JP3945756B2 - 火災感知器 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、火災感知器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、火災感知器の感度測定は、専用の感度測定器を用い、火災感知器個々を感度測定器に取り付けて、感知器本体内に形成された感度測定端子にテスタを当てて、検出部の出力を測定していた。
【０００３】
また、火災感知器が設置状態においても感度測定が可能なように、感知器筐体の上記の感度測定端子に該当する位置に挿入孔を形成し、そこへ端子棒をインサートして接続し測定器によって検出部の出力を測定することも行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらのような火災感知器の感度測定は、火災感知器が現場で設置状態において測定することができず、また、設置状態で測定できても、火災感知器内部の端子にアクセスするのは面倒であり、さらに端子を利用するのに火災感知器が設置されている天井付近まで行かなければならず、作業を行うのは足場等を必要とすることもあり面倒であった。
【０００５】
したがって、本発明は、天井面等に設置されていても、感度測定を容易に行える火災感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】
本発明は、検出部のノイズレベルを取り込み感度情報とする感度情報取込手段と、該感度情報を外部に向けてパルス発光により発信する感度情報発光手段と、を備え、前記感度情報発光手段は、赤外線を発光させる発光素子を用い、該発光素子から外部に向けて所定間隔ごとに発信することを特徴とするものである。
【０００９】
また、感度情報発光手段は、常時供給される電源電圧が充電される充電回路、例えば、検出部として光電式煙検出部を用いるときの煙検出部の発光素子を発光させるための充電回路を電源として発光素子から発信する、あるいは、電源兼信号線の端子間に接続されるスイッチング回路を動作させた残り電圧を電源として発光素子から発信するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明を利用する第１の実施形態である火災感知器の回路構成を概略的に示すブロック回路図である。
【００１２】
図において、１１は発光素子、１２は発光素子１１を発光させるトリガとなるスイッチング素子としてのトランジスタ、１３は図示しない電源兼信号線の監視電流を充電して発光素子１１に強度の有るパルス発光を行わせるためのコンデンサ、１４はコンデンサ１３とともに充電回路を構成するための抵抗、１５は赤外領域での発光を行うＩＲ素子、１６はＩＲ素子４１を発光させるスイッチング素子としてのトランジスタ、である。
【００１３】
また、２１は受光素子、２２は発光素子１１のパルス発光から煙による散乱光を受光素子２１により受光出力を得るための受光回路、２３は受光回路からの出力を増幅する増幅回路、２４は増幅回路２３からの出力をＡＤ変換して取り込み演算処理を行う演算装置としてのＣＰＵ、２５はＣＰＵ２４の演算処理に必要な各種データを格納しておくための記憶装置としてのＥＥＰＲＯＭ、２６はＣＰＵ２４が正常に動作するように所定の電圧を供給するＣＰＵ用の定電圧回路、である。
【００１４】
そして、３１は図示しない電源兼信号線の電源電圧を所定の電圧にしてコンデンサ１３に供給する定電圧回路、３２は図示しない電源兼信号線が接続される端子Ｃ、Ｌ間を無極性化するためのダイオードブリッジ、３３は端子Ｃ、Ｌ間に火災信号を出力させるスイッチング回路として制御されるトランジスタ、３４は火災確認灯、３５は確認灯３４を点灯制御するトランジスタ、３６はトランジスタ３３のオン状態で端子Ｃ、Ｌ間の残り電圧を発生させるツェナーダイオード、３８はトランジスタ３３のオンとともにオンされて端子Ｃ、Ｌ間に火災信号としての電流を流すトランジスタ、である。
【００１５】
このような回路構成による第１の実施形態の動作について、以下に説明する。
【００１６】
まず、常時は感知器本体に形成された煙検出部を構成する図示しない暗箱内に発光素子１１を発光させて暗箱内での散乱光を受光素子２１によって受光し、その出力をＡＤ変換してＣＰＵ２４に取り込む煙検出動作を行っている。そして、ＣＰＵ２４は設定されている所定の判別レベルと取り込んだ出力値を比較して、判別レベルを越えるかどうかを判別している。
【００１７】
この発光素子１１の発光は、コンデンサ１３を電源として発光する。すなわち、コンデンサ１３には充電抵抗１４を介して充電が行われ、ＣＰＵ２４の制御により、所定間隔、例えば３秒ごとにトランジスタ１２がオンされ、それに伴いコンデンサ１３の電荷が発光素子１１に向けて放電され、所定の強度でパルス発光される。
【００１８】
