の温度検出素子を設ける必要はない。
なお、センサ部26にサーミスタなどの温度検出素子を設けている場合は、センサ部26からの温度検出信号を使用できることから、温度検出部33の機能をセンサ部16に兼用させることもでき、この場合は、別途温度検出部33の温度検出素子を設ける必要はない。
電池電源34は、例えば所定セル数のリチウム電池やアルカリ乾電池を使用しており、電池容量としては住警器10における回路部全体の低消費電力化により、例えば10年の電池寿命を保証している。
なお、プロセッサ24に対しては図示しない移報回路部も設けられており、移報回路部は火災検出時に、信号線接続により他の機器に火災検出時へ移報信号を出力して連動動作を行わせるもので、移報信号は例えば無電圧接点開閉信号等である。
プロセッサ24には住警器10の各種処理をプログラム制御により実行するためのデジタル回路部と音声増幅を行うためのアナログ回路部が設けられている。
デジタル回路部としてはCPU38が設けられ、CPU38からのバス40に、制御ロジック42、ROM44、RAM46、AD変換ポート48,52,55、入力ポート50、PWM出力ポート54、出力ポート56を接続している。なお、制御ロジック42はCPU38の制御処理に伴うバス制御などの各種のハードウェア機能を実現する。
AD変換ポート48にはセンサ部26が接続され、AD変換ポート52には電池電圧検出部30が接続され、AD変換ポート55には温度検出部33が接続され、入力ポート50には操作部28が接続され、PWM出力ポート54には外部回路としてローパスフィルタ66が接続され、出力ポート56には報知部32のLED22が接続されている。電池電圧検出部30は、電池34から供給される電源電圧を直接的または間接的に検出する。
アナログ回路部としては、音響信号として音声信号を増幅する音響増幅部である音声増幅部62とその利得を制御する利得制御部64が設けられる。音声増幅部62および利得制御部64はCPU38の制御によるAGC(自動利得制御)機能を備えた適宜の回路を使用することができる。
音声増幅部62の入力は音声入力端子58に接続されている。スピーカ36から出力される報知音の音声データはROM44に記憶されている。ROM44に記憶した音声データは所定の音声メッセージに対応する音声信号の振幅を所定周期でサンプリングしてAD変換した振幅データであり、CPU38は音声データをROM44から読み出した後に振幅値に応じてオンデューティが変化するPWMパルスに変換し、PWM出力ポート54から外部回路として設けたローパスフィルタ66に出力し、連続的なアナログ音声信号に変換し、音声入力端子58を経由して音声増幅部62で増幅した後、スピーカ36の駆動により出力する。
CPU38にはプログラムの実行により実現される機能として、警報処理部70、電池試験部72及び電池容量監視部74の機能が設けられている。
警報処理部70は、センサ部26からの煙検出信号から火災を検出した場合に、スピーカ36から火災を示す警報音を出力させると共に、LED22を駆動させて警報表示を行う。
具体的に説明すると、警報処理部70は、センサ部26に設けた検煙部16の煙検出信号を所定の閾値と比較し、閾値を超えた場合に火災を検出し、報知部32のスピーカ36から例えば「ウーウー 火事です 火事です」を繰り返し出力させると共に、LED22を点灯させて警報表示を行う。
また、警報処理部70は、火災警報の出力中に、警報停止スイッチ20の操作を検出した場合、スピーカ36からの音声メッセージ出力とLED22からの警報表示出力とによる火災警報の出力を停止(消灯)する。この場合、LED22による警報表示出力については、音声警報出力の停止から所定時間継続した後に停止しても良い。
また、警報処理部70は、通常監視状態で操作部28に設けた警報停止スイッチ20の操作を検出した場合には所定の内部点検を実行して報知部32から点検結果を出力させる。点検結果の出力は、正常であれば、例えば「正常です」といった警報メッセージを含む点検メッセージを出力し、もし故障を検出していれば「ピッ 故障です」といった点検メッセージを出力する。点検処理で点検する内容としては、検煙部16(センサ)故障の有無、回路故障の有無、感度異常の有無、その他障害の有無等がある。
なお、電池(電源)電圧(残り電池容量)が所定以下に低下するローバッテリー障害については、次に説明するように通常監視状態でも内部で定期的に点検しているが、点検操作による点検時にも行うようにすることができる。
