JPH0535984A - 光電式分離型煙感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光電式分離型煙感知器において、受光部に太陽
光などの外乱光が入射して生じる誤発報を防止する。 【構成】受光素子１１によって受光された信号を増幅す
る受光信号増幅部１２と、外乱光の受光などによって受
光信号増幅部１２から出力される直流信号成分を、予め
定められた発報禁止レベルと比較するコンパレータ１７
と、受光信号増幅部１２から出力される受光信号レベル
が所定の発報レベルより低下したときには発報信号を出
力する一方、コンパレータ１７によって、受光信号増幅
部１２の直流信号成分が発報禁止レベルを越えていると
判別される期間は、発報判別処理を一時的に停止する信
号処理部１０とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火災に伴って発生する
煙を検知するようにした光電式分離型煙感知器の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】体育館や工場などの高所で長距離のスパ
ンにおける火災監視を行なうために、送光部から放射さ
れた光を対向させて設置した受光部で受光させ、火災に
伴う煙によって、受光部の受光光量が低減したときに発
報信号を出力するようにした光電式分離型煙感知器が開
発され使用されるようになってきた。

【０００３】図５は、このような光電式分離型煙感知器
１００の一例を示したもので、体育館などの一方の壁面
などに送光部１０１、対向した他方の壁面などに受光部
１０２を取り付けて構成されており、信号処理部１０２
ａの同期信号に同期して発信回路１０１ａから出力され
る発信信号が、発光素子駆動回路１０１ｂに伝送されて
発光ダイオード１０１ｃから所定の変調の施された光が
定期的に放出され、受光部１０２では、送光部１０１か
ら出力された光信号をフォトダイオード（受光素子）１
０２ｂで受光し、電流／電圧変換増幅部１０２ｃで増幅
した後に、フィルタ１０２ｄ、検波回路１０２ｅで検波
し、Ａ／Ｄ変換回路１０２ｆによって対応したデジタル
信号に変換して信号処理部１０２ａに送出するようにさ
れており、信号処理部１０２ａでは、入力された受光信
号に対応したデジタルデータがＲＯＭ１０２ｇで予め定
められた発報レベルデータよりも低下したときには、煙
の発生によるレベル低下と判別して発報回路１０２ｉを
介して発報信号を出力するようにされている。つまり、
受光部１０２で受光されるレベルが低下したときに発報
する減光式煙感知器の動作を行なうようになっている。

【０００４】このような煙感知器１００では、通常は、
送光部１０１から所定の周期Ｔ毎に放射される変調光を
受光素子１０２ｂで受光し、電流／電圧変換増幅部１０
２ｃで増幅して交流成分を信号処理部１０２ａに出力す
るようになっている（図６の（ａ）参照）。

【０００５】ところが、受光部１０２の取付位置によっ
ては、１年のうちの何日かは、受光部１０２に直接ある
いは反射などによって太陽光が照射してしまうようなこ
とが起こる。照射照度が低い場合には、図６の（ｂ）に
示したように、照射光量に対応した直流信号レベルＬＸ
上に受光信号Ｌ０が重畳されても、電流／電圧変換増幅
部１０２ｃの飽和レベルＬｓに達するまでは、受光信号
成分を出力することが可能であるが、受光部１０２への
照射照度が増大すると、図６の（ｃ）に示したように、
直流信号レベルＬ１上に重畳された受光信号Ｌ０のピー
ク値が飽和レベルＬＳを越えてしまい、フィルタ１０２
ｄ側に伝送される受光信号成分が低下してしまう。この
ように、照射照度が増大して直流信号レベルが図６の
（ｄ），（ｅ）に示したようにＬ２，Ｌ３と増大する
と、出力される受光信号成分が次第に低下してしまうこ
とになり、煙が発生していないにもかかわらず受光信号
レベルが発報レベルＬＡよりも低下すると誤った発報信
号が出力されていた。