そして、受光素子２１による受光は、図示しない暗箱内に煙が存在すると受光量が増加する。この暗箱は詳細に示さないが、いわゆるラビリンス構造によって外光を遮断しながら外気が流入する機構となっており、監視区域に火災により発生する煙が存在すると、暗箱内に煙が進入して散乱光を増加させることになる。これはいわゆる光電式（散乱光式）の煙検出機構である。
【００１９】
つぎに、火災発生時には、ＣＰＵ２４が検出値の増大から火災と判別することとなり、スイッチング回路としてのトランジスタ３３をオンして、それにともないオンするトランジスタ３８によって図示しない電源兼信号線に火災信号を発生させるとともに、常時はトランジスタ３５を介して点滅制御させている火災確認灯３４を連続点灯させて、火災感知器が火災信号を出力していることを外観的に示す。
【００２０】
この確認灯３４は、常時にはＣＰＵ２４の制御に基づきトランジスタ３５によって点滅動作されていて、このいわゆるブリンキング動作によって火災感知器が正常動作中であることを示している。なお、このブリンキング動作は必ずしも必要でなく、確認灯３４を火災検出時に点灯するだけであれば、トランジスタ３３のオン動作とともに点灯するように回路構成すればよい。
【００２１】
そして、感度情報の取込みについては、ＣＰＵ２４がＡＤ変換して取り込む常時の受光出力を平均化して、感度情報としている。
【００２２】
ここで、煙検出動作の感度について簡単に説明すると、光電式の煙検出動作の場合、煙の存在しない当初の受光出力を初期ノイズレベルＮ0とする。このノイズレベルとは、図示しない暗箱内での壁面反射等によるノイズ光を受光素子１１が検出することによって発生するもので、感知器の設置状態で経年的に汚れが増えていくとノイズ光が増加するなど、状態によって変化する。
【００２３】
感知器の製造時の感度設定においては、初期ノイズレベルＮ0に対して、煙が５％や１０％という所定の判別レベルＶsを設定するときに、Ｖs−Ｎ0が煙に基づく出力ということになる。そして、初期ノイズレベルＮ0に対して監視状態でのノイズレベルＮnが大きくなると、所定の煙濃度よりも少ない煙によってレベルが判別レベルＶsになることとなり、感度が高くなる方向で、誤報が発生しやすくなる。また、初期ノイズレベルＮ0に対して監視状態でのノイズレベルＮnが小さくなると、所定の煙濃度よりも多くの煙がないとレベルが判別レベルＶsにならないこととなり、感度が低くなる方向で、火災検出の遅報または失報という不具合が発生しやすくなる。
【００２４】
したがって、感度として例えば煙濃度５％／ｍの場合は感度変動の許容範囲は２．５％／ｍから７．５％／ｍまで、また煙濃度１０％／ｍの場合は５％／ｍから１５％／ｍまでとすることができる。そして、煙濃度５％／ｍの場合、判別レベルＶsから５％／ｍ分を引いたレベルが初期ノイズレベルＮ0であり、２．５％／ｍ分を引いたレベルがＮsuであり、７．５％／ｍを引いたレベルがＮslであり、監視中のノイズレベルＮnの変動許容範囲は上限がＮsuで下限がＮslとなる。従来は、受光出力を直接テスタで測定する端子を設けて測定値が所定範囲内であるかどうかを確認する作業を行っていた。
【００２５】
このような許容範囲の上限値および下限値について、上記の方式は、ノイズレベルＮ0から判別レベルＶsまでの煙濃度および出力の関係が直線的であって、ノイズレベルＮ0の変化でその直線的関係が平行移動する前提で設定しているが、現実には直線的関係の傾きが変動することも考えられ、このような複数の要素を組み合わせた安全な範囲に許容範囲を設定することができる。
【００２６】
なお、これらの数値は感知器製造時の感度設定の際に算出されて所定の記憶手段に格納されており、ここではＥＥＰＲＯＭ２５に格納されている。
【００２７】
このようなことから、感度情報としては、初期段階で例えば５％のときに、変動した感度として所定レベルＶsまでの煙濃度でとしてもよいが、ノイズレベルＮnで十分である。そして、このノイズレベルＮnをＥＥＰＲＯＭ２５内に格納されている許容範囲と比較して、感度異常の有無を判別する。
【００２８】
また、受光出力の平均化について簡単に説明すると、受光出力は上記ノイズレベルとしての要因のみでなく、突発的な出力変化を生じたり、火災の発生時にも出力が上昇することとなる。したがって、単に現在の受光出力を許容範囲と比較すると、別の要因で範囲を外れることがあり適切でない。そのため、受光出力を所定時間分、１時間以上例えば６時間分を記憶手段に格納し、平均値を取ることによって突発的な変動は除去することが可能である。
【００２９】
このようにして、ノイズレベルＮnとして最新の受光出力を取込むごとに格納されている受光出力として平均値を算出している。
【００３０】
そして、算出したノイズレベルＮnを感度情報として、外部に向かってパルス発光で出力する動作を行う。このときに、ノイズレベルＮnが許容範囲を外しているかどうかについても同時に発光出力してもよい。
