JP5017078B2 - Alarm - Google Patents
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Description
本発明は、検出した環境変化に基づいて警報の発報に対する判断を行う警報器に関するもので、特に、煙による散乱光を検出することで感知した煙量に基づいて警報の発報に対する判断を行う警報器に関するものである。 The present invention relates to an alarm device that makes a judgment on an alarm signal based on a detected environmental change, and in particular, judges an alarm signal based on the amount of smoke sensed by detecting scattered light from smoke. It is related to the alarm to be performed.
従来より、屋内環境の異常を検出したときに警報を発報する警報器が、ビル、地下街、又は、一般家屋などにおいて広く普及されている。このような警報器の1つとして、屋内に発生した煙量を計測し、計測した煙量に基づいて火災の発生を感知し、警報の発報に対する判断を行う煙感知式の警報器がある。煙感知式の警報器は、火災の発生を感知するための煙量の測定を行うために、筐体内に設けた発光回路と受光回路によって筐体内の煙量を測定する光電式煙感知器を備える。 2. Description of the Related Art Conventionally, an alarm device that issues an alarm when an abnormality in an indoor environment is detected has been widely used in buildings, underground malls, ordinary houses, and the like. As one of such alarm devices, there is a smoke detection type alarm device that measures the amount of smoke generated indoors, detects the occurrence of a fire based on the measured amount of smoke, and makes a judgment on the alarm notification. . In order to measure the amount of smoke to detect the occurrence of a fire, the smoke detection type alarm is a photoelectric smoke detector that measures the amount of smoke in the case with a light emitting circuit and a light receiving circuit provided in the case. Prepare.
従来の煙感知式の警報器について、図9の概略図を参照して簡単に説明する。図9に示すように、煙感知式の警報器100は、本体の設置面と逆側を先端としたとき、本体の先端側に、外気が流入される開口部を有する煙感知用筐体101を備える。この煙感知用筐体101内部に、発光を行う発光素子LDと、受光を行う受光素子PDとが収められることで、煙感知用筐体101内部が煙感知空間として機能する。
A conventional smoke detection type alarm will be briefly described with reference to the schematic diagram of FIG. As shown in FIG. 9, the smoke
そして、発光素子LD及び受光素子PDそれぞれは、警報器100の本体に内蔵された回路基板102に電極が接続されることで、回路基板102に搭載された演算回路と電気的に接続される。又、回路基板102に搭載された演算回路からの信号に基づいて発報動作を行うスピーカ(発音体)SPが、警報器100の本体において、煙感知用筺体101よりも更に先端側に設けられる。
Each of the light emitting element LD and the light receiving element PD is electrically connected to an arithmetic circuit mounted on the
このように構成することで、煙感知用筐体101内部に煙が流入したとき、発光素子LDが発光することで、煙感知用筐体101内の煙による散乱光が生じる。この散乱光が受光素子PDによって受光されると、その受光量に基づく電気信号が発生し、回路基板102上に設けられた演算回路において、受光素子PDによる受光量が検出される。この受光素子PDによる受光量に基づいて、煙感知用筐体101内部に流入する煙量が測定されると、測定された煙量が所定の閾値よりも多いと判断されたとき、スピーカSPを駆動して、火災発生を示す警報を発報する。
With this configuration, when smoke flows into the smoke sensing
この図9の構成に代表されるような煙感知式の警報器においては、一次電池により電源供給されるものが多く、その電池寿命を長くするために、低消費電力化が求められる。そのため、電力消費の比較的大きい発光素子の動作を制限して、光電式煙感知器での消費電力を抑制することで、警報器における低消費電力化が図られている。この発光素子の動作制限による低消費電力化を実現した警報器に用いられる光電式煙感知器として、本出願人は、特許文献1に示す光電式煙感知器を提案した。
In many smoke sensing type alarm devices represented by the configuration of FIG. 9, power is supplied by a primary battery, and low power consumption is required in order to extend the battery life. For this reason, the power consumption of the alarm device is reduced by restricting the operation of the light emitting element with relatively large power consumption to suppress the power consumption of the photoelectric smoke detector. The present applicant has proposed a photoelectric smoke detector shown in
この特許文献1の光電式煙感知器では、発光回路を間欠的に駆動するとともに、間欠的な発光によって発生する散乱光が受光回路で受光されることで、煙の発生が検出される。このとき、散乱光の光量を示す受光回路の出力の大きさが基準レベル以上であることを検出した回数が所定値以上となると、発光回路の駆動間隔を短くすることで、速やかな警報の発報を行う。このように、特許文献1の光電式煙感知器では、煙が発生していない常時において、発光回路の駆動間隔を長くすることで、低消費電力化を実現している。
In the photoelectric smoke detector of
又、同様に低消費電力化を実現している光電式煙感知器として、特許文献2に記載の光電式ほこりセンサ装置が提案されている。この特許文献2の光電式ほこりセンサ装置では、発光素子であるLEDに電流を連続的に流す時間を、受光素子であるフォトダイオードによる受光量が所定値を超えなかった場合は短いものとし、LEDにおける消費電力を抑制させた構成としている。
上述したように、特許文献1における光電式煙感知器及び特許文献2における光電式誇りセンサ装置では、発光素子の発光時間を調節することによって、煙の発生していない常時における電力消費を抑制したものとしている。しかしながら、動作時間を制限することにより低消費電力を実現した場合、その検出タイミングの間隔が長くなるため、実際に火災が発生した時間に対して遅延してしまう。
As described above, in the photoelectric smoke sensor in
又、発光素子の経年劣化により基準値を上回らなくなった場合、常時動作を行い続けることとなり、正確な煙の検出動作を行うことができなくなる。これにより、常時動作における基準値を小さくする必要があるため、その結果、常時動作を行う期間が短くなり、消費電力の低減量が希望する値よりも下回ってしまうこととなる。 In addition, when the light emitting element does not exceed the reference value due to aging deterioration, the operation is always performed, and the accurate smoke detection operation cannot be performed. As a result, it is necessary to reduce the reference value in the normal operation. As a result, the period during which the normal operation is performed is shortened, and the amount of reduction in power consumption is less than the desired value.
このような問題に鑑みて、本発明は、煙の発生のない常時においては待機モードとし、発光素子への電流量を小さくすることで低消費電力化を図ることができる警報器を提案することを目的とする。 In view of such a problem, the present invention proposes an alarm device that can be in a standby mode at all times when no smoke is generated and can reduce power consumption by reducing the amount of current to the light emitting element. With the goal.
上記目的を達成するために、本発明の警報器は、煙監視空間に光を照射する発光素子と、前記発光素子からの光に基づく、前記煙監視空間内に侵入した煙による散乱光を受光して、当該受光光量に基づいた電気信号となる煙感知信号を出力する受光素子と、前記受光素子からの前記煙感知信号の信号値を、第1閾値と比較し、前記第1閾値より大きくなったときに火災警報の発報を行う信号処理部とを備えた、警報器であって、前記発光素子に供給する電流量を切り換える電流調整部を備え、前記信号処理部は、待機モード時には、前記電流調整部によって前記発光素子に供給する電流量を第1の電流量に設定するとともに、前記第1閾値より小さい第2閾値を基準値として前記煙感知信号の信号値と比較する一方、前記煙感知信号の信号値が前記第2閾値より大きくなったことを判別すると、感知モードに移行して、前記電流調整部によって前記発光素子に供給する電流量を前記第1の電流量より大きい第2の電流量に切り換えるとともに、前記煙感知信号と比較する基準値を前記第1閾値に切り換え、前記受光素子からの電気信号の信号値を前記第1閾値と比較して、前記第1閾値より大きくなったときに火災警報の発報を行うことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an alarm device of the present invention receives a light emitting element that irradiates light to a smoke monitoring space and scattered light caused by smoke that has entered the smoke monitoring space based on light from the light emitting element. Then, a light receiving element that outputs a smoke detection signal that is an electric signal based on the received light amount, and a signal value of the smoke detection signal from the light receiving element are compared with a first threshold value, and are larger than the first threshold value. And a signal processing unit that issues a fire alarm when the alarm is activated, and includes a current adjustment unit that switches an amount of current supplied to the light emitting element, and the signal processing unit is in a standby mode. The current adjustment unit sets the amount of current supplied to the light emitting element to the first amount of current, and compares the second threshold value smaller than the first threshold value with the signal value of the smoke detection signal, Signal value of the smoke detection signal When it is determined that the current value is larger than the second threshold value, the mode is changed to a sensing mode, and the current amount supplied to the light emitting element by the current adjustment unit is switched to a second current amount larger than the first current amount. The reference value to be compared with the smoke detection signal is switched to the first threshold value, and the signal value of the electric signal from the light receiving element is compared with the first threshold value. It is characterized by performing the notification.
