JPH10334363A

JPH10334363A - 光電式煙感知器

Info

Publication number: JPH10334363A
Application number: JP13728297A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Yoshitsuru; 智博吉鶴
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】空気中の浮遊粉塵が煙検知室の内壁面へ堆積
しても非火災報を発することの無い光電式煙感知器を提
供すること。【解決手段】煙検知室１内に配設されたＬＥＤ素子２
１と、煙検知室１に流入した煙がＬＥＤ素子２１にて照
射され散乱した散乱光を受光するフォトダイオード素子
３１と、フォトダイオード素子３１から受光信号を入力
し煙濃度に応じたアナログ量を出力するアナログ出力回
路４と、アナログ出力回路４からアナログ量を入力し、
ディジタル信号に変換して所定信号出力をおこなう信号
処理回路５と、を備えた光電式煙感知器において、信号
処理回路５を、アナログ出力回路４の煙検知室内の汚れ
が無く煙の無いときの出力と略同一の所定アナログ量
と、アナログ出力回路４からの煙検知室内の煙の無い一
定時間毎の最小出力値のアナログ量との差分から煙検知
室１内の汚れ状態レベルを演算し、前記所定信号出力の
補正演算をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光電式煙感知器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビルなどに設置される自動火災報
知システム（以下、自火報システムと称する）において
は、火災感知器として熱感知器が多く使用されるが、特
に火災の早期発見の実現のために光電式煙感知器などの
煙感知器が使用される。一方、住宅などに自火報システ
ムを設置する場合、住宅内での火災の早期発見により迅
速に初期消火を行うために光電式煙感知器が多く使用さ
れる。そして、光電式煙感知器からの煙検知信号を、例
えば火災受信機に相当する住宅情報盤にて受信して居住
者に火災報知を行う。また、住宅などに設置する、光電
式煙感知器本体に交流電源などの駆動用電源とともにブ
ザーなどの異常報知手段を備えた、煙の発生を検知して
報知を行う光電式煙感知器も提案されている。

【０００３】一般に光電式煙感知器は、図７に示すよう
に、煙検知室１内に配設された発光手段２と、煙検知室
１に流入した煙ＳＭが発光手段２にて照射され散乱した
散乱光を受光する受光手段３と、受光手段３から受光信
号を入力し煙濃度に応じたアナログ量を出力するアナロ
グ出力手段４と、アナログ出力手段４からアナログ量を
入力し、例えばディジタル信号に変換して所定信号出力
をおこなう信号処理手段５と、を備えている。そして、
例えばビルなどに設置される自火報システムにおいて
は、所定信号出力としての、アナログ量がシリアルデー
タであるディジタル信号に変換された出力信号が、光電
式煙感知器Ａが接続されている感知器回線に出力され、
感知器回線を介して火災受信機に入力されて、火災受信
機に設けられている信号処理回路にて所定の閾値と比較
される。その結果、その所定の閾値より上記のアナログ
量が大きいときに火災受信機から火災報知が行われる。

【０００４】アナログ出力手段４の増幅用出力アンプ
は、煙検知室１に流入した煙濃度Ｓとアナログ量である
アンプ出力電圧値Ｖとの関係が、図８に示すように、横
軸を煙濃度Ｓ（％／ｍ）、縦軸をアンプ出力電圧値Ｖ
（Ｖ）としたときに、煙濃度Ｓが零のときには所定の調
整電圧値Ｖ０、煙濃度Ｓが火災を検知する煙濃度ＳＬ
（％／ｍ）のときに所定の閾値ＶＴ（Ｖ）となるよう、
増幅用出力アンプの増幅率などが調整されて煙濃度に応
じたアナログ量を出力する。

