JP3713606B2 - 火災検知器 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は火災警報器、特に家庭用、住宅用の光電式火災検知器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の家庭用光電式火災検知器は、発光素子を常時間欠的に点灯させ、発光素子の直接光が入射しない位置に設けられている受光素子の出力により火災の検知を行っている。即ち、火災検知器のラビリンス内に煙が流入すると、煙による散乱光により受光素子の出力が上がり、これにより火災を検出し、火災信号を出力するものである。
このような火災検知器は、電源として電池が使われており、火災検知器の制御回路としてCPUが内蔵されており、CPUの消費電流は無視することができる程小さな値ではない。したがって、CPUを常時動作状態にすると、電池を大容量としなければならず、火災検知器の小型化を図ることができないという問題が生じていた。
また、検知間隔時間を頻繁にして精度を高めようとして、火災検知の処理速度を速くしようとして高速のCPUを用いると、高速のCPUは消費電力が大きくなるという問題もあった。
【0003】
このような問題を解決するものとして、例えば特開平7−175982号公報に開示されている従来の火災検知器がある。
かかる従来の火災検知器は、比較的早い処理速度で煙濃度等の火災データを取り込んで処理する動作モードと、前記処理を停止する動作停止モードを有する第1のCPUと、比較的遅い処理速度で前記第1のCPUを動作モード又は動作停止モードに設定する第2のCPUとを備え、比較的高速の第1のCPUが動作する必要がないときには動作停止モードに設定して低消費電力化を実現しようとしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の火災検知器では、第1と第2の2つのCPUを使用しており、消費電力が大きい処理速度の速い第1のCPUについては低消費電力化が実現されるが、消費電力が小さい処理速度の遅い第2のCPUについては常時動作モードにあり、しかも第1のCPUの動作モード時には2つのCPUが動作するため、低消費電力化を図って火災検知器の小型化を図ることは充分解決できたとはいえないものであった。
【0005】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、処理速度の速い1つのCPUを使用しても低消費電力化でき、小型化を図ることができる火災検知器を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る火災検知器は、発光パルスにより間欠的に発光する発光素子と、常時は電圧が印加されて発光素子の発光用電荷を充電する発光用コンデンサと、発光トリガパルスに基づきオン動作して発光用コンデンサに充電された発光用電荷により発光パルスを発生させるスイッチング素子とを有する発光回路と、発光回路の発光素子の光の煙粒子による散乱光を受光して電気信号に変換する受光素子を有し、その電気信号を増幅して出力する受光増幅回路と、受光増幅回路の出力が所定の基準値以上のときに火災検出信号を出力する火災検出回路と、上記発光用コンデンサの両端電圧を検出し、該両端電圧が所定電圧値を越えたときにコンデンサ充電検出信号を出力するコンデンサ充電検出回路と、常時は停止モードであり、コンデンサ充電検出回路からのコンデンサ充電検出信号を受けて停止モードから動作モードに切り換わり、第1の所定時間が経過したら停止モードに戻り、動作モードに切り換わった時から第1の所定時間よりも短い第2の所定時間後に発光トリガパルスを発光回路のスイッチング素子に出力すると共に、動作モード中に火災検出回路からの火災検出信号を受けて火災信号を出力する検知器制御回路と、発光回路、受光増幅回路、火災検出回路、コンデンサ充電検出回路及び検知器制御回路を駆動するための電源電池とを備えて構成されている。
【0007】
