JP3779853B2 - 感知器 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火災報知器などの防災用、空調などの設備用、空気清浄機やエアコンなどの民生用に利用される感知器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図13,図14に従来の感知器の基本的な構成図を示す。図13の感知器は、発光ダイオード(LED)D11、受光素子(フォトダイオード)D12、発振回路10、アンプ発光制御回路11A、発光ドライブ回路12、電流電圧変換回路13、電圧増幅回路14、コンパレータ16、調整回路17A、無極性回路40、電源回路41およびスイッチング回路42により構成されている。他方、図14の感知器は、発光ダイオードD11、受光素子D12、アンプ発光制御回路11A、発光ドライブ回路12、電流電圧変換回路13、電圧増幅回路14,15、調整回路17B、熱検知回路20、AD変換回路30、信号演算部31A、I/O処理部32、信号演算部31A駆動用の発振回路33、通信インターフェース52A、メモリ回路51A、無極性回路40、電源回路41および信号送受信回路43により構成されている。ただし、発振回路33はアンプ発光制御回路11Aに兼用されている。また、感知器の構造を図15に示す。
【0003】
図13,図14において、発振回路10(33)からの信号をもとに、アンプ発光制御回路11Aにより発光ダイオードD11の発光タイミングを作る。この信号を発光ドライブ回路12に入力させ、発光ダイオードD11を間欠的に発光させる。煙検知室(図15参照)内に煙が存在すると、発光ダイオードD11の発光により散乱光が発生し、この散乱光がプリズムレンズ(図15では受光レンズ)を通じて受光素子D12に入射して、光電流が発生する。この信号を電流電圧変換回路13によって電圧に変換し、その電圧を電圧増幅回路14(14,15)により増幅し、煙濃度に応じた信号を得る。
【0004】
火災判定については、図13に示すように、煙濃度に応じた出力電圧が所定の閾値を越えると、コンパレータ16による火災判定回路にて火災と判断する方法がある。閾値の設定は調整回路17Aで行われる。これには一般的に機械式のボリュームなどが用いられる。これに対して近年では、マイコンのソフト処理により火災判断を行うものも増えている。図14に示すように、電圧増幅回路14,15からの出力電圧をAD変換回路30によりデジタル信号に変換し、そのデータをもとにソフト処理により火災を判断する。この場合、出方データの時系列データから、火災と非火災を判別したり、煙検知室内の汚れによる迷光信号分の補正などを行える利点がある。
【0005】
火災の検知手段としては、炎による熱の温度を計測することによる熱感知器も非常に普及している。検知手段は多種あるが、サーミスタの温度変化による低抗値の変化から、温度を計測する手段が普及している。一般的に煙感知器は、火災初期のくすぶった状態である煙の発生は多いが熱の発生が少ない火災の検知に適している。また、熱感知器は炎が大きく煙の発生がすくない火災に適していると言われている。これら2つの感知器の長所を利用し欠点を補うために、煙感知と熱感知の両方を1つのセンサにまとめた熱煙複合感知器も普及し始めている。図14はその一例である。
【0006】
上記の様な手段で火災判定の結果を、端子T41,T42側に接続される受信機(図示せず)に伝達する手段としては、大きく2種類ある。1つは火災発生時に監視回線に接続したスイッチング回路42を通電させ、これを短絡保持させることにより火災報知を行う方法で(図13参照)、この方法が採られる場合、図13に示す端子T41,T42側に接続される受信機は一般にP型の受信機と呼ばれる。もう1つは、感知器個々にアドレスが設定され、感知器と監視器が多重伝送を行っており、火災発生の情報などをその通信手段により行う方法で(図14参照)、この方法が採られる場合、図14に示す端子T41,T42側に接続される受信機は一般にR型の受信機と呼ばれる。前者はスイッチング回路42を通電させ短絡保持させる手段であり、感知器および受信機の回路構成が簡素になる長所がある。しかし、感知器個々にアドレスが設定されていないため、どの感知器が発報したかは受信機側からはわからない。また、煙濃度や熱発生温度の値や、感知器の故障などの異常などを感知器に通信する手段がない。一方後者は、感知器と監視器が多重伝送を行っているため、前述の問題点が解決される。しかし、前者の感知器に比べ複雑な構成となる。なお、アドレス情報はメモリ回路51Aに設定される。
【0007】
これとは別に、受信機を必要としない感知器もある。例えば感知器にブザー回路などが装備され、火災検知を行うとそのブザーがなり火災を知らせるものである。また、計測した煙濃度の出力を出すだけの機能のものもある。この場合、煙濃度を必要とする機器に直接信号を送ることになる。空調機や空気清浄器など、煙発生量により機器を動作・制御させるものがこのなかに含まれる。
【0008】
なお、特開平11−25373号公報には、レーザダイオード、受光素子、光学部材、基台ユニット等に寸法的なばらつきがあっても安定した散乱光の信号量が高効率で得られるようにした煙感知装置が開示されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記の様に感知器の種類は多種多様であるが、以上を分類すると次のようになる。
(1)煙・熱検出を組み合わせ、煙濃度・温度情報を利用したマイコンによるソフト処理で火災を判断し、感知器個々のアドレス設定が行える煙熱感知器。
(2)煙・熱検出を組み合わせ、煙濃度・温度情報を利用したマイコンによるソフト処理で火災を判断し、短絡保持により火災発生を伝える煙熱感知器。
(3)煙検出で得られる煙濃度情報を利用したマイコンによるソフト処理で火災を判断し、感知器個々のアドレス設定が行える煙感知器。
(4)煙検出で得られる煙濃度情報を利用したマイコンによるソフト処理で火災を判断し、短絡保持により火災発生を伝える煙感知器。