【０００５】光電式煙感知器は、長期間の使用において
空気中の浮遊粉塵が煙検知室１内に流入して煙検知室１
の内壁面に付着し堆積することがある。この場合、堆積
した粉塵が発光手段２にて照射されて拡散反射した反射
光が受光手段３にて受光され、煙濃度が零のときの上記
の調整電圧値Ｖ０が、図８に示すように、Ｖ０より大き
いＶ１（Ｖ）となり、上記の煙濃度ＳＬ以下の煙濃度Ｓ
１（％／ｍ）において閾値ＶＴ（Ｖ）を上回ることとな
って非火災報が発せられることがある。そのため、この
非火災報を無くするための汚れ感度補正手段を火災受信
機に設けて、受信したアンプ出力電圧値Ｖ（Ｖ）に基づ
くアナログ信号から、煙濃度が零のときのＶ１とＶ０と
の差分に基づくアナログ量を減算する補正を行って火災
報知を行う自火報システムが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、住宅などに
おいて住宅情報盤に接続されて使用される光電式煙感知
器は、一般に他の熱感知器とともに感知器回線に接続さ
れて火災感知信号を受信し火災感知を行うもので、住宅
情報盤は上記の汚れ感度補正手段を備えていない。ま
た、前記した光電式煙感知器本体に異常報知手段を内蔵
したものも汚れ感度補正手段を備えていないため、空気
中の浮遊粉塵が煙検知室の内壁面へ付着して堆積した場
合、例えば、たばこの煙や調理の際の油煙などの影響に
より煙濃度ＳＬより低い煙濃度においても非火災報が発
せられることがあった。

【０００７】本発明は、上記事由に鑑みてなしたもの
で、その目的とするところは、空気中の浮遊粉塵が煙検
知室の内壁面へ堆積しても非火災報を発することの無い
光電式煙感知器を提供することにある。

【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、請求項１記載の光電式煙感知器は、煙検知室内に配
設された発光手段と、煙検知室に流入した煙が発光手段
にて照射され散乱した散乱光を受光する受光手段と、受
光手段から受光信号を入力し煙濃度に応じたアナログ量
を出力するアナログ出力手段と、アナログ出力手段から
アナログ量を入力し、ディジタル信号に変換して所定信
号出力をおこなう信号処理手段と、を備えた光電式煙感
知器において、前記信号処理手段を、前記アナログ出力
手段の煙検知室内の汚れが無く煙の無いときの出力と略
同一の所定アナログ量と、該アナログ出力手段からの煙
検知室内の煙の無い一定時間毎の最小出力値のアナログ
量との差分から煙検知室内の汚れ状態レベルを演算し、
前記所定信号出力の補正演算をするよう成している。こ
れにより、信号処理手段が、アナログ出力手段の煙検知
室内の汚れが無く煙の無いときの出力と略同一の所定ア
ナログ量と、該アナログ出力手段からの煙検知室内の煙
の無い一定時間毎の最小出力値のアナログ量との差分か
ら煙検知室内の汚れ状態レベルを演算し、所定信号出力
の補正演算をするものとなる。

【０００９】また、請求項２記載の光電式煙感知器は、
請求項１記載の信号処理手段を、前記汚れ状態レベルに
対応した汚れ検知信号を出力するよう成している。これ
により、信号処理手段が汚れ状態レベルに対応した汚れ
検知信号を出力するものとなる。

【００１０】また、請求項３記載の光電式煙感知器は、
請求項２記載の汚れ検知信号を外部に移報する移報手段
を付加し、外部からの操作にて前記信号処理手段が汚れ
検知信号を移報手段に出力するよう成している。これに
より、信号処理手段が、外部からの操作にて汚れ検知信
号を移報手段に出力するものとなる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光電式煙感知器の
一実施の形態を図１乃至図５に基づいて説明する。

【００１２】図１は、本発明の光電式煙感知器の構成図
である。図２は、図１に示す光電式煙感知器の一形態の
接続図である。図３は、図１に示す光電式煙感知器の信
号処理の説明図である。図４は、図１に示す光電式煙感
知器の信号処理のフローチャートである。図５は、図１
に示す光電式煙感知器の外観図である。図６は、図１に
示す光電式煙感知器が接続される住宅情報盤の外観図で
ある。

