JPH0512868Y2

JPH0512868Y2 -

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Publication number: JPH0512868Y2
Application number: JP1985113908U
Authority: JP
Priority date: 1985-07-25
Filing date: 1985-07-25
Publication date: 1993-04-05
Anticipated expiration: 2000-07-25
Also published as: JPS6222545U

Description

【考案の詳細な説明】［技術分野］本考案は、複数回路連続して煙が感知されたと
きに煙の検知出力を発生する蓄積型光電式煙感知
器に関するものである。

［背景技術］従来の蓄積型光電式煙感知器（以下、単に感知
器と呼ぶ）としては、第４図に示すものがある。

この感知器では、間欠的に発光する発光手段
を、第５図ａに示す一定周期Ｔのパルス信号（パ
ルス幅τ）を発生する発振回路OSと、この発振
回路OSの出力に応じて間欠的に発光する発光素
子LEDとで構成してある。

また、上記発光素子LEDの発する光を受光す
る受光手段を、受光素子SPDと、この受光素子
SPDの受光出力を検波（エンベロープ検波）す
ると共に増幅する検波・増幅回路DET（第５図ｂ
に検波・増幅出力を示す）と、検波・増幅出力を
波形整形する波形整形回路TCとで構成してある。
なお、波形整形回路 TCでは、検波・増幅出力
を第５図ｂに細い横線で示す所定レベルV₁と比
較して、同図ｃに示す所定レベルV₁以上である
ときにローレベルとなる信号に検波・増幅出力を
２値化するものを用いている。

上記発光手段と受光手段とは煙の有無の検出を
行う。つまり、発光手段から間欠的に発行される
光の煙による散乱光が受光手段で受光された場合
に、その受光素子SPDの出力を検波・増幅した
出力が所定レベル以上であることにより煙の有無
を検出している。そして、煙が存在するときに、
波形整形回路TCの出力がローレベルとなる。な
お、以下の説明ではこの際の受光手段の出力を感
知器で煙を検知した際の出力と識別するために、
感知器出力と呼ぶことにする。

ところで、この種の煙感知器の場合には受光手
段で感知出力が得られたときに直ぐに検知出力を
発生すると、ノイズなどによる誤動作の原因とな
るので、これを防止するために、次に説明する蓄
積回路Ｓで蓄積処理を行つている。

つまりは、この蓄積処理とは、受光手段から感
知出力が複数回連続して得られたときに始めて検
知出力を発生する処理である。

この従来例の蓄積回路Ｓは、波形整形回路TC
の出力を反転するインバータ１と、このインバー
ダ１の出力と発振回路OSとのアンドをとるアン
ド回路２と、アンド回路２の出力でセツトされる
単安定マルチバイブレータ３′と、単安定マルチ
バイレブレータ３′の出力を反転するインバータ
４、このインバータ４出力でオン、オフされるト
ランジスタTrcと、トランジスタTrcのオン、オ
フにより充電制御される充放電回路と、充放電回
路の出力を基準電圧と比較する比較手段とで構成
してある。

ここで、充放電回路は、充電抵抗R₀と蓄積コ
ンデンサＣと、放電抵抗Rpとで構成してあり、
蓄積コンデンサＣは上記トランジスタTrcのオン
時に充電抵抗R₀を介して充電され、トランジス
タTrcのオフ時に放電される構成となつており、
蓄積コンデンサＣの両端電圧が充放電回路の出力
となつている。

また、比較手段はPUTQを用いて構成してあ
り、上記充放電回路の出力を抵抗R₁，R₂からな
る基準電圧発生回路THの出力である基準電圧
Vthと比較するようになつている。

比較手段では、具体的には、蓄積コンデンサＣ
の両端電圧が印加されるPUTQのアノード電位
を、抵抗R₁，R₂による分圧電圧が印加される
PUTQのゲート電位と比較し、ゲート電位をア
ノード電位が越えたときに、PUTQがオンとな
る。

上記蓄積回路Ｓは、発光手段の発光期間に受光
手段から感知出力が得られたとき、即ち第５図ｄ
に示すアンド回路２のパルス出力が得られたとき
に、このパルス出力でトリガされる単安定マルチ
バイブレータ３′の出力が一定時間だけハイレベ
ルとなり、この出力のインバータ４で反転した出
力でトランジスタTrcをオンとし、充電抵抗R₀を
介して蓄積コンデンサＣを充電する。

ここで、受光手段の感知出力が第５図ｃの左側
に示すように単発的なものである場合には、蓄積
コンデンサＣの両端電圧は基準電圧Vthを越えな
いようにしてある。従つて、単発的なノイズなど
による誤動作が生じない。