【０００６】このような誤発報の対策として、送光部お
よび受光部の取付場所を考慮して、太陽などの外乱光が
受光部に照射しないようにしたり、受光部にフードを設
けて受光範囲を絞るなどの対策が施されているが、これ
とても根本的な対策とは言えず改善が望まれていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みて提案されるもので、受光部に外乱光が入射するこ
とによる誤発報を未然に防止するようにして信頼性を向
上させた光電式分離型煙感知器を提供することを目的と
している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案される請求項１に記載の本発明は、光電式分離型
煙感知器において、受光素子によって受光された信号を
増幅する受光信号増幅部と、外乱光の受光などによって
上記受光信号増幅部から出力される直流信号成分を、予
め定められた発報禁止レベルと比較するコンパレータ
と、上記受光信号増幅部から出力される受光信号レベル
が所定の発報レベルより低下したときには発報信号を出
力する一方、上記コンパレータによって、上記受光信号
増幅部の直流信号成分が発報禁止レベルを越えていると
判別される期間は、発報判別処理を一時的に停止する信
号処理部とを備えた構成とされている。

【０００９】請求項２に記載の本発明は、光電式分離型
煙感知器において、受光素子によって受光された受光信
号を増幅する受光信号増幅部と、外乱光の受光などによ
って上記受光信号増幅部から出力されるアナログ直流信
号成分を、対応したデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
回路と、上記受光信号増幅部から出力される受光信号レ
ベルが所定の発報レベルより低下したときには発報信号
を出力する一方、上記Ａ／Ｄ変換回路によって変換出力
されたデジタル信号の示すレベルが予め定められた発報
禁止レベルを越えている期間は、発報判別処理を一時的
に停止する信号処理部とを備えた構成とされている。

【００１０】請求項３に記載の本発明は、光電式分離型
煙感知器において、受光素子によって受光された受光信
号を増幅する受光信号増幅部と、外乱光の受光などによ
って上記受光信号増幅部から出力される直流信号成分
を、予め設定された発報禁止レベルと比較するコンパレ
ータと、上記受光信号増幅部の受光信号レベルが予め定
められた発報レベルよりも低下したときには発報信号を
出力する信号処理部と、上記コンパレータによって、上
記受光信号増幅部の直流信号成分が発報禁止レベルを越
えていると判別される期間は、上記信号処理部から出力
される発報信号の外部への伝送を禁止させるスイッチン
グ回路とを備えた構成とされている。

【００１１】請求項４に記載の本発明は、請求項１、
２、３のいずれかの構成において、発報禁止レベルを手
動設定するための発報禁止レベル設定部を更に設けた構
成とされている。

【００１２】また、請求項５に記載の本発明は、請求項
１、２、３のいずれかの構成において、信号処理部が、
上記受光信号増幅部の飽和出力レベルと受光信号出力レ
ベルとに応じた発報禁止レベルを算出して設定するよう
にされている。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の本発明では、受光信号増幅部
から出力される受光信号レベルが発報レベルよりも低下
したときには、信号処理部では発報と判別して発報信号
を出力する減光式煙感知器の基本動作を行なう一方、受
光信号増幅部から出力される直流信号成分が発報禁止レ
ベルを越える期間は、信号処理部では、発報判別処理を
一時的に中止する。このため、受光部に外乱光が入射し
受光信号増幅部の直流信号成分が増加して受光信号を正
常に増幅出力できない場合には、誤った発報信号が出力
されることを未然に防止できる。

【００１４】請求項２に記載の本発明では、受光信号増
幅部から出力される受光信号レベルが発報レベルよりも
低下したときには、信号処理部では発報と判別して発報
信号を出力する。しかし、デジタルデータに変換された
受光信号増幅部の直流信号成分が発報禁止レベルを越え
る期間は、信号処理部では、発報判別処理を一時的に中
止する。

【００１５】請求項３に記載の本発明では、受光信号増
幅部から出力される受光信号レベルが発報レベルよりも
低下したときには、信号処理部では発報と判別して発報
信号を出力する。しかし、コンパレータによって受光信
号増幅部から出力される直流信号成分が発報禁止レベル
を越えると判別される期間は、信号処理部から出力され
る発報信号の外部への出力がスイッチング回路によって
阻止される。

【００１６】請求項４に記載の本発明では、発報禁止レ
ベル設定部によって、受光部で受信される受光信号の振
幅に応じた最適な発報禁止レベルを設定できる。

【００１７】請求項５に記載の本発明では、信号処理部
によって、受光信号増幅部で受けた受光信号の振幅と、
受光信号増幅部の飽和出力レベルとに応じた最適な発報
禁止レベルを算出設定する。

