JPH0154656B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、間欠的に発光した光の煙による変化
を受光し、受光信号に応じたアナログ信号を発光
休止期間内にホールド出力するようにした光電式
アナログ煙感知器に関する。

従来、光電式煙感知器では、消費電流を低減す
るため、発光素子を一定周期、例えば２秒毎に間
欠的に発光駆動し、この発光駆動で送出された光
の煙による変化を受光素子で受光し、発光期間内
に受光信号と予め設定した閾値と比較し、閾値以
上となる受光信号が得られたときにスイツチング
素子を作動して受信機よりの電源兼用信号線間を
低インピーダンスに短絡して発報電流を受信機に
送出するようにしていた。

ところが、近年においては、固定的に定めた閾
値による火災検出では火災の早期発見と非火災報
の防止を両立させることが困難であり、更に火災
の拡大状況も把握することが困難であるため、火
災による煙濃度の変化をアナログ的に検出して受
信機に送出し、受信機側で火災判断を行なうよう
にした所謂アナログ火災報知システムの開発が押
し進められている。

ところが、光電式煙感知器にあつては、消費電
流の低減を図るために間欠的に煙濃度を検出して
おり、その発光期間は約0.2msと極く僅かである
ために、受光出力をそのまま受信機に送つても受
信機側での受信判別が困難である。そこで感知器
の発光期間を受信機側で受信可能な時間以上に長
くすることも考えられるが、発光期間を長くした
のでは消費電流の低減を図るという本来の目的が
損われるという問題があつた。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてな
されたもので、発光期間を変更せずに受光信号の
アナログ出力を発光休止期間内に受信機にホール
ド出力し、かつホールド出力のための回路を簡潔
にしてコストの低減を図るようにした光電式アナ
ログ煙感知器を提供することを目的とする。この
目的を達成するため本発明は、間欠発光で得られ
た受光信号を発光期間内に信号レベルに応じたパ
ルス幅のパルス信号にパルス幅変換回路で変換
し、このパルス幅変換回路の出力が停止したとき
から充放電回路のコンデンサの充電または放電を
開始して発光期間が終了したときにコンデンサの
充電または放電を停止し、ホールド出力回路によ
り放電または充電を停止したときのコンデンサ端
子電圧に応じた信号を発光休止期間に受信機にホ
ールド出力するようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロツ
ク図である。

まず構成を説明すると、１は受信機であり、一
対の電源兼用信号線２，３が引き出され、電源兼
用信号線２，３には煙感知器４で代表して示すよ
うに、複数の煙感知器が並列接続される。

受信機１には煙感知器４から出力される線路電
流の変化を検知する電源検出抵抗５の検出電圧を
入力した受信部６、受信部６のアナログ受信信号
に基づいて火災判別処理を行なう処理部７、受信
機１に接続された複数の煙感知器を呼出し制御す
るための制御部８が設けられる。

次に、煙感知器４の構成を説明すると、９は受
信機１よりの電源供給を受けて感知器回路部に一
定電圧を供給する定電圧回路、１０は受信機１の
制御部８により呼出しを受けたときに端子１０ａ
から応答時間を設定するパルス信号Ｐ１を出力す
ると共に、端子１０ｂより発光駆動パルスＰ２を
出力する伝送制御回路である。伝送制御回路１０
の端子１０ｂから引き出された信号線とコモン線
との間には、抵抗Ｒ１を介して発光素子１１が直
列接続され、また定電圧回路９の出力とコモン線
の間には受光素子１２が抵抗Ｒ２と直列接続さ
れ、受光素子１２には流入した煙による発光素子
１１よりの光の散乱光が入射される。

１３はパルス幅変換回路であり、コンパレータ
等で構成され受光素子１２に直列接続した抵抗Ｒ
２で生じる煙濃度に応じた電圧の受光信号Ｐ５
と、抵抗Ｒ３とＲ４で分圧した基準電圧Ｐ６を入
力している。受光信号Ｐ５は、発光素子１１から
出力される光の散乱光を受光素子１２で受光し、
その受光した光を電気信号に変換したものであ
り、散乱光の強さに応じて大きな値となる。

