JPH0636160A

JPH0636160A - 煙感知装置

Info

Publication number: JPH0636160A
Application number: JP21466992A
Authority: JP
Inventors: Mikio Mochizuki; 幹夫望月; Hideo Ito; 英雄伊藤; Ryosaku Kobayashi; 良作小林
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 1992-07-20
Filing date: 1992-07-20
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2015-12-25
Also published as: JP3121134B2

Abstract

(57)【要約】【目的】煙感知装置の感度調整作業が容易であり、し
かも感度調整作業を短時間で終了することができる煙感
知装置を提供することを目的とするものである。【構成】煙室に第１の気体が充満しているときにおけ
るＡ／Ｄ変換回路の出力データを第１の較正データとし
てメモリが記憶し、煙室に第２の気体が充満していると
きにおけるＡ／Ｄ変換回路の出力データを第２の較正デ
ータとしてメモリが記憶し、第１の較正データと第２の
較正データとＡ／Ｄ変換回路の出力データとに基づい
て、Ａ／Ｄ変換回路の出力データに対応する適正煙濃度
を煙濃度表示装置に表示するために必要な出力データを
演算手段が演算するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の試料ガスを煙室
内に取り込んで感度特性を較正する高感度な煙式火災感
知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数の試料ガスを煙室内に取り込んで煙
感知器の感度特性を較正する場合、従来は、酸素ガス、
フロン１２（ＣＣｌ₂ Ｆ₂ ）ガス等のように、分子量の
大きく異なる２種類の純粋ガスを交互に煙室に通し、発
光ランプで発生した光がその試料ガスの分子によって散
乱し、この散乱光を受光素子が捕らえることを利用し
て、煙感知器の感度特性を較正している。

【０００３】つまり、純粋ガスは濃度的に安定してお
り、或る純粋ガスに着目すると、この純粋ガスを煙室に
取り込み、その純粋ガスを煙として検出すると、或る煙
濃度の値が出力され、しかもその出力される煙濃度の値
は非常に小さいものである。つまり或る純粋ガスと煙濃
度とが対応し、しかもその煙濃度が非常に小さいので、
これを利用すれば、高感度な煙感知器の感度特性を較正
することができる。

【０００４】図５は、従来の煙感知器の要部を示す回路
図である。

【０００５】この従来例は、図示しないキセノンランプ
で発光し、このキセノンランプで発生した光が散乱した
後に、その散乱光を受光素子８１が受け、この受光素子
８１の出力信号のピーク値をピークホールド回路８４が
保持し、このピーク値から所定値を減算回路８５が差し
引いたデータを、信号出力回路８７を介して受信機に送
るものである。また、ゲイン調整用可変抵抗８３は、増
幅器８２のゲインを調整するものであり、減算回路８５
中のオフセット量調整用可変抵抗８６は、上記ピーク値
から差し引くべき上記所定値を調整する抵抗である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６は、上記従来例に
おける煙濃度と、信号出力回路８７が出力する電流の値
との関係を示す図である。

【０００７】この図６は、１気圧、常温において、純粋
な酸素ガス、フロン１２ガスを交互に、煙室に取り込ん
だときにおける濃度に対する信号出力回路８７の出力電
流の値を示すものである。図６中、特性Ｃ１は、煙感知
器の感度調整を行っていない場合の特性であり、特性Ｃ
３は、感度調整が終了した場合の特性である。つまり、
酸素ガスを使用したときにおける信号出力回路８７の出
力電流がＩ１になり、フロン１２を使用したときにおけ
る信号出力回路８７の出力電流がＩ２になるように、ゲ
イン調整用可変抵抗８３とオフセット量調整用可変抵抗
８６とを調整するようにし、特性Ｃ３は、酸素ガスを使
用したときにおける信号出力回路８７の出力電流がＩ１
になり、フロン１２を使用したときにおける信号出力回
路８７の出力電流がＩ２になる特性である。