電池試験部72は、例えば4時間毎に定期的な電池負荷試験を行い、試験結果に応じて利得制御部64に火災警報音出力時に相当する、ピーク70B/mを超える所定の音量を得るための利得制御を指示し(ローバッテリー障害時はこの限りでない)、音声増幅部62で試験用の音声データに基づく試験信号を増幅してスピーカ36に異常(火災)警報時に相当する、例えば異常警報音出力時と略等しい駆動電流を流した状態で、電池電圧検出部30で検出している電源電圧をAD変換ポート52から読み込んで検出する。このようにして電池試験部72は、温度検出部33の検出温度に応じて試験負荷を異ならせるように制御して試験を行うようにしている。
また、電池試験部72は、定期的に電池負荷試験を行う際、温度環境の変化に起因する電池電圧低下分も含めて処理するため、温度検出部33の検出温度に基づいて利得制御部64に利得制御(利得の温度補正制御)を指示して音声増幅部62で試験信号を増幅したうえで、スピーカ36に異常警報音出力時に相当する、例えば異常警報音出力時と略等しい駆動電流を流した状態で電池電圧を検出する。
温度変化に基づいて制御する場合は例えば、温度検出部33による検出温度が高い場合、即ち例えば所定の基準よりも上昇している場合、電池試験部72は温度上昇分に応じてスピーカからの出力音量を大きくするように利得制御部64に利得を増加させる利得制御を指示し、一方、検出温度が低い場合、即ち例えば所定の基準よりも下降している場合は、温度下降分に応じてスピーカからの出力音量を小さくするように利得制御部64に利得を減少させる利得制御を指示する。これによって温度環境が電池負荷試験結果に及ぼす影響(誤差要因)を排除し、試験時の温度によらず適切に電池負荷試験が行われるようにしている。
このようにして電池試験部72は、温度検出部33の検出温度に応じて音声増幅部62の増幅利得を制御することでスピーカ36の駆動電力を調整して試験負荷を異ならせて試験を行うようにしている。
ここで、警報処理部70は、センサ部26からの煙検出信号に基づいて火災を検出した場合に、報知部32から火災(発生)を示す警報音(報知音)を出力するよう制御する。この制御によって火災警報音に対応する音声データをROM44から読み出してPWM信号に変換し、このPWM信号をローパスフィルタ66により音声信号に変換した後に音声増幅部62で増幅してスピーカ36を駆動するという一連の動作が行われて警報音が出力される。
電池試験部72で電池負荷試験を行う場合には、可聴音を出力しない試験信号として試験用の直流パルス信号を出力し、PWM信号は使用しない。この直流パルス信号を、ローパスフィルタ66を介して音声増幅部62に入力し、そのとき利得制御部64で設定されている利得で増幅してスピーカ36に駆動電流を流し、スピーカ36から可聴音を出力することなく電池負荷試験を行う。
なお、可聴音の出力を完全に排除しきれない場合でも、利用する上で実質的な差し障りの無い範囲であれば良いものとする。即ち若干の可聴音が出力されたとしても、実質的な問題とならない程度に排除されていれば良い。
また直流パルス信号をそのままのパルス波形でスピーカ36に入力すると、パルスの立ち上がり及び立ち下がり部分で可聴ノイズ音が瞬時的に出力されるが、ローパスフィルタ66を通すことで立ち上がり及び立ち下がりが滑らかに変化し、スピーカ36から可聴ノイズ音が出力されることを抑制している。
電池容量監視部74は、電池試験部72による電池負荷試験で検出した電池電圧が所定の閾値Vth1以下に低下したときに電池容量低下(ローバッテリー障害)と判断し、報知部32からローバッテリー障害警報である電池切れ予告警報を間欠的に出力させると共に、その後の定期的な電池試験部72による電池負荷試験実施を禁止する。
本実施形態にあっては、電池34の定格電圧である例えば5.0ボルトに対し、電池試験部72により、現在の利得設定におけるスピーカ36の駆動で電池負荷試験を行った時の電池電圧が、例えば2回連続して閾値電圧Vth1=2.35ボルト以下に低下した時に、電池(残り)容量低下、即ちローバッテリー障害状態と判断して電池切れ予告警報を出力するようにしている。これは例えば温度環境の一時的な変化により電池容量が低下した場合の誤検出を防止するためである。
更に、電池容量監視部74は、報知部32から出力させる電池切れ予告警報の出力音量を、火災警報の出力音量より小さくなるように利得制御部64に利得制御を指示して警報させる。