また、本発明に係る火災検知器は、発光素子異常の故障表示信号に基づき点灯して発光素子異常の故障を表示する故障表示灯を備え、上記検知器制御回路は動作モードの第1の所定時間の間で、発光トリガパルスに基づき発光パルスによって発光素子が発光する所定時間が経過した後に上記発光用コンデンサが放電していないときに上記発光素子が異常と判断して上記故障表示灯に故障表示信号を出力するようにしている。
【0008】
さらに、本発明に係る火災検知器は、電池切れの故障表示信号に基づき点灯して電池切れの故障を表示する故障表示灯と、電源電池の電圧を検出し、検出値が所定値以下のときに電池電圧低下信号を出力する電圧低下検出回路を備え、上記検知器制御回路は動作モードの第1の所定時間の間で、第3の所定時間だけ電圧低下検出回路を駆動させ、該電圧低下検出回路から電池電圧低下信号を受けたときに上記電源電池の電池切れを判断して上記故障表示灯に故障表示信号を出力するようにしている。
【0009】
本発明においては、検知器制御回路は常時は停止モードであり、コンデンサ充電検出回路が検出した発光回路の発光用コンデンサの両端電圧が所定電圧値を越えたときに出力するコンデンサ充電検出信号を受けて停止モードから動作モードに切り換わり、第1の所定時間が経過したら停止モードに戻り、動作モードに切り換わった時から第1の所定時間よりも短い第2の所定時間後に発光トリガパルスを発光回路のスイッチング素子に出力すると、スイッチング素子はオン動作して発光用コンデンサに充電された発光用電荷により発光パルスを発生させ、その発光パルスにより発光素子を発光させ、その発光素子の発光は発光トリガパルスが出力される度に繰り返され、受光増幅回路と火災検出回路では検知器制御回路の動作モード中に動作して発光素子の発光に基づいて火災を検出するようにしており、検知器制御回路、発光回路、受光増幅回路及びコンデンサ充電検出回路のいずれも検知器制御回路の動作モード中に駆動し、その動作モードの時間は停止モードの時間に対してごく短い割合の時間であるから、検知器制御回路が処理速度の速い1つのCPUであっても大幅に低消費電力化でき、小型化を図ることができる。
【0010】
本発明においては、発光素子異常の故障表示信号に基づき点灯して発光素子異常の故障を表示する故障表示灯を備え、検知器制御回路は動作モードの第1の所定時間の間で、発光トリガパルスに基づき発光パルスによって発光素子が発光する所定時間が経過した後に発光用コンデンサが放電していないときに発光素子が異常と判断して故障表示灯に故障表示信号を出力し、故障表示灯が点灯して発光素子異常の故障を表示するようにしているから、低消費電力化を図りながら、発光素子の断線等の発光素子異常も検出することができる。
【0011】
本発明においては、電池切れの故障表示信号に基づき点灯して電池切れの故障を表示する故障表示灯と、電源電池の電圧を検出し、検出値が所定値以下のときに電池電圧低下信号を出力する電圧低下検出回路を備え、検知器制御回路は動作モードの第1の所定時間の間で、第3の所定時間だけ電圧低下検出回路を駆動させ、該電圧低下検出回路から電池電圧低下信号を受けたときに電源電池の電池切れを判断して故障表示灯に故障表示信号を出力し、故障表示灯が点灯して電池切れの故障を表示するようにしているから、低消費電力化を図りながら、電源電池の電池切れも検出することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態に係る火災検知器の構成を示すブロック図、図2は同火災検知器の構成を示す回路図、図3は同火災検知器の各部位の信号のタイミングチャートである。
図1において、1は発光回路で、発光パルスにより発光する発光素子である煙検出用の発光ダイオードL1と、常時は電圧が印加されて発光ダイオードL1の発光用電荷を充電する発光用コンデンサC1と、発光トリガパルスに基づきオン動作して発光用コンデンサC1に充電された発光用電荷により発光パルスを発生させるスイッチング素子であるトランジスタQ1と、抵抗R1〜R4とで構成されている。なお、この発光トリガパルスのパルス幅及びパルス周期はそれぞれ約80μsec,5sec である。
【0013】