【０００８】煙感知器の感度調整を行うには、特性Ｃ１
の傾斜の調整と平行移動とを行う。実際には、電流計等
を見ながら煙感知器の出力を調整するが、まず、フロン
１２ガスを取り込み、ゲイン調整用可変抵抗８３を操作
することによって、信号出力回路８７の出力がＩ２と一
致するように特性Ｃ１の傾斜を調整して、特性Ｃ２１を
得る。次に、酸素ガスを取り込みオフセット量調整用可
変抵抗８６を操作することによって、信号出力回路８７
の出力がＩ１と一致するように特性Ｃ２１を平行移動し
て特性Ｃ２２を得る。そして再びフロン１２ガスを取り
込み、ゲイン調整用可変抵抗８３を操作することによっ
て、出力がＩ２と一致するように特性Ｃ２２の傾斜を調
整して特性Ｃ２３を得る。以下、特性がＣ３に一致する
までこの操作を繰り返す。

【０００９】このように、特性Ｃ１からＣ３に変化させ
るときに、一方の出力データがＩ１に一致するようにオ
フセット量調整用可変抵抗８６を調整すると（平行移動
すると）、他方のデータがＩ２と一致していないので、
特性Ｃ３を求めることができず、次に、他方の出力デー
タがＩ２に一致するようにこの傾斜を調整するために、
ゲイン調整用可変抵抗８３を調整すると、一方の出力デ
ータがＩ１と一致が保てずずれるので、特性Ｃ３を正確
に求めることができない。したがって、特性を２回求め
る調整作業（酸素ガス、フロン１２ガスをそれぞれ１回
づつ使用する動作を）を実行すれば、感度調整が終了す
る訳ではない。

【００１０】もちろん、これらの操作を繰り返す過程
で、次第に、特性Ｃ３近づくが、そのためには、特性を
多数回、求める必要があり、その度に、ガスを１００％
置換する必要があり、そのガス置換作業が容易ではない
とともに煩雑である。このために、上記従来装置におい
ては、煙感知器の感度調整作業が煩雑であり、しかも感
度調整作業に長時間を要するという問題がある。

【００１１】本発明は、煙感知器の感度調整作業が容易
であり、しかも感度調整作業を短時間で終了できる煙感
知装置を提供することを目的とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、発光ランプか
らの光を受光素子が受け、受光素子の出力信号をＡ／Ｄ
変換回路がデジタル信号に変換し、Ａ／Ｄ変換回路の出
力データに基づいて演算手段が演算し、演算手段の出力
に基づく信号を信号出力回路が受信機に送出し、煙濃度
表示装置を受信機が備え、煙室に第１の気体が充満して
いるときにおけるＡ／Ｄ変換回路の出力データを第１の
較正データとしてメモリが記憶し、煙室に第２の気体が
充満しているときにおけるＡ／Ｄ変換回路の出力データ
を第２の較正データとしてメモリが記憶し、上記演算手
段は、第１の較正データと第２の較正データとＡ／Ｄ変
換回路の出力データとに基づいて、Ａ／Ｄ変換回路の出
力データに対応する適正煙濃度を煙濃度表示装置に表示
するために必要な出力データを演算するものである。

【００１３】

【作用】本発明は、煙室に第１の気体が充満していると
きにおけるＡ／Ｄ変換回路の出力データを第１の較正デ
ータとしてメモリが記憶し、煙室に第２の気体が充満し
ているときにおけるＡ／Ｄ変換回路の出力データを第２
の較正データとしてメモリが記憶し、演算手段は、第１
の較正データと第２の較正データとＡ／Ｄ変換回路の出
力データとに基づいて、Ａ／Ｄ変換回路の出力データに
対応する適正煙濃度を煙濃度表示装置に表示するために
必要な出力データを演算するので、煙感知装置の感度を
調整する場合、第１の気体、第２の気体をそれぞれ１回
づつ使用するだけでその調整作業が終了するので、煙感
知装置の感度調整作業が容易であり、しかも感度調整作
業を短時間で終了することができる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示すブロック図
である。