このように構成する際、前記第1の電流量(Ia)に対する前記第2の電流量(Ib)の比率(Ib/Ia)をαとし、無煙時の前記煙感知信号の信号値をV0としたとき、前記第1閾値(Vth1)と第2閾値(Vth2)との関係が、以下の(1)式を満たすものとすることで、前記待機モードから前記感知モードへの移行を円滑に行うことができる。
α×(Vth2−V0)<Vth1−V0 … (1)
In this configuration, the ratio (Ib / Ia) of the second current amount (Ib) to the first current amount (Ia) is α, and the signal value of the smoke detection signal when no smoke is V0. When the relationship between the first threshold value (Vth1) and the second threshold value (Vth2) satisfies the following expression (1), the transition from the standby mode to the sensing mode is performed smoothly. be able to.
α × (Vth2−V0) <Vth1−V0 (1)
このような警報器において、前記信号処理部は、前記感知モード時には、前記第1閾値より小さい第3閾値を更に基準値に加えて、前記煙感知信号を比較し、前記煙感知信号の信号値が前記第3閾値より小さくなったときには、前記待機モードに移行して、前記電流調整部によって前記発光素子に供給する電流量を前記第1の電流量に切り換えるとともに、前記煙感知信号と比較する閾値を前記第2閾値に切り換えるものとしてもよい。 In such an alarm device, the signal processing unit further adds a third threshold value smaller than the first threshold value to a reference value in the detection mode, compares the smoke detection signal, and compares the signal value of the smoke detection signal. When the value becomes smaller than the third threshold value, the mode is shifted to the standby mode, and the current amount supplied to the light emitting element by the current adjustment unit is switched to the first current amount and compared with the smoke detection signal. The threshold value may be switched to the second threshold value.
このように構成する際、前記第1の電流量(Ia)に対する前記第2の電流量(Ib)の比率(Ib/Ia)をαとし、無煙時の前記煙感知信号の信号値をV0としたとき、前記第2閾値(Vth3)と第3閾値(Vth3)との関係が、以下の(2)式を満たすものとすることで、前記感知モードから前記待機モードへの移行にヒステリシスを与えるため、誤検出時の待機モードへの復帰を円滑に行うことができる。
Vth3−V0<α×(Vth2−V0) … (2)
In this configuration, the ratio (Ib / Ia) of the second current amount (Ib) to the first current amount (Ia) is α, and the signal value of the smoke detection signal when no smoke is V0. When the relationship between the second threshold value (Vth3) and the third threshold value (Vth3) satisfies the following expression (2), hysteresis is given to the transition from the sensing mode to the standby mode. Therefore, it is possible to smoothly return to the standby mode at the time of erroneous detection.
Vth3−V0 <α × (Vth2−V0) (2)
又、時間を計測するタイマ部を更に備え、前記信号処理部は、前記感知モードに移行した後、前記タイマ部により測定された時間が所定時間を超えるまでに、前記煙感知信号の信号値が前記第1閾値を超えた回数が、所定回数以上とならなかったとき、前記待機モードに移行して、前記電流調整部によって前記発光素子に供給する電流量を前記第1の電流量に切り換えるとともに、前記煙感知信号と比較する基準値を前記第2閾値に切り換えるものとしてもよい。 The signal processing unit further includes a timer unit for measuring time, and the signal processing unit has a signal value of the smoke detection signal before the time measured by the timer unit exceeds a predetermined time after shifting to the detection mode. When the number of times that the first threshold is exceeded is not equal to or greater than a predetermined number , the mode is shifted to the standby mode, and the amount of current supplied to the light emitting element by the current adjustment unit is switched to the first amount of current The reference value to be compared with the smoke detection signal may be switched to the second threshold value.
このように構成することで、誤検出により前記感知モードに移行したときには、所定時間経過後に前記待機モードに復帰させることができるため、誤検出時の消費電力の抑制を行うことができるとともに、装置本体のSN比(Signal to Noise ratio)を向上させることができる。 With this configuration, when shifting to the sensing mode due to erroneous detection, it is possible to return to the standby mode after elapse of a predetermined time, so that power consumption during erroneous detection can be suppressed, and the device The SN ratio (Signal to Noise ratio) of the main body can be improved.
又、上述のいずれかの警報器において、前記発光素子の発光量が所定レベルまで低下したときに、前記電流調整部が前記発光素子に供給する前記第1及び第2の電流量を増加させるものとしてもよい。 Further, in any one of the above alarm devices, when the light emission amount of the light emitting element is lowered to a predetermined level, the current adjusting unit increases the first and second current amounts supplied to the light emitting element. It is good.
このような構成とすることで、経年劣化や環境に基づく前記発光素子の発光量の低下に基づいて、前記発光素子への前記第1及び第2の電流量を増加することができるため、煙感知における感度の劣化を防ぐことができる。 With such a configuration, the first and second current amounts to the light emitting element can be increased based on a decrease in the light emission amount of the light emitting element due to aging and the environment. Sensitivity degradation in sensing can be prevented.
本発明によると、煙の発生がない待機モード時において、発光素子に対して電流量の小さい第1の電流量を供給することで、常時における警報器の消費電力を抑制することができる。よって、従来のように、常時における発光素子の動作タイミングを変更することなく、低消費電力化の実現がなされるため、実際の煙発生時間に対して感知する遅延時間を短縮することができる。 According to the present invention, the power consumption of the alarm device at any time can be suppressed by supplying the first current amount having a small current amount to the light emitting element in the standby mode in which no smoke is generated. Therefore, unlike the conventional case, the power consumption can be reduced without changing the operation timing of the light emitting element at any time, and therefore the delay time sensed with respect to the actual smoke generation time can be shortened.
