JPH02157993A - 差動式熱感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、感熱素子としてサーミスタを用いた差動式熱
感知器に関するものである。

［従来の技術］ 差動式熱感知器は周囲温度が一定の温度上昇率以上で上
昇したときに検知出力を発生するものである。この種の
差動式熱感知器としては、サーミスタを感熱素子として
用いたものがある。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、この種のサーミスタを用いた差動式熱感知器
は周囲温度による感度変化を無視できないものであった
。つまり、サーミスタは通常温度が高くなるにつれて抵
抗変化率が小さくなるため、高い温度から周囲温度が上
昇した場合には感度だに！’）、逆に低い温度から周囲
温度が上昇した場合には感度が敏感になるのである。

本発明は上述の魚に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、いかなる温度からの周囲温度の温度
上昇であっても感度変化の少ない差動式熱感知器を提供
することにある。

［１１ｆ１題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は比較回路の検知感
度を温度上昇開始時点の周囲温度に関係なく一定化する
方向に周囲温度に応じて基準出力発生手段の出力を変動
させる温度補償回路を備えている。

〔作用１ 本発明は、上述の温度補償回路を設け、基準出力発生手
段の出力を周囲温度に応じて変動させることにより、温
度上昇開始時点の周囲温度に関係なく比較回路の検知感
度が一定になるようにし、これによりいかなる温度から
の周囲温度の上昇であっても感度変化が少なくなるよう
にしたものである。

［実施例１ 本発明の一実施例の回路゛構成を第１図に示し、その概
略構成を示すブロック図を第２図に示す。

この差動式熱感知器（以下、単に感知器と呼ぶ）は一対
の信号線からなる感知器間＃Ｉｅで火災受信機に接続さ
れたもので、この感知器によって周囲温度が一定の温度
上昇率以上であることを感知した場合に、電圧が印加さ
れた感知器間＃Ｘｌの信号線間を短絡することにより火
災受信機に検知出力を送るようにしである。

本実施例の感知器では入力にダイオードブリッジＤＢを
設け、感知器間＃Ｉｌに感知器を無極性で接続すること
ができるようにしである。このダイオードブリッジＤＢ
の出力に接続されたコンデンサＣ１とツェナダイオード
ＺＤ、とはサージを吸収するためのものである。

電源回路２は上記ダイオードブリッジＤＢの出力電圧を
定電圧化して後段回路に電源を供給するもので、トラン
ジスタＱ　３、ツェナダイオードＺＤ２及び抵抗Ｒ３で
構成された定電圧部と、トランジスタＱ、及び抵抗Ｒ６
で構成された突入電流制限部とからなる。上記突入電流
制限部は、抵抗Ｒ８に所定値以上の電流が流れたとき、
トランジスタＱ、のベース電位を下げて上記電流を流れ
ないようにし、電源投入時の突入電流を制限するもので
ある。

上記電源回路２からは温度検知回路３及び比較回路４に
１を源が供給される。温度検知回路３は、第５図に示す
ように、感知器のハウラング６外に感熱部が露呈して周
囲温度に素早く応答するサーミスタＴＨ，と、ハウジン
グ６内に収納され周囲温度に緩やかに応答するサーミス
タＴＨ，とを備えている。これらサーミスタＴＨ，，Ｔ
Ｈ２は電源回路２の出力に直列接続してあり、サーミス
タＴＨ，，ＴＨ２の周囲温度に対する応答速度の違いに
よってサーミスタＴＨ，，ＴＨ，の接続点に感知出力ｖ
３が電圧信号として現れる。つまり、周囲温度が一定の
場合にはサーミスタＴＨ，，ＴＨ２の抵抗分の分圧比で
決まる電圧が感知出力Ｖｓとして接続庶に生じ、周囲温
度が急速に上昇したときには、サーミスタＴＨ，の抵抗
値が素早く減少すると共に、サーミスタＴＨ，の抵抗値
が周囲温度の上昇に追随せずに緩やかに減少するため、
サーミスタＴ　Ｈ＋　＋　Ｔ　Ｈ２とに抵抗値の変化の
差が生じて感知出力Ｖｓが減少していく。なお、温度上
昇が途中で停止した場合には一定時間の遅れの後に感知
出力Ｖｓは一定値に安定する。また、温度の上昇率が極
めて緩やかである場合には、サーミスタＴＨ，の抵抗値
の変化が周囲温度の変化に追随するので、サーミスタＴ
Ｈ，，ＴＨ２の抵抗値はほぼ同じ割合で減少し、感知出
力Ｖｓはほぼ一定の状態に保たれる。