【００１５】この実施例の煙感知器１において、煙室３
０内にキセノンランプ１０と受光素子２０とが設けら
れ、キセノンランプ１０と受光素子２０とは遮光板３４
によって隔てられている。そして、キセノンランプ１０
が発光し、その光が煙室３０内の煙で散乱し、受光素子
２０に到達するようになっている。

【００１６】キセノンランプ１０は、発光に必要な高電
圧を高電圧発生回路１２から供給され、トリガ回路１１
から供給されるトリガ信号によってその発光タイミング
が制御される。トリガ回路１１は、制御回路５０から供
給される制御信号に基づいてトリガ信号を発生する。

【００１７】煙室３０は、煙感知器１が設けられている
雰囲気を煙室３０に導くサンプリングパイプ３１と、煙
室３０の空気を煙感知器１の外に導くパイプ３２とに接
続され、パイプ３２内には吸引ファン３３が設けられて
いる。

【００１８】増幅器４０は、受光素子２０の出力信号を
増幅するものであり、ゲイン切換回路４１によってその
ゲインが制御され、ピークホールド回路４２は、増幅器
４０の出力信号のピークを保持する回路であり、Ａ／Ｄ
変換回路４３は、ピークホールド回路４２が出力するア
ナログ信号をデジタル信号に変換する回路である。

【００１９】制御回路５０は、マイクロコンピュータ等
で構成され、煙感知器１の全体を制御するとともに、Ａ
／Ｄ変換回路４３からのデジタル信号に基づいて、現在
における煙室３０内の煙濃度を判断するものである。

【００２０】ＲＯＭ６０は、図２に示すフローチャート
のプログラムを格納するものである。ＥＥＰＲＯＭ６１
は、たとえば１気圧、常温において、酸素の純粋ガスを
煙室３０に吸引したときにおけるＡ／Ｄ変換回路４３の
出力データを第１の較正データとして格納し、フロン１
２の純粋ガスを煙室３０に吸引したときにおけるＡ／Ｄ
変換回路４３の出力データを第２の較正データとして格
納するＲＯＭである。ＲＡＭ６４は、作業用のメモリで
ある。

【００２１】Ｄ／Ａ変換回路７１は、信号出力回路７
２、コネクタＣを介して受信機２に信号を送るために、
制御回路５０が出力したデジタル信号をアナログ信号に
変換する回路である。受信機２は、煙濃度を表示する煙
濃度表示装置２ｄ（図４に示してある）を備えている。

【００２２】較正用確認灯回路７４は、煙感知器１の感
度を調整しているときに、その調整が行われていること
を示す回路である。

【００２３】スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、煙感知器１の
感度を較正するときに使用するガスの種類に応じて動作
させるロック式スイッチであり、スイッチＳＷ３は、煙
感知器１の感度を較正するときに５秒以上オンさせるノ
ンロック式スイッチである。

【００２４】なお、メモリ較正用基準ガスの検出値記憶
用ＥＥＰＲＯＭ６１は、煙室に第１の気体が充満してい
るときにおけるＡ／Ｄ変換回路の出力データを第１の較
正データとして記憶し、煙室に第２の気体が充満してい
るときにおけるＡ／Ｄ変換回路の出力データを第２の較
正データとして記憶するメモリの例である。また、ＥＥ
ＰＲＯＭ６１は電気的に書換え可能な不揮発性メモリで
ある。

【００２５】制御回路５０とＲＯＭ６０とは、Ａ／Ｄ変
換回路の出力データに基づいて所定の演算を行う演算手
段の例であり、この演算手段は、第１の較正データと第
２の較正データとＡ／Ｄ変換回路の出力データとに基づ
いて、Ａ／Ｄ変換回路の出力データに対応する適正煙濃
度を煙濃度表示装置に表示するために必要な出力データ
を演算する手段である。