<基本構成>
本発明の警報器の基本構成について、図1を参照して説明する。図1は、本発明の警報器の内部構成を示すブロック図である。尚、以下の説明においては、警報器として、[背景技術]で示した図9のような機構を備えた警報器を例に挙げて説明するが、光電式煙感知器を備えた警報器に限らず、特許文献2に示すような光電式ほこりセンサ装置、当該光電式ほこりセンサ装置が設けられる空気清浄機やエアコンなどの空気調和機であってもよい。
<Basic configuration>
The basic configuration of the alarm device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of the alarm device of the present invention. In the following description, as an alarm device, an alarm device having the mechanism shown in FIG. 9 shown in [Background Art] will be described as an example, but an alarm device having a photoelectric smoke detector will be described. Not only, but also an air conditioner such as a photoelectric dust sensor device as shown in
図1に示す警報器は、回路基板102に搭載される回路として、発光素子である発光ダイオード(LED:light emitting diode)LDに電流供給を行うLED駆動回路1と、受光素子であるフォトダイオードPDで光電変換された電流信号を電圧信号に変換する電流電圧変換回路2と、電流電圧変換回路2から出力される電圧信号を増幅し煙感知信号として出力する増幅回路3と、増幅回路3からの煙感知信号に基づいて煙監視空間となる煙感知用筐体101内部の煙量を測定する信号処理回路4と、信号処理回路4による測定結果に基づいてスピーカ(発音体)SPの駆動の可否を決定する発報判定/制御回路5と、信号処理回路4による測定結果に基づいてLED駆動回路1から供給する電流量を調整する電流調整回路6とを備える。
The alarm device shown in FIG. 1 includes, as circuits mounted on a
このように構成する警報器は、[背景技術]で説明したように、煙感知用筐体101内に設けられた発光ダイオードLDの発光に基づいて発生する散乱光が、同様に煙感知用筐体101内に設けられたフォトダイオードPDによって受光される。このとき、LED駆動回路1は、周期T毎に期間tの間だけ、発光ダイオードLDに対する電流供給がなされるため、発光ダイオードLDは、周期T毎に期間tの間だけ発光することとなる。又、フォトダイオードPDでは、発光ダイオードLDの発光時に、光電変換動作によって受光量に応じた電流値に基づく電流信号を発生して、電流電圧変換回路2に供給する。
As described in [Background Art], the alarm device configured in this way is similarly configured to emit scattered light based on the light emission of the light emitting diode LD provided in the
このフォトダイオードPDからの電流信号は、電流電圧変換回路2において電圧信号に変換された後、増幅回路3によって演算可能な信号値に増幅されて、煙感知信号として信号処理回路4に出力される。そして、信号処理回路4では、煙感知信号の信号値に基づいて、電力消費量を抑制した待機モード、及び、警報の発報の可否を判定する感知モードのいずれで動作するかを判定する。
The current signal from the photodiode PD is converted into a voltage signal by the current-
煙感知用筐体101内に流入される煙量の少ない常時に対応する待機モードでは、電流調整回路6によって、LED駆動回路1より発光ダイオードLDに供給する電流量が、値の小さい第1の電流量Iaに設定される。換言すると、待機モードは、発光ダイオードLDの発光量を小さくする低消費電力モードとなる。この発光ダイオードLDの発光量が小さくなるため、フォトダイオードPDにおける受光量も小さくなるに伴い、信号処理回路4に出力される煙感知信号の信号値も小さくなる。即ち、発光ダイオードLD及びフォトダイオードPDを含む煙感知器の感度を低くして、粗めの煙感知動作を行う。
In the standby mode corresponding to the always small amount of smoke flowing into the
更に、この待機モードでは、感知モードへの移行の可否を決定するために、信号処理回路4において、煙感知信号の信号値と閾値Vth2との比較が行われる。そして、増幅回路3から出力される煙感知信号の信号値が閾値Vth2よりも大きくなったことが確認されると、発報判定/制御回路5においてスピーカSPによる発報の可否を判定するための感知モードに移行する。一方、増幅回路3から出力される煙感知信号の信号値が閾値Vth2以下の場合は、感知モードへの移行を行わず、待機モードによる動作を続ける。
Further, in this standby mode, the
待機モードから移行される感知モードでは、電流調整回路6によって、LED駆動回路1より発光ダイオードLDに供給する電流量が、第1の電流値Iaのα倍(α>1)となる第2の電流量Ibに設定される。よって、発光ダイオードLDの発光量が大きくなるため、フォトダイオードPDにおける受光量も大きくなるに伴い、信号処理回路4に出力される煙感知信号の信号値も大きくなる。即ち、発光ダイオードLD及びフォトダイオードPDを含む煙感知器の感度を高くして、高精細な煙感知動作を行う。
In the sensing mode shifted from the standby mode, the
又、この感知モードでは、火災検出を行うための閾値Vth1が設定されて、信号処理回路4において、煙感知信号の信号値と閾値Vth1との比較が行われる。尚、待機モードにおける無煙時の煙感知信号の信号値をV0としたとき、この閾値Vth1と待機モードにおける閾値Vth2との関係は、下の(3)式を満たすものとなる。
α×(Vth2−V0)<Vth1−V0 … (3)
In this sensing mode, a threshold value Vth1 for performing fire detection is set, and the
α × (Vth2−V0) <Vth1−V0 (3)
そして、増幅回路3から出力される煙感知信号の信号値が閾値Vth1よりも大きくなったことが確認されると、煙量が多いことを示す煙検出信号を発報判定/制御回路5に出力する。発報判定/制御回路5では、この信号処理回路4から出力される煙検出信号の発生頻度に基づいて、火災の発生の有無を判断し、煙検出信号の発生頻度が多い場合は、スピーカSPを駆動するための警報発報用信号を出力する。よって、スピーカSPが警報発報用信号によって駆動し、火災警報の発報を行う。
When it is confirmed that the signal value of the smoke detection signal output from the
尚、煙検出信号の発生頻度が少ない場合は、スピーカSPからの警報の発報を行わず、元の待機モードに移行することで、低消費電力モードとなる。又、不図示のボタンやネットワーク通信などを利用した外部操作などにより、警報発報を行った警報器の状態復帰が指示されると、スピーカSPからの警報の発報を停止するとともに、待機モードに移行して、再び粗めの煙感知動作を開始する。 If the frequency of occurrence of the smoke detection signal is low, an alarm is not issued from the speaker SP, and a transition to the original standby mode is made, thereby entering a low power consumption mode. In addition, when the alarm device that issued the alarm is instructed by an external operation using a button or network communication (not shown), the alarm from the speaker SP is stopped and the standby mode Then, the coarse smoke detection operation is started again.
以下の各実施形態では、上述のような構成及び動作を基本とし、特徴となる各構成ブロックにおける回路構成例を挙げて、その詳細について説明する。尚、以下の各実施形態における回路構成例は一例であり、同様の動作を行うものであれば、他の回路構成としても構わない。又、マイクロプロセッサを備えたものとし、待機モード及び感知モードそれぞれの切換に対して同様の動作を行うプログラムを搭載させた構成としても構わない。 In the following embodiments, details will be described with reference to the above-described configuration and operation, and an example of a circuit configuration in each characteristic block. Note that the circuit configuration examples in the following embodiments are merely examples, and other circuit configurations may be used as long as similar operations are performed. Further, it may have a microprocessor and may have a configuration in which a program for performing the same operation for switching between the standby mode and the sensing mode is installed.
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施の形態について、図面を参照して説明する。図2は、本実施形態における警報器の内部構成の詳細を示すブロック図である。又、図3は、図2のように構成される警報器における各部の動作状態を示すためのタイミングチャートであり、(a)が、警報の発報を行う場合の動作を示し、(b)が、警報の発報を行わない場合の動作を示す。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a block diagram showing details of the internal configuration of the alarm device in the present embodiment. FIG. 3 is a timing chart for showing the operation state of each part in the alarm device configured as shown in FIG. 2, wherein (a) shows the operation when the alarm is issued, (b) Shows the operation when no alarm is issued.
1.警報器の構成及び動作
本実施形態における警報器は、図1の基本構成となる警報器に設けられた各ブロックを備える。図2のブロック図では、警報器における、LED駆動回路1、信号処理回路4、発報判定/制御回路5、及び電流調整回路6における詳細な構成例を示している。以下では、LED駆動回路1、信号処理回路4、発報判定/制御回路5、及び電流調整回路6の詳細な構成と、この構成に基づく動作について説明する。
1. Configuration and Operation of Alarm Device The alarm device in the present embodiment includes each block provided in the alarm device that is the basic configuration of FIG. The block diagram of FIG. 2 shows a detailed configuration example of the
