JP2651051B2 - 煙検知装置 - Google Patents

煙検知装置

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JP2651051B2
JP2651051B2 JP208291A JP208291A JP2651051B2 JP 2651051 B2 JP2651051 B2 JP 2651051B2 JP 208291 A JP208291 A JP 208291A JP 208291 A JP208291 A JP 208291A JP 2651051 B2 JP2651051 B2 JP 2651051B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、たばこの煙等を検知す
る煙検知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のたばこ等の煙を検知する
煙検知装置は、一般的には図5に示す原理により煙りを
検知するものであった。ここで使用するガスセンサは、
たばこの煙等、還元性ガスに反応してセンサ素子の抵抗
値が変化する抵抗変化型のガスセンサであり、センサ素
子が煙濃度の場合には高抵抗となり、高煙濃度の場合
には低抵抗となるものでる。また、温湿度の影響により
センサ素子の抵抗値が変化する温湿度依存性があり、温
湿度の変化により、煙の発生なしでセンサ素子の抵抗値
が変化する場合もあり、さらに、煙の発生する以前の初
期状態のセンサ素子の抵抗の値により、同じ値の煙濃度
の変化があったとしても変化する抵抗の値が異なり、あ
る一定の煙濃度の変化があるとき、初期状態のセンサ素
子の抵抗値が高抵抗である場合は、抵抗値の変化率は大
きく、初期状態のセンサ素子の抵抗値が低抵抗である場
合は、抵抗値の変化率も少なくなる特徴がある。
【0003】図5はこのセンサ素子の抵抗値と煙濃度の
関係を表現したものであり、横軸が煙濃度S、縦軸がセ
ンサ素子の抵抗値Rである。従来の煙検知装置は、上
記、センサ素子の抵抗値が、ある煙濃度変化ΔSをうけ
たとき、変化する値の判定基準値ΔRrを設定すること
により、センサ素子の抵抗値の変化から煙の発生を判断
するものであり、つまり、ある時点のセンサ素子抵抗値
の変化値ΔRがΔR<Rrである場合には煙の発生とは
判断せず。ΔR≧ΔRrである場合には煙の発生と判断
することにより煙の検知を行うものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方式で
は、煙検知の判断基準である判断基準値ΔRrが一定の
値でり、上記にて説明したある一定の煙濃度の変化Δ
Sがある場合でも、煙が発生する以前(初期状態)の雰
囲気温湿度の影響により、センサ素子の抵抗値変化ΔR
が異なるという煙センサの特徴から、煙の検知濃度が一
定せず不安定である問題があった。
【0005】本発明は、前記従来の問題に留意し、煙が
発生する以前(初期状態)の雰囲気温湿度に影響され
ず、常に煙の検知濃度が一定である煙検知装置を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の煙検知装置は上
記目的を達成するために、還元性ガスに反応しセンサ素
子の素子抵抗値が変化するガスセンサを有し、前記素子
抵抗の変化を、この素子抵抗を介して放電した状態のコ
ンデンサを充電したときの充電時間を所定の時間単位で
計測したカウント値の変化として判断し、このカウント
値が煙の検知判断レベルのしきいカウント値以上の変化
がないときには煙の発生がないと判断して、あらかじめ
設定したカウント値の最大値となるようにコンデンサの
放電時間を制御することにより、ガスセンサに対する環
境条件の影響によるカウント値の変化を補正し、このカ
ウント値の最大値から現在のカウント値が煙の検知判断
レベルのしきいカウント値以上低下したときには煙が発
生したと判断する煙検知手段を有してなる煙検知装置の
構成としたものである。
【0007】
【作用】この構成において、たとえば喫煙による煙濃度
の変化をガスセンサの素子抵抗値の変化に変換し、煙検
知手段により、この素子抵抗値の変化をカウント値の変
化に変換し、さらに、このカウント値の煙非発生時での
値を常に最大値となるよう制御し、ガスセンサに対する
環境条件の影響を補正し、煙が発生することによるカウ
ント数の変化を、この最大値からの変化として判断し、
煙発生の判定を行うこととなる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図4もとず
説明する。
【0009】図1は本発明の煙検知装置の構成図であ
る。図において1は前記により説明した還元性ガスセン
サ反応、抵抗値変化型のガスセンサであり、2はガスセ
ンサ1の素子抵抗である。この素子抵抗2は煙検知手段
3に接続されている。煙検知手段3の主要な部分はマイ
クロコンピュータ4および周辺回路より構成されてい
る。ここに示すマイクロコンピュータ4は、CPU,R
OM,RAMおよび入出力部を有する、いわゆる1チッ