電池容量監視部74による電池切れ予告警報は、ローバッテリー障害を断定した時場合に、例えば「ピッ 電池切れです」を3回繰り返して出力し、同時に、警報音に同期してLED22を点滅させる。その後は、定期鳴動として例えば1分毎に「ピッ 電池切れです」といった警報音を1回出力する。また警報停止スイッチ20による点検操作を検出したとき「ピッ 電池切れです」を1回出力すると共にLED22を点滅させる。
なお、一度ローバッテリー障害が判断されて電池切れ予告警報の出力が開始された後は、電池負荷試験の実施は禁止され、時間の経過に伴って残り電池容量が更に低下し、プロセッサ24が動作を停止する所定のリセット電圧Vth2、例えばVth2=2.0ボルトに低下するまで、報知部32から上述のように電池切れ予告警報を定期出力させることになる。
また、電池試験部72で電池負荷試験を行った場合に、電池電圧に変動(試験負荷による電圧変動)がなかった場合、これはスピーカ36への出力線断線が原因である可能性が高いことから、スピーカ36の断線障害を検出して報知部32に障害警報を出力させるようにしても良い。この場合の障害警報はスピーカ36が使えないことから、LED22の点滅などによる表示により報知出力する。
図3は図2の住警器における電池電圧低下特性を、異なる温度について示したタイムチャートであり、図3(A)には本発明の住警器10において、温度検出部33による検出温度結果に基づいてスピーカ音量音声増幅部62の利得を補正して電池負荷試験を行った場合の試験時検出電圧ドロップを示し、図3(B)には利得の温度補正制御を行わない場合の試験時電圧ドロップを示している。
ここで、閾値Vth1は電池(残り)容量低下、即ちローバッテリー障害を判定する閾値であり、本例では電池電圧の定格5.0ボルトに対して例えばVth1=2.35ボルトとしている。また閾値Vth2はプロセッサ24のリセット電圧であり、例えばVth2=2.0ボルトとしている。また、使用開始から電池切れによる動作停止までの時間は通常例えば10年といった長い時間になる。
図3(A)において、特性曲線80は例えば常温20℃の場合であり、特性曲線90は例えば−10℃の場合であり、常温20℃に比べ低温−10℃では電池電圧が低くなっている。なお、以下の説明では特性曲線80で示す特性を常温特性80、特性曲線90で示す特性を低温特性90という。もちろん、実際の使用状態において、使用温度が常に20℃や−10℃に固定されているわけではなく、変化を伴って推移しているが、説明を簡単にするため、ここでは図3の例を示している。
図3(A)において、時刻t1,t2,t3は例えば4時間毎に行われる電池負荷試験のタイミングを示している。時刻t1の電池負荷試験の場合、常温特性80において試験前の電池電圧はa1点にあり、スピーカ36の試験駆動により電池電圧はa1点からc1点にドロップする。
これに対し低温特性90において試験前の電池電圧はb1点にあり、スピーカ36の無音駆動による電池負荷試験により電池電圧はb1点からc1点にドロップする。これは、このときのスピーカ駆動は温度検出部33の検出温度に基づいて利得の温度補正を行って設定した小さい利得による音声増幅で行われており、これにより電圧ドロップ量を少なくし、常温特性80の場合と同じc1点の電圧が得られるようにしている。電池負荷試験でこのc1点の電圧が検出されて、検出値とローバッテリー障害の閾値電圧Vth1が比較される。
この場合、電池負荷試験でc1点にドロップした電池電圧は閾値Vth1を上回っているため、ローバッテリー障害とならない。
時刻t2、t3の電池負荷試験にあっても、常温特性80のa2,a3点の電圧及び低温特性90のb2,b3点の電圧は、それぞれc2、c3点の同じ電圧にドロップし、閾値Vth1を上回っているため、ローバッテリー障害とならない。
図3(B)は、温度検出部33の検出温度に基づく利得の温度補正制御を行わずにスピーカを駆動して電池負荷試験を行った場合を示している。図3(B)で時刻t1における電池負荷試験の場合、常温特性80ではa1点からd1点にドロップし、低温特性90ではb1点からe1点にドロップし、低温特性90の方がより低い電圧にドロップしているが、いずれも閾値Vth1を上回っているため、ローバッテリー障害とならない。