いま、第５図ｃの右側に示すように連続する複
数の発光期間に感知出力が得られたとすると、単
安定マルチバイブレータ３′は同図ｄに示すよう
に発光周期に同期してトリガされる。このため、
この単安定マルチバイブレータ３′の第５図ｅに
示す出力で、トランジスタTrcも発光周期に同期
してオンされる。このとき、蓄積コンデンサＣは
放電抵抗Rpによる放電よりも抵抗R₀の充電の方
が早くなるように設定してあるので、蓄積コンデ
ンサＣの両端電圧は徐々に増加し、ついには基準
電圧を越える。つまりは、PUTQのアノード電
位がゲート電位を越える。このため、PUTQの
カソードから第５図ｇに示す検知出力が得られ
る。

この検知出力でスイツチング回路SWを駆動す
ることにより警報出力などが出力される。なお、
このスイツチング回路SWとしては、PUTQの出
力が得られたときにハイレベル出力状態を保持す
るラツチ回路などを用いて構成してあり、図示し
ない手段により保持状態をリセツトできる構成と
してある。

ところで、上記蓄積回路Ｓでは、蓄積コンデン
サＣを間欠的に充電するいわゆるパルス充電方式
を採用してあり、発光周期Ｔよりも蓄積コンデン
サＣの充電時間が短くなつている。従つて、蓄積
コンデンサＣの両端電圧が基準電圧Vthに達する
までは、第５図ｆに示すように蓄積コンデンサＣ
が充放電を繰り返すことになる。そして、比較手
段で検知出力が得られる時点は発光手段の発光時
点と一致する。即ち、この蓄積回路Ｓでは、必ず
発光周期の整数倍の期間の経過後に、検知信号が
出力されることになる。このため、この感知器の
蓄積回路Ｓにおいて、周囲温度に変化に伴つて蓄
積コンデンサＣの充電時間にばらつきがあると、
蓄積時間（最初の感知出力が受光手段から得ら
れ、比較手段から検知出力が得られるまでの時
間）のばらつきが、蓄積コンデンサＣの充電時間
のばらつきの整数倍となり、蓄積時間のばらつき
が大きくなる。

そこで、この種のパルス充電方式の蓄積回路Ｓ
では、温度に対する充電回路の充電時間のばらつ
きを小さく抑える必要があり、感知器の検査・調
節に要するコストが高くつく問題があつた。

［考案の目的］本考案は上述の点に鑑みて為されたものであ
り、その目的とするところは、温度変化に伴う蓄
積時間のばらつきの小さい蓄積型光電式煙感知器
を提供することにある。

［考案の開示］（実施例）図１に本考案の一実施例としての蓄積型光電式
煙感知器を示す。本実施例では蓄積回路Ｓの構成
に特徴があり、その他の構成は上述した従来例と
同様の構成となつている。従つて、以下の説明で
は蓄積回路Ｓについてのみ説明する。

本実施例の場合には、図１に示すように、蓄積
コンデンサＣは抵抗R₀を介して制御電源Vccのラ
インに接続して蓄積コンデンサＣは常時充電する
ようにしてある。

そして、上記蓄積コンデンサＣの充電電荷を放
電する放電回路DCとして、発光手段の発光期間
に煙が存在することを示す受光手段の出力が得ら
れなければ、次の発光時点まで蓄積コンデンサＣ
を放電し、受光手段の出力が得られたならば、次
の発光時点まで蓄積コンデンサＣを放電しないよ
うにする回路構成としてある。

具体的には、波形整形回路TCの出力を反転す
るインバータ１と、このインバータ１の出力と発
振回路OSとのアンドをとるアンド回路２と、ア
ンド回路２の出力がハイレベルであるときにセツ
トされ、発振回路OSの出力がハイレベルである
ときにリセツトされるＲ−Ｓフリツプフロツプ３
と、このフリツプフロツプ３の出力でオン・オフ
制御されるトランジスタTr₁と、トランジスタ
Tr₁のオン時に蓄積コンデンサＣの両端に接続さ
れるダイオードＤと放電抵抗Rpとで構成してあ
る。つまり、発光手段の発光期間に煙が存在する
ことを示す受光手段の出力が得られた否かを発光
周期に同期して判別する判別手段を、インバータ
１、アンド回路２、Ｒ−Ｓフリツプフロツプ３と
で構成し、煙が存在することを示す受光手段の出
力が得られない場合の上記判別手段の出力でオン
となり、蓄積コンデンサＣを放電すると共に、受
光手段の出力が得られた場合の判別手段の出力で
オフとなり、蓄積コンデンサＣの放電を停止する
スイツチング素子をトランジスタTr₁で構成して
ある。