【００１３】この光電式煙感知器Ａは、例えば集合住宅
などの住戸に設置されるもので、図２に示すように、他
の火災感知器として例えば熱感知器Ｂとともに住宅情報
盤ＨＣに接続されて使用される。そして、煙検知室１内
に配設された発光手段であるＬＥＤ素子２１、ＬＥＤ素
子２１を駆動するためのＬＥＤ駆動回路２２、ＬＥＤ素
子を所定時間幅にて所定時間間隔にて間欠点灯させるた
めの基準信号を生成する発振回路２３と、煙検知室１に
流入した煙がＬＥＤ素子２１にて照射され散乱した散乱
光を受光する受光手段であるフォトダイオード素子３
１、フォトダイオード素子３１からの受光電流信号を電
圧信号である受光信号に変換するＩ−Ｖ変換回路３２
と、アナログ出力回路４と、信号処理回路５と、操作入
力回路６と、警報出力回路７と、移報出力回路８と、電
源回路９と、を備えて構成され、これらはいずれも光電
式煙感知器Ａに設けられている。

【００１４】アナログ出力回路４は、上記のＩ−Ｖ変換
回路３２から受光信号を入力し煙濃度に応じたアナログ
量を出力するアナログ出力手段に相当するもので、所定
時間間隔のパルス信号である、受光信号に含まれている
外乱光ノイズや電気ノイズなどのノイズ成分を除去する
ための帯域フィルタ回路４１と、受光信号を間欠的なパ
ルス信号から連続的なアナログ信号へ変換するためのサ
ンプルホールド回路４２と、差動増幅回路４３と、ＤＣ
増幅回路４４と、を有している。

【００１５】サンプルホールド回路４２から差動増幅回
路４３に入力されたアナログ量としての受光信号は、図
３（ａ）に示す煙濃度Ｓとアンプ出力Ｖとの関係におけ
る、煙検知室１内の汚れが無く、煙の無いときの出力で
あるＶ０の点の電圧値を決めるための第２基準電圧回路
４６との差分として増幅され、次いで、所定の煙濃度Ｓ
Ｌのときに所定の出力電圧ＶＴとなるように直流増幅す
るＤＣ増幅回路４４にて増幅され、煙濃度Ｓに応じたア
ナログ量としての煙検知信号としてのアンプ出力電圧
が、後述する信号処理回路５へ向けて出力される。な
お、第２基準電圧回路４６には、住宅情報盤ＨＣから電
源回路９に電源供給され安定化された電圧が第１基準電
圧回路４５にて所定の電圧値に分圧された後供給され
る。第１、第２の基準電圧は、適宜可変抵抗器にて電圧
値が調整され、その結果、上記の電圧値Ｖ０、ＤＣ増幅
回路４４の増幅率が設定される。また、上記の、第１基
準電圧回路４５にて所定の電圧値に分圧された後の調節
された電圧は、煙検知室内の汚れが無く煙の無いときの
出力と略同一の所定アナログ量に相当する電圧値Ｖ０と
して、後述する信号処理回路５へ向けて出力される。