また図3(B)の時刻t2における電池負荷試験の場合、常温特性80ではa2点からd2点にドロップし、低温特性90ではb2点から閾値Vth1を下回るe2点にドロップしており、図3(A)の同じ時刻t2では問題なかったものが、図3(B)の場合、低温特性90について電池負荷試験によりローバッテリー障害となる。なお、試験時の検出電圧が2回連続でVth1以下となった場合に、ローバッテリー障害と判断するようにしている。
更に、図3(B)の時刻t3の場合、常温特性80ではa3点からd3点にドロップし、低温特性90ではb3点から閾値Vth2を下回るe3点にドロップしており、図3(A)の同じ時刻t3では問題なかったものが、図3(B)の場合、低温特性90についてプロセッサ24にリセットがかかってしまう。
このように図2の温度検出部33の検出温度に応じた利得の温度補正制御が行われたうえでの電池負荷試験実施により、図3(A)に示すように、そのときの温度に影響されることなくローバッテリー障害を適切に判定して報知することができる。
図4は図2の電池試験部72による電池負荷試験における、温度検出部33の検出温度Tとスピーカ音量(試験では可聴音を出力しないようにスピーカ駆動されるが、先述の通り仮想的に火災警報時の出力音量と読み替えることができる)との関係を示した模式図である。図4において、本実施形態の電池負荷試験では、例えば−10℃で音量VL1、10℃で音量VL2、40℃で音量VL3となる、温度Tの低下に応じて音量VLも低下する特性100としている。
このような温度Tに対する音量VLの関係は、図5に示す、温度に対応する音声増幅利得制御で実現することができる。図5においては、例えば−10℃で利得G1、10℃で利得G2、40℃で利得G3となる特性110を得ている。
この利得Gの特性110に従った温度Tと利得Gの対応テーブルをROM44に例えばテーブル形式で予め記憶し、電池試験部72はこのテーブルから温度検出部33の検出温度Tに対応する利得Gを取得して利得制御部64に当該取得利得への利得切替制御を指示することになる。
なお、図4及び図5の温度に対する音量及び利得の関係は説明を簡単にするためとして直線的に示しているが、この特性は実験等の実測結果から求めるようにすれば良い。
図6は図2の住警器10における処理動作を例示したフローチャートである。図6において、住警器10の電池34による電源供給が開始されると、ステップS1で初期化および自己診断を実行し、異常がなければステップS2に進み、火災検出の有無を判別し、火災検出ありを判別するとステップS3に進み、スピーカ36からの音声メッセージ出力とLED22の点灯による警報表示出力とによる火災警報を出力する。
続いてステップS4でセンサ部26からの煙検出信号が低下して火災状態が解消する火災復旧の有無を判別しており、火災復旧ありを判別するとステップS6に進んでスピーカ36からの警報音出力を停止し、LED22の点灯による警報表示を消灯することにより、火災警報出力を停止する。なお、LED22は警報音出力の停止から所定時間経過後に消灯しても良い。
ステップS4で火災復旧ありが判別されない場合はステップS5で警報停止スイッチ20の操作有無を判別し、スイッチ操作ありが判別されるとステップS6で上記同様に火災警報出力を停止する。つまり、このとき警報停止スイッチ20は火災警報を停止する警報停止スイッチとして機能する。
続いてステップS7で定期的に電池負荷試験を行って検出された電池電圧に基づくローバッテリー障害の有無を判別している。なおここでは、連続した2度の電池負荷試験でローバッテリー障害となったか否かも含めて判別を行っているが、図6のフローチャートでは処理を図示省略している。
この電池負荷試験では、温度検出部33の検出温度に基づき例えばROM44の対応テーブルを参照して利得を取得し、図3(A)に示したように、その時の温度が相違しても、試験負荷によってドロップした結果の電池電圧に影響しないように利得制御部64に利得制御(利得の温度補正制御)を指示し、指示した利得により音声増幅部62でパルス信号を増幅してスピーカ36を駆動している。電池負荷試験では直流パルスを使用して先述の通りスピーカ36を駆動するので、スピーカ36から可聴音は出力されない。
ステップS7でローバッテリー障害が判別されるとステップS8に進み、スピーカ36からの音声メッセージ出力とLED22の点滅表示出力とによりローバッテリー障害警報としての電池切れ予告警報を出力した後、ステップS9に進んでRAM46の所定領域にローバッテリーフラグをセットする。なお、ローバッテリーフラグがセットされている状態では、例えば1分毎に定期鳴動として例えば1時間毎に「ピッ 電池切れです」といった警報音を1回出力する。
