JPS5850282Y2 - 炎検出回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は火災時に発生する炎を検出して火災の発生を感
知する火災感知器に好適な炎検出回路に関するものであ
る。

従来、この種の炎検出回路として、炎の発する光を電気
量に変換する光電変換素子と、該光電変換素子からの出
力信号を炎のちらつきによる５〜２５Ｈ２の交流成分と
直流成分とに分ける手段とを備え、これらの交流成分と
直流成分とが所定のレベルに達したときに警報を発する
ようにしたものが知られている。

ところで、光の照度は光源からの距離の２乗に反比例す
るので、同一光源から、例えば１胤のところに比較して
Ｌｏｗのところでは、照度が”／１００となる。

従って、このように広範囲に亘る照度を検出するには検
出回路のダイナミックレンジを充分広いものとしなけれ
ばならない。

もしも上記した照度の範囲に対して検出回路のダイナミ
ックレンジが狭いときには検出回路が飽和することがあ
り、とくに直流成分のみによって飽和するときには交流
成分の検出ができず、警報を発することができない。

この交流成分は前記した如く５〜２５Ｈｚのみを検出し
て、パトロールカーの緊急灯、一般車輛のライト及びそ
の点滅等と前記炎の光とを区別するためのものであるか
ら、この交流成分が検出されないと警報は発せられない
。

上記した照度は光源の発光量によっても変化するもので
あり、例えば火災の広がり、燃焼物の種類、風速等によ
って大幅に変化し、とくにアルコール火災等においては
急激に明るくなることがあり、これらを考慮すると検出
回路のダイナミックレンジとして約６０ｄＢ以上必要と
なる。

第１図は上記した炎の照度が火災の広がりにより高くな
る様子を示すものであり、照度が検出回路の飽和レベル
Ｓａをこえると、第２図に示すように前記の検出回路に
おいて分離された交流成分は検出されなくなる。

本考案は検出回路のダイナミックレンジを前記の如く広
くすることなく、シかも近距離において急激に明るくな
る炎、及び監視範囲の最大距離における火災発生初期の
小さい炎のいずれをも検出して警報を発することができ
る炎検出回路を提供するものである。

一般に、光電変換素子として知られる太陽電池では、光
電流は光強度に比例しているので、短絡電流は光強度に
比例し、開放電圧は光強度に対して指数函数的に変化す
る。

第３図はこの状態を示す太陽電池の一般的な負荷特性で
あり、照度と光電流の関係が負荷抵抗（Ω）×有効受光
面積（ｍｄ）をパラメータとして示されている。

この第３図によれば負荷抵抗が小さければ光電流も大き
くとれるが、負荷抵抗を大きくすると光電流はある照度
から飽和レベルに達することがわかる。

第４図は従来の太陽電池を用いた光起電圧増幅型の回路
を示すものであり、Ｄは太陽電池、ＲＬはその負荷抵抗
、Ｒ１，ＲＮＦはアンプＡのゲインを制御する抵抗であ
る。

第５図は従来の短絡電流増幅型の回路を示すものであり
、Ｄは太陽電池、ＲＬは電流検出用のピックアップ抵抗
、Ａはアンプである。

上記第４図及び第５図の抵抗ＲＬが大きいときには前記
の如く低照度においても飽和する。

本考案では上記の抵抗ＲＬの値を入力信号、即ち照度の
大きなときには自動的に小さくなるように制御し、入力
信号の直流成分による検出回路の飽和を防止して前記し
た交流成分の検出を確実ならしめたものである。

以下に、本考案の一実施例を第６図について説明する。

第６図は電圧増幅型の回路を示すものであり、Ｄは太陽
電池等の光電変換素子、Ｒ１＊ ＲＮＦは増幅回路Ａの
ゲインを定める抵抗、１は抵抗Ｒ２とツェナーダイオー
ドＤＺよりなるレベル検出回路、２は負荷抵抗Ｒ３）
Ｒ４とトランジスタＱとよりなる負荷抵抗値制御回路で
ある。

太陽電池りに光が入射すると制御回路２の両端に起電力
を生じ、これが増幅回路Ａによって増幅され、出力を生
ずる。

この出力レベルがツェナーダイオードＤ２のツェナー電
圧以上になると、ツェナー電流が流れてトランジスタＱ
がオンになり、上記抵抗Ｒ４の両端が短絡され、負荷抵
抗は抵抗Ｒ３のみとなって抵抗値が下げられる。

この負荷の抵抗値が下げられることにより、検出感度が
低下して相対的に検出回路の飽和レベルは高くなり、比
較的高い照度のときでも前記した交流成分を充分に検出
することができる。

３は上記検出回路の出力に接続された交流アンプ、４は
直流アンプであり、上記交流アンプを経た交流成分は前
記したような５〜２５Ｈｚのバンドパスフィルター５を
介して制御回路６に人力される。

この制御回路６はアンドゲートとして動作し、上記バン
ドパスフィルター５と直流アンプ４とからの双方の入力
があると警報器７を作動せしめる。

上記したレベル検出回路１として電圧レベルを検出する
コンパレータを用いることもでき、又負荷抵抗値制御回
路２として上記コンパレータの出力により駆動され、出
力が零のときに自動復帰するサーボモータを内蔵した可
変抵抗器を有する回路を用いても実施できる。

感度を更に広い範囲で制御するにはトランジスタＱの活
性領域を利用し、増幅回路Ａの出力に応じてトランジス
タＱのコレクタ電流を制御するようにしても実施できる
。

第７図は電流増幅型の回路を用いた他の実施例を示すも
のであり、第６図と同一符号のものは同効のものを示す
。

第７図の場合にも第６図のものと同様にして入力信号が
大きいときにピックアップ抵抗となる負荷抵抗Ｒ４を短
絡することができ、交流成分の検出を確実ならしめ得る
。

第７図の場合にも上記したコンパレータ及び可変抵抗器
を用いることができ、又トランジスタＱの活性領域を利
用したものを用いることができる。

尚、上記第６図の負荷抵抗値制御回路２ではトランジス
タＱが用いられているが、この代りに第７図のようにＦ
ＥＴ Ｑ’ を使用しても同様の効果が得られる。

尚、第８図は光電変換素子としてｃｄｓを用いた他の実
施例を示すものであり、符号１，２は第６図のものと同
効のものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は従来の炎検出回路の特性図、第４図
及び第５図は従来の炎検出回路図、第６図は本考案の一
実施例を示す回路図、第７図及び第８図は本考案００縫
汎他の実施例を示す回路図である。 Ｄ、ｃｄｓ・・・・・・光電変換素子、Ａ・・・・・・
増幅回路、１・・・・・・レベル検出回路、２・・・・
・・負荷抵抗値制御回路、Ｒ３ｔ Ｒ４・・・・・・負
荷抵抗。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 炎の光を受けて電気量に変換する光電変換素子と、この
   電気量を増幅する増幅回路と、この増幅回路の出力レベ
   ルが所定値以上に達したことを検出するレベル検出回路
   と、この検出回路の出力により作動される負荷抵抗値制
   御回路と、該抵抗値制御回路の作動により抵抗値が可変
   される上記の光電変換素子に接続された負荷抵抗とを備
   え、上記光電変換素子における直流レベルの飽和を防止
   すると共に交流信号の検出を可能にしたことを特徴とす
   る炎検出回路。