【００１６】信号処理回路５は、アナログ出力回路４か
ら、図３（ａ）に示す、上記のアンプ出力電圧値Ｖを入
力し、ディジタル信号に変換して所定信号出力をおこな
う信号処理手段に相当するもので、例えばワンチップマ
イクロコンピュータ（以下、マイコンと称する）にて形
成されている。そして、このものにおいては図３（ｂ）
に示すように、アナログ出力回路４の煙検知室１内の汚
れが無く煙の無いときの出力と略同一の所定アナログ量
に相当する電圧値Ｖ０と、アナログ出力回路４からの煙
検知室１内の煙の無い一定時間毎の最小出力値のアナロ
グ量に相当する電圧値Ｖ１との差分から煙検知室１内の
汚れ状態レベルＤ１を演算し補正して、煙感知量Ｍの所
定のデータ値としての閾値ＭＴと比較し、所定信号出力
に相当する火災感知信号を出力する。詳しくは、信号処
理回路５は、上記のＤＣ増幅回路４４、第１基準電圧回
路４５の他、図５に示す、光電式煙感知器Ａの外側から
煙感知動作機能の確認を行う動作確認釦６ａにて操作さ
れるスイッチをもった操作入力回路６と、上記の火災感
知信号を入力してブザー等の音響装置７ａを駆動して火
災の発生したことを報知する警報出力回路７と、煙検知
室１の汚れが発生したことの検知信号を外部に移報する
移報手段に相当する移報出力回路８と、が接続される。

【００１７】ＤＣ増幅回路４４からのアナログ量入力の
アンプ出力電圧値Ｖ、第１基準電圧回路４５からのアナ
ログ量入力の電圧値Ｖ０は、上記のマイコンに内蔵され
ているアナログディジタル変換回路（ＡＤ変換回路）に
て、ディジタル信号として煙感知量Ｍ、汚れ演算基準量
Ｍ０にそれぞれ変換され、マイコンに記憶されている信
号処理プログラムに基づいて演算処理される。

【００１８】詳しくは、図３（ａ）に示す、横軸を煙濃
度Ｓ、縦軸をアンプ出力Ｖとしたときに、煙濃度が零の
ときにの所定の調整電圧値Ｖ０、火災を検知する煙濃度
ＳＬ（％／ｍ）のときに所定の閾値ＶＴ（Ｖ）となるよ
う調整されたＳ−Ｖ特性のＬ０に示す関係は、例えば、
空気中の浮遊粉塵が煙検知室１の内壁面へ付着して堆積
し煙検知室１の汚れが進行するにつれてＬ１、Ｌ２に示
すように変化する。しかし、このＬ１、Ｌ２に相当す
る、図３（ｂ）に示す、横軸を煙濃度Ｓ、縦軸をディジ
タル量としての煙感知量ＭとしたときのＳ−Ｍ特性のＬ
１１、Ｌ１２は、煙検知室１内の汚れ状態レベルＤ１、
Ｄ２が演算され、このＤ１、Ｄ２がＳ−Ｍ特性のＬ１
１、Ｌ１２から減算補正されて、煙濃度が零のときに煙
感知量Ｍ０とするＬ１０に示すＳ−Ｍ特性に変換され
る。なお、図に示している、汚れ状態レベルＤ２は、Ｌ
２のＳ−Ｖ特性において、火災を検知する煙濃度ＳＬ
（％／ｍ）のときにＤＣ増幅回路４４の増幅特性がアン
プの飽和特性にてアンプ出力ＶがＶＳＴ（Ｖ）より上昇
しない煙検知室１内の汚れ状態である。すなわち、光電
式煙感知器として機能しない限界状態で、このときに信
号処理回路５から移報出力回路８に向けて、煙検知室１
の汚れが発生したことを知らせる検知信号を出力する。