【００３１】
パルス発光にはＩＲ素子１５が用いられ、このＩＲ素子１５の発光は、発光素子１１と同様に、コンデンサ１３を電源とする。すなわち、ＣＰＵ２４の制御により、発光素子１１を発光させるためのトランジスタ１２の代わりとしてトランジスタ１６がオンされ、それに伴いコンデンサ１３の電荷がＩＲ素子１５に向けて放電される。そして、ＣＰＵ２４が感度情報としてのノイズレベルＮnをコード化してそのコード信号に合わせてオンオフさせることによって、ＩＲ素子１５が所定の強度でパルス発光する。
【００３２】
このＩＲ素子１５のパルス発光は、電源となるコンデンサ１３を受光出力を取り込むための発光素子１１と共用することとなるので、発光素子１１の所定発光回数ごとに１回、例えば３回に１回程度で発光される。このとき、発光素子１１の発光タイミングが例えば約３秒とすると、ＩＲ素子１５によるパルス発光の周期は約９秒ということになる。
【００３３】
このように、感度情報をＩＲ素子１５を用いて外部にパルス発光させることにより、作業員が感度情報を赤外線通信と同様にノイズの影響を受けずに床面において図示しない受光器によって受光し、感度情報として取り込んでその場、あるいは集計してディスプレイ表示させることによって、感度の良否が判別でき、わざわざ天井面等の感知器の設置位置近傍まで行く必要はなく、また、長尺の着脱器を用いて着脱作業を行わなくても、感度情報を取得することができる。
【００３４】
このような感度情報のパルス発光に対して、煙検出のための発光素子１１の発光が当然優先されるので、感度情報のパルス発光は１０秒以上で２０秒程度であってもよい。ただ、長期のタイミングとなると、作業員が感度情報を受光するのが面倒になる。
【００３５】
この実施形態では、ＩＲ素子１５のパルス発光の電源として発光素子１１のためのコンデンサ１３を用いたが、別に充電回路を形成して電源とするコンデンサを設けてもよく、この実施形態のような光電式の煙感知器でなくとも、ＩＲ素子および電源となるコンデンサを設けることにより、感度情報をパルス発光させることが可能である。
【００３６】
また、この実施形態では、パルス発光にＩＲ素子１５を用いたが、可視領域に近い波長で発光する発光素子であってもよく、動作確認灯３４をパルス発光させてもよい。このときＩＲ素子１５に比べてノイズが載りやすいが、例えば複数回の受信によって正確な受信を行うことや多少天井面に近づけることや図示しない受光器に極端な指向性を持たせることによって解消すればよい。
【００３７】
つぎに、本発明の第２の実施形態について図面を用いて説明する。図２は、本発明を利用する第２の実施形態である火災感知器の回路構成を概略的に示すブロック回路図である。
【００３８】
図において、３７はＣＰＵ２４に感度情報発光制御入力を行うためのリミットスイッチであり、その他の第１の実施形態と同じ部材は同じ符号であり、その説明を省略する。
【００３９】
このような回路構成による第２の実施形態の動作について、以下に説明する。
【００４０】
まず、常時は第１の実施形態と同様で、感知器本体に形成された煙検出部を構成する図示しない暗箱内に発光素子１１を発光させて暗箱内での散乱光を受光素子２１によって受光し、その出力をＡＤ変換してＣＰＵ２４に取り込む煙検出動作を行っている。そして、ＣＰＵ２４は設定されている所定の判別レベルと取り込んだ出力値を比較して、判別レベルを越えるかどうかを判別している。
【００４１】
つぎに、火災発生時には、第１の実施形態と同様に、ＣＰＵ２４が検出値の増大から火災と判別することとなり、スイッチング回路としてのトランジスタ３３のオンに伴って図示しない電源兼信号線に火災信号を発生させるとともに、火災確認灯３４を連続点灯させ、火災感知器が火災信号を出力していることを外観的に示す。
【００４２】
そして、感度情報の取込みについては、第１の実施形態と同様に、ＣＰＵ２４がＡＤ変換して取り込む常時の受光出力を平均化して、感度情報としている。
【００４３】
このように、第１の実施形態と同様にして算出したノイズレベルＮnを感度情報として、外部に向かってパルス発光で出力する動作は、次のように感度情報発光入力があるときに行う。
【００４４】
すなわち、パルス発光には確認灯３４が用いられ、確認灯３４の発光に図示しない電源兼信号線からの常時の監視電流では十分な発光は行えない。したがって、ＣＰＵ２４の制御により、感度情報発光入力を検出する素子としてリミットスイッチ３７がオンされたときに、パルス発光制御を行う。
【００４５】
このときに、ＣＰＵ２４は、端子Ｃ、Ｌ間に流れる電流を増加させるために、本来火災検出時に動作させるトランジスタ３３およびトランジスタ３８を動作させ、火災検出を示すための信号としての電流を確認灯３４に供給可能としている。そして、この状態において、確認灯３４をパルス発光させるように、トランジスタ３５をオンオフ制御する。