パルス幅変換回路１３には、受光信号Ｐ５の入
力に対し例えばCR回路を介し信号が入力される。
一方、基準電圧Ｐ６がパルス幅変換回路１３に入
力されており、CR回路を介し入力される受光信
号Ｐ５が基準電圧Ｐ６を上回つた期間、パルス信
号Ｐ３が端子１３ａより出力する。また、パルス
幅変換回路１３に対する電源供給は伝送制御回路
１０よりの発光駆動パルスＰ２の供給でおこなわ
れることから、発光素子１１の発光期間内にパル
ス信号Ｐ３を出力する。

このパルス幅変換回路１３に続いては、
NANDゲート１４、ダイオードＤ１，Ｄ２、抵
抗Ｒ５およびコンデンサCoを備えた充放電回路
が設けられる。即ち、NANDゲート１４には伝
送制御回路１０よりの発光駆動パルスＰ２が入力
されると共に、パルス幅変換回路１３よりのパル
ス信号Ｐ３が入力され、両者の反転論理積を出力
する。NANDゲート１４の出力と伝送制御回路
１０の端子１０ａよりの信号線との間にはコンデ
ンサCo、抵抗Ｒ５およびダイオードＤ１が直列
接続され、NANDゲート１４の出力がＬレベル
となつたときにコンデンサCoを充電する充電回
路を形成する。また、ダイオードＤ１と抵抗Ｒ５
の接続点からコモン線側には逆向きにダイオード
Ｄ２が接続され、伝送制御回路１０のパルス信号
Ｐ１が断たれたときにコンデンサCoはダイオー
ドＤ２を介して放電する。

コンデンサCoと抵抗Ｒ５の接続点となるコン
デンサ端子電圧Vcはホールド出力回路を構成す
るオペアンプ１５の正入力端子に与えられ、オペ
アンプ１５の出力にはトランジスタ１６が設けら
れ、トランジスタ１６は受信機１よりの電源兼用
信号線２，３間にコレクタとエミツタを接続して
あり、エミツタ側には電流検出用の抵抗Ｒ６が接
続され、抵抗Ｒ６の検出電圧をオペアンプ１５の
負入力端子に帰還接続しており、抵抗Ｒ６の検出
電圧によりトランジスタ１６をコンデンサ端子電
圧Vcに応じた所定電流となるように制御する定
電流制御回路を構成している。

次に、第２図の信号波形図を参照して第１図の
実施例の動作を説明する。

まず、受信機１の制御部８は、一定周期Ｔ３、
例えばＴ３＝２秒毎に煙感知器４を呼び出してお
り、この受信機１による呼出しは予め定めた呼出
コードもしくは制御部８より出力されるクロツク
パルスを煙感知器４側で計数することにより行な
われる。この受信機１よりの呼出しで煙感知器４
の伝送制御回路１０が自己の呼出しを判別したと
すると、端子１０ａより応答時間を決める周期Ｔ
１、例えばＴ１＝4msのパルス信号Ｐ１と、端子
１０ｂより周期Ｔ２、例えばＴ２＝0.2ms発光駆
動パルスを出力する。このため、発光素子１１が
発光パルスＰ２により0.2msの発光期間に亘つて
発光駆動される。第２図に示すように、Ｐ６はパ
ルス幅変換回路１３に入力する基準電圧であり、
Ｐ７は、受光信号Ｐ５がパルス幅変換回路１３に
設けられたCR回路を介し入力される波形電圧で
ある。

