JPH02251748A - 電離式煙警報器及びその操作方法 - 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］ 本発明は、電離式煙警報器及びその操作方法に関するも
のである。

［従来の技術］ 開放式の電離チャンバーを用いて空気中のエアロゾル（
煙）含量の増加を検知する方法が既に知られている。そ
こでは、放射性要素が電離チャンバー内でイオン電流を
発生させ、そのイオン電流は煙霧が存在すると、いわゆ
る小イオン集塊効果により減少する。従来の電離式煙警
報器では、イオン電流あるいはそれによりもたらされる
測定電極の電位が予め定められた閾値を越えたり、もし
くは閾値に満たなかった場合に警報回線を介して警報が
発せられる。

ところが、最近は、ますますいわゆるアナログ型の警報
器が用いられるようになってきた（西ドイツ公告公報２
２５７９３１．西ドイツ公開公報２９４６５０７、ＥＰ
　００７０４４９）。

これらの警報器では、個々の測定チャンバー電流のアナ
ログ値に応じて、対応する信号が評価手段に発生される
。

通常、火災警報ユニットは、電流供給回線及び信号回線
により火災警報集中管理室に集団で接続されている多数
の火災警報器で構成される。従って、アナログ信号を評
価する場合、個々の測定値に対する信号の他に、それと
関連する各警報器に対する明確な同定信号が必要である
。しかも、火災を即座に検知するには、このアナログ信
号が短い時間間隔で出力されなければならない。通常、
多数の火災警報器が共通のケーブルに接続されているた
め、これらの信号が集積する結果となる。

そのため、警報器とは遠く離れた場所に存在することが
多い集中管理室に確実に情報を伝達するには、高級なケ
ーブルネットワークだけでなく、夫々が信号シーケンス
からなる高級な警報器同定言語と、それと関連するアナ
ログ値を含むデータ同定言語が絶対的に必要である（Ｈ
Ｐ　０１２１０４ＢあるいはＵＰ　００７０４４９）。

また、集中管理室では多数の信号シーケンスをデータ処
理するため、比較的高額な費用が必要になる（ＥＰ　Ｏ
０６７３３９）。

これらの費用は、主に、火災に因るものでない測定チャ
ンバー電流の変動をできるだけ早く認識し、誤って警報
を発するのを回避するために費やされる（西ドイツ公告
公報２２５７９３１あるいは西ド・イツ公開公報２９４
６５０？）。

このような煙警報器は、正確に動作する上で、例えば、
気温や気圧など気候上の影響は別としてエージング効果
、特に放射性要素のエージング効果の影響を受ける他、
警報器の汚染によっても影響を受ける。しかも、この警
報器の汚染の程度は当然のことながら警報器が置かれて
いる環境によってかなり異なる。別種の汚染に基づく２
つの不利益な影響が実質的に区別される。もし、測定電
極を支持する構造物における絶縁上の汚染が優勢な場合
には、漏れ電流のため応答が低下するか、あるいは応答
がなくなることさえあり得る。このような状態を適時検
知する解決法が既に提案されている（西ドイツ特許公報
２０２９７９４、ＥＰ　Ｏ０３３８８８、西ドイツ公開
公報３００４７５３あるいは西ドイツ特許公報２００４
５８４）。

一方、例えば、埃の付着による放射性要素の汚染が優勢
な場合には、放射性要素からの放射の運動エネルギーの
低下、即ち電離能の低下により、測定チャンバー電流が
低下する。その結果、電離式煙警報器は煙に対する感度
が鋭敏になる。も（７放射性要素の汚染が検知されずに
、汚染が継続的に進行し、しかも対応する予防措置が取
られていない場合には、誤って警報が発せられることに
なる。

警報器のこのような非常に危機的な状態を非常に早期に
検知するためのいくつかの解決法が既に示唆されている
。そこでは、例えば従来の仕方で動作する閾値型の警報
器の場合、チャンバー電流が比較的少量低下した時点で
既に警報を発するようになされた１つあるいは多数の付
加的な予備的警報閾値が設けられている（スイス特許公
報６２９９０５あるいは同５７４５３２）　、集中管理
室にいながらにして、電離式煙警報器の機能をチェック
したりあるいは実際の応答を測定したり、あるいは更に
正確に述べれば、警報を発するために必要な電圧差を測
定電極で測定したりするために、測定チャンバーの外側
電極の電圧を連続的に上昇させる方法や段階的に上昇さ
せる方法が既に提案されている（西ドイツ公告公報２０
１９７９１．西ドイツ特許公報２１）２７６４あるいは
西ドイツ特許公報２０５０７１９）　、更に、チャンバ
ー電流の変動の原因が煙によるのかあるいは、例えば、
埃によるのかを識別するため、比較的長時間持続する測
定チャンバー電流の変動のみを評価する方法も西ドイツ
公開公報２１２１３８２で既に示唆されている。そこで
は、チャンバー電流の非常にゆっくりした変動は埃の影
響に因るものであると判定される。更に、西ドイツ公開
公報２１２１３８２には、電離能の変動を即座に検知す
ることができるように放射能を直接的に測定する放射検
知器を設置する方法も提案されている。また同公報には
、絶縁漏れ電流の増加を検知する能力を高めたり、ある
いは絶縁漏れ電流の増加を補償したりするために補助電
極を設置する方法も開示されている。

更に、電離方式により、各煙警報器をいわゆるノイズレ
ベルと共に供給する方法もＵＰ　０１２１０４８から公
知である。そこでは、警報閾値より低い付加的な閾値が
設けられており、更に、長時間ドリフトも付加的に考慮
されている。アナログ型の警報器でも同等の方法が公知
化されている（ＲＰ　００７０．４４９）　。

また、環境条件が変化することによりもたらされる測定
チャンバーの静電流の変動を、警報器が果、たして正し
い動作条件下にあるかどうかの評価基準として用いるこ
ともＵＰ　００６７３３９から公知である。