(5)煙検出で得られる煙濃度出力を利用してコンパレータによる火災判断を行い、感知器個々のアドレス設定が行える煙感知器。
(6)煙検出で得られる煙濃度出力を利用してコンパレータによる火災判断を行い、短絡保持により火災発生を伝える煙感知器。
(7)熱検出で得られる温度情報を利用したマイコンによるソフト処理で火災を判断し、感知器個々のアドレス設定が行える熱感知器。
(8)熱検出で得られる温度情報を利用したマイコンによるソフト処理で火災を判断し、短絡保持により火災発生を伝える熱感知器。
(9)その他、煙濃度、熱情報を他の外部機器(空調設備など)に直接伝送する感知器。
【0010】
これらの感知器は、設置される規模、使われる環境、要求コスト、既設および新設される受信機の種類などによりユーザのニーズが様々であるため、メーカーとしてはこれらすべての機種に対応していく必要がある。しかし、一般的にはこれらの感知器は、個々にばらばらに開発される。各回路は単体の抵抗やトランジスタのチップを使って構成されることが多い。このため部品点数が非常に増え、コストアップ要因となる。またそれぞれの種類の回路を一気にICなどで集積化しても、品種の数だけICが増えることになり効率的ではなく、コストアップの要因となっている。
【0011】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、種々の感知器の効率的な開発が可能な感知器を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記のように様々な感知器があるが、検知手段である煙計測、熱計測は重複したところが多く、また火災判定手段、通信手段なども重複したところが多く、これを機能別に、煙検知機能、電源機能、伝送機能、演算機能、熱検知機能のわずか5つの機能ごとにブロック化し、それの組み合わせにより上述した種々の感知器を効率的に開発することを目的とする。
【0013】
すなわち、請求項1記載の発明の感知器は、発光素子およびこの発光素子の光を受光する受光素子、発振回路、内部端子を有してこの内部端子に内部接続された発振回路からの発振信号または発振信号入力用の端子に入力された発振信号を利用して発光素子の発光タイミングの信号を生成するとともに電流電圧変換回路及び電圧増幅回路によりなるアンプの間欠駆動タイミングの信号を生成するアンプ発光制御回路、アンプ発光制御回路が生成した発光タイミング信号を発光ダイオードに供給して発光ダイオードを間欠的に発光させる発光ドライブ回路、受光素子からの光電流を電圧に変換する電流電圧変換回路、電流電圧変換回路の出力電圧を増幅することにより煙濃度信号を得て煙濃度信号出力用の端子から出力する電圧増幅回路、並びに、煙濃度信号を所定の閾値と比較し煙濃度信号が所定の閾値を越えたときに火災の発生を示す火災判定信号を火災判定信号出力用の端子から出力するコンパレータを有する煙検知機能ブロックと前記煙検知機能ブロックで得られた煙濃度信号が入力される端子、周囲温度を示す温度信号が入力される端子、煙濃度信号及び温度信号をデジタル値に変換するAD変換回路、AD変換回路においてデジタル変換された煙濃度信号と温度信号との少なくとも一方が所定の閾値を越えたときに火災の発生を示す火災判定信号を出力する信号演算部、信号演算部が出力した火災判定信号を伝送信号として火災判定信号出力用の端子から出力するI/O処理部、並びに、信号演算部駆動用の発振回路を有する演算機能ブロックと、前記煙検知機能ブロックまたは前記演算機能ブロックで得られた火災判定信号が入力される端子、外部の第1受信機からの信号が入力される端子、前記第1受信機への信号が出力される端子前記演算機能ブロックに接続され前記第1受信機からの信号が出力される端子、並びに、前記火災判定信号を前記第1受信機に対する多重伝送用の信号に変換して前記第1受信機に送るとともに、前記第1受信機からの信号を前記演算機能ブロック用に変換して前記演算機能ブロックに送る通信インタフェースを有する伝送機能ブロックと、前記火災判定信号が入力される端子、外部の第2受信機または前記第1受信機に接続される端子前記伝送機能ブロックに接続される端子前記火災判定信号に応じて前記第2受信機に火災の発生を示す信号を送るスイッチング回路前記第1受信機と前記伝送機能ブロックとの間で送受信される信号の転送を行う信号送受信回路、並びに、前記第2受信機または前記第1受信機に接続される前記端子から所定の定電圧を得てこれを他のブロックに対する電源入力として電源出力用の端子から出力する電源回路を有する電源機能ブロックとのうち、少なくとも煙検知機能ブロックと電源機能ブロックとを用いて構成され、前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックはそれぞれ集積化回路を用いて構成されるものである。
【0016】
請求項記載の発明は、請求項1記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するものである。
【0017】
請求項記載の発明は、請求項1記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するものである。
【0018】
請求項記載の発明は、請求項1記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するものである。
【0019】
請求項記載の発明は、請求項1記載の感知器において、前記煙検知機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するものである。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第1実施形態の説明を行う。
【0024】
まず、第1実施形態および後述する各実施形態と各参考例とで共通に使用される各ブロックについて説明する。ブロックは、全部で、煙検知機能ブロック1、熱検知機能ブロック2、演算機能ブロック3、電源機能ブロック4および伝送機能ブロック5の5種類存在する。
(1)煙検知機能ブロック