発光回路1のトランジスタQ1のベースは抵抗R1を介して後述のマイコンIC4の出力ポートPO1に接続されると共に抵抗R2を介して後述の定電圧回路3のマイナス電源端子に接続され、そのエミッタも定電圧回路3のマイナス電源端子に接続されている。トランジスタQ1のコレクタは発光ダイオードL1、抵抗R4及び抵抗R3を介して定電圧回路3のプラス電源端子に接続されている。発光用コンデンサC1のプラス側端子は抵抗R3と抵抗R4の接続点に接続され、発光用コンデンサC1のマイナス側端子は定電圧回路3のマイナス電源端子に接続されている。
【0014】
2は発光用コンデンサC1の両端電圧を検出し、該両端電圧が所定電圧値を越えたときにコンデンサ充電検出信号を出力するコンデンサ充電検出回路で、入力端子INと出力端子OUT とグランド端子GND とを有する電圧検出器IC1と、スイッチング素子であるトランジスタQ2と、抵抗R5とで構成されている。
コンデンサ充電検出回路2のトランジスタQ2のベースは発光用コンデンサC1のプラス側端子に接続され、そのコレクタは定電圧回路3のプラス電源端子に接続され、そのエミッタは電圧検出器IC1の入力端子INに接続されている。電圧検出器IC1の出力端子OUT は抵抗5を介して定電圧回路3のプラス電源端子に接続されると共にマイコンIC4の入力ポートPI1に接続され、そのグランド端子GND は定電圧回路のマイナス電源端子に接続されている。
【0015】
3は後述の電池電圧低下検出回路4、表示回路5及び出力回路6を除いた各回路に後述の電池電源の電圧によって変動しない一定の電圧、例えば4.5Vを供給する定電圧IC4で構成された定電圧回路である。
4は後述の電池電源12の電圧を検出し、検出値が所定値以下のときに電池電圧低下信号を出力する電池電圧低下検出回路で、電圧検出器IC3と、回路を動作状態にするスイッチング素子であるトランジスタQ3と、抵抗R6〜R8とで構成されている。
電池電圧低下検出回路4のトランジスタQ3のベースは抵抗R7を介して後述の電池電源12のプラス電源端子に接続されていると共に抵抗8を介してマイコンIC4の出力ポートPO3に接続され、そのエミッタは電池電源12のプラス電源端子に接続され、そのコレクタは電圧検出器IC3の入力端子INに接続されている。電圧検出器IC3の出力端子OUT は抵抗R6を介して電池電源12のプラス電源端子に接続されていると共にマイコンIC4の入力ポートPI3に接続され、電圧検出器IC3のグランド端子GND は電池電源12のマイナス電源端子に接続されている。
【0016】
5は火災表示と故障表示の2種類の表示を行う表示回路で、火災表示灯である発光ダイオードL2と、故障表示灯である発光ダイオードL3と、スイッチング素子であるトランジスタQ4〜Q5と、抵抗R9〜R14とで構成されている。表示回路5のトランジスタQ4のベースは抵抗R9を介してマイコンIC4の出力ポートPO5に接続されていると共に抵抗R10を介して電池電源12のマイナス電源端子に接続されている。そのトランジスタQ4のコレクタは発光ダイオードL2及び抵抗R11を介して電池電源12のプラス電源端子に接続され、そのエミッタは電池電源12のマイナス電源端子に接続されている。また、トランジスタQ5のベースは抵抗R12を介してマイコンIC4の出力ポートPO6に接続されていると共に抵抗R13を介して電池電源12のマイナス電源端子に接続されている。そのトランジスタQ5のコレクタは発光ダイオードL3及び抵抗R14を介して電池電源のプラス電源端子に接続され、そのエミッタは電池電源12のマイナス電源端子に接続されている。
R15は動作モードのクロック周波数を設定する抵抗で、マイコンIC4の発振端子OSC1とOSC2に接続されている。
【0017】
6は火災信号と故障信号の2種類のを外部に出力する出力回路で、火災信号出力部6aと故障信号出力部6bとを有し、火災信号出力部6aはマイコンIC4の出力ポートPO7に接続され、故障信号出力部6bはマイコンIC4の出力ポートPO8に接続されている。
7は電源投入時にマイコンIC4をリセット状態にし、それから所定時間後にリセット解除して動作可能なイニシャル状態にするリセット回路で、マイコンIC4のリセット端子RESET に一端が接続された抵抗R16と、一端が定電圧回路のプラス電源端子に接続されているマイコンIC4のプラス電源端子VDDに接続され、他端が抵抗R16の他端に接続された抵抗R17と、一端が抵抗R16と抵抗R17の接続点に接続され、他端が定電圧回路のマイナス電源端子に接続されているリセット解除用コンデンサC2と、アノードが抵抗R16と抵抗R17の接続点に接続され、カソードがプラス電源端子VDDに接続されたダイオードDとで構成されている。