1−1.LED駆動回路
LED駆動回路1は、アノードに電源電圧が印加される発光ダイオードLDのカソードにコレクタが接続されたnpn型トランジスタTr1と、トランジスタTr1のエミッタに一端が接続されるとともに他端が接地された抵抗R1と、トランジスタTr1のベースに駆動信号を供給するタイミング制御回路11とを、備える。
1-1. LED drive circuit The
このように構成されるLED駆動回路1によると、周期T毎に、所定時間tの間だけハイとなる駆動信号をタイミング制御回路11より出力することで、トランジスタTr1をONとする。これにより、周期T毎に所定時間tの間だけ、発光ダイオードLDに電流が流れて、煙感知のための発光動作がなされる。
According to the
1−2.信号処理回路
信号処理回路4は、増幅回路3からの煙感知信号の信号値が非反転入力端子(+)に入力されるコンパレータC1と、コンパレータC1からの出力がセット端子(S)に入力されるRSフリップフロップ41と、増幅回路3からの煙感知信号の信号値とRSフリップフロップ41の出力端子(Q)からの出力とが入力される2入力1出力のAND(論理積)ゲートA1と、ANDゲートA1からの出力が非反転入力端子(+)に入力されるコンパレータC2と、ANDゲートA1からの出力が反転入力端子(−)に入力されるコンパレータC3と、RSフリップフロップ41及びコンパレータC3それぞれの出力が入力される2入力1出力のANDゲートA2とを、備える。
1-2. Signal Processing Circuit The
そして、ANDゲートA2からの出力がRSフリップフロップ41のリセット端子(R)に入力されるとともに、コンパレータC1,C2それぞれの反転入力端子(−)には、第2閾値となる電圧Vth2、第1閾値となる電圧Vth1それぞれ印加され、又、コンパレータC3の非反転入力端子(+)には、第3閾値となる電圧Vth3が印加される。尚、第1〜第3閾値Vth1〜Vth3の関係は、待機モードにおける無煙時の煙感知信号の信号値をV0としたとき、以下の(4)式を満たす。
Vth3−V0<α×(Vth2−V0)<Vth1−V0 … (4)
The output from the AND gate A2 is input to the reset terminal (R) of the RS flip-
Vth3-V0 <α × (Vth2-V0) <Vth1-V0 (4)
又、コンパレータC2,C3それぞれからの出力が、発報判定/制御回路5に与えられるとともに、コンパレータC1及びANDゲートA2それぞれからの出力が、電流調整回路6に与えられる。そして、ANDゲートA1は、一方の入力端子に入力される増幅回路3からの煙感知信号のコンパレータC2,C3への出力の可否を決定するゲート回路として、動作する。即ち、他方の入力端子に入力されるRSフリップフロップ41からの出力に基づいて、増幅回路3からの煙感知信号の出力の可否が決定される。
Outputs from the comparators C2 and C3 are supplied to the alarm determination /
更に、RSフリップフロップ41は、セット端子又はリセット端子への入力がローからハイになる立ち上がり時において動作を行い、出力端子からの出力が切り替わる。即ち、RSフリップフロップ41において、セット端子への入力がハイに立ち上がったとき、出力端子からの出力がハイに切り替わる一方で、リセット端子への入力がハイに立ち上がったとき、出力端子からの出力がローに切り替わる。
Furthermore, the RS flip-
このように構成される信号処理回路4によると、RSフリップフロップ41からの出力がローとされた初期状態において、増幅回路3からの煙感知信号の信号値が第2閾値Vth2より大きくなると、コンパレータC1からの出力がハイに切り替わる。これにより、RSフリップフロップ41のセット端子への入力がハイに切り替わるため、RSフリップフロップ41からの出力がローからハイに切り替わる。又、コンパレータC1からのハイとなる出力が、電流調整回路6によって調整する電流量の切換を指示するための信号として出力される。
According to the
そして、ANDゲートA1の一方の入力端子に対して、RSフリップフロップ41からハイとなる出力が入力されるため、増幅回路3からの煙感知信号の信号値が、ANDゲートA1を介してコンパレータC2,C3に入力されることとなる。よって、コンパレータC2,C3それぞれにおいて、増幅回路3からの煙感知信号の信号値と、第1及び第3閾値Vth1,Vth3とが比較される。又、ANDゲートA2における一方の入力端子への入力(RSフリップフロップ41からの出力)がハイとなるため、ANDゲートA2の出力端子に、他方の入力端子への入力されるコンパレータC3からの出力が現れることとなる。
Since an output that goes high from the RS flip-
このとき、増幅回路3からの煙感知信号の信号値が第1閾値Vth1より大きくなると、コンパレータC2からの出力がハイに切り替わる。そして、このハイとなるコンパレータC2からの出力を、煙量が多いことを示す煙検出信号として、発報判定/制御回路5に出力する。
At this time, when the signal value of the smoke detection signal from the
一方、増幅回路3からの煙感知信号の信号値が第3閾値Vth3より小さくなると、コンパレータC3からの出力がハイに切り替わる。そして、このハイとなるコンパレータC2からの出力が、ANDゲートA2を介して、RSフリップフロップ41のリセット端子に入力されるため、RSフリップフロップ41からの出力がローに切り替わる。これにより、ANDゲートA1からコンパレータC2,C3それぞれへの出力がローとなり、コンパレータC2,C3からの出力が常にローの状態となる。
On the other hand, when the signal value of the smoke detection signal from the
又、コンパレータC3からのハイとなる出力が、発報判定/制御回路5に対して、動作状態を初期状態にリセットするためのリセット信号として出力される。即ち、コンパレータC2からのハイとなる出力が与えられ、発報判定/制御回路5が発報の判定動作を開始しているときに、その判定動作を停止させるためのリセット信号として機能する。更に、ANDゲートA2からのハイとなる出力が、電流調整回路6によって調整する電流量の切換を指示するための信号として出力される。
Further, a high output from the comparator C3 is output to the alarm determination /
1−3.発報判定/制御回路
発報判定/制御回路5は、コンパレータC2からの出力に基づいて計数動作を行うカウンタ回路51と、カウンタ回路51によって所定数が計数されたときに出力される出力信号に基づいてスピーカSPに対して発報を指示する発報制御回路52とを備える。そして、コンパレータC3からの出力が、リセットするためのリセット信号として、カウンタ回路51及び発報制御回路52それぞれに入力される。
1-3. Reporting determination / control circuit The reporting determination /
このように構成される発報判定/制御回路5では、コンパレータC2からのハイとなる煙検出信号が入力されるたびに、カウンタ回路51が「1」を加算する計数動作を行う。このカウンタ回路51による計数値が所定数N以上となると、カウンタ回路51よりハイとなる信号が発報制御回路52に入力される。尚、このカウンタ回路51としては、例えば、N段のTフリップフロップを直列に接続して構成されるものや、N段のシフトレジスタなどのように、所定数Nまで計数可能な回路構成とすればよい。
In the alarm determination /
このようにして、発報制御回路52では、カウンタ回路51からハイとなる出力を受けると、煙量の多い環境であることを認識するため、火災発生を報知するための警報を発報するように、スピーカSPに対して指示を行う。その後、カウンタ回路51では、計数値が所定数Nを超えることとなるが、その出力をハイのままに保持される。一方、コンパレータC3からハイとなる出力(リセット信号)が入力されると、カウンタ回路51の計数値が0にリセットされるとともに、カウンタ回路51からの出力もローに切り換えられる。
In this way, when receiving a high output from the
尚、カウンタ回路51は、コンパレータC2からのハイとなる煙検出信号を受けて計数動作を開始すると、コンパレータC3からのハイとなるリセット信号を受けるまで、コンパレータC2からの煙検出信号がローとなっても、現在の計数値を保持する。又、発報制御回路52では、スピーカSPに対して警報の発報を指示しているときに、コンパレータC3からのハイとなるリセット信号を受けると、スピーカSPに対して警報の発報を停止するように指示する。
When the
又、カウンタ回路51は、別の構成として、コンパレータC2からの出力が一度ローとなると、リセットされるものとしてもよい。即ち、煙感知信号の信号値が第1閾値Vth1を連続して超えた回数がN回となったときに初めて、ハイとなる信号をカウンタ回路51が発報制御回路52に出力する。このようにすることで、所定濃度以上となる煙量が時間N×Tの間に連続して感知されたときに初めて、火災発生が確認されて、スピーカSPによる警報を発報させることができる。
Alternatively, the
1−4.電流調整回路
電流調整回路6は、コンパレータC1からの出力がセット端子(S)に入力されるとともにANDゲートA2からの出力がリセット端子(R)に入力されるRSフリップフロップ61と、トランジスタTr1のエミッタと抵抗R1との接続ノードにコレクタが接続されるとともにベースにRSフリップフロップ61の出力端子(Q)が接続されたnpn型トランジスタTr2と、トランジスタTr2のエミッタに一端が接続されるとともに他端が接地された抵抗R2とを備える。
1-4. Current Adjustment Circuit The
尚、RSフリップフロップ61は、信号処理回路4内のRSフリップフロップ41と同様、セット端子及びリセット端子それぞれへの入力がローからハイに切り替わる立ち上がりによって、出力端子からの出力が切り替わる。又、このRSフリップフロップ61は、初期状態に設定されると、出力端子からの出力がローとなる。
The RS flip-
このように構成される電流調整回路6において、コンパレータC1からハイとなる出力がRSフリップフロップ61のセット端子に入力されると、RSフリップフロップ61からの出力がハイに切り替わってトランジスタTr2のベースに入力され、トランジスタTr2がONとなる。これにより、抵抗R1,R2による並列回路が構成されるため、トランジスタTr1を介して発光ダイオードLDに流れる電流値が多くなり、発光ダイオードLDに供給する電流量が第2の電流量Ibに設定される。
In the
又、ANDゲートA2からハイとなる出力がRSフリップフロップ61のリセット端子に入力されると、RSフリップフロップ61からの出力がローに切り替わってトランジスタTr2のベースに入力され、トランジスタTr2がOFFとなる。これにより、抵抗R2とトランジスタTr1のエミッタとの接続が切断されるため、トランジスタTr1を介して発光ダイオードLDに流れる電流値が少なくなり、発光ダイオードLDに供給する電流量が第1の電流量Iaに設定される。
When an output that goes high from the AND gate A2 is input to the reset terminal of the RS flip-
このように各部が構成されるとき、信号処理回路4において、増幅回路3からの煙感知信号の信号値が第2閾値Vth2以下であり、コンパレータC1からの出力がローとなるときは、待機モードとして動作する。このとき、信号処理回路4では、コンパレータC2,C3による比較動作がなされず、コンパレータC2,C3からの出力がローのままとなる。又、電流調整回路6では、トランジスタTr2がOFFとなるため、LED駆動回路1によって発光ダイオードLDに流れる電流量が第1の電流量Iaとなる。
When each part is configured as described above, in the
