JPH11224388A - 減光式煙感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外来光Ｌ２や内部雑音に影響されず、正確な
火災判定が可能な減光式煙感知器を提供する。 【解決手段】 発光制御信号ＣＴＬに基づいて発光回路
１４から基準光Ｌ１が出力されると、受光回路１５の受
光レベルはＡ／Ｄ２１で受光レベル信号ＲＬＶ１に変換
されてレジスタ２２に格納される。発光制御信号ＣＴＬ
に基づいて発光回路１４からの基準光Ｌ１が停止される
と、受光回路１５の受光レベルは受光レベル信号ＲＬＶ
２に変換されてレジスタ２３に格納される。減算器２６
で受光レベル信号ＲＬＶ１，ＲＬＶ２のレベル差ΔＬ、
即ち基準光Ｌ１のみの受光レベルに対応する値が算出さ
れる。煙検出部２７で、レベル差ΔＬの変化が監視さ
れ、このレベル差ΔＬが基準レベルＡＬＶ以下に低下す
ると火災と判定されて警報信号ＡＬＭが出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光部から警戒区
域の空間を通して到達した光の減衰を検出して、火災等
による煙の存在を感知する減光式煙感知器（以下、単に
「感知器」という）、特に外来光の影響による誤検出防
止に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の感知器の構成図である。
この感知器は、図示しない感知器回線を介して受信機や
中継器に接続するための２つの端子１ａ，１ｂを有して
おり、この感知器回線を介して受信機や中継器から直流
２４Ｖの電源の供給を受けるようになっている。端子１
ａ，１ｂには、発報回路２と定電圧回路３が接続されて
いる。発報回路２は、警報信号ＡＬＭに基づいて端子１
ａ，１ｂ間を短絡し、感知器回線に一定値以上の電流を
流すものである。定電圧回路３は、感知器回線から供給
される直流２４Ｖの電源から、感知器内部の各回路に必
要な直流１０Ｖの安定した電源電圧ＶＰを生成するもの
である。

【０００３】定電圧回路３の出力側には、発光回路４、
受光回路５、及び煙検出処理回路６が接続されている。
発光回路４は、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」とい
う）等で構成され、一定の輝度の光を発するものであ
る。一方、受光回路５はフォトトランジスタ等で構成さ
れ、警戒区域の空間を通して到達した発光回路４の光を
受け、その受光レベルに応じたアナログ電圧を出力する
ものである。煙検出処理回路６は、アナログ／ディジタ
ル変換器（以下、「Ａ／Ｄ」という）６ａとマイクロプ
ロセッサ（以下、「ＭＰＵ」という）６ｂで構成されて
おり、このＡ／Ｄ６ａの入力側には受光回路５から受光
レベルに応じたアナログ電圧が与えられるようになって
いる。Ａ／Ｄ６ａは、入力されたアナログ電圧をディジ
タル値に変換して出力するものであり、この出力側がＭ
ＰＵ６ｂに接続されている。ＭＰＵ６ｂは、受光回路５
の受光レベルを監視するとともに、この受光レベルの急
激な変化を検出した時には、警報信号ＡＬＭを出力する
機能を有している。ＭＰＵ６ｂから出力された警報信号
ＡＬＭは、発報回路２に与えられるようになっている。

【０００４】このような感知器では、感知器回線を介し
て供給された直流２４Ｖから、定電圧回路３で安定した
１０Ｖの電源電圧ＶＰが生成され、発光回路４、受光回
路５、及び煙検出処理回路６に与えられる。これによ
り、発光回路４から一定のレベルの光Ｌ１が出力され、
警戒区域の空間を通して受光回路５のフォトトランジス
タに入射される。発光回路４と受光回路５間の光路上
に、煙等の遮蔽物が存在しなければ、この受光回路５で
所定のレベルのアナログ電圧が得られる。受光回路５で
得られたアナログ電圧は、Ａ／Ｄ６ａでディジタル値に
変換されてＭＰＵ６ｂに与えられる。ＭＰＵ６ｂにおい
て、周期的にＡ／Ｄ６ａから与えられた受光レベルのデ
ータが監視され、このデータと過去数回のデータの平均
値による基準値との比較が行われる。新たなデータと基
準値との差が、一定の許容変動幅以下であれば、火災と
は判定されず、その新たなデータによって基準値が補正
される。