しかし、既知の方法はすべて、測定チャンバー電流の低
下が放射性要素上への埃の付着に因るものか、あるいは
浮遊する煙霧に因るものかを確実な仕方で識別する手段
を何ら示していない、いわゆる予備的警報閾値で警報器
が応答すると火災の発生かどうかを検査する必要があり
、しかもこの検査は人間が直接的に実施しなければなら
ない。

即ち、この場合、広い意味での警報体制は責任を負うべ
きユーザーをも巻き込んだ形で組織さしなければならな
い、実際には、殆どの場合、汚染が予備的警報閾値の起
動原因であるが、これにより警報に対する注意深さが低
減するとか、あるいは少なくとも警報器に対する信頼性
を大幅に失う原因となるなどの危険性を含んでいる。一
方、測定チャンバー電流の比較的ゆっくりとした変動を
隠蔽するタイプの火災警報器の場合は、ゆっ（りくすぶ
り続けている火災の検知が非常に遅れてしまうとか、あ
るいはそういった火災をまったく検知することができな
いといった危険性をはらんでいる。またこの方法では、
かなり短時間のうちに生じる汚染や、あるいは例えば放
射性物体上への結露等を、煙が急速に増加したことによ
りもたらされる測定チャンバーの電流変動と識別するこ
とができない。

、原則的に、既知のアナログシステムもまた以上で述べ
たこれらの欠点を有している。上記と同等の高度な技術
的努力をしたとしても、汚染によりもたらされる実際の
煙により生じる状態と紛られしい現実に存在する欠点の
うちほんの僅かしか検知することができない。アナログ
型警報器で最も良く知られている解決法は、測定チャン
バー電流が非常にゆっくりと変化した場合、これを汚染
かあるいはエージングが原因と見做す方法か、もしくは
正規の動作中に生じる測定チャンバー電流の変動に、む
しろ無意味とも言える程に評価を加える方法である。

本発明の目的は、測定チャンバー電流の・変動が、チャ
ンバー内に侵入した煙霧に因るものか、あるいは汚染や
その他、放射性要素の劣化に因るものかを確実な仕方で
識別することができる電離式煙警報器、及びその操作方
法を提供するものである。

本発明によれば、この目的は特許請求の範囲第１項の特
徴部の開示内容により達成される。

本発明の方法では、場の強さを変化させると、電流の低
下が例えば、汚染即ち放射性要素の一部が覆われたこと
に因るのか、それともチャンバー内に１受入した煙霧に
因るのかに依って測定チャンバー電流が異なった値を取
るという事実を利用する。汚染の程度に関係なく、供給
電圧を上げるが若しくは下げるかして電圧低下幅を変化
させると、汚染の場合と測定チャンバー内に煙霧が浮遊
している場合とでは測定チャンバーが異なった擺舞いを
する。すなわち、シュパイトラ−の集塊の法則（西ドイ
ツ公告公報１２５３２７７）により、イオン濃度の相対
的変化は個々の容積要素内におけるイオンの存続時間の
関数として示される。一方、イオンの存続時間は電場の
強さに依存している。

言い換えれば、煙の濃度を一定とした時、電離チャンバ
ー内の場の強さが増大すると、測定チャンバー電流の相
対的変化はますます小さくなる。同じく、煙の濃度を一
定とし、場の強さが小さい（例えば、数ボルト／ｃ鴎の
オーダー）場合は、測定電流の低減度は場の強さが大き
い場合よりも１％程大きくなる。この理由は、場の強さ
が増大するとエアロゾルに対する集塊能力が小さ（なる
からである。

以上で述べた認識から、本発明による方法の多数の実施
態様が可能である。本発明の方法は、１つ乃至２つの電
離チャンバーからなる装置に対してだけでなく、閾値や
アナログ値で作動するシステムに対しても通用すること
ができる０本発明の比較的簡単な実施態様は以下の如く
動作し得る。

煙霧に対するイオンの集塊プロセスにとって数ボルト／
Ｃ−という場の強度が好適であるが、この範囲の場で作
動している算飽和電離チャンバーの場合、場の強さを一
定量変化させると測定チャンバー電流も一定量変化する
。それ故、場の強さが煙霧の存在により変化したとする
と、集塊の法則に従い、それに対応して新しい（変動し
た）チャンバー電流が生じる。しかし、もし例えば場の
強さがかなり高くなったとすると、その状態は最早イオ
ンが集塊するには最適なものではなく、それ故、チャン
バー電流は比較的小さな値になる。−方、放射性要素上
への埃の付着や放射性要素上に湿気の薄層が生じたため
にチャンバー電流が変化した場合は、他の条件が同一な
らば、場の強さが増大すると電離電流はかなり大きく変
動する。従って、強度の異なる場で生じるチャンバー電
流の値を評価することにより、火災警報を発しなければ
ならないのか、それとも例えば、対応する火災警報器の
クリーニングが必要なだけなのかを識別することができ
る。それ故、本発明に因れば、放射性要素が汚染したり
、放射性要素上で結露したことによって警報を誤って発
する危険性を回避することができる。

更に、本発明の方法は、警報器が僅かに汚染した時点で
既に汚染を検知し、その上もし必要ならば、それに応じ
て煙に対する感度を補正することができるようにするた
め、一定の時間間隔で場の強さを変えることもできる。

ここで、本発明の方法は、アナログ方式で作動する電離
式煙警報器だけでなく、閾値方式で作動する警報器にも
通用することができる。従って、チャンバー電流が１つ
乃至多数の異なった変化を遂げた後でも場の強さの切り
換え及び評価を実行することができる。評価された汚染
の程度に応じて措置を講じることができ、例えば汚染の
程度が僅かな場合には警報閾値を補正したり、あるいは
ある程度以上に汚染が進行している場合にはクリーニン
グ等の何らかのサービスが必要であることを知らせる等
の措置が可能である。もしそのような措置を何も講じず
に汚染が強度に進んだ場合は誤って火災警報信号が発せ
られることがある。また本発明の方法は、濃度の異なる
煙の存在状態を識別することができ、それに応じて予備
的警報と警報を区別して導入することが可能である。し
かし、濃度の異なる煙の存在状態を検知する方法は既に
従来技術でも知られている。