【００４６】
そして、ＣＰＵ２４が感度情報としてのノイズレベルＮnをコード化してそのコード信号に合わせてオンオフさせることは第１の実施形態と同じであって、確認灯３４が所定の強度でパルス発光する。
【００４７】
したがって、第２の実施形態における感度情報発光制御は、作業員によってリミットスイッチ３７がオンされている間のみ、確認灯３４からパルス発光されることとなる。なお、このときのスイッチング回路３３ａの動作による火災信号については図示しない電源兼信号線を介して図示しない火災受信機が検出して火災報知動作を行うことになるが、この火災受信機を点検モードとして動作遮断状態としておくことで対応する必要がある。
【００４８】
なお、確認灯３４へ供給できる電流を増加させる手段について、第２の実施形態ではトランジスタ３３、３８およびツェナーダイオード３６によってスイッチング回路を構成しているが、火災信号を発生させない程度に電流を増加させる回路を別途設けて、図示しない火災受信機に火災信号を検出させずに、電流増加を行うことも可能である。ただし、これらによるスイッチング回路を用いる場合よりも制限されることは勿論である。
【００４９】
このように、感度情報を確認灯３４を用いて外部にパルス発光させることにより、作業員が感度情報を光通信のように床面において図示しない受光器によって受光し、感度情報として取り込んでその場、あるいは集計してディスプレイ表示させることによって、感度の良否が判別できる。この確認灯３４を利用することで、別途発光する部材を組み込む必要はないが、赤外線領域の信号伝送を行う場合には、第１の実施形態のようなＩＲ素子を別途追加する必要がある。
【００５０】
なお、第２の実施形態では、リミットスイッチ３７をオンする必要があり、この制御は遠隔操作可能な入力器を火災感知器近傍に設置することで対応できるが、何らかの長尺部材を用いて作用させるのであれば、確認灯３４の発光を検出する受光器を同一部材に構成することも可能であり、こういった部材を用いれば、外光に影響されないパルス発光の検出が可能となる。また、起動入力を検出する素子として、必ずしもリミットスイッチ３７を用いる必要はなく、外部からの伝送信号の検出回路のような特定の信号を受信する手段を用いることができる。
【００５１】
さらに、リミットスイッチ３７を用いない形態として、火災検出時のトランジスタ３３を動作させたときに、ＣＰＵ２４が確認灯３４の連続点灯時にパルス発光制御を行ってもよい。この場合、いわゆる加煙試験器を用いて作動試験を行う際に、確認灯３４の点灯を確認するとともに、感度情報を取り込むことができる。
【００５２】
また、この第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に光電式の煙感知器でなくとも、熱感知器等の各種火災感知器に適用できることは勿論である。
【００５３】
以上のように、本発明は、検出部のノイズレベルを取り込み感度情報とする感度情報取込手段と、該感度情報を外部に向けてパルス発光により発信する感度情報発光手段と、を備え、前記感度情報発光手段は、赤外線を発光させる発光素子を用い、該発光素子から外部に向けて所定間隔ごとに発信するものなので、作業員が床面において感度情報を図示しない受光器によって確実に受信できる。したがって、作業員がわざわざ感知器の設置位置近傍まで行く必要はなく、また、長尺の着脱器を用いて着脱作業を行わなくてもよい。
【００５７】
また、感度情報発光手段は、常時供給される電源電圧が充電される充電回路を用いれば、電源よりも大きな電流で発光することが可能であり、例えば、検出部として光電式煙検出部を用いるときの煙検出部の発光素子を発光させるための充電回路を電源とすれば、別途電源に関する構成を組み込む必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す概略的なブロック回路図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す概略的なブロック回路図。
【符号の説明】
１３ コンデンサ
１５ ＩＲ素子
２４ ＣＰＵ
３３ トランジスタ
３４ 確認灯
３６ ツェナーダイオード
３７ リミットスイッチ

Claims (2)

1. 検出部のノイズレベルを取り込み感度情報とする感度情報取込手段と、
   該感度情報を外部に向けてパルス発光により発信する感度情報発光手段と、を備え、
   前記感度情報発光手段は、赤外線を発光させる発光素子を用い、該発光素子から外部に向けて所定間隔ごとに発信することを特徴とする火災感知器。
2. 感度情報発光手段は、常時給電される電源電圧が充電される充電回路を電源として発光素子から発信する請求項１の火災感知器。

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