発光素子１１は0.2ms発光するが、この時煙が
存在すれば、その煙の濃度に応じた受光信号Ｐ５
が生じることから、その受光信号Ｐ５をCR回路
を介することで波形電圧Ｐ７に変換し、この波形
電圧Ｐ７が基準電圧Ｐ６を上回る期間、パルス信
号Ｐ３（Lo信号）が出力される。従つて、煙濃
度が高くなり、散乱光が強くなればそれに応じて
受光信号Ｐ５も大きくなり、その結果、波形電圧
Ｐ７が基準電圧Ｐ６を上回る期間が長くなる。従
つて、煙感知器４に流入している煙濃度が低かつ
たとすると、抵抗Ｒ３，Ｒ４の分圧電圧による基
準電圧を上回る受光信号の期間が少ないことか
ら、パルス幅変換回路１３はパルス幅Taとなる
パルス信号Ｐ３をNANDゲート１４に出力する。
NANDゲート１４は受信機１の呼出しを受ける
前は入力Ｐ２が共にＬレベルであることからＰ３
がＨレベル出力を生じており、受信機１よりの呼
出しで伝送制御回路１０より発光駆動パルスＰ２
がＨレベル出力され、パルス幅変換回路１３より
パルス信号Ｐ３がＬレベル出力されてNANDゲ
ート１４の出力はＨレベルのままにある。続い
て、パルス幅変換回路１３のパルス信号Ｐ３が
Ta後に停止すると、NANDゲート１４の出力は
Ｌレベルに立下がり、コンデンサCo、抵抗Ｒ５、
ダイオードＤ１およびNANDゲート１４を通る
コンデンサCoの充電回路が形成される。この充
電開始直前においてコンデンサCoの端子電圧Vc
は伝送制御回路１０よりのパルス信号Ｐ１の電圧
レベルにあるが、コンデンサCoの充電が開始さ
れると端子電圧VcはコンデンサCoと抵抗Ｒ５で
定まる時定数に従つて低下する。このコンデンサ
Coの充電による端子電圧Vcの減少中において、
呼出しからＴ２時間が経過すると伝送制御回路１
０からの発光駆動パルスＰ２の出力が停止し、
NANDゲート１４の出力が再びＨレベルに反転
することでコンデンサCoの充電を停止し、発光
停止後の休止期間において充電を停止したときの
コンデンサCoの端子電圧Vcに応じた線路電流を
オペアンプ１５、トランジスタ１６により受信機
１にホールド出力する。更に、呼出しからＴ１＝
4msが経過すると伝送制御回路１０のパルス信号
Ｐ１が停止し、オペアンプ１５およびトランジス
タ１６によるホールド出力が解除され、ダイオー
ドＤ２を介してコンデンサCoが放電し、初期状
態に復旧する。

一方、受信機１の受信部６においては呼出後に
発光駆動パルスＰ２の出力が停止してからパルス
Ｐ１の出力が停止するまでの時間Ｔ４のタイミン
グで煙感知器４よりホールド出力されたトランジ
スタ１６からの電流を電源検出抵抗５で電圧変換
して受信しており、この受信電流をデイジタル変
換して処理部７に与えることで煙感知器４の煙濃
度に応じたアナログ出力に基づく火災判別を実行
する。

続いて、次の呼出し周期で煙感知器４に流入す
る煙濃度が増加したとすると、受光素子１２に対
する散乱光も増えることから、受光信号Ｐ５も大
きくなり、その結果波形電圧Ｐ７が基準電圧Ｐ６
を上回る期間も長くなり、パルス幅変換回路１３
より出力されるパルス信号Ｐ３のパルス幅が第２
図に示すようにTnに増加し、パルス信号Ｐ３の
出力が停止したときから発光駆動パルスＰ２の送
出が停止するまでのコンデンサCoの充電時間が
短くなるため、コンデンサCoの充電が停止した
ときの端子電圧Vcは煙濃度の増加に応じて高く
なり、オペアンプ１５およびトランジスタ１６は
パルス幅Tnに応じて増加したコンデンサ端子電
圧Vcに相当する線路電流をＴ４時間に亘つて受
信機１にホールド出力する。

このように第１図の実施例では、受信機の呼出
しによる間欠発光で受光された受光信号を受光信
号レベルに応じたパルス幅のパルス信号に変換
し、パルス信号の出力が停止したときからコンデ
ンサの充電を開始して発光駆動が終了したときに
充電を停止し、充電を停止したときのコンデンサ
端子電圧に応じた電流をホールド出力するように
しているため、受信機１の呼出しで煙濃度に応じ
たアナログ検出信号を発光休止期間において受信
することができ、発光周期を変更していないこと
から煙感知器の消費電流を低減することができ、
また発光休止期間におけるホールド出力期間を受
信機１で受信可能な期間に設定しているため、短
時間の間欠発光により得られた受光信号であつて
も、受信機側で確実に受信して火災判断を行なう
ことができる。尚、パルス幅変換回路としては、
他の適宜の変換回路を用いてもよいことは勿論で
ある。