プマイコンである。煙検知手段3に接続された素子抵抗
2は、センサコンデンサ5に直列接続されており、電圧
VcのDC電源6によりセンサコンデンサ5を充電する
ように構成されている。センサコンデンサ5は放電抵抗
7によりマイクロコンピュータ4の入出力端子8に接続
されており、マイクロコンピュータ4によりセンサコン
デンサ5の電圧判定が行えるように構成されている。
【0010】次に、図2によりセンサ素子抵抗値−カウ
ント値変換の原理につき説明する。ガスセンサ1の素子
抵抗2値−カウント値変換は、マイクロコンピュータ4
の入出力端子8の入力状態でのHi状態判断電圧、つま
り、しきい電圧Vrを利用したものであり、以下で説明
する方法により行っている。図2はセンサコンデンサ5
の充電と時間の関係を示した図であり、縦軸をセンサコ
ンデンサ5の両端電圧Vs,横軸を時間Tで表現したも
のである。まず、マイクロコンピュータ4の入出力端子
8を、前記コンピュータで入力端子と設定した状態でセ
ンサコンデンサ5の充電を行い、Vs=Vcの状態とす
る。次に、入出力端子8を前記コンピュータで出力端子
LO状態と設定することにより、センサコンデンサ5に
充電された電圧を放電抵抗7を介して放電する。放電完
了時点で、入出力端子8を前記コンピュータで再度、入
力端子と設定し、センサコンデンサ5の充電を開始す
る。この充電開始時点より、前記コンピュータがHi状
態を判定でる時点、つまり、センサコンデンサ5が充
電されることにより、前記センサコンデンサ5の両端電
圧Vsが、前記コンピュータ4の入出力端子8が入力状
態のとき、Hi状態判断可能な、しきい電圧Vr以上
(Vs≧Vr)となるまで、前記コンピュータ4にてあ
る小単位時間を基準としてカウントを行うことにより、
ガスセンサ1の素子抵抗値を前記コンピュータ4で判断
可能なカウント値に変換している。
【0011】ここで、ガスセンサ1の素子抵抗2値とカ
ウント値の関係は次に示す関係となる。ガスセンサ1の
素子抵抗2が、上記にて説明したように、煙濃度が濃い
場合には低抵抗、薄い場合には高抵抗となるために、セ
ンサコンデンサ5の充電特性よりカウント数値は、煙濃
度が濃い場合には低カウント数、薄い場合には高カウン
ト数となる。またカウント数の上限は、前記コンピュー
タ4のメモリ上に設定したカウント用メモリの容量を上
限とし、清浄大気の状態でカウント数が最大値となるよ
うに前記コンピュータ4で設定する。
【0012】次に、図3により煙発生判定の原理につい
て説明する。本図は、縦軸を前記コンピュータ4にて判
断した煙濃度を示すカウント値C、横軸を煙濃度Sで表
現した図である。図3aにおいて、煙濃度の小変化ΔS
がある場合、煙濃度の初期状態が低濃度S1であるとき
と、高濃度S2であるときのカウント値の変化ΔCを比
較すると、S1のほうがS2の場合よりカウント値の変
化が大きいことがわかる(図中、ΔC1≧ΔC2の関
係)。これは、前記にて説明したようにガスセンサ1の
特性によるものである。しかし、各カウント値の変化
は、ほぼ初期状態のカウント値に比例し変化しているこ
とが図よりわかる。つまり、C1:ΔC1≒C2:ΔC
2の関係にある。よって図3bに示すように、煙が発生
していない初期状態のカウント値が、温湿度等の環境条
件の影響により図中Ca、Cbのように前記マイクロ
ンピュータ4のカウント値の最大値(図中、Cmax)
に対して一致していない場合に、センサコンデンサ5の
放電時間を制御してこのカウント値の最大値となるよう
に調節すれば、ある煙濃度の小変化ΔSがある場合、カ
ウント値の変化ΔC常にほぼ一定値となり、同様に、
同量の煙濃度変化がある場合、環境条件の違いによるカ
ウント値変化の差異は無くなるわけである。ここで、こ
の煙が発生していない初期状態の前記コンピュータ4に
より最大値となるように設定されたカウント値に対し、
ある煙濃度の変化に対するカウント値変化分に対するし
きい値ΔCrを実験的に求めておけば、異なる環境条件
の中で同濃度の煙の発生を、前記コンピュータ4にて検
知判断が可能となり、しきい値ΔCr以カウント値
の変化がある場合には煙の発生であると判断できること
となる。
【0013】次に、図4にて初期状態のカウント値を最
大値とする方法を説明する。本図は図2同様に、センサ
コンデンサ5の充電と時間の関係を示した図である。図
2で説明したように、ガスセンサ1の素子抵抗2値−カ
ウント数値変換はマイクロコンピュータ4の入出力端子
8のしきい電圧Vrを利用したものであり、センサコン
デンサ5を一たん放電させ、再度、充電を行い、前記セ
ンサコンデンサ5の両端電圧Vsがしきい電圧Vrとな
るまでの時間をカウントすることが原理であった。ここ
で、前記コンデンサの放電時間を調整すると、放電後の
前記センサコンデンサ5の両端電圧Vsを任意の電圧値
に設定できることがわかる。また、放電後の前記センサ
コンデンサ5の両端電圧Vsの電圧値が高ければ、前記
しきい電圧Vrに充電されるまでの時間も短時間とな
り、当然、カウント値も少なくなることがわかる。よっ