もしイオンが煙に集塊するのに好適な場の強度から始ま
って、煙の存在下において場の強さを増大させると、上
述の如く、放射性要素上に埃が付着したことにより元々
のチャンバー電流が変化する場合と比べて、イオンチャ
ンバー電流に相対的に小さな変化が生じる。一方、同一
の条件で開始した後、場の強さを低減させると、煙が原
因の場合は、測定チャンバーの放射体に埃が付着した場
合よりもチャンバー電流に大きな変化が生じる。

本発明の方法を実施するためには、少なくとも測定チャ
ンバーの特性曲線（チャンバー電圧とチャンバー電流の
関係）が詳細に分かっていることが必要である。少なく
とも一つの別な場の強さで電位の変化を決定するための
手段として、例えば測定チャンバーがまだ新しい状態の
時に有する電位の値を参照として用いてもよい。例えば
、新しい状態の電離チャンバーを測定し、その測定デー
タから参照値を直接的に引き出すこともできる。

特性曲線が好適なものである場合には、時として、別な
唯一の第２の場の強さで電位を測定するだけで、測定さ
れた電位の変化が煙霧の存在によるものか、それとも放
射性要素上への埃の付着によるものかを十分識別できる
ことがある。しかし、より好適には、確実な評価結果を
得るため、第１の場の強さく作動状態での場の強さ）よ
り高い少なくとも一つの場の強さと第１の場の強さより
低い少なくとも一つの場の強さにおいて、測定電極の電
位が測定される。既に述べたように、例えばチャンバー
電流が低減し、従って電位が上昇した時に、電離式煙警
報器の汚染に関するチェックを行なうようにしてもよい
。また、代わりに、−定のタイムスケジュールに従って
検査を行なってもよく、この方法は、システムがアナロ
グ方式で作動している場合のように、データの評価が個
々の煙警報器で行なわれるのでなく集中管理室で行なわ
れる場合に特に有利である。

また、本発明は、異なった供給電圧を加えることにより
測定チャンバーの場の強さを変化させる切り換え装置を
備えたチェック回路と組み合わせて、異なった場の強さ
で測定を実施することもできる。また、代わりに、特殊
な一体化構造を設け、測定チャンバーに場の強さの異な
る少なくとも２つの区域が常に形成されるようにしても
よい。

この方法に対応する本発明の一実施例では、測定チャン
バーが異なった電圧に接続されている少なくとも２対の
電極を含み、その２つの電橋はチェック回路に接続され
ている。また、この代わりに、測定チャンバーが共通の
カウンター電極と、チェック回路に接続されている少な
（とも２つの分離した測定電極を有するものであっても
よい。カウンター電極は測定電極と組み合わされる２つ
の電極部分を有し、該２つの電極部分は組み合わされる
測定電極との間隔が互いに異なるように配置されている
。場の強さが相対的に小さい区域で作動するチャンバー
区域或いはそれと組み合わされている測定電極に、正規
な状態に対して予め定められた大きさの電圧差が生じる
と、この電圧変化の原因が煙霧の存在にある場合は、相
対的に高い電圧で作動している区域においても、場の強
さに応じた電圧差が観測される。しかし、放射性要素上
への埃の付着が原因で一方のチャンバー区域の電位が変
化した場合は、他方のチャンバー区域ではそれに相当し
た有意な電圧変化は起こらない。

最後に感じした構造の実施態様の場合、起こり得る１税
は主に測定チャンバーの移行区域のデザインによるもの
であり、特に移行区域で作動する場の強さに依存する。

［実施例］ 以下図面に基づいて本発明を詳細に開示する。

第１図は異なった状態に対する電離式煙警報器の電流−
電圧図を示している。

第２図には付加的な特性曲線を含む第１図と同様な図が
示されている。

第３図は第１図及び第２図と同様な図であるが、測定チ
ャンバー用のレファレンスとしてオーム抵抗を使用した
場合を示している。

第４図は場の強さが異なる区域を有する本発明による電
離チャンバー装置の断面図である。

第５図は場の強さが異なる区域を有する電離チャンバー
装置の別の実施例を示している。

第６図は本発明による電離式煙警報器の動作を説明する
ためのブロック図である。

第７図は第６図に示されているブロック図の制御及び評
ｆ６論理回路の機能的な流れを詳細に示すための図であ
る。

第１図は、周囲の空気が自由に出入りすることができる
電離測定チャンバーと閉鎖された電離測定チャンバーが
直列に接続されている電離式煙警報器のチャンバーの特
性曲線を示している。各チャンバーは放射性要素を含ん
でいる１図の横座標はチャンバー電圧ｔＪＫを示し、一
方、縦座標はチャンバー電流ＩＫを示している。実線で
描かれている特性曲線は、測定チャンバーが新しい場合
ＭＫ（新規）と、予め定められた一定濃度の煙が存在す
る場合ＭＫ（煙）における測定チャンバーの特性曲線が
とるコースを示している。一方、１点鎖線で描かれてい
る特性曲線ＲＫは、レファレンスチャンバーの特性曲線
がとるコースを示している。また、破線で描かれている
特性曲線ＭＫ　（汚染）は、測定チャンバーの放射性要
素が有意に汚染されている場合に特性曲線がとるコース
を示している。