【０００５】もしも新たなデータが許容変動幅を越えて
低下したときには、火災発生と判定され、ＭＰＵ６ｂか
ら発報回路２に対して警報信号ＡＬＭが出力される。発
報回路２に警報信号ＡＬＭが与えられると、この発報回
路２によって端子１ａ，１ｂ間が所定のインピーダンス
で短絡される。これにより、感知器回線に所定の短絡電
流が流れ、電源供給側の受信機や中継器で警報を検出す
ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
感知器では、次のような課題があった。発光回路４のＬ
ＥＤは、定電圧回路３から供給される直流１０Ｖの電源
電圧ＶＰで駆動されるので、一定の光量の光Ｌ１が出力
され、警戒区域の空間を通して受光回路５に入射され
る。一方、発光回路４からの光Ｌ１の他に、部屋の照明
や窓からの外来光Ｌ２も受光回路５に与えられる。外来
光Ｌ２は、照明のオン／オフや、太陽の動きや天候の変
化によって変化するため、受光回路５で得られる受光レ
ベルは変動する。

【０００７】また、受光回路５等における内部雑音も受
光レベルとしてＡ／Ｄ６ａに出力されるので、発光回路
４からの光Ｌ１のみを正確に検出することができなかっ
た。このため、この感知器は外来光Ｌ２の変化や内部雑
音に影響され、誤検出や検出不能という状態が生ずるお
それがあった。本発明は、受光レベルから外来光Ｌ２や
内部雑音の影響を除去することにより前記従来技術が持
っていた課題を解決し、正確な火災判定ができる感知器
を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、感知器において、煙検出用の基準光の発
光を一定周期でオン／オフ制御するための発光制御信号
を生成する発光制御手段と、前記発光制御信号によって
オン状態に制御されたときに一定の輝度の前記基準光を
出力し、該発光制御信号によってオフ状態に制御された
ときには該基準光の出力を停止する発光手段と、前記発
光手段から出力されて警戒区域の空間を通って到達した
前記基準光を受光し、その受光レベルを出力する受光手
段と、前記発光手段から前記基準光が出力されたときの
前記受光手段における第１の受光レベルと、該発光手段
から該基準光が出力されていないときの該受光手段にお
ける第２の受光レベルとの差に基づいて、該発光手段と
該受光手段の間の光路上の煙を検出し、該第１及び第２
の受光レベルの差が火災判定の基準となる基準レベル以
下に低下したときに警報信号を出力する煙検出手段とを
備えている。

【０００９】本発明によれば、以上のように感知器を構
成したので、次のような作用が行われる。発光制御手段
の制御によって発光手段から基準光が出力されると、こ
の基準光は警戒区域の空間を通って受光手段に入射さ
れ、この受光手段から第１の受光レベルが出力される。
また、発光制御手段の制御によって発光手段からの基準
光が停止されると、受光手段から第２の受光レベルが出
力される。第１及び第２の受光レベルは煙検出手段に与
えられ、これらの第１及び第２の受光レベルの差に基づ
いて煙が検出される。そして、受光レベルの差が基準レ
ベル以下に低下すると、火災と判定されて煙検出手段か
ら警報信号が出力される。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態を示す
感知器の構成図である。この感知器は、図２の感知器と
同様に、図示しない１対の感知器回線を介して受信機や
中継器に接続するための２つの端子１１ａ，１１ｂを有
しており、この感知器回線を介して受信機や中継器から
直流２４Ｖの電源の供給を受けるようになっている。端
子１１ａ，１１ｂには、発報回路１２及び定電圧回路１
３が接続されている。発報回路１２は、警報信号ＡＬＭ
に基づいて端子１１ａ，１１ｂ間を所定のインピーダン
スで短絡し、感知器回線に一定値以上の電流を流すこと
により受信機や中継器に警報を伝達するものである。定
電圧回路１３は、感知器回線を介して供給される直流２
４Ｖの電源から、感知器内部に必要な、例えば直流１０
Ｖの安定した電源電圧ＶＰを生成するものである。定電
圧回路１３は、入力端子Ｉ１，Ｉ２に印加される直流２
４Ｖの電圧の極性に拘らず、出力端子Ｇに接地電圧ＧＮ
Ｄ、出力端子Ｖに１０Ｖの電源電圧ＶＰを出力するよう
になっている。

【００１１】定電圧回路１３の出力端子Ｇ，Ｖには、発
光手段（例えば、発光回路）１４、受光手段（例えば、
受光回路）１５、及び検出制御回路２０が接続されてい
る。発光回路１４は、例えばＬＥＤ等で構成され、この
ＬＥＤから煙検出用の一定の輝度の基準光Ｌ１を出力す
るものである。発光回路１４には、基準光Ｌ１の発光を
一定周期でオン／オフ制御するための発光制御信号ＣＴ
Ｌが与えられている。発光回路１４は、発光制御信号Ｃ
ＴＬによってオン状態に制御されたときに、一定の輝度
の基準光Ｌ１を出力し、オフ状態に制御されたときに
は、この基準光Ｌ１の出力を停止するようになってい
る。