一方、信号処理回路4において、増幅回路3からの煙感知信号の信号値が第2閾値Vth2より大きく、コンパレータC1からの出力がハイとなるときは、感知モードとして動作する。このとき、信号処理回路4では、コンパレータC2,C3により、煙感知信号の信号値と閾値Vth1,Vth3との比較動作が行われる。又、電流調整回路6では、トランジスタTr2がONとなるため、LED駆動回路1よって発光ダイオードLDに流れる電流量が第2の電流量Ibとなる。
On the other hand, in the
2.警報の発報時の動作例
上述のように各部が構成される警報器における動作例について、以下に説明する。まず、待機モードから感知モードに移行した後に警報の発報が行われる場合の動作について、図3(a)を参照して説明する。待機モードでは、上述したように、RSフリップフロップ61からの出力がローであるため、トランジスタTr2がOFFとなり、トランジスタTr1を介して発光ダイオードLDを流れる電流(LED発光電流)量が、第1の電流量Iaとなる。又、増幅回路3からの出力である煙感知信号の信号値が第2閾値Vth2以下となるため、コンパレータC1からの出力はローのままである。
2. Example of operation when alarm is issued An example of operation in the alarm device having each unit as described above will be described below. First, an operation when an alarm is issued after shifting from the standby mode to the sensing mode will be described with reference to FIG. In the standby mode, as described above, since the output from the RS flip-
そして、図3(a)に示すように、時刻Taに、室内の煙濃度が増加して、フォトダイオードPDによる受光する散乱光の受光量が増加すると、増幅回路3からの出力である煙感知信号の信号値が第2閾値Vth2より大きくなる。そのため、コンパレータC1からの出力がハイとなり、待機モードから感知モードに移行する。よって、RSフリップフロップ41,61それぞれの出力がハイとなり、コンパレータC2,C3へ煙感知信号の入力が許可されるとともに、トランジスタTr2がONとなる。尚、トランジスタTr2がONとなるため、次の周期となる時刻Ta+Tにおいて、発光ダイオードLDを流れる電流(LED発光電流)量が、第2の電流量Ibとなる。
Then, as shown in FIG. 3 (a), when the indoor smoke density increases at time Ta and the amount of scattered light received by the photodiode PD increases, smoke detection that is an output from the
時刻Ta+T以降においては、コンパレータC2で、煙感知信号の信号値を第1閾値Vth1と比較することで、煙濃度が警報の発報に必要な濃度を超えたか否かの判定がなされる。このとき、図3(a)のように、室内の煙濃度が増加して、煙感知信号の信号値が第1閾値Vth1を超える場合、コンパレータC2より、ハイとなる煙検出信号が出力される。尚、コンパレータC3では、煙感知信号の信号値を第3閾値Vth3と比較することで、待機モードに復帰させるか否かの判定がなされる。 After the time Ta + T, the comparator C2 compares the signal value of the smoke detection signal with the first threshold value Vth1, thereby determining whether or not the smoke concentration has exceeded the concentration necessary for alarming. At this time, as shown in FIG. 3A, when the smoke concentration in the room increases and the signal value of the smoke detection signal exceeds the first threshold value Vth1, a high smoke detection signal is output from the comparator C2. . Note that the comparator C3 determines whether to return to the standby mode by comparing the signal value of the smoke detection signal with the third threshold value Vth3.
この時刻Ta+Tから時刻Tb(=Ta+6×T)、煙濃度が警報の発報に必要な濃度を超えたままの状態となると、ハイとなる煙感知信号が発報判定/制御回路5に対して6回出力されることとなる。発報判定/制御回路5内において、カウンタ回路51の計数値が「6」となったときに、ハイとなる信号を発報制御回路52に出力するものとすると、時刻Tbにおいて、カウンタ回路51からのハイとなる出力が発報制御回路52に入力される。よって、時刻Tbにおいて、ハイとなる出力が与えられる発報制御回路52が、スピーカSPに対して火災警報の発報を指示し、スピーカSPが火災警報の発報を行う。
From this time Ta + T to time Tb (= Ta + 6 × T), if the smoke concentration remains in excess of the concentration necessary for alarming, a high smoke detection signal is sent to the alarm determination /
3.待機モードへの復帰動作例
まず、待機モードから感知モードに移行した後に再び待機モードに復帰する場合の動作について、図3(b)を参照して説明する。上述した図3(a)の動作例と同様、増幅回路3からの煙感知信号の信号値が閾値Vth2以下である待機モードでは、コンパレータC1からの出力がローであるため、コンパレータC2,C3からの出力がローである。又、RSフリップフロップ61からの出力がローとなり、トランジスタTr2がOFFであるため、発光ダイオードLDを流れる電流(LED発光電流)量が、第1の電流量Iaである。
3. Example of Returning Operation to Standby Mode First, an operation for returning to the standby mode after shifting from the standby mode to the sensing mode will be described with reference to FIG. Similar to the operation example of FIG. 3A described above, in the standby mode in which the signal value of the smoke detection signal from the
そして、時刻Taに室内の煙濃度が増加して、増幅回路3からの出力である煙感知信号の信号値が第2閾値Vth2より大きくなると、コンパレータC1からの出力がハイとなり、待機モードから感知モードに移行する。よって、時刻Ta+T以降では、トランジスタTr2がONとなり、発光ダイオードLDを流れる電流(LED発光電流)量が、第2の電流量Ibに増加する。又、コンパレータC2で、煙感知信号の信号値と第1閾値Vth1との比較により、煙濃度が警報の発報に必要な濃度を超えたか否かの判定がなされる一方で、コンパレータC3で、煙感知信号の信号値と第3閾値Vth3との比較により、待機モードに復帰させるか否かの判定がなされる。
When the indoor smoke density increases at time Ta and the signal value of the smoke detection signal output from the
このような感知モードに移行した後、発報判定/制御回路5に対してハイとなる煙感知信号が出力される回数が6回を超える前となる時刻Tc(Tc<Tb)に、増幅回路3からの煙感知信号の信号値が第3閾値Vth3を下回ると、コンパレータC3からの出力がハイとなる。これにより、ANDゲートA2からの出力がハイとなり、RSフリップフロップ41,61それぞれへのリセット端子に入力されることで、RSフリップフロップ41,61からの出力がローとなる。よって、感知モードから待機モードに移行して、コンパレータC2,C3への煙感知信号が禁止されるとともに、発光ダイオードLDを流れる電流(LED発光電流)量が、第1の電流量Iaに減少する。
After the transition to such a sensing mode, the amplifier circuit at time Tc (Tc <Tb) before the number of times the smoke detection signal that goes high is output to the alarm determination /
このように、本実施形態では、待機モードにおいて、第1の電流量Iaで発光ダイオードLDを駆動するため、煙量の少ない場合は、待機モードで動作させることにより、その消費電力を抑制することができる。又、感知モードにおいて、警報の発報の要否を判定するだけでなく、待機モードへの復帰の要否をも判定可能とするとともに、第3閾値Vth3を上述の(4)式に示すような値とすることで、待機モードと感知モードとの切換が繰り返されて、その動作が不安定なものとなることを防ぐことができる。 Thus, in this embodiment, since the light emitting diode LD is driven with the first current amount Ia in the standby mode, the power consumption is suppressed by operating in the standby mode when the amount of smoke is small. Can do. In the sensing mode, it is possible not only to determine whether or not to issue an alarm, but also to determine whether or not it is necessary to return to the standby mode, and the third threshold value Vth3 is expressed by the above equation (4). By setting a small value, it is possible to prevent the operation from becoming unstable due to repeated switching between the standby mode and the sensing mode.
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施の形態について、図面を参照して説明する。図4は、本実施形態における警報器の内部構成の詳細を示すブロック図である。又、図5は、図4のように構成される警報器における各部の動作状態を示すためのタイミングチャートであり、警報の発報を行わない場合の動作を示す。尚、図4における警報器において、図2に示す警報器と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a block diagram showing details of the internal configuration of the alarm device in the present embodiment. FIG. 5 is a timing chart for showing the operation state of each part in the alarm device configured as shown in FIG. 4, and shows the operation when the alarm is not issued. In the alarm device in FIG. 4, parts used for the same purpose as the alarm device shown in FIG.