【００１９】次に、図３（ｂ）に示す、上記の補正演算
をする動作について図４のフローチャートに基づいて説
明する。

【００２０】光電式煙感知器Ａへ電源が供給されると、
まず、第１基準電圧回路４５からのアナログ量入力の電
圧値Ｖ０による、汚れ演算基準量Ｍ０を取り込む（ステ
ップ１）。次いで、ＤＣ増幅回路４４からのアナログ量
入力のアンプ出力電圧値Ｖがディジタル量に変換された
煙感知量Ｍを取り込む（ステップ２）。そして、煙感知
量Ｍの一定時間毎（例えば３６時間毎）の煙感知量の最
小値ＭＭを算出する。（ステップ３）。そして、汚れ状
態レベルＤを、上記の（ＭＭ−Ｍ０）として演算する
（ステップ４）。さらに、この汚れ状態レベルＤを、所
定の汚れ量レベル値と比較して汚れ量レベルを算出する
（ステップ５）。なお、このものにおいては、２つの汚
れ状態レベルＤ１、Ｄ２にて汚れ量レベルを３段階に設
定して汚れ量レベルを算出し汚れ状態レベルＤが、Ｄ＜
Ｄ１にてレベル１、Ｄ１＜Ｄ＜Ｄ２にてレベル２、Ｄ２
＜Ｄにてレベル３としている。そして、このものにおい
ては、図３（ａ）の煙検知室１内の汚れが無く煙の無い
ときの出力と略同一の電圧値Ｖ０に相当する汚れ演算基
準量Ｍ０と、第１基準電圧回路４５からの煙検知室１内
の煙の無い一定時間毎の最小出力値のアナログ量に相当
する電圧値Ｖ２であるＬ２に示すＳ−Ｖ特性に基づく、
煙感知量Ｍの最小値ＭＭとの差分（ＭＭ−Ｍ０）がＤ２
より大きい、汚れ状態レベルであるレベル３かどうかが
判定される（ステップ６）。そして、レベル３のとき、
それに対応して汚れ検知信号である検知器異常信号を出
力する（ステップ７）。

【００２１】また、上記のレベル１、レベル２、レベル
３の汚れ検知信号は、例えば、図６に示す住宅情報盤Ｈ
Ｃに設けられているセンサー異常確認釦ａの押圧操作に
て、光電式煙感知器Ａの移報出力回路８を介して出力さ
れ、住宅情報盤ＨＣのセンサー異常表示窓ｂにて、レベ
ル１が消灯、レベル２が点滅、レベル３が点灯の順にレ
ベル表示される。なお、住宅情報盤ＨＣは、上記の検知
器異常信号を受信したときには直ちにセンサー異常表示
窓ｂを点灯させて報知する。

【００２２】ステップ６にて汚れレベルがレベル３でな
いときには、煙感知量Ｍが汚れ状態レベルＤの分が減算
されて補正演算され、所定の閾値ＭＴと比較される（ス
テップ８）。そして、ステップ８の比較結果にて補正値
が所定の閾値ＭＴより大きいときに、火災感知信号を警
報出力回路７及び移報出力回路８を介して中継器Ｔと住
宅情報盤ＨＣに向けて出力する（ステップ９）。また、
そうでないときには、ステップ２へ戻って再び煙感知量
Ｍを取り込む。

【００２３】以上説明した光電式煙感知器Ａによると、
信号処理回路５が、アナログ出力回路４の煙検知室１内
の汚れが無く煙の無いときの出力と略同一の所定アナロ
グ量である電圧値Ｖ０と、アナログ出力回路４からの煙
検知室１内の煙の無い一定時間毎の最小出力値のアナロ
グ量である例えば電圧値Ｖとの差分から煙検知室１内の
汚れ状態レベルＤ１を演算し、所定信号出力に相当する
火災感知信号を出力する補正演算をするものとなるの
で、空気中の浮遊粉塵が煙検知室１の内壁面へ堆積して
も非火災報を発することが無い。また、信号処理回路５
が汚れ状態レベルＤ１、Ｄ２の例えば汚れ状態レベルＤ
２に対応した汚れ検知信号を出力するものとなるので、
光電式煙感知器として機能しない限界状態の煙検知室１
内の汚れ状態であることを容易に知ることが出来る。ま
た、信号処理回路５が、外部からの操作にて例えば、レ
ベル１、レベル２、レベル３の汚れ検知信号を移報出力
回路８に出力するものとなるので、例えば非火災報の多
い場合等に煙検知室１内の汚れ状態を把握することが出
来る。