【００１２】受光回路１５は、例えばフォトトランジス
タ等で構成され、このフォトトランジスタに入射された
光のレベルに応じたアナログ電圧を出力するものであ
る。検出制御回路２０は、Ａ／Ｄ２１、レジスタ２２，
２３、発光制御手段（例えば、発光制御部）２４、イン
バータ２５、減算器２６、及び煙検出手段（例えば、煙
検出部）２７で構成されており、このＡ／Ｄ２１に、受
光回路１５から受光レベルに応じたアナログ電圧が与え
られている。Ａ／Ｄ２１は、アナログ電圧をディジタル
値の受光レベル信号ＲＬＶに変換するもので、この受光
レベル信号ＲＬＶが、レジスタ２２，２３に与えられる
ようになっている。

【００１３】発光制御部２４は、例えば３秒毎に２５μ
ｓ間、発光回路１４から基準光Ｌ１を発光させるための
発光制御信号ＣＴＬを生成するものである。発光制御信
号ＣＴＬは、発光回路１４に与えられるとともに、レジ
スタ２２に対するラッチ信号として与えられている。ま
た、発光制御信号ＣＴＬは、インバータ２５を介してレ
ジスタ２３に対するラッチ信号として与えられている。
レジスタ２２，２３の出力側には、減算器２６が接続さ
れている。減算器２６は、レジスタ２２，２３から与え
られる受光レベル信号ＲＬＶのレベル差ΔＬを算出して
出力するものである。減算器２６の出力側には、煙検出
部２７が接続されている。煙検出部２７は、減算器２６
から与えられたレベル差ΔＬに基づいて、発光回路１４
と受光回路１５間の光路上の煙を検出し、このレベル差
ΔＬが火災判定の基準となる基準レベルＡＬＶ以下に低
下したときに、火災に相当する煙が存在すると判定し
て、発報回路１２に警報信号ＡＬＭを出力するものであ
る。

【００１４】次に、動作を説明する。感知器回線を介し
て供給された直流２４Ｖから、定電圧回路１３で安定し
た１０Ｖの電源電圧ＶＰが生成され、発光回路１４、受
光回路１５、及び検出制御回路２０に供給される。これ
により、検出制御回路２０の発光制御部２４において、
３秒毎に２５μｓの割合でレベル“Ｈ”となる発光制御
信号ＣＴＬが生成され、発光回路１４、レジスタ２２、
及びインバータ２５に与えられる。発光制御信号ＣＴＬ
がレベル“Ｈ”のとき、発光回路１４は、オン状態に制
御され、基準光Ｌ１が出力される。基準光Ｌ１は、警戒
区域の空間を通って受光回路１５に入射される。受光回
路１５には、基準光Ｌ１以外に、部屋の照明や窓からの
外来光Ｌ２が入射されている。これにより、受光回路１
５では、基準光Ｌ１と外来光Ｌ２との合計の受光レベル
に応じたアナログ電圧が出力されてＡ／Ｄ２１に与えら
れる。アナログ電圧は、Ａ／Ｄ２１においてディジタル
値に変換され、基準光Ｌ１と外来光Ｌ２の合計の受光レ
ベルに対応する受光レベル信号ＲＬＶ１が出力される。
受光レベル信号ＲＬＶ１は、“Ｈ”のラッチ信号が与え
られているレジスタ２２に格納される。

【００１５】発光制御信号ＣＴＬがレベル“Ｌ”になる
と、発光回路１４はオフ状態に制御され、基準光Ｌ１の
出力は停止する。このため、受光回路１５への基準光Ｌ
１の入射はない。しかし、部屋の照明や窓からの外来光
Ｌ２は、そのまま受光回路１５に与えられるので、受光
回路１から外来光Ｌ２の受光レベルに応じたアナログ電
圧が出力されてＡ／Ｄ２１に与えられる。アナログ電圧
は、Ａ／Ｄ２１においてディジタル値に変換され、外来
光Ｌ２の受光レベルに対応する受光レベル信号ＲＬＶ２
が出力される。受光レベル信号ＲＬＶ２は、“Ｈ”のラ
ッチ信号が与えられているレジスタ２３に格納される。
レジスタ２２，２３にそれぞれ格納された受光レベル信
号ＲＬＶ１，ＲＬＶ２は、減算器２６に与えられてその
差が算出され、レベル差ΔＬが出力される。