【００１８】

【実施例】以下に、図面を参照して本発明の実施例を説
明する。図１は、請求項１に記載の本発明の光電式分離
型煙感知器１の構成例を示したもので、送光部Ｔと受光
部Ｒとを対向させて設置し、送光部Ｔから送出される光
が煙によって遮られて受光部Ｒに到達する光量が低下し
たときに発報信号を出力する減光式煙感知器の動作を行
なうようになっている。送光部Ｔは、受光部Ｒ側から伝
送される同期信号に同期して発振信号を出力する発振回
路Ｔ１と、発振信号によって発光素子Ｔ３の駆動信号を
生成する発光素子駆動回路Ｔ２とを備えている。一方の
受光部Ｒにおいては、１０は発報判別などの各種の信号
処理を行なう信号処理部、１１はフォトダイオードで成
る受光素子、１２は受光信号増幅部（電流／電圧変換増
幅部）、Ｃは直流成分を遮断して交流成分のみを通過さ
せるコンデンサ、１３は所定周波数帯域の信号のみを通
過させるフィルタ、１４は受光信号から信号成分を検波
出力する検波回路、１５は検波されたアナログ信号成分
を対応したデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路で
ある。また、１６は発報禁止レベル設定部、１７は電流
／電圧変換増幅部１２から出力される直流信号成分を発
報禁止レベル設定部１６で設定されたレベルと比較する
コンパレータ、１８は各種の処理プログラムなどを格納
したＲＯＭ、１９は信号処理過程におけるデータなどを
一時的に記憶させるＲＡＭ、２０は信号処理部１０から
出力された発報信号を外部に出力する発報回路を示して
いる。

【００１９】電流／電圧変換増幅部１２は、受光素子１
１から受光量に応じて出力される電流信号を比例した電
圧信号に変換する動作を行なうようになっている。発報
禁止レベル設定部１６は、電流／電圧変換増幅部１２か
ら出力される受光信号が飽和することなく増幅されてフ
ィルタ１３側に送出されるために、電流／電圧変換増幅
部１２から出力される直流信号成分の監視レベルを設定
するものである。

【００２０】このような光電式分離型煙感知器１では、
図２の（ａ）に示したように、電流／電圧変換増幅部１
２の受光信号の出力振幅をＬ０、また、電流／電圧変換
増幅部１２の飽和出力レベルをＬＳとしたときには、飽
和出力レベルＬＳから受光信号の出力振幅Ｌ０を引いた
レベルＬＸを略発報禁止レベルＬＸとなるように設定さ
れている。すなわち、発報禁止レベル設定部１６の発報
禁止レベル設定スイッチ（不図示）を、送光部Ｔと受光
部Ｒとの設置距離（５ｍ〜１０ｍ，１０ｍ〜２５ｍ，２
５ｍ〜５０ｍ，５０ｍ〜１００ｍ）に応じて切換設定す
れば、電流／電圧変換増幅部１２の飽和出力レベルＬＳ
から受光信号の振幅Ｌ０を引いた値に乗数（１よりもわ
ずかに小さい値）をかけた発報禁止レベルＫ（ＬＳ−Ｌ
０）が自動的に定まるようにされている。

【００２１】従って、受光素子１１で外乱光を受けるこ
とによって電流／電圧変換増幅部１２から直流信号成分
が出力されても、そのレベルが発報禁止レベルＬＸより
も低ければ、受光信号Ｌ０は飽和することなく正常に増
幅されてフィルタ１３側に伝送される。一方、受光素子
１１で受けた外乱光によって電流／電圧変換増幅部１２
から出力される直流信号成分Ｌ１が発報禁止レベルＬＸ
を越えると、図２の（ａ）に示したように、直流信号成
分Ｌ１に受光信号成分Ｌ０が重畳することになり、受光
信号成分Ｌ０が飽和レベルＬＳを越えてクランプされ、
このために、コンデンサを介してフィルタ１３側に出力
される交流信号成分の振幅が低下してしまい、火災発生
時の煙による交流信号成分の振幅低下と区別できなくな
るが、本発明では、コンパレータ１７によって電流／電
圧変換増幅部１２の直流信号成分Ｌ１が発報禁止レベル
ＬＸを越えたことを判別して信号処理部１０における発
報判別処理を中止させているので、誤発報を未然に防止
することができる。