【００２６】より具体的には、上記演算手段は、第１の
較正データをx₁とし、第２の較正データをx₂とし、Ａ／
Ｄ変換回路の現在の出力データをx とし、第１の気体に
対応する煙濃度を煙濃度表示装置に表示するために必要
な出力データをy₁とし、第２の気体に対応する煙濃度を
煙濃度表示装置に表示するために必要な出力データをy₂
とし、Ａ／Ｄ変換回路の出力データに対応する適正煙濃
度を煙濃度表示装置に表示するために必要な出力データ
をy としたときに、y ＝{(y₂−y₁)/(x₂-x₁)}・x＋(y₁・x₂
-y₂・x₁)/(x₂-x₁) を演算することによって、出力データ
y を演算するものである。

【００２７】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００２８】図２は、上記実施例の動作を示すフローチ
ャートである。このフローチャートにおいて、Ｓ１１〜
Ｓ２３が煙感知器１の感度を調整する準備動作であり、
Ｓ１〜Ｓ４が感度調整を含む煙感知動作である。

【００２９】まず、感度調整の準備動作について説明す
る。

【００３０】煙感知器１の感度調整を実行する前に、１
気圧、常温において、サンプリングパイプ３１を介して
純粋酸素を煙室３０に充満させながら、スイッチＳＷ１
をオンし、スイッチＳＷ２をオフしておき、感度調整指
令用のスイッチＳＷ３を５秒以上オンする。このように
して、感度調整指令用のスイッチＳＷ３が５秒以上オン
されると（Ｓ１１）、較正用確認灯回路７４の確認灯を
１秒間、点灯し、これから感度調整動作を行うことを知
らせる（Ｓ１２）。このときに、スイッチＳＷ１がオン
で、スイッチＳＷ２がオフであるので（Ｓ１３、１
４）、純粋酸素が煙室３０に充満した状態で、受光素子
２０の出力信号が増幅され、この増幅された信号のピー
ク値がピークホールド回路４２に保持され、このピーク
値がＡ／Ｄ変換回路４３によってデジタルデータに変換
され、この変換された出力データが第１の較正データx₁
としてＥＥＰＲＯＭ６１に記憶され（Ｓ１５）、後述の
煙感知動作（Ｓ１〜Ｓ４）を実行する。

【００３１】そして、上記純粋酸素ガスをパイプ３２か
ら排出すると共に、１気圧、常温において、サンプリン
グパイプ３１を介して純粋フロン１２（Ｆ１２）を煙室
３０に充満させ、スイッチＳＷ１をオフし、スイッチＳ
Ｗ２をオンしておき、感度調整指令用のスイッチＳＷ３
を５秒以上オンする。このようにして、感度調整指令用
のスイッチＳＷ３が５秒以上オンされると（Ｓ１１）、
較正用確認灯回路７４の確認灯を１秒間、点灯し、これ
から感度調整動作を行うことを知らせる（Ｓ１２）。こ
のときに、スイッチＳＷ１がオフで、スイッチＳＷ２が
オンであるので（Ｓ１３、２１）、純粋フロン１２が煙
室３０に充満した状態で、受光素子２０の出力信号が増
幅回路４０で増幅され、この増幅された信号のピーク値
がピークホールド回路４２に保持され、このピーク値が
Ａ／Ｄ変換回路４３によってデジタルデータに変換さ
れ、この変換された出力データが第２の較正データx₂と
してＥＥＰＲＯＭ６１に記憶され（Ｓ２２）、後述の煙
感知動作（Ｓ１〜Ｓ４）を実行する。なお、スイッチＳ
Ｗ１、ＳＷ２がともにオンであれば、ＥＥＰＲＯＭ６１
に記憶されているデータのうち、較正データ以外のデー
タをクリアする（Ｓ２３）。