1.警報器の構成
本実施形態における警報器は、図4に示すように、第1の実施形態における警報器(図2)の構成に、コンパレータC3からの出力とカウンタ回路51からの出力が入力される2入力1出力のOR(論理和)ゲートO1と、RSフリップフロップ41からの出力がセット端子(S)に入力されるとともにORゲートO1からの出力がリセット端子(R)に入力されるRSフリップフロップ7と、RSフリップフロップ7の出力端子(Q)によりタイマ計測を開始するタイマ回路8と、タイマ回路8がタイマ計測するためのクロックを供給するクロック発振回路80とを更に追加した構成となる。
1. Configuration of Alarm Device As shown in FIG. 4, the alarm device in this embodiment is configured such that the output from the comparator C3 and the output from the
又、この図4に示す警報器における信号処理回路4a(図1における信号処理回路4に相当)は、第1の実施形態における信号処理回路4の構成に、タイマ回路8からの出力信号とコンパレータC3からの出力とが入力されるとともに出力信号をANDゲートA2に出力する2入力1出力のORゲートO2を、更に追加した構成となる。更に、OR回路O1からの出力が、タイマ回路8におけるタイマ計測した計測時間をリセットするためのリセット信号として、タイマ回路8に供給される。尚、クロック発振回路80については、第1の実施形態では不図示としているが、タイミング制御回路11におけるタイミング制御動作に利用するクロックを発生するクロック発振回路と共通のものとしてもよい。
Further, the
このように構成される本実施形態の警報器は、第1の実施形態の警報器と異なり、タイマ回路8からの出力がORゲートO2を介してANDゲートA2に入力されるため、待機モードから感知モードへの移行後に所定時間が経過したときにおいても、再び待機モードに復帰することができる。又、信号処理回路4a内において、コンパレータC3からの出力が、ORゲートO2を介してANDゲートA2に入力されるため、第1の実施形態と同様、図3(b)のように、感知モードへの移行後、感知信号の信号値が第3閾値Vth3よりも小さくなったときにも、待機モードへ復帰させることができる。
Unlike the alarm device of the first embodiment, the alarm device of the present embodiment configured as described above is input from the standby mode because the output from the
即ち、本実施形態では、図2に示す警報器の構成に対して更に追加された、ORゲートO1、RSフリップフロップ7、タイマ回路8、及びクロック発振回路80により、感知モード移行後にタイマ計測が行われることが、第1の実施形態の警報器と異なる。よって、以下では、このORゲートO1、RSフリップフロップ7、タイマ回路8、及びクロック発振回路80による、感知モード移行後のタイマ計測動作について、詳細に説明する。尚、RSフリップフロップ7及びタイマ回路8はそれぞれ、入力がローからハイへの立ち上がりによって、出力の切り替わり及びタイマセット(タイマ計測の開始)/リセットが成される。
In other words, in the present embodiment, the OR gate O1, the RS flip-flop 7, the
2.タイマ計測による待機モードへの復帰動作例
以下において、待機モードから感知モードに移行した後にタイマ計測により待機モードへ復帰する場合の動作について、図5を参照して説明する。尚、本動作例において、タイマ回路8によって時間T1(=11×T)が計測されたときに、タイマ回路8からハイとなる信号がORゲートO2に出力されて、待機モードへ復帰するものとする。
2. Example of Return Operation to Standby Mode by Timer Measurement Hereinafter, an operation when returning to the standby mode by timer measurement after shifting from the standby mode to the sensing mode will be described with reference to FIG. In this operation example, when the time T1 (= 11 × T) is measured by the
第1の実施形態における図3(a)の動作例と同様、図5に示すように、増幅回路3からの煙感知信号の信号値が閾値Vth2以下である待機モードでは、コンパレータC1からの出力がローであるため、コンパレータC2,C3からの出力がローとなり、比較動作が成されていない状態となる。又、RSフリップフロップ61からの出力がローとなり、トランジスタTr2がOFFであるため、発光ダイオードLDを流れる電流(LED発光電流)量が、第1の電流量Iaである。
Similar to the operation example of FIG. 3A in the first embodiment, as shown in FIG. 5, in the standby mode in which the signal value of the smoke detection signal from the
そして、時刻Taに室内の煙濃度が増加して、増幅回路3からの出力である煙感知信号の信号値が第2閾値Vth2より大きくなると、コンパレータC1からの出力がハイとなり、待機モードから感知モードに移行する。このとき、RSフリップフロップ41からの出力がハイに切り替わるため、RSフリップフロップ7のセット端子への入力がローからハイに立ち上がり、RSフリップフロップ7の出力がハイに切り替わる。これにより、タイマ回路8へのセット入力がハイに立ち上がることとなるため、タイマ回路8によるタイマ計測が開始する。
When the indoor smoke density increases at time Ta and the signal value of the smoke detection signal output from the
その後、時刻Td(=Ta+T1)となるまでに、増幅回路3から出力される煙感知信号の信号値が第1閾値Th1を超えた回数がN(=6)回よりも少なく、且つ、増幅回路3から出力される煙感知信号の信号値が第3閾値Th3以上のままとなる場合、タイマ回路8が時間T1をタイマ計測して、ハイとなる信号を出力することとなる。このタイマ回路8からのハイとなる信号が、ORゲートO2を介してANDゲートA2に入力される。よって、RSフリップフロップ41,61それぞれのリセット端子への入力がハイに立ち上がって、RSフリップフロップ41,61それぞれの出力がローに切り替わり、待機モードに復帰する。
Thereafter, by the time Td (= Ta + T1), the number of times the signal value of the smoke detection signal output from the
尚、時刻Taに感知モードに移行した後、図3(a)のように、時刻Tbにカウンタ51よりハイとなる信号が出力され、スピーカSPより警報の発報が成される場合、カウンタ51からのハイとなる信号が、ORゲートO1を介してRSフリップフロップ7のリセット端子及びタイマ回路8に入力される。又、図3(b)のように、時刻Tcに煙感知信号の信号値が第3閾値Vth3を下回った場合は、コンパレータC3からのハイとなる信号が、ORゲートO1を介してRSフリップフロップ7のリセット端子及びタイマ回路8に入力される。この図3(a)又は図3(b)のような動作例においては、ORゲートO1からの出力がハイとなるため、RSフリップフロップ7の出力がローに切り替わるとともに、タイマ回路8において、計測された時間がリセットされる。
In addition, after shifting to the sensing mode at time Ta, as shown in FIG. 3A, when a high signal is output from the
このように、本実施形態では、第1の実施形態の構成に更にタイマ機能を付随させた構成とすることで、警報の発報が所定時間なされない場合においても待機モードに復帰させて、その消費電力を低減させることができる。尚、本実施形態においては、信号処理回路4a内において、コンパレータC3及びORゲートO2を設けることによって、煙感知信号の信号値の減少又は時間経過のいずれかで待機モードへの復帰が成されるものとしたが、コンパレータC3及びORゲートO2を削除した構成としてもよい。即ち、感知モード移行後から所定時間の経過をタイマ回路8によって計測したときにのみ、待機モードへの復帰が成されるものとしてもよい。
As described above, in this embodiment, by adding a timer function to the configuration of the first embodiment, even when the alarm is not issued for a predetermined time, the standby mode is restored. Power consumption can be reduced. In the present embodiment, by providing the comparator C3 and the OR gate O2 in the
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施の形態について、図面を参照して説明する。図6は、本実施形態における警報器の内部構成の詳細を示すブロック図である。尚、図6における警報器において、図4に示す警報器と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
<Third Embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a block diagram showing details of the internal configuration of the alarm device in the present embodiment. In the alarm device shown in FIG. 6, parts used for the same purpose as the alarm device shown in FIG.