て、前記センサコンデンサ5の放電時間をコントロール
することによりカウント値もコントロールが可能である
といえる。
【0014】煙が発生していない初期状態のカウント値
を常に最大値となるように設定する方法は、上記にて説
明したコンデンサ充放電の特性を利用したものである。
つまり、初期状態のカウント値が、マイクロコンピュー
タ4のカウント数の最大値(Cmax)以上となる場合
(図4中、点線にて表現された線上、Ca)には、前記
センサコンデンサ5の放電時間を短くすることにより、
カウント値がカウント数の最大値(図4中、実線にて表
現された線上、Cmax)と同値となるよう調整し、さ
らに、初期状態のカウント値が、前記コンピュータ4の
カウント数の最大値以下となる場合(図4中、一点鎖線
にて表現された線上、Cb)には、前記センサコンデン
サ5の放電時間を長くすることにより、カウント値がカ
ウント数の最大値と同値となるように前記コンピュータ
4にて繰り返し調整を行えば、常に煙が発生していない
初期状態のカウント値を最大値となるように設定可能と
なるわけである。
【0015】以上、上記実施例の構成によれば、ガスセ
ンサ1により煙濃度の変化を前記ガスセンサ1の素子抵
抗値の変化に変換し、前記ガスセンサ1が接続された煙
検知手段3を構成するマイクロコンピュータ4および周
辺回路により、この素子抵抗値の変化をカウント数値の
変化に変換し、さらに、このカウント数値の煙非発生時
での値を前記コンピュータ4により常に最大値とし、喫
煙等による煙濃度変化に対するカウント数値の変化が、
この最大値に対しΔCr以上であるかどうか前記コンピ
ュータ4にて判断し、カウント数値の変化がΔCr以上
である場合には煙の発生であると前記コンピュータで判
断を行える。よって、煙が発生する以前(初期状態)の
雰囲気温湿度に影響されず、常に、煙の検知濃度を一定
とすることが可能となるものである。
【0016】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
は、喫煙等による煙濃度の変化をガスセンサの素子抵抗
値の変化に変換し、煙検知手段により、この素子抵抗値
の変化をカウント値の変化に変換し、さらに、煙非発生
時の環境条件の影響によりバラ付くこのカウント値をカ
ウント数の最大値として補正し、煙が発生することによ
るカウント数値の変化を、この最大値からの変化として
判断して煙の検知判断をおこなう。したがって煙が発生
する以前(初期状態)の雰囲気温湿度の影響のために、
煙の検知濃度が一定せず不安定である問題を防止でき、
環境条件に影響されず常に安定に検知が可能である煙検
知装置を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の煙検知装置の回路図
【図2】同装置のセンサ素子抵抗値−カウント値変換の
原理を示す変換原理説明図
【図3】(a)同装置の煙発生判定の原理を示す判定原
理説明図 (b)同じく同装置の煙発生判定の原理を示す判定説明
【図4】同装置のカウント値を最大値とする方法を示す
説明図
【図5】従来の煙検知装置の煙検知方法を示す説明図
【符号の説明】
1 ガスセンサ 2 素子抵抗 3 煙検知手段 4 マイクロコンピュータ 5 センサコンデンサ 7 放電抵抗 8 入出力端子

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 還元性ガスに反応しセンサ素子の素子抵
    抗値が変化するガスセンサを有し、前記素子抵抗の変化
    、この素子抵抗を介して放電した状態のコンデンサを
    充電したときの充電時間を所定の時間単位で計測した
    ウント値の変化として判断し、このカウント値が煙の検
    知判断レベルのしきいカウント値以上の変化がないとき
    には煙の発生がないと判断して、あらかじめ設定したカ
    ウント値の最大値となるようにコンデンサの放電時間を
    制御することにより、ガスセンサに対する環境条件の影
    によるカウント値の変化を補正し、このカウント値の
    最大値から現在のカウント値が煙の検知判断レベルのし
    きいカウント値以上低下したときには煙が発生したと判
    断する煙検知手段を有してなる煙検知装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11300532B2 (en) 2017-05-26 2022-04-12 Denso Corporation Particulate matter detection system

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EP0623906B1 (en) * 1992-11-26 1999-11-03 Secom Co., Ltd. Burglar-proofing system and theft proofing apparatus

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