ここで、上記フリツプフロツプ３は、発光手段
の間欠発光周期の発光開始時点にリセツトされ、
リセツト後の間欠発光期間に煙の感知出力が得ら
れるかどうかでセツトされる。従つて、このフリ
ツプフロツプ３は発光周期Ｔの間に感知出力が得
られるかどうかでその後の間欠発光の１周期の間
の出力状態が決まる。

上記蓄積回路Ｓの動作を説明する。まず、受光
手段で煙の感知出力が得られない場合には、第２
図ｃに示すように波形整形回路TCの出力がロー
レベルとなることはないので、同図ｄに示すよう
にアンド回路２の出力がハイレベルとなることも
ない。従つて、フリツプフロツプ３はリセツト状
態を維持し、フリツプフロツプ３の反転出力はハ
イレベル状態を維持する。従つて、トランジスタ
Tr₁がオン状態を維持し、蓄積コンデンサＣはダ
イオードＤ及び抵抗Rpを介して放電された状態
にある。よつて、このとき蓄積コンデンサＣの両
端電圧が基準電圧Vthを越えることもない。

いま、第２図の右側のT₀時点で受光手段から
単発的な感知出力が得られたとすると、波形整形
回路TCの出力が同図ｃに示すようにローレベル
となり、このときアンド回路２の出力はハイレベ
ルとなる。このため、発光周期Ｔを示す発振回路
OSのパルス信号の立上りでリセツトされたフリ
ツプフロツプ３が、アンド回路２の出力でセツト
され、同図ｅに示すようにフリツプフロツプ３の
反転出力がローレベルとなり、トランジスタTr₁
がオフすることにより、抵抗Rpによる蓄積コン
デンサＣの放電が停止される。このため、蓄積コ
ンデンサＣは充電抵抗R₀を介して充電される。

そして、次の間欠発光周期（第２図のT₀＋Ｔ）
でフリツプフロツプ３はリセツトされる。ところ
が、この際には第２図ｂに示すように感知出力が
受光手段から得られないので、アンド回路２の出
力にハイレベルが生じず、フリツプフロツプ３は
リセツト状態に保たれる。つまり、フリツプフロ
ツプ３の出力がハイレベルになる。従つて、第２
図ｆに示すように蓄積コンデンサＣの充電電荷は
放電される。このため、単発的なノイズで誤動作
することがない。

次に、第２図の右側に示すように間欠発光期間
の複数回にわたつて連続的に感知出力が得られた
とすると、この場合にはフリツプフロツプ３はリ
セツトされた後直ぐに受光手段の感知出力（アン
ド回路２の出力）によりセツトされるので、蓄積
コンデンサＣは充電を継続する。そして、蓄積コ
ンデンサＣと抵抗R₀との時定数に応じて充電さ
れる蓄積コンデンサＣの両端電圧が基準電圧を越
えた時点でPUTQがオンとなる。

このようにすれば、受光手段で感知出力が得ら
れているときのセツト状態にある上記フリツプフ
ロツプ３がリセツトされ、再度セツトされるまで
の期間、つまり第２図ｅ中のｔで示す時間は極め
て短い時間であり（ｔ≪Ｔ）、このためほぼ蓄積
コンデンサＣが基準電圧Vthまで充電される時間
である蓄積時間は、蓄積コンデンサＣと充電抵抗
R₀の時定数で決まることになる。よつて、この
蓄積コンデンサＣと充電抵抗R₀の時定数のばら
つきを小さくするようにすれば、蓄積時間のばら
つきを容易に小さく抑えることができる。

即ち、従来例のようなパルス充電方式の場合に
は、蓄積コンデンサＣが充放電を繰り返すため
に、蓄積時間は蓄積コンデンサＣと充電抵抗R₀
の時定数のばらつきの整数倍（蓄積コンデンサＣ
の両端電圧が基準電圧Vthを越えるまでの間欠発
光回数に相当する整数）になつていたが、本実施
例の場合には放電することなく、ほぼ連続的に充
電することになるので、蓄積コンデンサＣと充電
抵抗R₀の時定数のばらつきそのものが、蓄積時
間のばらつきになる。よつて、ばらつきを小さく
抑えることが容易である。

ここで、上記蓄積コンデンサＣと充電抵抗R₀
との時定数の温度変化に伴うばらつきを小さく抑
える方法としては、充電抵抗R₀として、抵抗値
の温度変化の小さい金属皮膜抵抗（金属酸化物皮
膜を有する抵抗）などを用いればよい。

