JP4693389B2

JP4693389B2 - 炎感知器

Info

Publication number: JP4693389B2
Application number: JP2004319257A
Authority: JP
Inventors: 貴俊山岸; 主久中野; 英聖森田
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2004-11-02
Filing date: 2004-11-02
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2024-11-02
Also published as: JP2006133861A

Description

本発明は炎感知器に関し、特に消費電流の軽減を図る炎感知器に関するものである。

図４は一例としての従来の炎感知器のセンサ出力を増幅する回路図である。
従来の炎感知器のセンサ出力を増幅する回路は、焦電素子を用いるもの等の赤外線センサ１００のセンサ出力がコンデンサ１０１を介してオペアンプで構成された増幅部１０２に入力され、その増幅部１０２で増幅させて図示省略の炎判断手段に取り込み、炎判断手段で炎感知を行うようにしていた。
そして、電源としては、赤外線センサ１００にアイドリング電流を流すためと、増幅部１０２を駆動させるための定電圧電源（図示省略）が設けられ、増幅部１０２の動作点を決定する基準電位を出力する基準電圧発生回路１０４が設けられている。

また、従来の赤外線検出回路では、赤外線センサの電流信号を電流電圧変換回路で電圧信号に変換し、その電圧信号を電圧増幅回路で増幅させ、判別回路に出力し、判別回路で炎判断を行うようにしている。
そして、電源としては、電圧増幅回路の動作点を設定する基準電圧を出力する基準電圧源が設けられている。また、図示されていないが、赤外線センサと、増幅部１０２を駆動させるための定電圧電源が設けられているものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２２７７５３号公報（第６頁、図２）

図４に示す従来の炎感知器のセンサ出力を増幅する回路や特許文献１に記載の赤外線検出回路では、いずれも定電圧電源により赤外線センサ及び増幅回路に駆動電流を供給しながら、それとは別に増幅回路の動作点を設定するための基準電圧源にも駆動電流が必要となって電流が消費されるため、消費電流を低減できないという問題点があった。

本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、炎感知器全体の消費電流の軽減を図ることができる炎感知器を提供することを目的とする。

本発明に係る炎感知器は、内部で駆動電流を消費する赤外線センサと、該赤外線センサの出力信号を増幅する増幅手段と、該増幅手段で増幅された出力信号に基づいて火災判別を行う火災判別部と、少なくとも赤外線センサに駆動電圧を供給する電源回路とを備えた炎感知器において、増幅手段による交流増幅の中点を増幅手段の基準電位として設定する基準電位発生素子を、赤外線センサに対して直列に接続して赤外線センサと該基準電位発生素子との駆動電流を共通化したものである。

本発明に係る炎感知器は、少なくとも赤外線センサに駆動電圧を供給する電源回路を備えた炎感知器において、増幅手段による交流増幅の中点を増幅手段の基準電位として設定する基準電位発生素子を、赤外線センサに対して直列に接続して赤外線センサと該基準電位発生素子との駆動電流を共通化したので、赤外線センサの駆動電流を利用することができ、従来の基準電位発生用の電源の消費電流がなくなるため、その分の消費電流が軽減されるという効果がある。

図１は本発明に係る実施の形態１の炎感知器の構成を示すブロック図、図２は同炎感知器の主赤外線センサの出力信号をＭＰＵに取り込むまでの具体的な構成を示す回路図、図３は同炎感知器の赤外線センサの内部構成を示す回路図である。
図３は主赤外線センサ１を示しており、この主赤外線センサ１は駆動電流を消費するものとして内部に赤外線を受けて電荷を発生させる焦電体１ａと、焦電体１ａの電荷を電圧に変換するゲート抵抗１ｂと、ゲート抵抗１ｂの電圧を増幅するＦＥＴ１ｃとが組み込まれて構成されている。なお、副赤外線センサ１１も同様である。
この主赤外線センサ１は赤外線を受光して電気信号に変換して増幅器２に出力する。この増幅器２及び周波数フィルタ３による増幅部４を介して増幅部４２で増幅された信号は下側整流器５により下側整流されてＭＰＵ６に入力される。

また、この炎感知器は主赤外線センサ１と同様の構成の副赤外線センサ１１を備えており、この副赤外線センサ１１も同様に赤外線を受光して電気信号を出力し、増幅器１２及び周波数フィルタ１３による増幅部１４を介して増幅部１４で増幅された信号は下側整流器１５により下側整流されてＭＰＵ６に入力される。
ＭＰＵ６は、詳細には示さないが、下側整流器５、１５の出力をＡ／Ｄ変換して取り込んで、炎が発生しているかどうかを判別する。

また、ＭＰＵ６は火災信号発生部３１と接続されている。火災信号発生部３１は、ＭＰＵ６からの検出信号を受信して火災信号を発生して出力するためのものである。
３２は電源部で、ＭＰＵ６に対して電源供給すると同時に増幅器２、１２にも電源を供給する。３３は電源部３２に所定の直流電圧を供給する電源兼信号線、３４は電源兼信号線３３に設けられ、電源供給されていることを監視する回線電圧監視部で、火災の場合に電源兼信号線３３の電圧が異常でないことを確認してＭＰＵ６に検出信号の出力動作を行わせるようにしている。

