JPS5940707Y2

JPS5940707Y2 - 炎感知器

Info

Publication number: JPS5940707Y2
Application number: JP3088380U
Authority: JP
Inventors: 幸雄山内; 修三三ノ輪
Original assignee: ホーチキ株式会社
Priority date: 1980-03-10
Filing date: 1980-03-10
Publication date: 1984-11-19
Also published as: JPS56137293U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、火災時の炎から生ずる紫外線を検出して火災
信号を出力するようにした炎感知器に関する。

従来、この種の炎感知器としては、紫外線検出管により
炎から生じた紫外線を検出し、例えば第１図に示すよう
に、紫外線検出パルスによりタイマーを起動し、予め設
定したタイマーの動作時間Ｔの間に得られる検出パルス
の数を計数し、この計数値が所定値に達したとき火災警
報を発生するものが提案されている（特公昭５０−１６
７１９号）。

このような炎感知器によれば、火災以外の原因で発生す
る紫外線、例えばスイッチの断続時に発生するアークに
よるもの、或は自然界に存在する宇宙線などを検出して
も、これらの紫外線が単発的なものである限り、誤動作
を防止できるので、ある程度有効である。

ところが、感知器の設置場所によっては、火災以外の原
因により発生する紫外線のエネルギーが大きく、一時的
に多量の紫外線が検出器に入射することが考えられ、こ
のような場合には、たとえその持続時間が短かくとも、
上記の炎感知器では計数値が設定値に達してしまい、誤
報を発する恐れがある。

このような誤報を防止するためには、警報の発生に必要
な計数値を大きくすることも考えられるが、計数値を大
きくすると、実火災の際に警報を発するまでに時間がか
かり、動作遅れを生ずるという別の問題を生ずる。

會た、上記の炎感知器は、設定時間内に所定値以上の検
出パルスが得られないと火災警報を出力しないので、例
えば、第１図に示すように、火災初期の紫外線の発生が
微弱な状態では、設定時間内に計数値が設定値に達しな
いため、一度起動したタイマーは復旧してし１い、所定
時間内に設定値が計数される紫外線の発生状況に至って
から初めて火災警報を発することとなり、動作が不確実
になり易いという問題点ある。

本考案は上記に鑑みてなされたもので、火災による炎か
らの紫外線発生状態を適確に判断して火災を確実に検出
すると共に、火災以外の原因で発生する紫外線による誤
動作を防止するようにした炎感知器を提供することを目
的とする。

以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第２図は、本考案の一実施例を示した回路図である。

會ず構成を説明すると、受信機等から供給される電源を
定電圧化する電源回路１．２は２段のインバータにより
構威した無安定マルチバイブレータでなる発振回路、３
は発振回路２の発振パルスを微分して、そのパルス幅を
制御するパルス幅制御回路、４はパルス幅制御回路３の
出力パルスにより駆動されて約３５０ボルト程度の昇圧
電圧を発生するＤＣ−ＤＣコンバータを用いた昇圧回路
、５は昇圧回路の印加電圧で動作する紫外線検出管６を
備え、紫外線を検出したときに検出パルスを出力する紫
外線検出回路、７は検出パルスが印加される毎に所定時
間出力する再トリガ可能な単安定マルチバイブレータ回
路、８は単安定マルチバイブレータ回路Ｔの出力が継続
している時間を計測して所定時間継続したときに出力す
る計時回路、９は計時回路８が出力したときに作動して
火災警報を発するための火災信号を生ずる警報回路であ
る。

上記の紫外線検出回路５において、紫外線検出管６は、
火災時の炎から出る紫外から赤外に至る広い波長範囲の
光のうち、波長範囲が３００ナノメートル以下の紫外線
に対して応答する感度を有し、紫外線が入射したときの
光電子放出により電極間に放電を生じ、比較的低い動作
電流にてパルス幅の短かい検出パルスを出力する。