【００２２】図３は、請求項２に記載した本発明の煙感
知器１’の構成例を示したもので、上述した煙感知器１
のコンパレータ１７をＡ／Ｄ変換回路１７’に置き換え
た構成とされており、他の部分については同一であるの
で同一の符号を付している。Ａ／Ｄ変換回路１７’は、
電流／電圧変換増幅部１２から出力される直流信号成分
を対応したデジタルデータに変換して信号処理部１０に
伝送するもので、信号処理部１０では、伝送されてきた
デジタルデータを発報禁止レベル設定部１６で設定され
たデジタルデータと比較判別を行い、直流信号成分が発
報禁止レベルよりも低いときには通常の監視動作を行な
う一方、直流信号成分が発報禁止レベルを越えたときに
は、発報判別処理を中止するようになっている。従っ
て、上述した煙感知器１と同様に、外乱光による誤発報
を有効に防止することができる。

【００２３】また、図４は、請求項３に記載した本発明
の煙感知器１”の構成例を示したもので、上述した煙感
知器１にスイッチング回路２１を追加した構成とされて
おり、他の部分については同一であるので同一の符号を
付している。この煙感知器１”では、電流／電圧変換増
幅部１２から出力される直流信号成分が発報禁止レベル
設定部１６で設定された発報レベルよりも低いときに
は、スイッチング回路２１が閉成しているので、信号処
理部１０の発報判別処理によって発報回路２０から発報
信号が出力されるとスイッチング回路２１を介して外部
へ移報出力される。しかし、電流／電圧変換増幅部１２
から出力される直流信号成分が発報禁止レベル設定部１
６で設定された発報レベルを越えると、コンパレータ１
７によってスイッチング回路２１が開成駆動され、これ
によって、信号処理部１０の発報判別処理によって発報
回路２０から発報信号が出力されても、スイッチング回
路２１で遮断されて外部へ移報出力されないようにされ
ている。従って、上述した煙感知器１，１’と同様に、
外乱光による誤発報を有効に防止することができる。

【００２４】このように、本発明の光電式分離型煙感知
器によれば、受光部に入射する外乱光の強度が所定レベ
ルを越えると、自動的に発報信号の出力を遮断するよう
になっているので、受光部に太陽光などが入射して誤発
報が生じることを有効に防止することが可能となる。

【００２５】尚、上記説明では、電流／電圧変換増幅部
１２から出力される直流信号成分をコンパレータ１７あ
るいはＡ／Ｄ変換回路１７’に伝送する具体的な方法に
ついては言及していないが、例えば、信号処理部１０か
ら出力される同期信号に基づいて、変調光が出力されて
いない期間は電流／電圧変換増幅部１２の出力レベルを
そのまま直流信号成分としてコンパレータ１７あるいは
Ａ／Ｄ変換回路１７’に伝送し、変調光が出力されてい
る期間は、コンパレータ１７あるいはＡ／Ｄ変換回路１
７’側で直前の変調光が出力されていない期間の電流／
電圧変換増幅部１２の出力レベルを保持するような構成
を採ることが可能である。また、上記説明では、発報禁
止レベル設定部１６を設けて発報禁止レベルを手動設定
する構成として述べているが、このような構成に限ら
ず、信号処理部１０において、電流／電圧変換増幅部１
２の飽和レベルＬＳと、実際にサンプリング受光した受
光信号レベルＬ０とから最適な発報禁止レベルＬＸを自
動的に算出させる構成とすることも可能である。（この
場合、例えば、ＬＸ＝Ｋ（ＬＳ−Ｌ０）の式に基づいて
算出される。但し、Ｋは１よりわずかに小さい値が選定
される）（請求項５に対応）。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、請求
項１、２、３に記載の本発明によれば、受光部に外乱光
が入射することによって、受光信号増幅部の直流信号成
分が増加して受光信号を正常に増幅出力できない場合に
は、自動的に発報信号の出力を禁止させるので、外乱光
による誤発報を未然に防止することができ、信頼性を向
上させた光電式分離型煙感知器を提供できる。請求項４
に記載の本発明によれば、発報禁止レベル設定部で受光
信号レベルに応じた発報禁止レベルを手動設定すること
ができるので、送光部および受光部の設置条件に応じた
最適な発報禁止レベルが設定できる。請求項５に記載の
本発明によれば、信号処理部によって自動的に発報禁止
レベルを設定するので、設定の手間を削減し信頼性を向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の本発明の光電式分離型煙感知
器の構成例図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は、図１に示した煙感知器の電
流／電圧変換増幅部の出力信号波形およびコンデンサを
介した信号波形を示した説明図である。