続いてステップS10に進み、通常状態における警報停止スイッチ20の操作有無を判別しており、スイッチ操作ありを判別するとステップS11に進み、検煙部16の故障の有無、回路故障有無、感度異常の有無、その他障害の有無等について点検処理を実行して結果を報知する。
なお、通常状態で警報停止スイッチ20を操作すると、「ピッ」といった操作受付音が出力される。
なお、上記の「通常状態」はどのように定義しても良いが、少なくとも火災が検出されていない状態、即ち火災警報が出力されていない状態とする。
続いてステップS12でRAM46のローバッテリーフラグのセット有無を判別し、セットなし(リセット)を判別した場合はステップS13に進んで点検結果、即ち正常か障害、故障か、また障害や故障の内容等をスピーカ36の音声メッセージにより出力する。
即ち、点検結果に異常がなければ例えば「正常です」の音声メッセージによって結果を報知し、異常がある場合には「異常です」や「故障です」等の音声メッセージ又は異常や故障の内容を示す音声メッセージ等によって結果を報知する。もちろん、これに加えてLED22を適宜に作動させて報知しても良い。また、点検処理にはスピーカ断線検出も含まれ、スピーカ断線検出の場合はLED22による障害表示のみとなる。
ステップS12でローバッテリーフラグのセットありを判別した場合はステップS14に進み、ステップS8と同様に、電池切れ予告警報を出力する。
ここで、ステップS9でローバッテリーフラグがセットされた後に警報停止スイッチ20が操作された場合には、点検処理を行わず直ちにステップS14に移行しても良い。また、ステップS9でセットされたローバッテリーフラグは、電池交換が行われた後、ステップS1でリセットされるが、次回以降ステップS7でローバッテリーが判断されなかった場合にリセットしても良い。
なお、上記の実施形態は、プロセッサにアナログ回路として音声増幅部と利得制御部を内蔵した場合を例にとっているが、音声増幅部と利得制御部の両方またはいずれか一方をプロセッサの外部回路として設けた場合にも適用できる。また、ブザー音等、音声以外の音響出力であっても、同様に適用できる。また、必ずしもPWMパルスを利用して出力するものでなくても良い。
また、上記の実施形態は、ROMに記憶した音声データをPMWパルスに変換した後にローパスフィルタで音声信号に変換する場合を例にとっているが、音声データはRAMに記憶しても良い。
また、上記の実施形態では温度検出部33で検出された温度に基づいて利得の温度補正を行う例を示したが、温度変化を検出して、検出された温度変化に基づいて利得の温度補正を行っても良い。
また、上記の実施形態は火災を検出して警報する住警器を例にとるものであったが、ガス漏れ警報器、CO警報器、防犯用警報器等、各種の警報器についても適用できる。また、複数の住警器や警報器を配置して警報等を連動させる警報システムの住警器や警報器についても同様に適用できる。
複数の住警器や警報器で警報等を連動させる場合は、各住警器、警報器に無線通信部を備え、他の住警器、警報器との間で連動信号を送受信するようにする。
また、上記の実施形態で警報停止スイッチ20として示した操作手段は、必ずしもスイッチである必要は無く、リモコン装置等を使用して外部からの通信によってを指示入力するもの等、どのような手段や方法を適用しても良い。
また上記の実施形態におけるフローチャートは処理の概略例を説明したもので、処理の順番等はこれに限定されない。また各処理や処理と処理の間に必要に応じて遅延時間を設けたり、他の判定を挿入する等ができる。
また、警報器の規格等によっては、上記実施形態のLEDによる表示が「警報」と認められない場合があるが、本発明では規格上「警報」に含まれるか否かに関わらず、警報表示、警報に伴う表示、または単に表示として記載している。ここで、本発明の目的を達成できるものであれば、どのような表示手段を用いても構わない。そして、表示部をはじめとする報知部は警報器と別体に設けられていても良い。
また、上記の実施形態は住宅用に限らずビルやオフィス用など各種用途の警報器にも適用できる。
また、上記の実施形態は警報器にセンサ部と他の処理部、制御部を一体に設けた場合を例にとるが、他の実施形態として、センサ部と他の処理部および制御部を別体とした警報器であっても良い。
また本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