煙検知機能ブロック1は、発光ダイオードD11、受光素子D12、発振回路10、アンプ発光制御回路11、発光ドライブ回路12、電流電圧変換回路13、2段式の電圧増幅回路14,15、コンパレータ16および調整回路17により構成され、他のブロックとの接続用として、電源入力用であって上記各部と接続される端子T11、発振信号入力用の端子T12、煙濃度信号出力用の端子T13および火災判定信号出力用の端子T14を有している。
【0025】
アンプ発光制御回路11は、内部端子T15を有し、この内部端子T15に内部接続された発振回路10からの発振信号または端子T12に入力された発振信号を利用して、発光ダイオードD11の発光タイミングの信号を生成するとともに電流電圧変換回路13および電圧増幅回路14,15により成るアンプの間欠駆動タイミングの信号を生成するものである。このアンプ発光制御回路11から発光ダイオードD11駆動用の発光ドライブ回路12を介して発光ダイオードD11に発光タイミングの信号が供給されると、発光ダイオードD11はその発光タイミングで間欠的に発光する。また、アンプ発光制御回路11からアンプに間欠駆動タイミングの信号が供給されると、アンプは間欠駆動し、これによりアンプの消費電流が低減される。
【0026】
なお、火災の感知器では、1回線に複数の感知器が接続されるため、低消費電流が要求されることが多く、このような場合、上記間欠駆動タイミングの信号が使用される。このため、その場合以外などでは、間欠駆動タイミングの信号を使用しないようにできる構成にしてもよい。
【0027】
受光素子D12は、プリズム(図15の受光レンズ参照)を介して発光ダイオードD11からの光を受光し、この光に応じた光電流を出力するものである。ここで、当該煙検知機能ブロック1の近傍(通常、煙検知室内)に、煙が存在すると、発光ダイオードD11の光により散乱光が発生し、この散乱光がプリズムを介して受光素子D12に受光され、散乱光、つまり発光ダイオードD11からの光の散乱度合いに応じた光電流が受光素子D12から出力されることになる。この場合、光電流が散乱光に応じて変動するので、光電流のレベルを監視することで、煙濃度の判定、つまりは火災判定が可能になる。
【0028】
電流電圧変換回路13は、受光素子D12からの光電流を電圧に変換するもので、電圧増幅回路14,15は、電流電圧変換回路13の出力電圧を増幅し、増幅後の信号を煙濃度信号として端子T13に出力するものである。
【0029】
コンパレータ16は、電圧増幅回路14,15(図1の例では電圧増幅回路14)の出力信号と所定の閾値との比較を行い、この比較結果から火災が発生したか否かを判断し、例えば上記出力信号が所定の閾値を越えると、火災が発生したと判断して火災判定信号を端子T14に出力するものである。なお、端子T14に出力される火災判定信号は電圧でも電流でもよい。
【0030】
調整回路17は、電圧増幅回路14,15(図1の例では電圧増幅回路15)のゲイン、バイアス調整用、およびコンパレータ16の閾値調整用であって、機械式のボリュームまたは電子式のボリュームなど、あるいはレーザートリミングが可能な抵抗などにより構成される。
【0031】
なお、発光ダイオードD11、受光素子D12は、煙検知機能ブロック1に外付けされているが、煙検知機能ブロック1に内蔵される構成でもよい。
【0032】
ここで、煙検知機能ブロック1の動作を説明する。アンプ発光制御回路11から発光タイミングの信号が出力されると、発光ダイオードD11が間欠的に発光する。この発光ダイオードD11の発光による光は受光素子D12で受光されて光電流に変換される。この光電流は、電流電圧変換回路13で電圧に変換され、この後、電圧増幅回路14,15で増幅され、この増幅後の信号が煙濃度信号として端子T13に出力される。他方、電圧増幅回路14,15(図1の例では電圧増幅回路14)の出力信号は、コンパレータ16で閾値と比較され、この比較結果から火災が発生したか否かが判断される。このとき、その出力信号が閾値を越えれば、火災判定信号が端子T14に出力される。
(2)熱検知機能ブロック
熱検知機能ブロック2は、他のブロックとの接続用として、電源入力用の端子T21および温度信号出力用の端子T22を有し、サーミスタなどの熱計測素子により成り、その出力信号を温度信号として端子T22に出力する熱検知回路20により構成されている。ここで、熱検知回路20がサーミスタで構成される場合、周囲温度に応じてサーミスタの抵抗値が変動するので、サーミスタの抵抗値を計測することで、周囲温度を計測することが可能になる。
(3)演算機能ブロック
演算機能ブロック3は、AD変換回路30、ロジック回路の信号演算部31、I/O処理部32、および信号演算部31駆動用の発振回路33を備え、通常、AD変換器付きマイコンなどで構成される。また、演算機能ブロック3には、他のブロックとの接続用として、煙検知機能ブロック1の端子T13との接続用の端子T31、熱検知機能ブロック2の端子T22との接続用の端子T32、電源入力用であって上記各部と接続されるの端子T33、伝送信号入力用の端子T34、伝送信号出力用の端子T35、および発振信号出力用の端子T36,T37が具備されている。ただし、端子T36は、煙検知機能ブロック1の端子T12との接続用である。また、発振回路33の発振信号は出力端子T36,T37にも出力される。
【0033】
ここで、演算機能ブロック3を構成するマイコンによるソフト処理について説明する。煙検知機能ブロック1からの煙濃度信号が端子T31を介して受信されると、また熱検知機能ブロック2からの温度信号が端子T32を介して受信されると、その信号がAD変換回路30でデジタル値に変換される。そして、ソフト処理により、信号演算部31でデジタル値と所定の閾値との比較が行われ、この比較結果から火災が発生したか否かが判断される。例えば上記デジタル値が所定の閾値を越えると、火災が発生したと判断されて火災判定信号が伝送信号としてI/O処理部32を介して端子T35に出力される。
【0034】