【0018】
8は発光回路1の発光ダイオードL1の光の煙粒子による散乱光を受光して電気信号パルスに変換し、その電気信号パルスを増幅して出力する受光増幅回路で、受光素子であるホトダイオードPDと、ホトダイオードPDの電気信号パルスを増幅して出力する増幅部AMPと、増幅部AMPの駆動電源をオン、オフする駆動スイッチSWとを有し、駆動スイッチSWはマイコンIC4の出力ポートPO2からのLレベルでオンする。なお、受光増幅回路8のフォトダイオードPDはラビリンス(煙流入室)内に設けられている。
9は受光増幅回路8から出力された電気信号パルスが所定の基準値以上のときにLレベルの火災検出信号をマイコンIC4の入力ポートPI2に出力する火災検出回路で、通常のときはHレベルの信号をマイコンIC4の入力ポートPI2に出力している。
【0019】
10は検出器汚れ検出と発光量及び受光量低下検出の検知器異常検出を行う検知器異常検出回路で、オペアンプIC5と、スイッチング素子であるトランジスタQ6と、抵抗R18〜R27と、コンデンサC8〜C9とで構成されている。検知器異常検出回路10のオペアンプIC5のプラス入力端子は抵抗R18を介して受光増幅回路8の増幅部AMPの出力側と接続され、オペアンプIC5のマイナス入力端子は抵抗R20及び抵抗R21を介して定電圧回路3のマイナス電源端子と接続されている。抵抗R20と抵抗R21の接続点は抵抗R19を介してマイコンIC4の出力ポートPO4に接続されている。オペアンプIC5のマイナス入力端子と出力端子には増幅率設定用の抵抗R22が接続されている。そのオペアンプIC5のマイナス入力端子は抵抗R23及び抵抗R24を介して定電圧回路3のマイナス電源端子に接続されている。
【0020】
トランジスタQ6のベースは抵抗R23と抵抗R24の接続点に接続されると共にコンデンサC3を介して定電圧回路3のマイナス電源端子に接続されている。トランジスタQ6のコレクタは抵抗R25及び抵抗R27を介して定電圧回路3のプラス電源端子に接続され、そのエミッタは定電圧回路3のマイナス電源端子に接続されている。抵抗R25と抵抗R27の接続点は抵抗R26を介してマイコンIC4の入力ポートPI4に接続されていると共にコンデンサC4を介して定電圧回路3のマイナス電源端子に接続されている。
11は発光回路1〜検知器異常検出回路10にそれぞれ制御信号を出力し、これらの各回路から各種信号を受けて火災信号、故障信号等の各種信号を出力する検知器制御回路を構成する4ビット・シングルチップ・マイコンIC4で、各種のポートと端子とを有している。
12は電池電圧低下検出回路4、表示回路5及び出力回路6を駆動させるための例えば6Vの電池電源である。
【0021】
次に、本発明の一実施例に係る火災警報器の動作を説明する。
1)まず、検知器制御回路11を構成するCPUであるマイコンIC4の停止モードの解除について説明する。
本実施の形態はマイコンの有するスタンバイ機能のうち、停止モードを使ってマイコンの消費電流を削減したものである。
ところで、一般にマイコンのスタンバイモードとして待ちモード(HALTモードともいう)と停止モードがあり、待ちモードはシステム・クロックの発振を継続させたままプログラム・カウンタの動作を停止するもので、待ちモードの消費電流(例えば、VDD=5V、f=1MHzで0.3mA)は動作モード(同条件で0.4mA)と比較して多少減少する程度である。停止モードはシステム・クロックの発振を停止させるモードで、このモードの消費電流はほとんどない(上記条件で0.1μAである)。
【0022】
まず、6Vの電池電源12が火災検知器にセットされると、定電圧回路3の定電圧器IC2が4.5Vを出力し、発光回路1、コンデンサ充電検出回路2、リセット回路7、受光増幅回路8、火災検出回路9、検知器異常検出回路10及び検知器制御回路11に電圧を供給する。