両チャンバーに正規の電圧ＵＮを加えると、共通の測定
電極には交点Ｃによる電位が生じる。もし警報器の作動
中に測定電極で電位の変位、例えば電圧差Ｘが観測され
たとすると、交点りが得られる。ここで、別な場の強さ
を設定するため、本発明に従ってチャンバー電圧が変更
され、例えば電圧ＵＰ、に下げられる。すると、測定チ
ャンバーはまだ新しい状態にある場合には測定電極の作
動ポイントは交点Ａになる。一方、電位変化Ｘの原因が
煙の存在にある場合は、その下方の特性曲線ＭＫ　（煙
）が有効になる。従って、チャンバー電圧を下げた場合
の測定電極の電位は電位Ｂになる。電位Ａと電位Ｂの電
位差はａｌである。しかし、一方放射性要素上への埃の
付着が電位変化Ｘの原因である場合には測定チャンバー
特性曲線ＭＫ（汚染）が有効になり、従って交点Ｋが得
られ、すなわち生じる電位差はす、に過ぎない。

一方、電位差Ｘが生じた後に正規の電圧ＵＮより高いチ
ャンバー電圧ＵＰ２に切り換えると〜測定チャンバーが
新しい状態にある場合、測定電極の電位は電位りになる
。また、チャンバー内に煙が存在する場合は交点Ｍが得
られ、すなわち電位差はａ２になる。ここで、この状態
を煙検知の手段として評価することができる。一方、正
規の電圧における電位変化Ｘの原因が放射体の汚染にあ
る場合、相対的に高いチェック電圧では交点Ｎが得られ
る。しかし、この高い電位差ｂ２は、埃の確実な検知手
段として用いるには通していないであろう、この非常に
高い電位差はチャンバー電圧が高い所では特性曲線が実
質的に飽和状態にあるという事実に由来するものである
。

しかし、チャンバー電圧を正規の電圧より小さい（低い
）評価可能な電位差（電圧）に低減させることにより、
既に、正規の電圧で生じた電位低減の原因が煙であるの
かそれとも埃であるのかを識別することができる。特性
曲線のコース及び交点を適当に選択すれば、チャンバー
電圧を増大させることにより、飽和状態の時に得られる
ような高い電位差だけでなく、チャンバー電流低下、す
なわち電位変化の原因に関して有意な電位差も得られる
。また、低チャンバー電圧では、電位差の比ａ（：ｂｌ
が１より大きいことが分かる。これとは対照的に、正規
電圧より高いチェック電圧では、電位差の比ａ２：ｂ２
が１より小さい。すなわち、中間的な正規のチャンバー
電圧から始めて正規電圧よりも低いチェック電圧に変更
すると、埃の付着による影響の方が煙による影響よりも
小さい、一方、正規電圧よりも高いチェック電圧では、
測定チャンバーにおける埃の影響は煙の影響よりも有意
に大きい。既に述べたように、特に既述のチェック電圧
ＵＰ２では、チャンバーが飽和状態に達していると高い
電位差が得られ、これを利用して個々の煙の濃度を正確
に評価したり、或いは放射体上に埃が存在するかどうか
を明確に識別することができる。

第２図に示したグラフは実質的に第１図と同じである。

しかし、第２図は本発明の方法により更に詳細な評価が
可能であることを示している。破線ＭＫ　（汚染）の他
、実線ＭＫ　（新規）や実線ＭＫ（煙）は、第１図に示
されているそれらの各線と同じである。第２図で付加的
に描かれている特性曲線は、測定中に予め定められた一
定濃度の煙が存在する場合の測定チャンバーの特性を示
すものであり、実線ＭＫ　（少量の煙）で表わされてい
る。また、第２図に描かれている別の付加的特性曲線Ｍ
Ｋ　（少量の埃）は、放射性要素上に少量の埃が付着し
た場合の測定チャンバーの特性を示している。その他、
第２図に示されているレファレンスチャンバー特性曲線
のコースは、第１図に示されている同じレファレンスチ
ャンバー特性曲線のコースと同一である。

測定チャンバー内にそれ程多くない量の煙が存在する場
合、測定電極には電位差ｙが生じる。この電位ｉ！ｙが
生じたことを理由にチャンバー電圧を正規の電圧より高
いチェック電圧ＵＰ２に切り換えることができる。電位
変化ｙの原因が煙の場合、測定電極電圧は交点りから交
点Ｐへ変位し、従って測定電極では電位変化ｄが生じる
。一方、もし電位変化ｙの原因が埃の場合には、測定チ
ャンバー特性曲線は第２図に示されているコースＭＫ（
少量の埃）をとる、電位差ｙが生じた後、チャンバー電
圧をＵＮからチェック電圧ＵＰ２に切り換えると、測定
電極の電位は、ＯＮでの交点から始まって、チェック電
圧ＵＰ２での交点Ｒヘシフトする。ここで、埃の影響に
よるポイントＬからポイントＲまでの電位差【は、煙の
影響による電位差ｄよりも大きな値になることが分かる
。電位差ｄは少量の煙が存在することを示す予備的警報
として使用することができ、一方、電位差ｆが生じた場
合は、それを電離式警報器のクリーニングが必要なこと
を示す注意信号として使用することができる。

評価の完了後は、チャンバー電圧が再び正規の値ＵＮに
切り換えられるようにしてもよい。しかし、もし作動中
に測定電極での電位差が更に太き（なり、例えば値Ｘに
達したとすると、再度、チャンバー電圧は正規の値ＵＮ
より高いチェック電圧ＵＰ２に切り換えられる。第１図
との関連において既に述べたように、ここで、電位差ａ
２は煙が存在することを示す警報を発する評価基準とし
て用いられ、一方、電位差ｂ２は埃の付着を示す評価基
準として用いられる。電位！！ｂ２は警報器がかなり汚
染されていることを指摘しており、汚染の程度が非常に
高い時にはこれを煙警報器が最早完全に機能しないこと
を示す注意信号として使用することもできる。

第３図に示されているグラフは、電離レファレンスチャ
ンバーの代わりにオーム抵抗を用いたタイプのチャンバ
ー装置に基づいている。ポイントＯＮを通る抵抗ライン
は、まだ新しい状態の測定チャンバーラインとポイント
Ｕで交わっている。