【図３】請求項２に記載の本発明の光電式分離型煙感知
器の構成例図である。

【図４】請求項３に記載の本発明の光電式分離型煙感知
器の構成例図である。

【図５】従来の光電式分離型煙感知器の構成例図であ
る。

【図６】（ａ）〜（ｅ）は、図５に示した煙感知器の動
作を説明する波形図である。

【符号の説明】

Ｔ・・・送光部 Ｒ・・・受光部 １，１’，１”・・・光電式分離型煙感知器 １１・・・受光素子 １２・・・受光信号増幅部（電流／電圧変換増幅部） １７・・・コンパレータ １７’・・・Ａ／Ｄ変換回路 ２１・・・スイッチング回路 １６・・・発報禁止レベル設定部 Ｌ０・・・受光信号出力レベル ＬＸ・・・発報禁止レベル ＬＳ・・・飽和出力レベル

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送光部から放射された光を対向させて設置
   した受光部で受光させ、火災に伴う煙による受光光量の
   低減を検知して発報信号を出力するようにした光電式分
   離型煙感知器において、 受光素子によって受光された信号を増幅する受光信号増
   幅部と、 外乱光の受光などによって上記受光信号増幅部から出力
   される直流信号成分を、予め定められた発報禁止レベル
   と比較するコンパレータと、 上記受光信号増幅部から出力される受光信号レベルが所
   定の発報レベルより低下したときには発報信号を出力す
   る一方、上記コンパレータによって、上記受光信号増幅
   部の直流信号成分が発報禁止レベルを越えていると判別
   される期間は、発報判別処理を一時的に停止する信号処
   理部とを備えたことを特徴とする光電式分離型煙感知
   器。
2. 【請求項２】送光部から放射された光を対向させて設置
   した受光部で受光させ、火災に伴う煙による受光光量の
   低減を検知して発報信号を出力するようにした光電式分
   離型煙感知器において、 受光素子によって受光された受光信号を増幅する受光信
   号増幅部と、 外乱光の受光などによって上記受光信号増幅部から出力
   されるアナログ直流信号成分を、対応したデジタル信号
   に変換するＡ／Ｄ変換回路と、 上記受光信号増幅部から出力される受光信号レベルが所
   定の発報レベルより低下したときには発報信号を出力す
   る一方、上記Ａ／Ｄ変換回路によって変換出力されたデ
   ジタル信号の示すレベルが予め定められた発報禁止レベ
   ルを越えている期間は、発報判別処理を一時的に停止す
   る信号処理部とを備えたことを特徴とする光電式分離型
   煙感知器。
3. 【請求項３】送光部から放射された光を対向させて設置
   した受光部で受光させ、火災に伴う煙による受光部の受
   光光量の低減を検知して発報信号を出力するようにした
   光電式分離型煙感知器において、 受光素子によって受光された受光信号を増幅する受光信
   号増幅部と、 外乱光の受光などによって上記受光信号増幅部から出力
   される直流信号成分を、予め設定された発報禁止レベル
   と比較するコンパレータと、 上記受光信号増幅部の受光信号レベルが予め定められた
   発報レベルよりも低下したときには発報信号を出力する
   信号処理部と、 上記コンパレータによって、上記受光信号増幅部の直流
   信号成分が発報禁止レベルを越えていると判別される期
   間は、上記信号処理部から出力される発報信号の外部へ
   の伝送を禁止させるスイッチング回路とを備えたことを
   特徴とする光電式分離型煙感知器。
4. 【請求項４】上記発報禁止レベルを手動設定するための
   発報禁止レベル設定部を更に設けたことを特徴とする、
   請求項１、２、３のいずれかに記載の光電式分離型煙感
   知器。
5. 【請求項５】上記信号処理部が、上記受光信号増幅部の
   飽和出力レベルと受光信号出力レベルとに応じた発報禁
   止レベルを算出して設定するようにしたことを特徴とす
   る、請求項１、２、３のいずれかに記載の光電式分離型
   煙感知器。