また、上記デジタル値の時間的変化から、煙検知機能ブロック1の煙検知室内の汚れによる迷光信号分の補正などが信号演算部31で行われる場合があり、さらに、伝送機能を持つ受信機(電源機能ブロック4の後述の端子T41,T42に接続される外部機器)に対する送受信信号用の変換処理が信号演算部31で従来と同様に行われる場合があり、この場合、伝送機能ブロック5は当該演算機能ブロック3に併合される。
【0035】
これらの処理はディップスイッチなどのハード的な切替手段で切替設定される構成でもよい。あるいは、受信機などの外部機器から受信した命令に従って、実行するプログラムを変更するなどのソフト的な変更方法で選択設定される構成でもよい。なお、用途によって切替えの必要のない場合は、これらの手段は使用されない。
(4)電源機能ブロック
電源機能ブロック4は、無極性回路40、電源回路41、スイッチング回路42および信号送受信回路43により構成され、受信機(図示せず)との接続用の端子T41,T42、スイッチング信号入力用の端子T43、伝送信号入力用の端子T44、伝送信号出力用の端子T45および電源出力用の端子T46を有している。スイッチング回路42および信号送受信回路43のどちらを用いるかは受信機で選択される。
【0036】
無極性回路40は、端子T41,T42への伝送線(図示せず)の接続を、両伝送線の極性に関係なく可能にするためのもので、通常、ダイオードブリッジにより構成される。
【0037】
電源回路41は、定電源回路であって、無極性回路40から所定の定電圧を得て、これを他のブロックに対する電源入力として端子T46に出力するものである。
【0038】
スイッチング回路42は、端子T43に火災の発生を示す火災判定信号(スイッチング信号)が入力されると、例えば短絡状態(無極性回路40の右側両端を短絡する状態)になって火災の発生を示す信号を、無極性回路40を介して端子T41,T42に送信するものである。すなわち、スイッチング回路42は、端子T43に火災判定信号が入力されると作動するのである。このスイッチング回路42を用いる場合、P型の受信機が端子T41,T42に接続される。この場合、スイッチング回路42が短絡状態になるとその受信機により火災報知が行われる。
【0039】
信号送受信回路43は、端子T44,T45と端子T41,42との間で送受信される信号の受け渡しを行うものである。この信号送受信回路43を用いる場合、R型の受信機が端子T41,T42に接続される。この場合、例えば端子T44に火災判定信号が入力されると、その火災判定信号は信号送受信回路43により無極性回路40を介して端子T41,T42側に多重伝送される。
(5)伝送機能ブロック
伝送機能ブロック5は、発振回路50、アドレス保持部51、およびロジック回路の通信インターフェース52により構成され、R型の受信機と接続される電源機能ブロック4とともに使用される。また、伝送機能ブロック5には、電源入力用であって上記各部と接続される端子T51、演算機能ブロック3の端子T37との接続用の端子T52、煙検知機能ブロック1の端子T14との接続用の端子T53、演算機能ブロック3の端子T35との接続用の端子T54、電源機能ブロック4の端子T45との接続用の端子T55、演算機能ブロック3の端子T34との接続用の端子T56、および電源機能ブロック4の端子T44との接続用の端子T57が具備される。
【0040】
発振回路50は、所定の発振信号を生成して出力するもので、各ブロックの組合せに応じて適宜内蔵される。
【0041】
アドレス保持部51は、設定された固有なアドレスを保持するもので、EEPROMなどの半導体記憶素子またはディップスイッチなどにより成り、各ブロックの組合せに応じて適宜内蔵される。例えば、演算機能ブロック3のマイコンにアドレスが記憶保持されている場合には、アドレス保持部51を伝送機能ブロック5に内蔵する必要はない。
【0042】
通信インターフェース52は、ロジック回路により成り、発振回路50が内蔵されるとその出力と接続される内部端子T58、およびアドレス保持部51が内蔵されるとその出力と接続される内部端子T59を有し、上記端子T51〜T57に接続される。そして、端子T53または端子T54に火災判定信号が送信されてくると、その火災判定信号を、R型の受信機固有のアルゴリズムに則った多重伝送用の信号に変換し、この変換後の信号を端子T57に出力する処理が行われる。逆に、R型の受信機固有のアルゴリズムに則った多重伝送用の信号で命令が端子T57に送信されてくると、その命令を端子T56に出力する処理が行われる。また、当該伝送機能ブロック5などを用いて構成される感知器固有のアドレス設定や、設定されたアドレスを端子T57に出力する処理が行われる。
【0043】
伝送機能ブロック5は、演算機能ブロック3がソフト上で演算可能な場合は必要ない場合がある。しかし、低消費電流が求められる感知器の場合、演算機能ブロック3が送受信信号への変換の計算をすることができないことが多い。このため、ロジック回路で構成された伝送機能ブロック5が必要となる場合が多い。
【0044】
なお、上記5種の各ブロックは、IC化された構成でも、1枚の回路基板上に形成される構成でも、あるいはハイブリッドICのように複数の回路部品を樹脂で一体にモールドして成る構成でもよい。
【0045】
次に、図1を用いて上記5種の各ブロックを組み合わせて得た感知器の説明を行うと、5種のブロック全てが使用され、熱・煙複合型の感知器が構成されている。すなわち、T11,T21,T33,T51の各々とT46とが接続され、T13とT31、T22とT32、T36とT12、T37とT52、T35とT54、T56とT34、T45とT55、およびT57とT44がそれぞれ互いに接続されている。また、発振回路10,50は機能しないように設定されている。なお、各端子間の接続は、基板の導体パターンを介した接続、コネクタ接続またはケーブル接続でもよく、あるいはコネクタ付きケーブルのハーネス接続などでもよいのは言うまでもない。
【0046】