チャンバー電流が変化して電位差２が得られると、チャ
ンバー電圧は、低チャンバー電圧ＵＰ１に切り換えられ
る。ここで、チャンバー電流の変化が煙の影響によるも
のである場合、特性曲線ＭＫ（煙）との交点Ｐが得られ
、従って、電位差ｍ１が生じる。一方、チャンバー電流
の変化が埃の影響によるものである場合には、測定チャ
ンバーの特性曲線は第３図中に破線で描かれているコー
スＭＫ（汚染）を取る。低チャンバー電圧ＵＰ、での抵
抗ラインは、破線で措かれている測定チャンバーの特性
曲線とポイントＱで交わる。従って、この時の電位差は
ｒｌになる。一方、チャンバー電圧を正規な電圧［ＪＮ
より高いチェック電圧ＵＰ２に切り換えると、チャンバ
ー電流の変化が煙の影響による場合は、交点Ｔ及び電位
差ｍ２が得られる。一方、チャンバー電流の変化が埃の
影響による場合は、測定電極電位が交点Ｓへ変位し、従
って、電位差は「２になる。第３図に示された装置によ
り決定された電位差は、第１図の装置に従って得られた
電位差よりも小さいが、しかし、この場合もまた、比ｍ
ｌ：ｒｌはｌより大きい（チェック電圧ＵＰＩ）、一方
、チェック電圧ＵＰ２では、比ｍ２：ｒ２はｌより小さ
い、それ故、このタイプの装置を用いても、チャンバー
電流の変化が埃によるものであるか、それとも煙による
ものであるかを明らかに評価することができる。

煙の濃度や汚染の程度を非常に詳細かつ確実に識別する
ためには、付加的にレファレンスチャンバーに切り換え
る（特性曲線ＲＫ）ことが有意である。この時、チャン
バーの状態が同一であるとすると交点り、Ｍ、Ｎ、従っ
て電位差ａ２及びｂ２は、非常に正確な評価を行なうの
に適している。

さらに、抵抗の組み合わせと、おそらく、主に一層好適
な仕方でチャンバー電流の変化が煙の影響であるのか、
それとも埃の影響であるのかを評＋ｉ１ｉできるように
する電位差を得るためのレファレンスチャンバーとによ
り、特性曲線が一定のコースを取るように調整すること
もできる。

既に述べたように、警報器内に煙が存在するかどうか、
或いは警報器が汚染されているかどうかの評価は、警報
器自身が行なってもよく、また、集中管理室で行なって
もよい、評価を集中管理室で行なう場合は、例えば回線
を通じて供給電圧を変化させることにより、電場の強さ
も集中管理室から操作して変化させるのが有利である。

一方、電離チャンバーと回路が共通のハウジング内に配
置されているタイプの実施態様を選択する場合は、各警
報器に対し、個々の測定チャンバー状態に応じてチェッ
クプロセスを実施するのが有益である。また、同一の警
報回路或いは電圧供給回線で作動する特定の煙警報器で
のみ自動的にチェックを実行し、監視状態にある他の警
報器はそのまま放置しておくタイプの実施態様を選択す
る場合は、電圧の切り換えすなわち場の強さの変更が、
実際的にチェックすべき警報器においのみ実施される。

この場合、必要な切り換え手段や必要な評価手段及び信
号手段が警報器の電子回路に組み込まれていることは勿
論である。

上述した方法は、従来の電離チャンバーに適用すること
ができるという利点を持っている。しかし、非常に急速
に燃え広がる火災に対して極短時間の内に警報を発する
必要がある場合は、以下で開示される装置の使用がより
好適である。

第４図には、測定チャンバー１１とレファレンスチャン
バー１２から成る電離チャンバー装置１Ｏが示されてい
る。レファレンスチャンバー１２はレファレンスチャン
バー電極１３を有し、測定チャンバー１１は外側測定チ
ャンバー電極１４を含んでいる０両チャンバー１１．１
２は、共通測定電極１５と内側測定電極１６を有してお
り、これらの電極は適当な絶縁体１７により互いに分離
されいてる。また、この内側測定電極の両側には、放射
性要素が配置されいてる。チャンバー１１及び１２内に
描かれている矢印は、放射性要素の作用範囲を示してい
る。電極１３．１５及び１６は平坦な形状を成している
。一方、外側電極１４は、中央部分１８とその中央部分
の周囲に環状に延びる部分１９を有し、コツプ風の階段
状の形状を成している。これらの部分１８及び１９は、
実質的に軸方向に延びる環状の壁部分２０で接続されい
てる。従って、中央の測定電極１６は、主に外側電極１
４の中央部分１８と共働し、一方、外方向にある測定電
極１５は、実質的に外側電極１４の外方向にある環状部
分１９と共働する。従って、測定チャンバー１１には、
移行区域での場の強さを除外すれば、場の強さが異なる
２つの区域が存在する０例えば、１２Ｖの供給電圧が外
側電極１４とレファレンスチャンバー電極１３に加工ら
れる。既に述べたように、外側電極１４すなわち部分１
９と外方向にある測定電極１５との距離は、中央部分１
８と内側測定電極１６との距離より２小さいので、中央
区域の場の強さは外方向にある区域の場の強さより小さ
い。第４図のチャンバー装置で考えた場合、場の強さが
相対的に小さい方の区域で作動する内側測定電極１６で
の変化の原因が測定チャンバー１１の放射性要素上への
埃の付着であったとすると、場の強さが相対的に高い方
の区域で作動する外方向の測定電極１５に電位の変化が
生じる。この様子を第１図に当てはめて、内側電極１６
での電位が作動ポイントＣからポイントＤへ変位したと
すると、外方向の電極１５では電位りがポイントＮへ変
位する。この例では、本発明の方法を明確化するため、
２つの測定電極間の電位差により流れるバランス電流は
考慮されていない、一方、煙の存在が電位低下の原因で
ある場合は、煙霧に対するイオンの集塊プロセスにとっ
て、場の強さが相対的に高い区域よりも場の強さが相対
的に低い区域の方が好適であるため、電極１５．１６で
異なった値が生じる。第１図〜第３図に示さ机ている状
態を同様な仕方で用いることができる。