第３図は本発明の他の実施例を示した回路ブロ
ツク図であり、第１図の実施例ではコンデンサ
Coの充電を停止したときの端子電圧に応じたホ
ールド出力を行なつているが、この実施例ではコ
ンデンサの放電を出力したときの端子電圧をホー
ルド出力するようにしたことを特徴とする。

即ち、NANDゲート１４の出力と、コモン線
側にコンデンサCo、ダイオードＤ１および抵抗
Ｒ５を直列接続し、ダイオードＰ１とコンデンサ
Coの接続点に伝送制御回路１０よりの発光駆動
パルスＰ２の立上がりでコンデンサCo、ダイオ
ードＤ２および抵抗Ｒ７を介して急速充電するた
めのワンシヨツトマルチ１８が設けられる。尚、
他の回路構成は第１図の実施例と同一であること
から同じ番号をを付して説明は省略する。

この第３図の実施例における充放電回路の動作
は、受信機１の呼出しで伝送制御回路１０より応
答時間を決めるＰ１および発光駆動パルスＰ２が
出力されると、まず発光駆動パルスＰ２によるワ
ンシヨツトマルチ１８の出力でコンデンサCoを
パルス電圧に充電する。同時にパルス幅変換回路
１３よりは煙濃度に応じたパルス幅をもつパルス
信号Ｐ３が出力されており、このとき、NAND
ゲート１４の出力はＨレベルにあるため、パルス
電圧に充電されたコンデンサCoの端子電圧Vcは
一定電圧にあり、パルス幅変換回路１３のパルス
出力が停止するとNANDゲート１４の出力がＬ
レベルに反転し、ダイオードＤ１および抵抗Ｒ５
を介してコンデンサCoの放電が開始される。コ
ンデンサCoの放電は煙感知器４の呼出しからＴ
２時間後となる発光駆動パルスＰ２がなくなるこ
とで終了し、コンデンサCoの放電を停止したと
きの端子電圧Vcが煙濃度に応じた値となり、発
光が停止してからパルス信号Ｐ１がなくなるまで
の間、オペアンプ１５とトランジスタ１６により
受信機１に対し端子電圧Vcに応じた電流を送出
するホールド出力が行なわれる。

以上説明してきたように、本発明によれば、発
光期間内に受光信号レベルに応じたパルス幅のパ
ルス信号を変換出力し、パルス信号の出力が停止
したときにコンデンサの充電または放電を開始し
て発光終了で充電または放電を停止し、充電また
は放電を停止したときのコンデンサ端子電圧に応
じた信号を受信機よりの呼出しに応じた発光休止
期間に亘つてホールド出力するようにしたため、
発光期間が短くとも発光後の休止期間において受
信機に受光信号に応じたアナロク信号がホールド
出力され、アナログ信号を受信するための受信時
間を充分に確保することができ、間欠発光方式を
とる光電式煙感知器の利点を生かしたままアナロ
グ火災報知システムのアナログセンサとして使用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロツ
ク図、第２図は第１図の実施例の動作を示した信
号波形図、第３図は本発明の他の実施例を示した
回路ブロツク図である。 １：受信機、２，３：電源兼用信号線、４：煙
感知器、５：電流検出抵抗、６：受信部、７：処
理部、８：制御部、９：定電圧回路、１０：伝送
制御回路、１１：発光素子、１２：受光素子、１
３：パルス幅変換回路、１４：NANDゲート、
１５：オペアンプ、１６：トランジスタ、１８：
ワンシヨツトマルチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定周期毎に間欠的に一定期間発光駆動され
   る発光素子と、 該発光素子からの光の煙による変化に応じた受
   光信号を出力する受光素子と、 前記発光素子の発光期間内に前記受光素子の受
   光信号レベルに応じたパルス幅のパルス信号を変
   換出力するパルス幅変換回路と、 該パルス幅変換回路の出力が停止したときにコ
   ンデンサの充電または放電を開始し、前記発光素
   子の発光終了で充電または放電を停止する充放電
   回路と、 該充電回路が充電または放電を停止したときの
   コンデンサ端子電圧に応じた信号を前記発光素子
   の発光休止期間内にホールド出力するホールド出
   力回路とを設けたことを特徴とする光電式アナロ
   グ煙感知器。