次に、図1の感知器の動作を説明する。煙検知機能ブロック1において、端子T12の発振信号を利用するアンプ発光制御回路11から発光タイミングの信号が出力されると、発光ダイオードD11が間欠的に発光する。この発光による光は受光素子D12で受光されて光電流に変換される。この光電流は、電流電圧変換および電圧増幅を経て、煙濃度に応じた煙濃度信号として端子T13に出力される一方、途中、閾値と比較され、この比較結果から火災が発生したか否かが判断される。このとき、その出力信号が閾値を越えれば、火災判定信号が端子T14に出力される。なお、端子T14に出力される火災判定信号は本感知器の動作に影響しない。
【0047】
熱検知機能ブロック2において、周囲温度に応じた温度信号が検出されて端子T22に出力される。
【0048】
演算機能ブロック3において、上記煙濃度信号および温度信号は、それぞれ、端子T31,T32に取り込まれ、デジタル値に変換された後、火災判別および補正などに利用される。このとき、デジタル値が所定の閾値を越えると、火災が発生したと判断されて火災判定信号が伝送信号としてI/O処理部32を介して端子T35に出力される。
【0049】
伝送機能ブロック5において、例えば、上記火災判定信号が端子T54に入力されると、端子T52からの発振信号で駆動する通信インターフェース52によって、R型の受信機固有のアルゴリズムに則った多重伝送用の信号に変換され、この変換後の信号が端子T57に出力される。
【0050】
電源機能ブロック4において、信号送受信回路43によって、端子T44,T45と端子T41,42との間で送受信される信号の受け渡しが行われる。例えば、端子T44に上記変換後の信号が送られてくると、その信号は端子T41,T42側に渡される。なお、端子T41,T42側に渡されるその他情報には、各ブロックの異常情報や伝送機能ブロック5のアドレス保持部51が保持するアドレス情報などがある。逆に、端子T41,T42側からの情報は端子T45側に渡される。なお、端子T45側に渡された情報は、通信インターフェース52で演算機能ブロック3が理解できる命令に変換されて端子T56に出力される。また、命令には自動点検や異常確認などの様々な命令がある。
【0051】
以上、煙検知機能ブロック1、熱検知機能ブロック2、演算機能ブロック3、電源機能ブロック4および伝送機能ブロック5の5種類のブロックを用意することで、種々の感知器の効率的な開発が可能になる。
【0052】
図2は本発明に関連した第1参考例に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第1参考例の説明を行う。
【0053】
例えば空調機や空気清浄機などの機器(外部機器)では、それに対して煙濃度信号または温度信号を出力する感知器が使用される場合がある。この場合、感知器に発光素子・受光素子があればよい。第1参考例では、外部機器に煙濃度信号を出力する感知器が煙検知機能ブロック1を用いて構成される。すなわち、煙検知機能ブロック1の端子T11には外部機器からの定電圧が印加され、端子T13が外部機器の煙濃度信号入力用の端子に接続される。
【0054】
この構成では、発光ダイオードD11および受光素子D12が設置された光学室に入った煙の煙濃度が煙濃度信号として出力される。この場合、本感知器は煙感知器として機能する。ここで、外部機器には、煙を外部に排出する換気装置、煙をフィルタによって吸収する煙除去装置、空気清浄機や、その他家庭内でのホームセキュリティの回線などに接続される場合もある。これらの機器は、煙濃度の値が所定の閾値を越えると煙判定信号を出力したり、煙濃度の値を外部に表示したりする機能をもつことが多い。
【0055】
なお、熱検知機能ブロック2を用いて外部機器に温度信号を出力する感知器を構成すれば、この感知器は熱感知器として機能する。
【0056】
図3は本発明の第実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第実施形態の説明を行う。
【0057】
図3に示す感知器は第1実施形態の感知器と同様に構成される。本感知器は、特に、感知器本体でアドレスを設定する必要があり、多重伝送を行う受信機との接続が必要で、かつ煙濃度信号と温度信号(熱発生温度信号)の両方から、煙濃度と熱発生温度の時系列データによる火災予測や誤報低減機能や、光学室内の汚れ補正など高度の火災判定を行う必要がある場合に用いられる。
【0058】
図4は本発明の第実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第実施形態の説明を行う。
【0059】
図4に示す感知器は、煙検知機能ブロック1、熱検知機能ブロック2、演算機能ブロック3および電源機能ブロック4を組み合わせて構成され、T11,T21,T33の各々とT46とが接続され、T13とT31、T22とT32、T36とT12、およびT35とT43がそれぞれ互いに接続されている。また、アンプ発光制御回路11の内部端子T15には発振回路10の出力が接続されている。
【0060】
この構成では、煙検知機能ブロック1の煙濃度信号および熱検知機能ブロック2の温度信号から、火災が発生したか否かが演算機能ブロック3で判断され、火災が発生したと判断されると、火災判定信号が演算機能ブロック3の端子T35から電源機能ブロック4の端子43に出力される。そして、端子43に火災判定信号が送られてくると、火災判定信号がスイッチング信号として機能し、スイッチング回路42が短絡状態になる。
【0061】
以上により、P型の受信機用であって煙および熱の双方を感知することができる感知器を構成することができる(マルチP型)。
【0062】
図5は本発明の第実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第実施形態の説明を行う。
【0063】
図5に示す感知器は、煙検知機能ブロック1、演算機能ブロック3、電源機能ブロック4および伝送機能ブロック5を組み合わせて構成され、T11,T33,T51の各々とT46とが接続され、T13とT31、T36とT12、T37とT52、T35とT54、T56とT34、T45とT55、およびT57とT44がそれぞれ互いに接続されている。また、アンプ発光制御回路11の内部端子T15には発振回路10の出力が接続されていない。さらに、伝送機能ブロック5に発振回路50が内蔵されていない。