さらに、上記充電時定数の影響を与える要因と
しては、PUTQのトリガ電圧の温度ドリフトが
ある。つまり、蓄積コンデンサＣが充電を開始す
る時点のアノード電位のばらつきで、充電開始時
点の第２図ｆに示す初期バイアス電圧がばらつく
ことがある。そこで、本実施例では放電抵抗Rp
と直列にダイオードＤを挿入することにより、こ
の蓄積コンデンサＣの充電開始時の電位のばらつ
きを小さく抑えてある。

なお、上記ダイオードＤと放電抵抗Rpからな
る回路は、第３図ｂに示すようにPUTQ側のト
リガ電圧の温度ドリフトに応じてダイオードＤの
数を可変すればよく、またトランジスタTr₁のオ
ン抵抗によつては第３図ａに示すように放電抵抗
Rpを無くすこともできる。

ところで、例えば蓄積時間が３秒の場合の、−
20℃〜＋60℃の温度変化を従来の感知器と比較し
たところ、従来では蓄積時間が±６秒もばらつい
ていたが、本発明を適用した感知器では±１秒と
することができた。

［考案の効果］本考案は、間欠的に発光する発光手段と、この
発光手段の発する光を受光する受光手段と、蓄積
コンデンサを充電抵抗を介して常時充電する充電
回路と、蓄積コンデンサの充電電荷を放電する放
電回路と、上記蓄積コンデンサの両端電圧を基準
電圧と比較するPUTを用いた比較手段とを備え、
発光手段の発光期間に煙が存在することを示す受
光手段の出力が得られたか否かを発光周期に同期
して判別する判別手段と、煙が存在することを示
す受光手段の出力が得られない場合の判別手段の
出力でオンとなり、蓄積コンデンサを放電すると
芝に、受光手段の出力が得られた場合の判別手段
の出力でオフとなり、蓄積コンデンサの放電を停
止するスイツチング素子とで上記放電回路を構成
し、上記充電抵抗として抵抗値の温度変化の小さ
い金属皮膜抵抗を用い、上記蓄積コンデンサの放
電を行う放電路に温度補償用のダイオードを挿入
したものであり、蓄積コンデンサを充電抵抗を介
して常時充電する充電回路と、発光手段の発光期
間に煙が存在することを示す受光手段の出力が得
られないとき、次の発光時点まで蓄積コンデンサ
を放電し、受光手段の出力が得られたときは、次
の発光時点まで蓄積コンデンサを放電しない放電
回路とを用いて蓄積処理を行う蓄積回路を構成し
てあるので、蓄積時間が蓄積コンデンサと充電抵
抗との時定数そのままで決まり、しかも充電抵抗
として抵抗値の温度変化の小さい金属皮膜抵抗を
用いて、温度変化に伴う充電時定数の変化を少な
くすると共に、蓄積コンデンサの放電路に温度補
償用のダイオードを挿入してあるので、比較手段
のPUTのトリガ電圧の温度ドリフトに応じて、
蓄積コンデンサの充電開始時点の充電電荷量を補
正し、温度に関係なくPUTを一定の状態で動作
させることができ、蓄積時間のばらつきを小さく
抑えることができる。従つて、個々の蓄積型光電
式煙感知器の蓄積時間のばらつきを小さくでき、
調整・検査コストを低減できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の回路図、第２図は
同上の動作説明図、第３図ａ，ｂは夫々は同上の
放電回路の一部回路の他の構成を示す回路図、第
４図は従来例の回路図、第５図は同上の動作説明
図である。 LEDは発光素子、OSは発振回路。SPDは受光
素子、Ｓは蓄積回路、DCは放電回路、Ｃは蓄積
コンデンサ、ＱはPUT、Trはトランジスタ、Ｄ
はダイオード、１はインバータ、２はアンド回
路、３はＲ−Ｓフリツプフロツプである。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

間欠的に発光する発光手段と、この発光手段の
発する光を受光する受光手段と、蓄積コンデンサ
を充電抵抗を介して常時充電する充電回路と、蓄
積コンデンサの充電電荷を放電する放電回路と、
上記蓄積コンデンサの両端電圧を基準電圧と比較
するPUTを用いた比較手段とを備え、発光手段
の発光期間に煙が存在することを示す受光手段の
出力が得られたか否かを発光周期に同期して判別
する判別手段と、煙が存在することを示す受光手
段の出力が得られない場合の判別手段の出力でオ
ンとなり、蓄積コンデンサを放電すると共に、受
光手段の出力が得られた場合の判別手段の出力で
オフとなり、蓄積コンデンサの放電を停止するス
イツチング素子とで上記放電回路を構成し、上記
充電抵抗として抵抗値の温度変化の小さい金属皮
膜抵抗を用い、上記蓄積コンデンサの放電を行う
放電路に温度補償用のダイオードを挿入して成る
ことを特徴とする蓄積型光電式煙感知器。