そして、発光回路1では煙検出用の発光ダイオードL1に発光用電荷をチャージするための発光用コンデンサC1に発光用電荷が抵抗R3を介して充電される。このとき、発光用コンデンサC1 の両端電圧(実際は、その両端電圧からトランジスタQ2のエミッタ・ベース間電圧VBEを引いた電圧である)をコンデンサ充電検出回路2の電圧検出器IC1で監視している。
発光用コンデンサC1 への充電が開始された当初は、電圧検出器IC1で監視する電圧が所定のしきい値電圧以下であるため、電圧検出器IC1の出力は0V(Lレベル)で、マイコンIC4の入力ポートPI1にはLレベルが入力される。そして、発光用コンデンサC2への充電が進み、電圧検出器IC1で監視する電圧が所定のしきい値電圧、例えば3.2Vを越えると、電圧検出器IC1の出力はHIGHインピーダンスになり、マイコンIC4の入力ポートPI1にはHレベルが入力され、マイコンIC4はこのHレベルの入力をトリガにして停止モードから動作モードに切り換わる。
【0023】
次に、マイコンIC4が動作モードに切り換えられてから、第1の所定時間、例えば10msec が経過したら、マイコンIC4は再び停止モードに戻る。この停止モードに戻るまでの動作モードの間に後述するように発光ダイオードL1が発光し、発光用コンデンサC1の発光用電荷が放電され、発光用コンデンサC1の両端電圧はしきい値電圧以下となり、電圧検出器IC1の出力は0Vで、マイコンIC4の入力ポートPI1にはLレベルが再び入力され、その後に発光用コンデンサC1への充電が進み、電圧検出器IC1の監視電圧がしきい値電圧を越え、電圧検出器IC1の出力がHIGHインピーダンスになり、マイコンIC4の入力ポートPI1にはHレベルが入力され、マイコンIC4は停止モードから動作モードに切り換わる。
このように、マイコンIC4は停止モードと動作モードとに交互に切り換わり、停止モードと動作モードとからなるl周期の時間は例えば約5秒で、そのうち動作モードの時間が10msec であるから、停止モードの時間は4.99sec となり、l周期のうちで、動作モードが占める割合が極めて小さいので、マイコンIC4の低消費電流化が図られることとなる。
【0024】
2)次に、火災検出について説明する。
検知器制御回路11を構成するマイコンIC4が動作モードになると、マイコンIC4はその出力ポートPO2をLレベルにし、受光増幅回路8にLレベルを入力する。そうすると、受光増幅回路8内の駆動スイッチSWがオンし、4.5Vの電圧が印加されて、受光増幅回路8は駆動を始め、しばらくすると出力が安定する。その時にマイコンIC4は出力ポートPO1をHレベル、即ちパルス幅が約80μsec の発光トリガパルスを発光回路1のトランジスタQ1のベースに抵抗R1を介して出力する。この発光トリガパルスはマイコンIC4が動作モードになってから、第2の所定時間、例えば8msec の後に出力される。
【0025】
発光回路1では、発光トリガパルスがトランジスタQ1のベースに出力されると、トランジスタQ1がオンし、発光用コンデンサC1の充電電圧は抵抗R4を介して煙検出用の発光ダイオードL1に印加され、発光ダイオードL1は例えば発光電流0.8Aで発光する。
発光ダイオードL1の発光を受光した受光増幅回路8はそのホトダイオードPDが光を電気信号パルスに変換し、増幅部AMPが増幅し、火災検出回路9に出力する。火災検出回路9では受光増幅回路8の電気信号パルスが所定の基準値以上か否かを判断し、電気信号パルスが所定の基準値以下のときはHレベルの信号を出力し、基準値以上のときにLレベルの火災検出信号を出力し、これらの信号はマイコンIC4の入力ポートPI2に入力される。
【0026】
ラビリンス内に煙が無い状態では発光ダイオードの光の煙粒子による散乱光は少なく、受光増幅回路8の電気信号パルスは所定の基準値以下であり、ラビリンス内に火災により煙が入った状態では、発光ダイオードの光の煙粒子による散乱光が多くなって受光増幅回路8の電気信号パルスは所定の基準値以上となる。
このように、煙検出用の発光ダイオードL1の発光に合わせて、マイコンIC4の入力ポートPI2が火災検出信号を取り込む。