【0064】
この構成では、煙検知機能ブロック1の煙濃度信号から、火災が発生したか否かが演算機能ブロック3で判断される。このとき、煙濃度信号のデジタル値が所定の閾値を越えると、火災が発生したと判断されて火災判定信号が端子T35から出力される。その火災判定信号は、伝送機能ブロック5で多重伝送信号に変換され、電源機能ブロック4の信号送受信回路43の受け渡しにより、端子T41,T42側に多重伝送される。なお、逆方向は既に説明した通りである。
【0065】
以上により、R型の受信機用であって煙を感知することができる感知器を構成することができる(AI付きR型)。
【0066】
図6は本発明の第実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第実施形態の説明を行う。
【0067】
図6に示す感知器は、煙検知機能ブロック1、演算機能ブロック3および電源機能ブロック4を組み合わせて構成され、T11,T33の各々とT46とが接続され、T13とT31、T36とT12、およびT35とT43がそれぞれ互いに接続されている。また、アンプ発光制御回路11の内部端子T15には発振回路10の出力が接続されていない。
【0068】
この構成では、煙検知機能ブロック1の煙濃度信号から、火災が発生したか否かが演算機能ブロック3で判断され、火災が発生したと判断されると、火災判定信号が演算機能ブロック3の端子T35から電源機能ブロック4の端子43に出力される。そして、端子43に火災判定信号が送られてくると、火災判定信号がスイッチング信号として機能し、スイッチング回路42が短絡状態になる。
【0069】
以上により、P型の受信機用であって煙を感知することができる感知器を構成することができる(AI付きP型)。
【0070】
図7は本発明の第実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第実施形態の説明を行う。
【0071】
図7に示す感知器は、煙検知機能ブロック1、電源機能ブロック4および伝送機能ブロック5を組み合わせて構成され、T11,T51の各々とT46とが接続され、T14とT53、T45とT55、およびT57とT44がそれぞれ互いに接続されている。また、アンプ発光制御回路11の内部端子T15には発振回路10の出力が接続されている。さらに、伝送機能ブロック5に発振回路50が内蔵され、その出力が内部端子T58に接続されている。
【0072】
この構成では、煙検知機能ブロック1の端子T14から火災判定信号が出力されると、その火災判定信号は、伝送機能ブロック5で多重伝送信号に変換され、電源機能ブロック4の信号送受信回路43の受け渡しにより、端子T41,T42側に多重伝送される。
【0073】
以上により、R型の受信機用であって煙を感知することができる感知器を構成することができる(一般R型)。
【0074】
なお、発振回路は、煙検知機能ブロック1および伝送機能ブロック5の双方に設けられているが、いずれか一方の発振器を共用する構成にしてもよい。
【0075】
図8は本発明の第実施形態に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第実施形態の説明を行う。
【0076】
図8に示す感知器は、煙検知機能ブロック1および電源機能ブロック4を組み合わせて構成され、T11とT46、およびT14とT43がそれぞれ互いに接続されている。また、アンプ発光制御回路11の内部端子T15には発振回路10の出力が接続されている。
【0077】
この構成では、煙検知機能ブロック1の端子T14から火災判定信号が電源機能ブロック4の端子T43に出力されると、火災判定信号がスイッチング信号として機能し、スイッチング回路42が短絡状態になる。
【0078】
以上により、P型の受信機用であって煙を感知することができる感知器を構成することができる(一般P型)。
【0079】
図9は本発明に関連した第2参考例に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第2参考例の説明を行う。
【0080】
図9に示す感知器は、熱検知機能ブロック2、演算機能ブロック3、電源機能ブロック4および伝送機能ブロック5を組み合わせて構成され、T21,T33,T51の各々とT46とが接続され、T22とT32、T37とT52、T35とT54、T56とT34、T45とT55、およびT57とT44がそれぞれ互いに接続されている。また、伝送機能ブロック5に発振回路50が内蔵されていない。
【0081】
この構成では、熱検知機能ブロック2の温度信号から、火災が発生したか否かが演算機能ブロック3で判断される。そして、火災が発生したと判断されると、火災判定信号が端子T35から出力される。火災判定信号は、伝送機能ブロック5で通信アルゴリズムに則った通信信号に変換され、電源機能ブロック4の信号送受信回路43の受け渡しにより、端子T41,T42側に多重伝送される。なお、逆方向は既に説明した通りである。
【0082】
以上により、R型の受信機用であって熱を感知することができる感知器を構成することができる(AI付き熱R型)。
【0083】
図10は本発明に関連した第3参考例に係る感知器の一構成例を示す図で、この図を用いて以下に第3参考例の説明を行う。
【0084】
図10に示す感知器は、熱検知機能ブロック2、演算機能ブロック3および電源機能ブロック4を組み合わせて構成され、T21,T33,T43の各々とT46とが接続され、T22とT32、およびT35とT43がそれぞれ互いに接続されている。
【0085】
この構成では、熱検知機能ブロック2の温度信号から、火災が発生したか否かが演算機能ブロック3で判断される。そして、火災が発生したと判断されると、火災判定信号が端子T35から電源機能ブロック4の端子T43に出力される。そして、端子43に火災判定信号が送られてくると、火災判定信号がスイッチング信号として機能し、スイッチング回路42が短絡状態になる。
【0086】