１つ或いは多数の異なった場の強さに切り換えた後に個
々の過渡的影響による時間遅れが回避できるようなチャ
ンバー装置が好ましい。

第５図に示されているチャンバー装Ｎ２５は、本質的な
部分は第４図のチャンバー装置と同じである。測定チャ
ンバー２６とレファレンスチャンバー２７が外方向にあ
る測定電極２８と内側測定電極２８により互いに放射方
向に隔てられており、また、外方向の測定電極２８と内
側測定電極２９は絶縁体３０により分離されている。内
側測定電極２９の両側には、各々、放射性要素が配置さ
れている。また、図中の矢印は、放射の作用範囲を示し
ている。レファレンスチャンバー２７はレファレンスチ
ャンバー電極３１を含み、一方、測定チャンバー２６は
内方都電ｔｆ１３２と外方部電極３３で形成される外側
電極を有しており、内方部電極３２と外方部電橋３３は
環状の絶縁体３４で互いに絶縁されている。測定電極２
８．２９やレファレンスチャンバー電極３１と同様に、
内方部電極３２も平坦な形状を成している。さらに、外
人部電極３３の一部も平坦な形状を成している。

この部分は、チャンバー２６の境界をなしている円筒部
分に連結されている。ところで、中央部電極３２には、
外方部電極３３と異なった別の大きさの電圧が加えられ
、従って、測定チャンバー２６には場の強さが異なる２
つの区域が生じる（ここでもまた移行区域は考慮に入れ
ていない）。中央の測定電極２８は実質的に中央部電極
３２と連合し、一方、外方向にある環状の測定電極２８
は環状部電橿３３と連合する。

第１図の例に当てはめ、一方の供給電圧をｔＪＮとし、
他方をＵＦ４とすることができる。煙霧の影響でチャン
バー区域すなわち場の強さが相対的に小さい区域で作動
するそのチャンバー区域に組み合わされた測定電極にお
いて正規な状態に対して予め定められた大きさの電圧差
が生じると、相対的に高い電圧ｕｐ２で作動する区域に
おいても場の強さに応じた電圧差が観測される。また、
−方のチャンバー区域で生じた電位変化の原因が放射性
要素上への埃の付着にある場合には、他方の区域ではそ
れに応じた有意な仕方で電圧変化が起こる。

第４図及び第５図に示した実施態様では、内方の測定電
極と外方の測定電極は、それらがまだ新しい状態の場合
には、正規の動作電圧で同一の電位にある、ということ
が前提になっている。これは、放射性要素からの放射に
より形成される２つの測定チャンバ一部区域においてイ
オン対の数を調整することによって達成できる他、例え
ば対にして用いられる測定電極の表面やチャンバー容積
を適当に選択するなど、異なった場の強さで作動される
測定チャンバー区域をそれに対応するように幾何学的に
寸法決定することによっても達成される。煙や埃の影響
により、作動中に２つの測定電極間に異なった電位が生
じると、それに応じた電場の変化がもたらされる。この
ことから、特に測定電極部間の電気的絶縁体の周囲の区
域において、バランス電流の存在が注目される。これら
のバランス電流は電位の低減をもたらすので、測定の閾
値が固定されている場合はこれらのバランス電流を考慮
に入れなければならない。

第６図には従来の電離チャンバー装置４０が示されてい
る。チャンバー装置は、測定チャンバー４１と、それに
直列的に接続されているレファレンスチャンバー４２と
、共通の内側電極すなわち測定電極４３とから成ってお
り、測定電極の両側には放射性要素が配置されいてる。

チャンバー装置４０は、スイッチ４４により、通常の仕
方で、正規の作動電圧ＵＮ（ブロック４５）かあるいは
チェック電圧ＵＰ（ブロック４６ａ）に接続されている
。コンパレーター４７が好適には、電界効果型トランジ
スターを含む電子回路４６により、測定電極４３に接続
されいてる。コンパレーター４７には警報閾値４８と、
埃閾値４９と、予備的警報閾値５０と、試験閾値５１と
から成る４つの閾値ステージが設けられている。また、
コンパレーター４７の出力端子には制御及び評価論理回
路５２が接続されいてる。制御及び評価論理回路の一つ
の出力端子が煙用の予備的警報信号ステージ５３に接続
されており、別の出力端子が汚染信号ステージ５４に接
続されており、更に別の出力端子が警報信号ステージ５
５に接続されいてる。

第６図に図示されている回路は以下の如くに機能する。

正規の作動電圧ＵＮでは、数ポルｊ／ｃｓオーダーの低
い場の強さがチャンバー４１及び４２内のイオン輸送に
作用するに過ぎない。測定電極４３に生じた電位がコン
パレーター４７に供給される。この電位が試験閾値５１
、例えば第２図の電位０（オー）に達すると、対応する
信号が制御及び評価論理回路に与えられる。また、これ
により、スイッチ４４が作動され、相対的に高いチェッ
ク電圧ＩＪＰ２４６ａに切り換えられる。相対的に高い
電圧すなわち相対的に高い電場でのチェック時間中に電
位Ｒが生じたとすると、コンパレーターがこれに応じて
埃閾値を適用し、制御及び評価論理回路により、汚染信
号がステージ５４で発生される。一方、電圧切り換え後
に生じた電位がＲには満たないＰであった場合、コンパ
レーター４７により予備的警報閾値５０が通用され、制
御及び評価論理回路５２により、予備的警報信号が出力
される。この信号は、低濃度の煙が存在することを意味
している。警報器４０の制御及び評価論理回路は、−層
煙の量が増大し１、警報閾値４８に達した場合、即座に
警報を発する（警報信号ステージ５４）ことができるよ
うに、この状態のまま待機する。しかし、予め定められ
た時間内に警報閾値に達しなかったり、或いは電位Ｐが
再び（正規の値しに向かって）低下した場合、警報器は
、再度、供給電圧ＵＮによる正規の監視状態へ切り換え
られる。しかし、その後、再び試験閾値電位０が得られ
た場合には、新たな試験サイクルが開始される。