本実施形態における警報器は、図6に示すように、第2の実施形態における警報器(図4)の構成に、増幅回路3からの煙感知信号の信号値を計測することによって発光ダイオードLDの発光量を推定する光量測定回路9を追加した構成となる。又、図4の構成におけるLED駆動回路1及び電流調整回路6の代わりに、抵抗R1,R2それぞれが可変抵抗R1a,R2aに変更されたLED駆動回路1a及び電流調整回路6a(図1におけるLED駆動回路1及び電流調整回路6に相当)を備える。
As shown in FIG. 6, the alarm device in the present embodiment is a light emitting diode LD by measuring the signal value of the smoke detection signal from the
即ち、図6に示す警報器は、光量測定回路9による発光ダイオードLDの発光量の推定結果に基づいて、LED駆動回路1a及び電流調整回路6a内の可変抵抗R1a,R2aの抵抗値が変更される。この追加された構成により、第2の実施形態における警報器に対して、経年劣化や環境悪化に基づく発光ダイオードLDの発光量の低下を補うための機能を付随することができる。よって、以下では、この発光ダイオードLDの発光量の低下を補うための機能に関する構成及び動作について、詳細に説明する。
That is, in the alarm device shown in FIG. 6, the resistance values of the variable resistors R1a and R2a in the
1.光量測定回路の第1例
本例における光量測定回路9a(図6における光量測定回路9に相当)は、図7(a)に示すように、クロック発振回路80からのクロックが入力されることで所定期間毎に煙感知信号の平均値を算出する平均値演算回路91と、平均値演算回路91から出力される煙感知信号の平均値が反転入力端子(−)に入力されて非反転入力端子(+)に印加される閾値となる電圧Vth4と比較されるコンパレータC4と、コンパレータC4からの出力に基づいてLED駆動回路1a及び電流調整回路6a内の可変抵抗R1a,R2aの抵抗値を変更する抵抗値切換制御回路92とを備える。
1. First Example of Light Amount Measurement Circuit The light
このように構成される光量測定回路9aでは、平均値演算回路91が、クロック発振回路80からのクロック数に基づいて所定期間を計測する。この平均値演算回路91は、所定期間内における増幅回路3からの煙感知信号の信号値を積分した後、この煙感知信号の積分値に対して、増幅回路3からの煙感知信号の所定期間内における出力回数で除算を行うことで、所定期間後との煙感知信号の平均値を算出する。
In the light
平均値演算回路91で算出された煙感知信号の平均値がコンパレータC4に与えられることで、コンパレータC4において、煙感知信号の平均値と閾値Vth4との比較が成される。即ち、コンパレータC4において、煙感知信号の平均値が閾値Vth4以上となるときは、コンパレータC4の出力がローとなり、煙感知信号の平均値が閾値Vth4を下回ると、コンパレータC4の出力がハイとなる。
The average value of the smoke detection signal calculated by the average
そして、煙感知信号の平均値が閾値Vth4を下回って、コンパレータC4からのハイとなる出力が抵抗値切換制御回路92に与えられると、抵抗値切換制御回路92では、発光ダイオードLDの経年劣化又は煙感知用筐体101内部の環境の悪化のため、フォトダイオードPDにおける受光量が低下したものと判定する。よって、抵抗値切換制御回路92が、LED駆動回路1a及び電流調整回路6a内の可変抵抗R1a,R2aの抵抗値の値をそれぞれ小さくするように、その抵抗値の切換制御を行う。即ち、発光ダイオードLDへ流す第1及び第2の電流量Ia,Ibそれぞれが大きくなるように、可変抵抗R1a,R2aの抵抗値を切り換えて、フォトダイオードPDの受光量の低下を補うことができる。
When the average value of the smoke detection signal falls below the threshold value Vth4 and an output that becomes high from the comparator C4 is given to the resistance value switching
このように、抵抗値切換制御回路92によって可変抵抗R1a,R2aそれぞれの抵抗値の切換が成されるとき、平均値演算回路91から出力される煙感知信号の平均値が閾値Vth4に対して所定電圧値ΔVだけ上回るように、可変抵抗R1a,R2aそれぞれの抵抗値が設定される。この可変抵抗R1a,R2aそれぞれの抵抗値の切換が成されると、再び、平均値演算回路91からの煙感知信号の平均値が閾値Vth4を下回るまで、コンパレータC4からの出力がローとなるため、可変抵抗R1a,R2aの抵抗値が維持される。そして、平均値演算回路91からの煙感知信号の平均値が閾値Vth4を下回ったことがコンパレータC4で確認されると、抵抗値切換制御回路92によって、可変抵抗R1a,R2aの抵抗値が更に小さい値に切り換えられる。
Thus, when the resistance value switching
2.光量測定回路の第2例
本例おける光量測定回路9b(図6における光量測定回路9に相当)は、図7(b)に示すように、図7(a)に示す構成における平均値演算回路91の代わりに、クロック発振回路80からのクロックが入力されることで所定期間毎に煙感知信号の最小値を算出する最小値演算回路93を備える。その他の構成については、図7(a)に示す光量測定回路9aと同一なので、その詳細については、上記第1例の説明を参照するものとして省略する。
2. Second Example of Light Quantity Measurement Circuit The light
図7(b)のように構成することで、本例の光量測定回路9bでは、図7(a)のように構成された第1例の光量測定回路9aと異なり、最小値演算回路93において、クロック発振回路80からのクロック数に基づいて計測した所定時間内における、煙感知信号の最小値が算出される。この算出された煙感知信号がコンパレータC4に与えられると、閾値Vth4と比較され、その比較結果に基づいて抵抗値切換制御部92が抵抗値を切り換えるための制御動作を行う。
With the configuration as shown in FIG. 7B, the light
具体的には、最小値演算回路93では、増幅回路3からの煙感知信号が入力されるたびに、前回に検出された煙感知信号の最小値と比較して、その煙感知信号が下回った場合に、新たな最小値として、入力された煙感知信号の信号値を記憶する。その後は、この記憶した煙感知信号の最小値に対して、増幅回路3からの煙感知信号の信号値との大小を比較することで、さらなる最小値の検索が行われる。そして、所定時間経過時に最小値演算回路93に記憶している煙感知信号の信号値を、所定時間における煙感知信号の最小値として、コンパレータC4に出力する。
Specifically, in the minimum
尚、本例において、最小値演算回路93における最小値演算をより確かなものとするために、最小値演算回路93において、前回に検出された煙感知信号の最小値を下回る信号値となる煙感知信号の入力回数が所定回数となったときに、その煙感知信号の信号値を、煙感知信号の最小値に置換して記憶するものとしてもよい。
In this example, in order to make the minimum value calculation in the minimum
又、本実施形態においては、図7(a)及び(b)の構成のように、コンパレータC4が設けられ、コンパレータC4からハイとなる出力が成されるたびに、LED駆動回路1a及び電流調整回路6a内の可変抵抗R1a,R2aの抵抗値を段階的に切り換える構成としたが、このコンパレータC4の代わりに差動増幅器を備える構成としてもよい。
Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 7A and 7B, the comparator C4 is provided, and the
即ち、差動増幅回路において、平均値演算回路91又は最小値演算回路93から出力される煙感知信号の平均値又は最小値と閾値Vth4との差分値が算出される。そして、この差動増幅回路で算出された差分値が抵抗値切換制御回路92に与えられることで、差動増幅回路で算出された差分値が一定となるように、可変抵抗R1a,R2aそれぞれの抵抗値を設定することができる。これにより、平均値演算回路91又は最小値演算回路93から出力される煙感知信号の平均値又は最小値が、常に閾値Vth4に対して所定電圧値ΔVだけ上回るように、発光ダイオードLDの発光量を設定することができる。
That is, in the differential amplifier circuit, a difference value between the average value or the minimum value of the smoke detection signal output from the average
<第4の実施形態>
本発明の第4の実施の形態について、図面を参照して説明する。図8は、本実施形態における警報器の内部構成の詳細を示すブロック図である。尚、図8における警報器において、図6に示す警報器と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
<Fourth Embodiment>
A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a block diagram showing details of the internal configuration of the alarm device in the present embodiment. In the alarm device shown in FIG. 8, parts used for the same purpose as the alarm device shown in FIG. 6 are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
本実施形態における警報器は、図8に示すように、第3の実施形態における警報器(図6)における光量測定回路9の代わりに、クロック発振回路80からのクロックに基づいて時間の計測を行う時間計測回路10と、時間計測回路10からの出力に基づいてLED駆動回路1a及び電流調整回路6a内の可変抵抗R1a,R2aの抵抗値を変更する抵抗値切換制御回路92とを備えた構成となる。
As shown in FIG. 8, the alarm device in this embodiment measures time based on the clock from the
このように構成することで、第3の実施形態と異なり、時間計測回路10において、クロック発振回路80から発振されるクロックのクロック数が計数され、その計数値が所定値に到達したことが確認されると、時間計測回路10より抵抗値切換制御回路92への信号出力がなされる。この時間計測回路10では、予め、クロックの計数値と比較するための所定値を、例えば、値の異なる第1〜第n所定値のように、複数記憶している。そして、この記憶している第1〜第n所定値それぞれにクロックの計数値が到達するたびに、時間計測回路10より抵抗値切換制御回路92にハイとなる信号が出力される。
With this configuration, unlike the third embodiment, the
抵抗値切換制御回路92では、第3の実施形態における図7(a)又は(b)の構成に含まれるものと同様、時間計測回路10からハイとなる信号が出力されるたびに、LED駆動回路1a及び電流調整回路6a内の可変抵抗R1a,R2aの抵抗値を段階的に切り換える。即ち、時間計測回路10によって、予め設定された複数の時間が経過したことを確認するたびに、抵抗値切換制御回路92が動作して、LED駆動回路1a及び電流調整回路6a内の可変抵抗R1a,R2aの抵抗値を段階的に切り換えることができる。
In the resistance value switching
このように動作することで、本実施形態では、クロック発振回路80のクロックを利用した時間計測により、発光ダイオードLDの経年劣化に対する補完を行うことができる。よって、本実施形態においては、単純な構成によって、発光ダイオードLDの経年劣化に対応させることができるため、その回路規模の大型化を抑制することができる。尚、本実施形態においても、抵抗値切換制御回路92において、時間計測回路10で測定された時間に基づいて、LED駆動回路1a及び電流調整回路6a内の可変抵抗R1a,R2aの抵抗値を連続的に切り換えるものとしてもよい。