マイコンIC4では、入力ポートPI2がLレベルの火災検出信号を取り込んだら、火災と判断して火災信号を出力ポートPO5から表示回路5に入力すると共に出力回路6の火災信号出力部6aに出力する。
表示回路5では火災信号を受けると、火災表示灯用のトランジスタQ4がオンし、火災表示灯である発光ダイオードL2を点灯させる。
なお、出力回路6では火災信号出力部6aが火災信号を無線或いは有線で接続されている受信機に送信する。
【0027】
3)さらに、煙検出用の発光ダイオードL1の断線等の異常検出について説明する。
マイコンIC4は動作モードになり、動作モード継続時間である第1の所定時間の間であって、動作モードになってから、第2の所定時間、例えば8msec 経過後に発光トリガパルスをポートP01から出力するが、その発光トリガパルスを出力した後に、電圧検出器IC1の出力をマイコンIC4がそのポートPI1から取り込み、発光用コンデンサC1が放電しているか否かを監視して煙検出用の発光ダイオードL1の断線等の異常を検出をする。
即ち、電圧検出器IC1の出力がLレベルであれば、煙検出用の発光ダイオードL1が発光して発光用コンデンサC1の発光用電荷が放電しているため、煙検出用の発光ダイオードL1は断線しておらず、正常であることが判断できる。
【0028】
また、電圧検出器IC1の出力がHレベルであれば、発光用コンデンサC1の発光用電荷が放電しておらず、煙検出用の発光ダイオードL1は発光していないこととなり、つまり断線等の異常状態であると判断できる。そこで、マイコンIC4が発光ダイオードL1が異常状態であると判断したら、出力ポートPO6から発光ダイオード異常を示すLレベルの故障信号を表示回路5に入力する。
表示回路5では故障信号を受けると、故障表示灯用のトランジスタQ5がオンし、故障表示灯である発光ダイオードL3を連続点灯させる。この発光ダイオードL3の連続点灯は、マイコンIC4が動作モードから停止モードになってもLレベルに固定されているため、発光ダイオードL3の異常が回復するまで点灯し続ける。
【0029】
4)また、電池電源の電池切れ等による電池電圧低下検出について説明する。
マイコンIC4は発光トリガパルスを出力した後に、電池電圧低下検出回路4の電池電圧検出用の電圧検出器IC3の消費電流(数μA)を押さえるために、動作モードの間で、第3の所定時間、例えば40〜80μsec だけマイコンIC4の出力ポートPO3をLレベルにし、電池電圧低下検出回路4のトランジスタQ3をオンさせて電圧検出器IC3に電源を供給し、電圧検出器IC3の出力をポートPI3から取り込むことにより、電池電源12の電圧が所定電圧以上であるか否かにより電池電圧の低下を検出する。
【0030】
そして、電圧検出器IC3は印加されている電池電圧が所定検出電圧、例えば4.8V以上であれば、電池電圧の低下がないと判断してHIGHインピーダンスになり、ポートPI3にはHレベルが入力される。また、電池電源12の電池電圧が低下し、例えば4.8V未満になると、マイコンIC4は電池電圧の低下があると判断してポートPO6からLレベルの故障信号を表示回路5の故障表示灯用のトランジスタQ5に断続入力すると共に出力回路6の故障信号出力部6bに出力する。
表示回路5では、故障表示灯用のトランジスタQ5が動作モード毎に動作モードの時間だけオンし、故障表示灯である発光ダイオードL3を点滅点灯させる。その点滅周期は約5秒に1回である。
なお、出力回路6では故障信号出力部6bが故障信号を無線或いは有線で接続されている受信機に送信する。
【0031】
5)さらに、検知器汚れ検出と発光量及び受光量低下検出の検知器異常検出について説明する。
マイコンIC4は動作モードになると、発光トリガパルスを出力し、火災検出信号を取り込むと共に、ポートPI4から検知器汚れ検出と発光量及び受光量低下検出のための上下限故障信号を取り込む。
その検知器汚れ検出と発光量及び受光量低下検出のために、マイコンIC4はその出力ポートPO4を火災検出のサンプリング毎に接地とオープン(HIGHインピーダンス)とに切り換えて検知器汚れ検出と発光量及び受光量低下検出を交互に行うようにしている。
【0032】