この感知出力Ｖｓは後述する比較回路４に入力されると
共に、比較回路４の基準出力を作成する基準出力発生部
に入力される。この基準出力発生部は、バッファＢ、、
Ｂ２、トランジスタＱ６、ダイオードＤ、〜Ｄ＋、コン
デンサＣ５〜Ｃ２及び抵抗Ｒ８゜〜ＲＩ３で構成してあ
り、周囲温度が上昇していないときには感知出力Ｖｓに
応じた電圧を保持し、周囲温度の上昇時には上昇開始時
点の保持電圧から一定の変化率で出力を低下させるもの
である。

ここで、電源投入時を考えると、このときにはす−ミス
タＴＨ，，ＴＨ，の分圧比で決まる感知出力Ｖｓが出力
される。このため、トランジスタＱ３、ダイオードＤ　
、、Ｄ　、がオンして、コンデンサＣ５が感知出力Ｖｓ
に応じた所定電圧に充電される。このコンデンサＣ１に
充電される電圧ＶｃはＶｃ＝Ｖｓ　　ＶＣＥ　　Ｖｐ＋
−Ｖｐ３但シ、Ｖｃｔ：）ランジスタＱ、のコレクタ・
エミッタ間電圧、ＶＦＩ：ダイオードＤ、の順方向電圧
、■Ｆ、：ダイオードＤ、の順方向電圧 となる。今、温度上昇が生じたとすると、上述したよう
に感知出力Ｖｓが減少するため、トランジスタＱ５、ダ
イオードＤ　、、Ｄ　、がオフとなり、コンデンサＣコ
の充電電荷はダイオードＤ２及び抵抗Ｒ２１ＲＩ３を介
しで放電される。従って、この基準出力発生部の出力が
一定の下降率で減少していく。

なお、温度上昇が停止するかあるいは温度が下降した場
合には感知出力Ｖｓの減少が停止あるいは上昇するので
、トランジスタＱ、、グイオーＦＤ、。

Ｄ、がオンして、感知出力Ｖｓに応じた電圧がコンデン
サＣ１に充電される。この基準出力発生部の出力は抵抗
Ｒ３゜、ＲＩ＋で分圧して比較回路４に基準電圧Ｖｒと
して出力される。ここで、バッフ７Ｂ２の出力に１土木
発明に係る温度補償回路１を構成するダイオードＤ、、
Ｄ、を設けであるが、この温度補償回路１の動作は後述
する。上述の説明から明らかなように、この基準出力発
生部は火災であると判定するための周囲温度の上昇率を
決定するものである。なお、この基準出力発生部の抵抗
Ｒ１０〜ＲＩ　３の抵抗値を変えることで感知器の感度
を調節することができる。また、バッフ７Ｂ、、Ｂ２は
インピーダンス変換のために、コンデンサＣ１゜Ｃ６は
／イズ吸収のために設けである。

比較回路４は上記感知出力Ｖｓと基準出力Ｖｒを比較し
て、周囲温度の上昇率が一定以上であることを検知する
ものである。今、周囲温度が一定である場合には感知出
力Ｖｓが基準出力Ｖｒよりも高いために、比較回路４の
出力はローレベルとなっている。ところが、火災等によ
り周囲温度が急激に上昇して、周囲温度の上昇率がコン
デンサＣ７の放電時定数で決まる基準上昇率よりも太き
くなると、感知出力Ｖｓが基準出力Ｖｒ以上に下がり、
比較回路４の出力がハイレベルになる。

この比較回路４の出力でスイッチング回路５を駆動する
。このスイッチング回路５は、ダイオードブリッジＤＢ
の出力に接続され感知器間＃ｌｌを短絡するＳ　ＣＲＱ
　ｏと、この５ＣＲＱ、をトリがするＦランシスタＱ、
、Ｑ２、コンデンサＣ，，Ｃ２，Ｃ。