【００３２】次に、感度調整を含む煙濃度検出動作すな
わち煙感知動作について説明する。

【００３３】上記のようにして感度調整の準備動作が終
了すると、ＥＥＰＲＯＭ６１から第１の較正データx₁、
第２の較正データx₂が読み出され（Ｓ１）、現在の検出
データ（Ａ／Ｄ変換回路４３の現在の出力データ）x を
取り込む（Ｓ２）。そして、第１の較正データx₁、第２
の較正データx₂、現在の検出データx 、データx₁に対応
する出力データy₁、データx₂に対応する出力データy₂に
基づいて、現在の出力データx に対応する適正煙濃度を
煙濃度表示装置２ｄに表示するために必要なＤ／Ａ変換
回路７１への出力データy を、制御装置５０とＲＯＭ６
０とが演算すなわち感度調整する（Ｓ３）。

【００３４】なお、出力データy₁は、酸素ガス（第１の
気体）に対応する煙濃度（約０．００５％／ｍ）を、受
信機２の煙濃度表示装置２ｄに表示するために必要なＤ
／Ａ変換回路７１への出力データであり、予め計算さ
れ、ＲＯＭ６０に記憶されている。出力データy₂は、フ
ロン１２ガス（第２の気体）に対応する煙濃度（約０．
０３５％／ｍ）を煙濃度表示装置２ｄに表示するために
必要なＤ／Ａ変換回路７１への出力データであり、予め
計算され、ＲＯＭ６０に記憶されている。つまり、酸素
ガスの濃度は約０．００５％／ｍであるので、酸素ガス
を煙室３０に注入した場合には、図４（１）に示すよう
に、煙濃度表示装置２ｄにおいて「ＯＫ」の部分のみが
点灯され、フロン１２ガスの濃度は約０．０３５％／ｍ
であるので、酸素ガスを煙室３０に注入した場合には、
図４（２）に示すように、煙濃度表示装置２ｄにおいて
「ＯＫ」、「０．０１」、「０．０２」、「０．０３」
の部分が点灯される。

【００３５】すなわち、現在の出力データx に対応する
適正煙濃度を煙濃度表示装置２ｄに表示するために必要
なＤ／Ａ変換回路７１への出力データを、制御装置５０
とＲＯＭ６０とが演算する場合、これから求めようとす
る特性は、一般的には、図３に示すように、式y=ax+bで
表され、この一般式「y=ax+b」が式「y ＝{(y₂−y₁)/(x
₂-x₁)}・x＋(y₁・x₂-y₂・x₁)/(x₂-x₁) 」であることを以
下、説明する。

【００３６】図３から、 y₁=ax₁+b、 y₂=ax₂+b であり、この２つの式に基づいて連立方程式を解くと、 a={(y₂−y₁)/(x₂-x₁)}、 b=(y₁・x₂-y₂・x₁)/(x₂-x₁) である。したがって、a、b を一般式に代入すると、 y=ax+b= {(y₂−y₁)/(x₂-x₁)}・x＋(y₁・x₂-y₂・x₁)/(x₂-
x₁) になる。このようにして求められた出力データy をＤ／
Ａ変換回路７１に供給すると、Ｄ／Ａ変換回路７１がそ
の出力データy をアナログ信号に変換し、信号出力回路
７２が受信機２に送り、Ａ／Ｄ変換回路４３の現在の出
力データx に対応する適正煙濃度が煙濃度表示装置２ｄ
に表示される。たとえば、現在の煙濃度が０．０６％／
ｍであれば、図４（３）に示されるように、「ＯＫ」、
「０．０１」〜「０．０６」の部分が点灯される。

【００３７】上記実施例においては、純粋ガスとして、
酸素ガスとフロン１２ガスとを使用したが、これら以外
の純粋ガスを使用してもよく、３種類以上の純粋ガスを
使用してもよい。また、上記実施例は、キセノンランプ
を使用する場合について説明したが、キセノンランプ以
外の発光ランプを使用してもよい。

【００３８】また、上記実施例では、受信機２にアナロ
グ信号を送出するようにしているが、パルスコード等の
デジタル信号で送出するようにしてもよい。上記実施例
では、第１および第２較正データを記憶するＥＥＰＲＯ
Ｍ６１等のメモリと演算手段とを煙感知器側に設けた
が、これらの一方または双方を受信機２側または図示し
ない中継器側に設けてもよい。