以上により、P型の受信機用であって熱を感知することができる感知器を構成することができる(AI付き熱P型)。
【0087】
なお、上記各実施形態及び各参考例で使用される煙検知機能ブロック1、熱検知機能ブロック2、演算機能ブロック3、電源機能ブロック4および伝送機能ブロック5のいずれかをIC(集積化回路)で構成すれば、感知器を非常にコンパクトにすることができる。ただし、IC化が困難で、内蔵するとサイズが大きくなる部品(例えば大容量コンデンサや高精度な抵抗)、高耐圧を要求される部品、演算機能などを駆動させる発振子(例えば水晶発振子)などごく一部の部品はIC周辺に外付けされる。この構成例を図11,図12に示す。IC1,IC2,IC3,IC4,IC5は、それぞれ煙検知機能ブロック1、熱検知機能ブロック2、演算機能ブロック3、電源機能ブロック4および伝送機能ブロック5を構成するICである。図12ではIC3は樹脂パッケージされた部品として、その他はICチップのまま回路基板にCOB実装され、ICとパターンはワイヤボンディングされている。ICがパッケージ品であるかチップ品であるかは自由に選択される。また、図12例では、発光ダイオードD11と受光レンズは光軸が互いに直交するように配置されているが、両光軸がなす角度は何度でも構わない。さらに、発光ダイオードD11の発光電流のチャージ用コンデンサやサージ吸収用等の大容量コンデンサや、大電流が流れるトランジスタなど一部の部品は外付けされるが、各ブロックの主要機能はIC化されているので、各機能の役割は変わらない。
【0088】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、請求項1記載の発明によれば、発光素子およびこの発光素子の光を受光する受光素子、発振回路、内部端子を有してこの内部端子に内部接続された発振回路からの発振信号または発振信号入力用の端子に入力された発振信号を利用して発光素子の発光タイミングの信号を生成するとともに電流電圧変換回路及び電圧増幅回路によりなるアンプの間欠駆動タイミングの信号を生成するアンプ発光制御回路、アンプ発光制御回路が生成した発光タイミング信号を発光ダイオードに供給して発光ダイオードを間欠的に発光させる発光ドライブ回路、受光素子からの光電流を電圧に変換する電流電圧変換回路、電流電圧変換回路の出力電圧を増幅することにより煙濃度信号を得て煙濃度信号出力用の端子から出力する電圧増幅回路、並びに、煙濃度信号を所定の閾値と比較し煙濃度信号が所定の閾値を越えたときに火災の発生を示す火災判定信号を火災判定信号出力用の端子から出力するコンパレータを有する煙検知機能ブロックと前記煙検知機能ブロックで得られた煙濃度信号が入力される端子、周囲温度を示す温度信号が入力される端子、煙濃度信号及び温度信号をデジタル値に変換するAD変換回路、AD変換回路においてデジタル変換された煙濃度信号と温度信号との少なくとも一方が所定の閾値を越えたときに火災の発生を示す火災判定信号を出力する信号演算部、信号演算部が出力した火災判定信号を伝送信号として火災判定信号出力用の端子から出力するI/O処理部、並びに、信号演算部駆動用の発振回路を有する演算機能ブロックと、前記煙検知機能ブロックまたは前記演算機能ブロックで得られた火災判定信号が入力される端子、外部の第1受信機からの信号が入力される端子、前記第1受信機への信号が出力される端子前記演算機能ブロックに接続され前記第1受信機からの信号が出力される端子、並びに、前記火災判定信号を前記第1受信機に対する多重伝送用の信号に変換して前記第1受信機に送るとともに、前記第1受信機からの信号を前記演算機能ブロック用に変換して前記演算機能ブロックに送る通信インタフェースを有する伝送機能ブロックと、前記火災判定信号が入力される端子、外部の第2受信機または前記第1受信機に接続される端子前記伝送機能ブロックに接続される端子前記火災判定信号に応じて前記第2受信機に火災の発生を示す信号を送るスイッチング回路前記第1受信機と前記伝送機能ブロックとの間で送受信される信号の転送を行う信号送受信回路、並びに、前記第2受信機または前記第1受信機に接続される前記端子から所定の定電圧を得てこれを他のブロックに対する電源入力として電源出力用の端子から出力する電源回路を有する電源機能ブロックとのうち、少なくとも煙検知機能ブロックと電源機能ブロックとを用いて構成され、前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックはそれぞれ集積化回路を用いて構成されるのであり、多種の感知器の機能を種類の簡単なブロックに分類し、いずれかのブロックを用いることで、より多くのユーザニーズに応えることができ、また多くの種類の感知器を個々に開発することなく、開発効率を上げることが可能となる。また、各ブロックを共有化することで、部品単体のコスト低減も可能となる。結果として、感知器本体のコスト低減が可能となる。
【0091】
請求項記載の発明によれば、請求項1記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するので、低コストで煙濃度による高度な火災判断が行える多重伝送型の第1受信機に接続できる感知器が実現できる。
【0092】
請求項記載の発明によれば、請求項1記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するので、低コストで煙濃度による高度な火災判断が行える第2受信機に接続できる感知器が実現できる。
【0093】
請求項記載の発明によれば、請求項1記載の感知器において、前記煙検知機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するので、より低コストで煙濃度による火災判断が行える多重伝送型の第1受信機に接続できる感知器が実現できる。
【0097】