及び抵抗Ｒ５〜Ｒ７で構成されたトリが回路とからなり
、比較回路４の出力がハイレベルになったときにトラン
ジスタＱ２．Ｑ２がオンして５ＣＲＱ、をトリがする。

このようにしてＳ　ＣＲＱ　ｏがオンすると、感知器回
線ｌの信号線間が短絡され、検知出力が火災受信機に送
出される。

第５図は感知器のヘッドの構造を示すもので、このヘッ
ドは造営面に取り付けたベースに取り付けられる。この
ヘッドのハウジング６はボディ７とカバー８とで構成さ
れ、ボディ７内に収納されたプリント基板９にサーミス
タＴＨ，及び上記回路を構成する電子部品が実装しであ
る。なお、サーミスタＴ　Ｈ＋もこのプリント基板９に
実装されるものであるが、このサーミスタＴＨ，はマツ
チ棒状に形成して高さを高くしてあり、カバー８の中央
部に穿孔された挿通孔１０から先端の感熱部を露呈させ
るようにプリント基板９上に立てて実装しである。ボデ
ィ７の上面から突設された端子１１はベースに機械的及
び電気的に接続するためのものである。

この感知器の基本動作を簡単に説明する。周囲温度が一
定である場合には、サーミスタＴＨ，，ＴＨ２の抵抗値
も一定であり、これらサーミスタＴＨ，，ＴＨ２の分圧
比で決まる感知出力Ｖｓが比較回路４及び基準出力発生
部に入力される。この場合には感知出力Ｖｓが基準出力
Ｖｒよりも低下することはないので、比較回路４の出力
はローレベルであり、スイッチング回路５の５ＣＲＱ、
はオフである。

今、火災が発生して周囲温度が急激に上昇した場合には
、サーミスタＴＨ，，ＴＨ，との抵抗値に差を生じ、感
知出力Ｖｓは急速に減少していく。

そして、このときに基準出力ＶｒもコンデンサＣ３の放
電に伴って一定速度で減少する。しかし、このときには
温度上昇率が高いので、基準出力Ｖｒの減少速度以上に
感知出力Ｖｓの減少速度が速く、このため第３図（ｂ）
に示すように感知出力Ｖｓが基準出力Ｖｒよりも低下す
ることになる。この場合、比較回路４の出力がハイレベ
ルになり、スイッチング回路５のＳ　ＣＲＱ、がオンし
、感知器回路ｌを介して火災受信機に火災であることを
示す検知出力が送られる。この検知信号を受信した火災
受信機は警報を発報する等の報知動作を行う。

なお、周囲温度が比較的に緩やかに上昇した場合にも感
知出力Ｖｓは減少するが、このときの感知出力Ｖｓは第
３図（ａ）に示すように基準出力Ｖ「よりも低下するこ
とはないので、比較回路４の出力がローレベルのままと
なり、検知出力は発生しない、つまり、気温の上昇や暖
房器共の使用による比較的な緩やかな周囲温度の変化を
火災と判定しないようにしである。

ところで、この種のサーミスタＴ　Ｈ＋　＊　Ｔ　ＨＺ
を用いた感知器では周囲温度がいかなる温度から上昇し
たかによって第４図に示すように感知出力■３の変化が
異なって米る。第４図では一１０℃と５０℃から温度上
昇が生じた場合を示し、同図のイに示すように周囲温度
が高温の状態から温度上昇が生じた場合の方が、同図の
口で示すように周囲温度が低温の状態から温度上昇が生
じた場合よりも感知出力Ｖｓの変化が小さくなる。そこ
で、バッフ７Ｂ２の出力に温度補償回路１を設け、この
温度補償回路１を構成するダイオードＤ、、Ｄ５の順方
向電圧の温度変化分によって基準出力Ｖｒを変動させ、
比較回路４の検知感度を一定にするようにしである。即
ち、低温時にはダイオードＤ１．Ｄ、の順方向電圧が高
くなり、第４図の二に示すように基準出力Ｖｒが下がる
ため、比較回路４の検知感度が下がり、この温度補償回
路１を備えていない場合に低温時に敏感になる分を相殺
する。