制御及び評価論理回路５２の機能が、第７図により詳細
に示されている。電位変化が試験閾値５１に達する（第
６図）と、記憶装置６０がセットされ、電圧を切り換え
るべく制御信号がスイッチに供給される（線６１）、電
圧切り換えによりもたらされる過渡的な状態の後に測定
電極の電位のさらなる評価を実行に移すため、遅延要素
ＴＶＩが作動を開始する。この遅延要素ＴＶＩは、線８
２により、汚染閾値４９に接続されている。もし、遅延
時間の終了後においても汚染に応答した信号（第２図の
電位Ｒ）が存在する場合には、第２のＡＮＤ条件として
相対的に高い電圧ｕｐ２に対応する記憶装置６０からの
信号もゲー）Ｇｌに入力する。すると、汚染を信号化す
る出力端子６４に信号が送られ、汚染信号（ステージ５
４、第６図も参照）が発生される。一方、遅延時間の満
了後には閾値（汚染、第２図の電位Ｒ）が到達されなか
った場合には、ゲートＧ２が反転信号を受信する。更に
、ゲートＧ２には、相対的に高い動作電圧を特徴付ける
記憶装置６０からの信号も入力する。ゲートＧ２は、遅
延要素ＴＶｌよりも大きい時定数を有する遅延要素ＴＶ
２を起動する。遅延要素ＴＶ２の遅延時間の満了後、タ
イマー′ｒＶ３により観察時間がスタートする。観察時
間内に相対的に高いチェック電圧での警報閾値が到達さ
れると、ゲートＧ３の条件が満たされる。すると、警報
出力端子６５に信号が供給され、従って、警報信号が与
えられる（ステージ５５、第６図も参照）、一方、観察
時間中に警報閾値は、到達されなっかたが低濃度の煙が
存在することを示す電位Ｐが存在する場合は、ゲー）Ｇ
４の条件が満たされて予備的警報出力端子６３に信号が
供給され、予備的警報信号が発生される（ステージ５３
、第６図も参照）。もし、観察時間中に煙の量が増大す
ることによりもたらされる更なる電位の変位が生じなか
った場合は、遅延ステージ（タイマー）ＴＶ３により、
タイミング要素ＭＶに信号が供給される。このタイミン
グ要素は、低供給電圧での監視状態ヘリセットすること
により生じる過渡的段階（過渡期）を橋かけする。この
時、同時に記憶装置６０がリセットされる。このように
して警報器は再び正規の条件下で機部する。しかし、再
び試験閾値５１が到達されると、新たなチェックサイク
ルが始まる。より細かく区分された同様な閾値を用いて
更に詳細なチェックを行なってもよいことは言うまでも
ない。

本発明の方法を実施する上で、上述の如き完全な制御、
評価、及び信号処理に関するエレクトロニクスが各電離
式煙警報器に個々に組み込まれている必要はない。少な
くとも、該エレクトロニクスの一部を集中管理室に配置
し、個々の警報器をそれに接続して用いることもできる
。その際、予め定められた順番に従って個々の警報器を
チェックしてもよく、またあるいは、本発明の方法に従
って評価するための予め定められた大きさのチャンバー
電流変化が得られた時点でチェックすべき個々の警報器
をチェックするようにしてもよい。