次に、本発明の実施の形態１に係る炎感知器の主赤外線センサの出力信号をＭＰＵに取り込むまでの具体的な構成について図２に基づいて説明する。
図２において、図示しない光学フィルタによって炎のゆらぎ成分であるＣＯ2共鳴放射の波長帯域（例えば、４．４μｍ）の信号を出力する主赤外線センサ１の出力を増幅する増幅部４はオペアンプで構成され、炎のゆらぎ成分を通過させる周波数フィルタ３はハイパスフィルタ３ａと、ローパスフィルタ３ｂとからなる。

その増幅部４の出力側はコンデンサ８を介して下側整流器５に接続されている。その下側整流器５はオペアンプ５ａと、ダイオード５ｂ及び抵抗５ｃと、コンデンサ８との間に設けられた抵抗５ｄとで構成されている。
そして、オペアンプ５ａの帰還経路にダイオード５ｂが配置されているため、基準電位の上側はほぼクリップされて高い電圧とはならず、オペアンプ５ａは下側波を出力し、ＭＰＵ６に入力される。

電源部３２はＭＰＵ６に対して電源供給する第１の定電圧ＩＣ３２ａと、増幅器２や主赤外線センサ１等の各部に電源供給する第２の定電圧ＩＣ３２ｂとで構成されている。その電源部３２には電源兼信号線３３より所定の直流電圧が供給されている
また、第２の定電圧ＩＣ３２ｂは主赤外線センサ１と主赤外線センサ１に直列に接続される基準電位発生素子であるツエナーダイオード８に接続されている。
この構成により、主赤外線センサ１の出力は、基準電位に重畳され、この基準電位は増幅器２による交流増幅の中点となるように設定されている。また、９はソース抵抗、１０はコンデンサである。
なお、基準電位を発生させる基準電位発生素子としてツエナーダイオード８を用いているが、ツエナーダイオード８の代わりにシャントレギュレータを用いることもできる。

また、図２は炎感知器のの主赤外線センサの出力信号をＭＰＵに取り込むまでの具体的な構成を示すが、図１に示す副赤外線センサ１１にも図２に示す増幅部４及び下側整流器５等と同様の構成の回路が設けられている。
なお、主赤外線センサ１側と相違するのは、副赤外線センサ１１側では図示しない光学フィルタが炎の成分の波長帯域より少しずれた波長帯域（例えば、５．０μｍ）の信号を出力するように構成されている点である。

次に、本発明に係る実施の形態１の炎感知器の動作について説明する。
主赤外線センサ１と副赤外線センサ１１のセンサ出力は、増幅部４、１４で各々増幅された後に、下側整流器５、１５を介してＭＰＵ６に入力される。
ＭＰＵ６では、Ａ／Ｄ変換されたされた主・副赤外線センサ１、１１に基づく下側波の信号をサンプリングする。
そして、ＭＰＵ６は波形データを作成するために所定の閾値以上のものだけを取り出す波形データ作成処理を行って波形データを作成し、炎が発生したかどうかを波形データに基づいて判断する。

このとき、例えば主・副赤外線センサ１、１１側に基づく波形データの出力値が所定の比のとき（例えば、主赤外線センサ１の出力値と副赤外線センサ１１の出力値が３：１のとき）に火災と判断することしている。

以上のように本実施の形態１によれば、電源回路である第２の定電圧ＩＣ３２ｂから主赤外線センサ１に供給される電源が基準電位発生素子であるツエナーダイオード８を駆動できるようにしたので、基準電位発生に必要な消費電流がなくなり、その分の消費電流が軽減されることとなる。

上記実施の形態１では、主・副赤外線センサ１、１１のセンサ出力についてそれぞれＭＰＵ２２に入力するようにし、火災判別を行うようにしているが、主赤外線センサ１側の出力をＭＰＵ２２に入力するようにしても閾値を設けることによってＭＰＵ２２で火災判別を行うことができることはいうまでもない。

本発明に係る実施の形態１の炎感知器の構成を示すブロック図。同炎感知器の主赤外線センサの出力信号をＭＰＵに取り込むまでの具体的な構成を示す回路図。同炎感知器の赤外線センサの内部構成を示す回路図。従来の炎感知器のセンサ出力を半波整流する回路図。

符号の説明

１主赤外線センサ、２増幅器、３周波数フィルタ、４増幅部、５下側整流器、６ＭＰＵ（火災判別部）、８ツエナーダイオード（基準電位発生素子）、９ソース抵抗、１１副赤外線センサ、１２増幅器、１３バンドパスフィルタ、１４増幅部、１５下側整流器、３２ｂ第２の定電圧ＩＣ（電源回路）。

Claims

内部で駆動電流を消費する赤外線センサと、
該赤外線センサの出力信号を増幅する増幅手段と、
該増幅手段で増幅された出力信号に基づいて火災判別を行う火災判別部と、
少なくとも前記赤外線センサに駆動電圧を供給する電源回路とを備えた炎感知器において、
前記増幅手段による交流増幅の中点を前記増幅手段の基準電位として設定する基準電位発生素子を、前記赤外線センサに対して直列に接続して前記赤外線センサと該基準電位発生素子との駆動電流を共通化した
ことを特徴とする炎感知器。
前記基準電位発生素子はツエナーダイオード又はシャントレギュレータである
ことを特徴とする請求項１記載の炎感知器。