請求項記載の発明によれば、請求項1記載の感知器において、前記煙検知機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知するので、より低コストで煙濃度による火災判断が行える第2受信機に接続できる感知器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図2】 本発明に関連した第1参考例に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図3】 本発明の第実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図4】 本発明の第実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図5】 本発明の第実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図6】 本発明の第実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図7】 本発明の第実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図8】 本発明の第実施形態に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図9】 本発明に関連した第2参考例に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図10】 本発明に関連した第3参考例に係る感知器の一構成例を示す図である。
【図11】 各ロックをIC化した様子を示す図である。
【図12】 各ロックをIC化した様子を示す図である。
【図13】 従来の感知器の基本的な構成図である。
【図14】 従来の別の感知器の基本的な構成図である。
【図15】 従来の感知器の構造を示す図である。
【符号の説明】
1 煙検知機能ブロック
2 熱検知機能ブロック
3 演算機能ブロック
4 電源機能ブロック
5 伝送機能ブロック
D11 発光ダイオード
D12 受光素子
10 発振回路
11 アンプ発光制御回路
12 発光ドライブ回路
13 電流電圧変換回路
14,15 電圧増幅回路
16 コンパレータ
17 調整回路
20 熱検知回路
30 AD変換回路
31 信号演算部
32 I/O処理部
33 発振回路
40 無極性回路
41 電源回路
42 スイッチング回路
43 信号送受信回路
50 発振回路
51 アドレス保持部
52 通信インターフェース

Claims (5)

  1. 発光素子およびこの発光素子の光を受光する受光素子、発振回路、内部端子を有してこの内部端子に内部接続された発振回路からの発振信号または発振信号入力用の端子に入力された発振信号を利用して発光素子の発光タイミングの信号を生成するとともに電流電圧変換回路及び電圧増幅回路によりなるアンプの間欠駆動タイミングの信号を生成するアンプ発光制御回路、アンプ発光制御回路が生成した発光タイミング信号を発光ダイオードに供給して発光ダイオードを間欠的に発光させる発光ドライブ回路、受光素子からの光電流を電圧に変換する電流電圧変換回路、電流電圧変換回路の出力電圧を増幅することにより煙濃度信号を得て煙濃度信号出力用の端子から出力する電圧増幅回路、並びに、煙濃度信号を所定の閾値と比較し煙濃度信号が所定の閾値を越えたときに火災の発生を示す火災判定信号を火災判定信号出力用の端子から出力するコンパレータを有する煙検知機能ブロックと
    前記煙検知機能ブロックで得られた煙濃度信号が入力される端子、周囲温度を示す温度信号が入力される端子、煙濃度信号及び温度信号をデジタル値に変換するAD変換回路、AD変換回路においてデジタル変換された煙濃度信号と温度信号との少なくとも一方が所定の閾値を越えたときに火災の発生を示す火災判定信号を出力する信号演算部、信号演算部が出力した火災判定信号を伝送信号として火災判定信号出力用の端子から出力するI/O処理部、並びに、信号演算部駆動用の発振回路を有する演算機能ブロックと、
    前記煙検知機能ブロックまたは前記演算機能ブロックで得られた火災判定信号が入力される端子、外部の第1受信機からの信号が入力される端子、前記第1受信機への信号が出力される端子前記演算機能ブロックに接続され前記第1受信機からの信号が出力される端子、並びに、前記火災判定信号を前記第1受信機に対する多重伝送用の信号に変換して前記第1受信機に送るとともに、前記第1受信機からの信号を前記演算機能ブロック用に変換して前記演算機能ブロックに送る通信インタフェースを有する伝送機能ブロックと、
    前記火災判定信号が入力される端子、外部の第2受信機または前記第1受信機に接続される端子前記伝送機能ブロックに接続される端子前記火災判定信号に応じて前記第2受信機に火災の発生を示す信号を送るスイッチング回路前記第1受信機と前記伝送機能ブロックとの間で送受信される信号の転送を行う信号送受信回路、並びに、前記第2受信機または前記第1受信機に接続される前記端子から所定の定電圧を得てこれを他のブロックに対する電源入力として電源出力用の端子から出力する電源回路を有する電源機能ブロックと
    のうち、少なくとも煙検知機能ブロックと電源機能ブロックとを用いて構成され、前記煙検知機能ブロック、演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックはそれぞれ集積化回路を用いて構成される感知器。
  2. 前記煙検知機能ブロック演算機能ブロック、伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知する請求項1記載の感知器。
  3. 前記煙検知機能ブロック演算機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知する請求項1記載の感知器。
  4. 前記煙検知機能ブロック伝送機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知する請求項1記載の感知器。
  5. 前記煙検知機能ブロックおよび電源機能ブロックを組み合わせて構成され、煙を検知する請求項1記載の感知器
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