るが、測定チャンバー用のレファレンスとしてオーム抵
抗を使用した場合を示しグラフ、第４図は場の強さが異
なる区域を有する本発明による電離チャンバー装置の断
面図、第５図は場の強さが異なる区域を有する電離チャ
ンバー装置の別の実施例を示す断面図、第６図は本発明
による電離式煙警報器の動作を説明するためのブロック
図、第７図は第６図に示されているブロック図の制御及
び評価論理回路の機能的な流れを詳細に示すための概略
系統図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、周囲の空気に通じ、放射源によりイオン化可能な測
   定チャンバーを有する電離式煙警報器の操作方法であっ
   て、該測定チャンバーは直流供給電圧が加えられる第１
   の電極と測定電極とを有し、それらの電極の間には該直
   流電圧に応じて第１の場の強さが形成され、また該第１
   の場の強さは放射源及び測定チャンバー内に存在する雰
   囲気の性質に依存しており、煙が測定チャンバーに入る
   と煙の濃度に応じて該測定電極の電位が変化し、該電位
   の変化が予め定められた第１の値に達すると煙警報信号
   を発生させるために電位が測定され、その際、該測定電
   極での電位を随意変化させるために該両電極間に第２の
   場の強さが一時的に形成されるものにおいて、第２の電
   場の強さにおける該測定電極の電位を、該測定チャンバ
   ー内に煙霧（煙エーロゾル）が依存する場合、小イオン
   集塊の法則に従って該第２の場の強さで生じる少なくと
   も１つの第２の電位の値と比較し、ここで、該第２の電
   位の値は煙が存在せず、且つ新しい状態下での該測定チ
   ャンバーの電位の値と関係しているか、あるいは以前に
   測定したか、もしくは算出された煙が存在しない状態も
   しくは略煙が存在しない状態における実際の電位の値と
   関係しており、また、上記比較の後、該測定電極の電位
   が該第２の電位の値に略達している場合は煙の特性を表
   示するための電気信号を発生させることを特徴とする電
   離式煙警報器の操作方法。 ２、周囲の空気に通じ放射源によりイオン化可能な測定
   チャンバーを有する電離式煙警報器の操作方法であって
   、該測定チャンバーは直流供給電圧が加えられる第１の
   電極と測定電極とを有し、該両電極の間には該直流電圧
   に応じて第１の場の強さが形成され、また該第１の場の
   強さは放射源及び測定チャンバー内に存在する雰囲気の
   性質に依存しており、煙が該測定チャンバー内に入ると
   煙の濃度に応じて該測定電極の電位が変化し、該電位の
   変化が予め定められた第１の値に達すると煙警報信号を
   発生させるために該電位が測定され、その際、該両電極
   間に第２の場の強さを一時的に形成させて該第２の場の
   強さにおける該測定電極での電位が予め定められた値に
   達した場合に該放射源の汚染を指示する汚染信号を発生
   させるものにおいて、該第２の場の強さにおける該測定
   電極の電位を、汚染や湿気などにより該放射源が該測定
   チャンバーの電離状態を低減させている場合に生じる第
   ３の電位の値と比較し、ここで、該第３の電位の値は煙
   が存在せず且つ新しい状態下での該測定チャンバーの電
   位の値と関係しているか或いは以前に測定したかもしく
   は算出された煙が存在しない状態もしくは煙が略存在し
   ない状態における実際の電位の値と関係しているもので
   あることを特徴とする電離式煙警報器の操作方法。 ３、該第２の場の強さにおける電位の変化が、新しい状
   態にある該測定チャンバーの電位の値との関係において
   決定されるものである特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の電離式煙警報器の操作方法。 ４、該第２の場の強さにおける電位の変化が、以前に測
   定されたかもしくは演算された煙が存在しない状態もし
   くは略煙が存在しない状態における実際の電位の値との
   関係において決定されるものである特許請求の範囲第１
   項、第２項または第３項記載の電離式煙警報器の操作方
   法。 ５、該第２の場の強さにおける電位もしくは電位の変化
   が、第１の場の強さにおける電位が予め定められた値に
   達した時に決定されるものである特許請求の範囲第１項
   、第２項、第３項または第４項記載の電離式煙警報器の
   操作方法。 ６、該第２の場の強さにおける電位もしくは電位の変化
   が、予め定められたタイムスケジュールに従って決定さ
   れるものである特許請求の範囲第１項、第２項、第３項
   または第４項記載の電離式煙警報器の操作方法。 ７、少なくとも一つの第２の場の強さにおける該測定電
   極での電位の測定が、遅くとも第１の場の強さにおける
   電位の測定が警報閾値に達した時に導入されるものであ
   る特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載の電
   離式煙警報器の操作方法。 ８、該測定電極での電位が、第１の場の強さ（正規作動
   時の場の強さ）より高い少なくとも一つの場の強さで測
   定され、且つ該第１の場の強さより低い少なくとも一つ
   の場の強さでも測定されるものである特許請求の範囲第
   １項、第２項、第３項、第４項、第５項または第６項記
   載の電離式煙警報器の操作方法。 ９、特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、
   第５項、第６項、第７項または第８項のいずれか一つに
   よる方法を実施するための電離式煙警報器であって、少
   なくとも該第１及び第２の場の強さにおける該測定電極
   での電位もしくは電位変化を測定するためにチェック回
   路が設けられており、且つ、該チェック回路が、該第１
   及び第２の場の強さにおける予め定められた電位閾値が
   記憶され且つ測定された電位もしくは電位変化と比較さ
   れる評価ステージを有することを特徴とする電離式煙警
   報器。 １０、少なくとも一つの汚染、予備的警報、及び警報の
   閾値が記憶されているものである特許請求の範囲第９項
   記載の電離式煙警報器。 １１、該チェック回路は、該予備的警報閾値が到達され
   ると予め定められた時間の間、活性化された状態を維持
   するが、予め定められた時間の後に警報閾値が到達され
   なかったり、或いは該第２の場の強さにおける共通電位
   が別の予め定められた低電位よりも低下した場合には、
   チェック回路が不活性化されるものである特許請求の範
   囲第９項または第１０項記載の電離式煙警報器。 １２、該チェック回路が電離式煙警報器内に配置されて
   いるものである特許請求の範囲第９項、第１０項または
   第１１項記載の電離式煙警報器。 １３、中央チェック回路が個々の電離式煙警報器に接続
   されており、該中央チェック回路と個々の電離式煙警報
   は分離されているものである特許請求の範囲第９項、第
   １０項または第１１項記載の電離式煙警報器。 １４、該チェック回路が、異なった供給電圧（ＵＮ、Ｕ
   Ｐ）を加えることにより該測定チャンバー４１の場の強
   さを変化させる切り換え手段４４を含むものである特許
   請求の範囲第９項、第１０項、第１１項、第１２項また
   は第１３項記載の電離式煙警報器。 １５、該チェック回路が連続的に或いは間欠的に作動さ
   れるものである特許請求の範囲第９項、第１０項、第１
   １項、第１２項、第１３項または第１４項記載の電離式
   煙警報器。 １６、該チェック回路が、応答性を変化させるため、予
   め定められた初期値に対する該チェック回路により決定
   された測定電位の偏位（逸脱）に従って、予め定められ
   た警報閾値を変化させるものである特許請求の範囲第９
   項、第１０項、第１１項、第１２項、第１３項、第１４
   項または第１５項記載の電離式煙警報器。 １７、汚染で決定された電位が警報閾値に近づいた場合
   は、電離式煙警報器が作動しないようになされているも
   のである特許請求の範囲第９項、第１０項、第１１項、
   第１２項、第１３項、第１４項、第１５項または第１６
   項記載の電離式煙警報器。 １８、該測定チャンバーは、異なった電圧が加えられる
   少なくとも２対の電極を含み、両対の電極の測定電極が
   該チェック回路に接続されているものである特許請求の
   範囲第９項記載の電離式煙警報器。 １９、該測定チャンバーが、該チェック回路に接続され
   ている少なくとも２つの分離した測定電極と、該測定電
   極と組み合わされる２つの電極部分から成る共通のカウ
   ンター電極とを含み、該電極部分とそれに組み合わされ
   る測定電極間の距離が互いに異なっているものである特
   許請求の範囲第９項記載の電離式煙警報器。