【００３９】さらに、上記実施例では、煙濃度表示装置
２ｄを受信機２側に設けたが煙感知器１に設けるように
してもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、煙室に第１の気体が充
満しているときにおけるＡ／Ｄ変換回路の出力データを
第１の較正データとしてメモリが記憶し、煙室に第２の
気体が充満しているときにおけるＡ／Ｄ変換回路の出力
データを第２の較正データとしてメモリが記憶し、演算
手段は、第１の較正データと第２の較正データとＡ／Ｄ
変換回路の出力データとに基づいて、Ａ／Ｄ変換回路の
出力データに対応する適正煙濃度を煙濃度表示装置に表
示するために必要な出力データを演算するので、煙感知
装置の感度を調整する場合、第１の気体、第２の気体を
それぞれ１回づつ使用するだけでその調整作業が終了
し、煙感知装置の感度調整作業が容易であり、しかも感
度調整作業を短時間で終了することができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】上記実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】上記実施例におけるＡ／Ｄ変換回路４３の出力
データと、Ｄ／Ａ変換回路７１への出力データとの関係
を示す図である。

【図４】上記実施例に接続される受信機に設けられた煙
濃度表示装置２ｄを示す図である。

【図５】従来の煙感知器の要部を示す回路図である。

【図６】上記従来例における煙濃度と、信号出力回路８
７が出力する電流の値との関係を示す図である。

【符号の説明】

１…煙感知器、２…受信機、２ｄ…煙濃度表示装置、１０…キセノンランプ、１１…トリガ回路、２０…受光素子、３０…煙室、４０…増幅回路、４１…ゲイン切り換え回路、５０…制御回路、６０…ＲＯＭ、６１…較正用基準ガスの検出値記憶用ＥＥＰＲＯＭ、７４…較正用確認灯回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光ランプと、この発光ランプからの光
を受ける受光素子とを具備する煙室と；上記受光素子の
出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路と；
このＡ／Ｄ変換回路の出力データに基づいて所定の演算
を行う演算手段と；煙濃度を表示する煙濃度表示装置
に、上記演算手段の出力信号を送出する信号出力回路
と；上記煙室に第１の気体が充満しているときにおける
上記Ａ／Ｄ変換回路の出力データを第１の較正データと
して記憶し、上記煙室に第２の気体が充満しているとき
における上記Ａ／Ｄ変換回路の出力データを第２の較正
データとして記憶するメモリと；を有し、上記演算手段は、上記第１の較正データと上記第２の較
正データと上記Ａ／Ｄ変換回路の出力データとに基づい
て、上記Ａ／Ｄ変換回路の出力データに対応する適正煙
濃度を上記煙濃度表示装置に表示するために必要な出力
データを演算する手段であることを特徴とする煙感知装
置。
【請求項２】請求項１において、上記第１の較正データをx₁とし、上記第２の較正データ
をx₂とし、上記Ａ／Ｄ変換回路の出力データをx とし、
上記第１の気体に対応する煙濃度を上記煙濃度表示装置
に表示するために必要な出力データをy₁とし、上記第２
の気体に対応する煙濃度を上記煙濃度表示装置に表示す
るために必要な出力データをy₂とし、上記Ａ／Ｄ変換回
路の出力データに対応する適正煙濃度を上記煙濃度表示
装置に表示するために必要な上記Ｄ／Ａ変換回路への出
力データをy としたときに、上記演算手段は、 y ＝{(y₂−y₁)/(x₂-x₁)}・x＋(y₁・x₂-y₂・x₁)/(x₂-x₁) を演算することによって、上記Ｄ／Ａ変換回路への出力
データy を演算するものであることを特徴とする煙感知
装置。
【請求項３】請求項２において、上記出力データy₁と上記出力データy₂とを所定の記憶手
段に記憶することを特徴とする煙感知装置。