ここで、出力ポートPO4を接地すると抵抗R19とR21とが並列接続になり、出力ポートPO4をオープンにすると抵抗R21だけとなってオペアンプIC5のゲインが切り換わることとなり、それによって検知器汚れ検出と発光量及び受光量低下検出を場合分けしている。
なお、オペアンプIC5のゲインAG の切り換わりは次のようになる。
a)PO4オープン時 AGo=R22/(R20+R21)
b)PO4接地時 AGS=R22/(R20+1/(1/R21+1/R19))
ゆえに、PO4接地時のゲインAGS>オープン時のゲインAGoとなる。
【0033】
(a)まず、検知器汚れ検出について説明する。
検知器汚れ検出を行う上限値故障検出モードでは、ポートPO4をオープンにする。
ポートPO4をオープンにすると、検知器に煙がない状態では受光増幅回路8の増幅部AMPの出力はほとんどなく、検知器異常検出回路10のオペアンプIC5の出力は小さく、トランジスタQ6をオンできず、ポートPI4への入力はHレベルになる。このように正常時には検出ポートPI4がHレベルとなる。
また、検知器内が塵埃等で汚れると、検知器に煙がない状態でも受光増幅回路8の増幅部AMPの出力が大きくなる。この出力をさらに検知器異常検出回路10のオペアンプIC5で増幅するため、オペアンプIC5の出力はトランジスタQ6をオンし、ポートPI4への入力をLレベルにする。この時、マイコンIC4は検知器汚れ検出の故障検出信号を出力回路6の故障信号出力部6bに出力すると共に表示回路5に出力し、表示回路5では故障表示灯L3を連続点灯させる。
【0034】
(b)つぎに、発光量及び受光量低下検出について説明する。
発光量及び受光量低下検出を行う下限値故障検出モードでは、ポートPO4を接地する。
ポートPO4を接地すると、検知器に煙がない状態では受光増幅回路8の増幅部AMPの出力はほとんどないが、検知器異常検出回路10のオペアンプIC5の出力は十分にトランジスタQ6をオンでき、ポートPI4の入力はLレベルとなる。このように正常時には検出ポートPI4がLレベルとなる。 また、検知器の発光素子の発光低下や受光素子の受光量が低下すると、検知器に煙がある状態でもオペアンプIC5の出力が小さくなり、トランジスタQ6をオンできず、ポートPI4への入力がHレベルになる。この時、マイコンIC4は発光量及び受光量低下検出の故障検出信号を出力回路6の故障信号出力部6bに出力すると共に表示回路5に出力し、表示回路5では故障表示灯L3を連続点灯させる。
【0035】
なお、実際には検知器汚れ検出の上限値または発光量及び受光量低下検出の下限値故障を検出した時はそのモードで固定し、所定回数以上にわたって故障を検出した時点で故障確定とする。所定回数未満で正常に戻った時にはその時点で通常監視モードに戻る。
【0036】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、検知器制御回路は常時は停止モードであり、コンデンサ充電検出回路が検出した発光回路の発光用コンデンサの両端電圧が所定電圧値を越えたときに出力するコンデンサ充電検出信号を受けて停止モードから動作モードに切り換わり、第1の所定時間が経過したら停止モードに戻り、動作モードに切り換わった時から第1の所定時間よりも短い第2の所定時間後に発光トリガパルスを発光回路のスイッチング素子に出力すると、スイッチング素子はオン動作して発光用コンデンサに充電された発光用電荷により発光パルスを発生させ、その発光パルスにより発光素子を発光させ、その発光素子の発光は発光トリガパルスが出力される度に繰り返され、受光増幅回路と火災検出回路では検知器制御回路の動作モード中に動作して発光素子の発光に基づいて火災を検出するようにしているので、検知器制御回路、発光回路、受光増幅回路及びコンデンサ充電検出回路のいずれも検知器制御回路の動作モード中に駆動し、その動作モードの時間は停止モードの時間に対してごく短い割合の時間であるから、検知器制御回路が処理速度の速い1つのCPUであっても大幅に低消費電力化でき、小型化を図ることができるという効果を有する。
【0037】