By operating in this way, in the present embodiment, it is possible to compensate for the aging degradation of the light emitting diode LD by measuring the time using the clock of the
尚、上述の各実施形態において、スピーカSPによる火災警報の発報後に、外部からの入力操作又は通信操作によって発報の停止をして初期化する場合には、例えば、RSフリップフロップ41,61のリセット端子にハイとなる信号を入力するものとしてもよい。即ち、RSフリップフロップ41,61のリセット端子にハイとなる信号を入力することで、信号処理回路4及び電流調整回路6それぞれを待機モードとなる初期状態に設定することができるとともに、コンパレータC3からの出力をハイに切り換えることで、発報判定/制御回路51内のカウンタ回路51や発報制御回路52を初期状態にリセットすることができる。
In each of the above-described embodiments, when the alarm is stopped and initialized by an external input operation or communication operation after the fire alarm is issued by the speaker SP, for example, the RS flip-
本発明は、光電式煙感知器を備えた警報器であれば、火災警報のみを発報する火災警報器に限らず、ガス量が多くなったときにガス警報の発報をも行うことができる火災・ガス警報器に適用することができる。又、本発明は、発光素子及び受光素子を備えた光電式ほこりセンサ装置、及び、当該光電式ほこりセンサ装置を備える空気清浄機やエアコンなどの空気調和機それぞれについても適用することができる。 The present invention is not limited to a fire alarm that issues only a fire alarm as long as it is an alarm device equipped with a photoelectric smoke detector, and can also issue a gas alarm when the amount of gas increases. It can be applied to fire and gas alarms that can be used. The present invention can also be applied to a photoelectric dust sensor device including a light emitting element and a light receiving element, and an air conditioner such as an air cleaner or an air conditioner including the photoelectric dust sensor device.
1,1a LED駆動回路
2 電流電圧変換回路
3 増幅回路
4,4a 信号処理回路
5 発報判定/制御回路
6,6a 電流調整回路
7,41,61 RSフリップフロップ
8 タイマ回路
9,9a 光量測定回路
10 時間計測回路
11 タイミング制御回路
51 カウンタ回路
52 発報制御回路
91 平均値演算回路
92 抵抗値切換制御回路
93 最小値演算回路
80 クロック発振回路
C1〜C4 コンパレータ
R1,R2 抵抗
R1a,R2a 可変抵抗
A1,A2 AND(論理積)ゲート
O1,O2 OR(論理和)ゲート
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記発光素子からの光に基づく、前記煙監視空間内に侵入した煙による散乱光を受光して、当該受光光量に基づいた電気信号となる煙感知信号を出力する受光素子と、
前記受光素子からの前記煙感知信号の信号値を、第1閾値と比較し、前記第1閾値より大きくなったときに火災警報の発報を行う信号処理部とを備えた、警報器であって、
前記発光素子に供給する電流量を切り換える電流調整部を備え、
前記信号処理部は、待機モード時には、前記電流調整部によって前記発光素子に供給する電流量を第1の電流量に設定するとともに、前記第1閾値より小さい第2閾値を基準値として前記煙感知信号の信号値と比較する一方、
前記煙感知信号の信号値が前記第2閾値より大きくなったことを判別すると、感知モードに移行して、前記電流調整部によって前記発光素子に供給する電流量を前記第1の電流量より大きい第2の電流量に切り換えるとともに、前記煙感知信号と比較する基準値を前記第1閾値に切り換え、前記受光素子からの電気信号の信号値を前記第1閾値と比較して、前記第1閾値より大きくなったときに火災警報の発報を行うことを特徴とする警報器。 A light emitting element that emits light to the smoke monitoring space;
A light receiving element that receives scattered light from smoke that has entered the smoke monitoring space, based on light from the light emitting element, and outputs a smoke detection signal that is an electrical signal based on the received light amount;
A signal processing unit that compares a signal value of the smoke detection signal from the light receiving element with a first threshold value and issues a fire alarm when the signal value exceeds the first threshold value. And
A current adjusting unit that switches an amount of current supplied to the light emitting element;
In the standby mode, the signal processing unit sets the current amount supplied to the light emitting element by the current adjusting unit to a first current amount, and uses the second threshold value smaller than the first threshold value as a reference value to detect the smoke. While comparing with the signal value of the signal,
When it is determined that the signal value of the smoke detection signal is greater than the second threshold value, the mode shifts to a detection mode, and the amount of current supplied to the light emitting element by the current adjustment unit is greater than the first amount of current. Switching to a second current amount, switching a reference value to be compared with the smoke detection signal to the first threshold value, comparing a signal value of an electric signal from the light receiving element with the first threshold value, and An alarm device that issues a fire alarm when it becomes larger.
前記信号処理部は、前記感知モード時には、前記第1閾値より小さい第3閾値を更に基準値に加えて、前記煙感知信号を比較し、
前記煙感知信号の信号値が前記第3閾値より小さくなったときには、前記待機モードに移行して、前記電流調整部によって前記発光素子に供給する電流量を前記第1の電流量に切り換えるとともに、前記煙感知信号と比較する閾値を前記第2閾値に切り換えることを特徴とする警報器。 In claim 1,
In the sensing mode, the signal processing unit further adds a third threshold smaller than the first threshold to a reference value, and compares the smoke sensing signal.
When the signal value of the smoke detection signal becomes smaller than the third threshold value, the mode shifts to the standby mode, and the current amount supplied to the light emitting element by the current adjustment unit is switched to the first current amount, An alarm device, wherein a threshold value to be compared with the smoke detection signal is switched to the second threshold value.
時間を計測するタイマ部を更に備え、
前記信号処理部は、前記感知モードに移行した後、前記タイマ部により測定された時間が所定時間を超えるまでに、前記煙感知信号の信号値が前記第1閾値を超えた回数が、所定回数以上とならなかったとき、前記待機モードに移行して、前記電流調整部によって前記発光素子に供給する電流量を前記第1の電流量に切り換えるとともに、前記煙感知信号と比較する基準値を前記第2閾値に切り換えることを特徴とする警報器。 In claim 1,
A timer unit for measuring time;
After the signal processing unit transitions to the sensing mode, the number of times that the signal value of the smoke sensing signal exceeds the first threshold before the time measured by the timer unit exceeds a predetermined time is a predetermined number of times. If not, the mode shifts to the standby mode, the current amount supplied to the light emitting element by the current adjustment unit is switched to the first current amount, and the reference value to be compared with the smoke detection signal is An alarm device characterized by switching to a second threshold value.
前記発光素子の発光量が所定レベルまで低下したときに、前記電流調整部が前記発光素子に供給する前記第1及び第2の電流量を増加させることを特徴とする警報器。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
The alarm device, wherein when the light emission amount of the light emitting element decreases to a predetermined level, the current adjusting unit increases the first and second current amounts supplied to the light emitting element.
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