逆に、高温時にはダイオードＤ。Ｄ、の順方向電圧が低
くなり、第４図の八に示すように基準出力Ｖｒが上がる
ため、比較回路４の感度が上がり、高温時に鈍感になる
感度分を相殺する。従って、いかなる温度から周囲温度
が上昇しても感知器の感知の変化が少なくなる。

この種の差動式熱感知器では１種と２種との区別があり
、１種の方が少ない温度上昇率で作動するものである。

第１図の回路は２種の感知器を示すもので、１種の場合
には第６図の回路とする。

つまり、１桟の場合には少ない温度上昇率で作動するよ
うにするため、第７図に示すように感知出力Ｖｓと基準
出力Ｖｒとの電圧差を小さく設定しである。このため、
周囲温度に対する感度変化も小さいので、第７図のハ、
二に示すように基準出力Ｖｒの周囲温度に対する変動も
小さ（て良い、従つて、ダイオードＤ、だけを用いて温
度補償を行っている。なお、第１図と＃Ｓ６図との回路
を組み合わせて２種類の感度を持つ感知器とすることも
でき、る。

［発明の効果１ 本発明は上述のように、比較回路の検知感度が温度上昇
開始時点の周囲温度に関係なく一定化する方向に周囲温
度に応じて基準出力発生手段の基準出力を変動させる温
度補償回路を備えているので、比較回路の検知感度を温
度上昇開始時点の周囲温度に関係なく一定にすることが
でき、従っていかなる温度からの周囲温度の温度上昇で
あっても感知器の感度変化が少なくなる利、直がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は同上の概
略回路構成を示すブロック図、第３図（ａ）、（ｂ）は
夫々同上の動作説明図、第４図は同上の温度補償特性を
示す説明図、第５図（１）〜（ｅ）は同上の差動式熱感
知器のヘッドの一部を破断した正面図、底面図及び平面
図、第６図は他の実施例の回路図、第７図は同上の温度
補償特性を示す説明図である。 １は温度補償回路、２は電源回路、３は温度検知回路、
４は比較回路、５はスイッチング回路、ＴＨ，、ＴＨ２
はサーミスタ、ｌは感知器回線である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 第３図 第４図 （ｂ） （Ｃ） 手続補正書く自発） 平成１年２月１８日 １、事件の表示 昭和６３年特許顧第３１２５０９号 ２、発明の名称 差動式熱感知器 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社 代表者　三好俊夫 ４、代理人 郵便番号　５３Ｇ ５、補正命令の日付 自　　発 ６、補正により増加する請求項の数　なし［１１本願明
細書第７頁第６行目乃至第８行目の全文を削除し、下記
の文を挿入する。 ｊ　　Ｖｅ＝Ｖｓ−Ｖｎｐ−ＶＦ＋　　Ｖｐ３但し、Ｖ
Ｂ１！：ＦランノスタＱ、のベース・エミッタ間電圧、
Ｖ　ｐ　＋　：ダイオードＤ、の順方向電圧、Ｖ、１代
理人　弁理士　石　１）艮　七

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）周囲温度に速やかに応答する第１のサーミスタと
   、第１のサーミスタよりも周囲温度に対する応答速度が
   遅い第２のサーミスタと、一対の信号線からなる感知器
   回線に重畳された電圧を定電圧化すると共に、出力に上
   記第１及び第２のサーミスタが直列に接続された電源回
   路と、周囲温度が上昇していない状態で第１及び第２の
   サーミスタの接続点の電圧である感知出力に応じた電圧
   を保持すると共に、周囲温度の上昇時に上昇開始時点の
   保持電圧から一定の変化率で出力を変動させる基準出力
   発生手段と、この基準出力発生手段の出力と上記感知出
   力とを比較して周囲温度の温度上昇率が一定以上である
   ことを検知する比較回路と、この比較回路の出力で駆動
   され感知器回線の信号線間を短絡するスイッチング回路
   と、上記比較回路の検知感度を温度上昇開始時点の周囲
   温度に関係なく一定化する方向に周囲温度に応じて基準
   出力発生手段の出力を変動させる温度補償回路とを備え
   て成る差動式熱感知器。