また、本発明においては、発光素子異常の故障表示信号に基づき点灯して発光素子異常の故障を表示する故障表示灯を備え、検知器制御回路は動作モードの第1の所定時間の間で、発光トリガパルスに基づき発光パルスによって発光素子が発光する所定時間が経過した後に発光用コンデンサが放電していないときに発光素子が異常と判断して故障表示灯に故障表示信号を出力し、故障表示灯が点灯して発光素子異常の故障を表示するようにしているので、低消費電力化を図りながら、発光素子の断線等の発光素子異常も検出することができるという効果も有する。
【0038】
また、本発明においては、電池切れの故障表示信号に基づき点灯して電池切れの故障を表示する故障表示灯と、電源電池の電圧を検出し、検出値が所定値以下のときに電池電圧低下信号を出力する電圧低下検出回路を備え、検知器制御回路は動作モードの第1の所定時間の間で、第3の所定時間だけ電圧低下検出回路を駆動させ、該電圧低下検出回路から電池電圧低下信号を受けたときに電源電池の電池切れを判断して故障表示灯に故障表示信号を出力し、故障表示灯が点灯して電池切れの故障を表示するようにしているので、低消費電力化を図りながら、電源電池の電池切れも検出することができるという効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の実施の形態に係る火災検知器の構成を示すブロック図である。
【図2】図2は同火災検知器の構成を示す回路図である。
【図3】図3は同火災検知器の各部位の信号のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 発光回路
2 コンデンサ充電検出回路
3 定電圧回路
4 電池電圧低下検出回路
5 表示回路
6 出力回路
8 受光増幅回路
9 火災検出回路
10 検出器異常検出回路
11 検知器制御回路
12 電池電源
Claims (3)
- 発光パルスにより間欠的に発光する発光素子と、常時は電圧が印加されて発光素子の発光用電荷を充電する発光用コンデンサと、発光トリガパルスに基づきオン動作して発光用コンデンサに充電された発光用電荷により発光パルスを発生させるスイッチング素子とを有する発光回路と、
発光回路の発光素子の光の煙粒子による散乱光を受光して電気信号に変換する受光素子を有し、その電気信号を増幅して出力する受光増幅回路と、
受光増幅回路の出力が所定の基準値以上のときに火災検出信号を出力する火災検出回路と、
上記発光用コンデンサの両端電圧を検出し、該両端電圧が所定電圧値を越えたときにコンデンサ充電検出信号を出力するコンデンサ充電検出回路と、
常時は停止モードであり、コンデンサ充電検出回路からのコンデンサ充電検出信号を受けて停止モードから動作モードに切り換わり、第1の所定時間が経過したら停止モードに戻り、動作モードに切り換わった時から第1の所定時間よりも短い第2の所定時間後に発光トリガパルスを発光回路のスイッチング素子に出力すると共に、動作モード中に火災検出回路からの火災検出信号を受けて火災信号を出力する検知器制御回路と、
発光回路、受光増幅回路、火災検出回路、コンデンサ充電検出回路及び検知器制御回路を駆動するための電源電池と、
を備えたことを特徴とする火災検知器。 - 発光素子異常の故障表示信号に基づき点灯して発光素子異常の故障を表示する故障表示灯を備え、
上記検知器制御回路は動作モードの第1の所定時間の間で、発光トリガパルスに基づき発光パルスによって発光素子が発光する所定時間が経過した後に上記発光用コンデンサが放電していないときに上記発光素子が異常と判断して上記故障表示灯に故障表示信号を出力することを特徴とする請求項1記載の火災検知器。 - 電池切れの故障表示信号に基づき点灯して電池切れの故障を表示する故障表示灯と、
電源電池の電圧を検出し、検出値が所定値以下のときに電池電圧低下信号を出力する電圧低下検出回路を備え、
上記検知器制御回路は動作モードの第1の所定時間の間で、第3の所定時間だけ電圧低下検出回路を駆動させ、該電圧低下検出回路から電池電圧低下信号を受けたときに上記電源電池の電池切れを判断して上記故障表示灯に故障表示信号を出力することを特徴とする請求項1又は2記載の火災検知器。
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