【００１６】ここで、基準光Ｌ１の入射による受光レベ
ルをＬＶ１、外来光Ｌ２の入射による受光レベルをＬＶ
２、及び受光回路１５の内部雑音等による雑音レベルを
ＬＶＮとすると、受光レベル信号ＲＬＶ１，ＲＬＶ２
は、次のように表される。 ＲＬＶ１＝ＬＶ１＋ＬＶ２＋ＬＶＮ ＲＬＶ２＝ＬＶ２＋ＬＶＮ 従って、減算器２６から出力されるレベル差ΔＬは、次
のようになる。 ΔＬ＝ＲＬＶ１−ＲＬＶ２＝ＬＶ１ 即ち、減算器２６によって、外来光Ｌ２の入射による受
光レベルＬＶ２、及び受光回路１５等の内部雑音による
雑音レベルＬＶＮが除去されて、基準光Ｌ１の入射によ
る受光レベルＬＶ１のみが得られる。そして、減算器２
６で得られた基準光Ｌ１の受光レベルＬＶ１が煙検出部
２７へ与えられる。

【００１７】煙検出部２７において、受光レベルＬＶ１
が監視され、この受光レベルＬＶ１が基準レベルＡＬＶ
以下に低下すると、火災に相当する煙が存在すると判定
される。そして、煙検出部２７から発報回路１２に対し
て警報信号ＡＬＭが出力される。発報回路１２に警報信
号ＡＬＭが与えられると、この発報回路１２によって端
子１１ａ，１１ｂ間が所定のインピーダンスで短絡され
る。これにより、感知器回線に所定の短絡電流が流れ、
電源供給側の受信機や中継器で警報を検出することがで
きる。このように、本実施形態の感知器は、基準光Ｌ１
が出力された時の受光レベル信号ＲＬＶ１と、この基準
光Ｌ１が出力されていないときの受光レベル信号ＲＬＶ
２とのレベル差ΔＬを算出する減算器２６と、このレベ
ル差ΔＬに基づいて基準光Ｌ１の煙による減衰を監視し
火災発生を判定する煙検出部２７を有している。このた
め、外来光Ｌ２や受光回路１５等の内部雑音の影響を排
除することが可能になり、基準光Ｌ１の煙による減衰量
のみに基づいて、正確な火災判定を行うことができると
いう利点がある。

【００１８】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。この変形例としては、例
えば、次の（ａ）、（ｂ）のようなものがある。 （ａ） 検出制御回路２０では、発光回路１５から入力
されたアナログ電圧をディジタル値の受信レベル信号Ｒ
ＬＶ１，ＲＬＶ２に変換し、レベル差ΔＬを求めている
が、アナログ電圧のままで比較処理等を行うようにして
も良い。 （ｂ） 検出制御回路２０は、Ａ／Ｄ２１、レジスタ２
２，２３、発光制御部２４、減算器２６、及び煙検出部
２７等の複数の機能部で構成しているが、１つのＭＰＵ
を用いてこれらの機能を有するように構成しても良い。

【００１９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、一定周期で基準光をオン／オフして出力するため
の発光制御手段及び発光手段、並びに、基準光が出力さ
れたときの受光レベルと出力されていないときの受光レ
ベルの差に基づいて煙を検出する煙検出手段を有してい
る。これにより、受光レベルから外来光や内部雑音の影
響を除去することが可能になり、正確な火災判定ができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す感知器の構成図であ
る。

【図２】従来の感知器の構成図である。

【符号の説明】

１２ 発報回路 １３ 定電圧回路 １４ 発光回路 １５ 受光回路 ２０ 検出制御回路 ２４ 発光制御部 ２７ 煙検出部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 煙検出用の基準光の発光を一定周期でオ
   ン／オフ制御するための発光制御信号を生成する発光制
   御手段と、 前記発光制御信号によってオン状態に制御されたときに
   一定の輝度の前記基準光を出力し、該発光制御信号によ
   ってオフ状態に制御されたときには該基準光の出力を停
   止する発光手段と、 前記発光手段から出力されて警戒区域の空間を通って到
   達した前記基準光を受光し、その受光レベルを出力する
   受光手段と、 前記発光手段から前記基準光が出力されたときの前記受
   光手段における第１の受光レベルと、該発光手段から該
   基準光が出力されていないときの該受光手段における第
   ２の受光レベルとの差に基づいて、該発光手段と該受光
   手段の間の光路上の煙を検出し、該第１及び第２の受光
   レベルの差が火災判定の基準となる基準レベル以下に低
   下したときに警報信号を出力する煙検出手段とを、 備えたことを特徴とする減光式煙感知器。