10:住警器
12:カバー
14:本体
15:取付フック
16:検煙部
18:音響孔
20:警報停止スイッチ
22:LED
24:プロセッサ
26:センサ部
28:操作部
30:電池電圧検出部
32:報知部
33:温度検出部
34:電池
35:温度検出部
36:スピーカ
38:CPU
44:ROM
46:RAM
48,52,55:AD変換ポート
50:入力ポート
54,56:出力ポート
58:音声入力端子
60a,60b:スピーカ出力端子
62:音声増幅部
64:利得制御部
66:ローパスフィルタ
70:警報処理部
72:電池試験部
74:電池容量監視部
12:カバー
14:本体
15:取付フック
16:検煙部
18:音響孔
20:警報停止スイッチ
22:LED
24:プロセッサ
26:センサ部
28:操作部
30:電池電圧検出部
32:報知部
33:温度検出部
34:電池
35:温度検出部
36:スピーカ
38:CPU
44:ROM
46:RAM
48,52,55:AD変換ポート
50:入力ポート
54,56:出力ポート
58:音声入力端子
60a,60b:スピーカ出力端子
62:音声増幅部
64:利得制御部
66:ローパスフィルタ
70:警報処理部
72:電池試験部
74:電池容量監視部
Claims (3)
- 電源を供給する電池と、
監視エリアの物理的現象を検出して検出信号を出力するセンサ部と、
報知音を出力する音響出力器と、
前記センサ部の検出信号に基づいて異常を検出した場合に、前記音響出力器から異常を示す警報音を出力させる警報処理部と、
を備えた警報器に於いて、
電池負荷試験を行う際に、前記音響出力器に警報出力時と同等の駆動電流を流した状態で、電池電圧を検出する電池試験部と、
前記電池負荷試験により検出した前記電池電圧が所定値以下に低下した場合に、電池切れ予告警報を出力させる電池容量監視部と、
を設けたことを特徴とする警報器。
- 請求項1記載の警報器に於いて、前記電池試験部は、電池負荷試験を行う際に、可聴音を出力しない試験信号による駆動電流を前記音響出力器に流して無音駆動することを特徴とする警報器。
- 請求項2記載の警報器に於いて、前記電池試験部は、可聴音を出力しない前記試験信号として、直流パルス信号をローパスフィルタを通して増幅することにより前記音響出力器を駆動することを特徴とする警報器。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018181327A (ja) * | 2017-04-13 | 2018-11-15 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | 警報器 |
WO2024030895A1 (en) * | 2022-08-02 | 2024-02-08 | Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP | Non-disruptive control unit battery test |
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---|---|---|---|---|
JPH07272181A (ja) * | 1994-03-31 | 1995-10-20 | Nohmi Bosai Ltd | 火災報知設備における音声合成用icの自動検査装置 |
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-
2014
- 2014-12-29 JP JP2014266941A patent/JP2015092389A/ja active Pending
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JP7089393B2 (ja) | 2017-04-13 | 2022-06-22 | 矢崎エナジーシステム株式会社 | 警報器 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151028 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151216 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160210 |