【００２４】なお、以上説明した光電式煙感知器Ａを、
所定信号出力として火災感知信号を出力するものを例示
して説明したが、本発明はそのもののみに限定するもの
でなく、例えばシリアルデータであるディジタル信号に
変換された煙濃度に相当するアナログ量出力信号を出力
するものであっても良い。また、信号処理回路５が、住
宅情報盤ＨＣからの操作にて移報出力回路８から汚れ検
知信号を受信するものを例示して説明したが、汚れ検知
信号の受信手段は住宅情報盤のみに限定するものでな
く、例えば、図２に示す、住戸外に設けられた中継器Ｔ
を介して住戸内に設置された火災感知器の動作等の試験
を行う、住戸外試験器と呼ばれている感知器試験装置Ｓ
Ｐからの操作にて煙検知室１内の汚れ状態を把握しても
良い。

【００２５】

【発明の効果】請求項１記載の光電式煙感知器は、信号
処理手段が、アナログ出力手段の煙検知室内の汚れが無
く煙の無いときの出力と略同一の所定アナログ量と、該
アナログ出力手段からの煙検知室内の煙の無い一定時間
毎の最小出力値のアナログ量との差分から煙検知室内の
汚れ状態レベルを演算し、所定信号出力の補正演算をす
るものとなるので、空気中の浮遊粉塵が煙検知室の内壁
面へ堆積しても非火災報を発することが無い。

【００２６】また、請求項２記載の光電式煙感知器は、
請求項１記載のものの効果に加え、信号処理手段が汚れ
状態レベルに対応した汚れ検知信号を出力するものとな
るので、光電式煙感知器として機能しない限界状態の煙
検知室内の汚れ状態であることを容易に知ることが出来
る。

【００２７】また、請求項３記載の光電式煙感知器は、
請求項２記載のものの効果に加え、信号処理手段が、外
部からの操作にて汚れ検知信号を移報手段に出力するも
のとなるので、例えば非火災報の多い場合等に煙検知室
内の汚れ状態を把握することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光電式煙感知器の構成図である。

【図２】図１に示す光電式煙感知器の一形態の接続図で
ある。

【図３】図１に示す光電式煙感知器の信号処理の説明図
である。

【図４】図１に示す光電式煙感知器の信号処理のフロー
チャートである。

【図５】図１に示す光電式煙感知器の外観図である。

【図６】図１に示す光電式煙感知器が接続される住宅情
報盤の外観図である。

【図７】従来例の概略構成図である。

【図８】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１煙検知室２１ＬＥＤ素子（発光手段）３１フォトダイオード素子（受光手段）４アナログ出力回路（アナログ出力手段）５信号処理回路（信号処理手段）Ｄ１、Ｄ２汚れ状態レベル８移報出力回路（移報手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】煙検知室内に配設された発光手段と、煙
検知室に流入した煙が発光手段にて照射され散乱した散
乱光を受光する受光手段と、受光手段から受光信号を入
力し煙濃度に応じたアナログ量を出力するアナログ出力
手段と、アナログ出力手段からアナログ量を入力し、デ
ィジタル信号に変換して所定信号出力をおこなう信号処
理手段と、を備えた光電式煙感知器において、前記信号処理手段を、前記アナログ出力手段の煙検知室
内の汚れが無く煙の無いときの出力と略同一の所定アナ
ログ量と、該アナログ出力手段からの煙検知室内の煙の
無い一定時間毎の最小出力値のアナログ量との差分から
煙検知室内の汚れ状態レベルを演算し、前記所定信号出
力の補正演算をするよう成したことを特徴とする光電式
煙感知器。
【請求項２】前記信号処理手段を、前記汚れ状態レベ
ルに対応した汚れ検知信号を出力するよう成したことを
特徴とする請求項１記載の光電式煙感知器。
【請求項３】前記汚れ検知信号を外部に移報する移報
手段を付加し、外部からの操作にて前記信号処理手段が
汚れ検知信号を移報手段に出力するよう成したことを特
徴とする請求項２記載の光電式煙感知器。