また、再トリガ可能な単安定マルチバイブレーク回路Ｔ
は、通常ＯＣＲ充放電によるものでも良いが、本考案で
は数秒程度の長い時定数を必要とするため、Ｄ−ＦＦ（
Ｄ−フリツプフロツプ）１０、ナントゲート１１、及び
設定カウント数ｎをもつカウンタ１２でなるデジタル的
な構成としている。

更に、計時回路８としては設定カウント数ｍ（但し、ｍ
＞ｎ）をもつカウンタ１３を用いており、警報回路９は
カウンタ１３のＨレベル出力でトリガして導通するサイ
リスタＳＣＲにより駆動される警報装置１４を設けてい
る。

一方、昇圧回路４は、増幅器１５、スイッチング用トラ
ンジスタＴｒ２、昇圧トランスＴｆ、整流ブリッジ１６
にて構成したＤＣ−ＤＣコンバータを有し、このＤＣ−
ＤＣコンバータに駆動パルスを供給するパルス幅制御回
路３は、発振パルスを微分するコンデンサＣ１と抵抗Ｒ
１とでなる微分回路と、微分パルスのパルス幅を制御す
るベース側に昇圧回路４の出力をツェナーダイオードＺ
Ｄを介して接続しているトランジスタＴｒｌを有する。

捷た、電源回路１は、トランジスタＴｒ３とツェナーダ
イオードｚＤｏとにより定電圧回路を構威し、その出力
を昇圧回路４の昇圧トランスＴｆの一次巻線に供給する
と共に、逆流阻止用のダイオードＤを介して他の回路部
へ供給し、各供給につきコンデンサＣ８，Ｃｏを備えて
いる。

次に作用を説明する。

１ず、本考案で重要なことは、単安定マルチバイブレー
タ回路７に設定している設定時間、すなわちカウンタ１
２の設定値ｎをどのような値に決めるかという点である
。

そこで、火災時の炎により生ずる紫外線の発生状況を実
験的に考察した結果、本願考案者等は、単安定マルチバ
イブレーク回路Ｔの設定時間を２〜８秒の範囲に決める
ことで、火災の確実な検出と、火災以外の原因による誤
報の発生が防止できるという知見を得た。

すなわち、この種の炎感知器は、特定の位置において火
災を検出する所謂スポット型の感知器と異なり、紫外線
の検出状況は、検出器と炎との距離により異なり、第３
図Ａに示すように検出距離が短いとぎ、例えば２ツート
ルとすると、検出パルスの発生周期は約２秒以下となる
。

また、検出距離が長くなると、第３図Ａに示すように検
出パルスの発生周期は長くなり、例えば５メートルとす
ると、約８秒以下となる。

そこで、炎感知器の実質的な監視距離からして、本考案
の単安定マルチバイブレータ回路による設定時間が２〜
８秒の範囲となるように、カウンタ１２の設定カウント
数ｎを決めるものである。

次に、上記のよ５に時間設定した単安定マルチバイブソ
ータ回路１の出力がどれだけ継続したときに出力するか
を決める計時回路８の設定時間、すなわちカウンタ１３
の設定カウント数ｍ（但し、ｍ＞ｎ）は、単安定マルチ
バイブレータ回路１の設定時間の２〜３倍となるように
決める。

このような計時回路８の設定時間は、火災以外の原因で
入射する紫外線の検出パルスによる出力継続を区別して
誤報を防ぐために重要である。

このように火災以外の原因に生ずる検出パルスとしては
、感知器の設置場所にかかわらず影響する宇宙線による
ものがあり、この宇宙線による検出パルスの発生を屋内
で観測してみたところ、１日当り数回から十数回宇宙線
によるものと思われる検出パルスの発生がみられ、その
発生周期は最も短かくて約３分であった。

そこで、上記の宇宙線による誤動作を確実に防止し、且
つ、火災の発生を速やかに検出するため、計時回路８の
設定時間を単安定マルチバイブレーク回路Ｔの設定時間
（２〜８秒）の２〜３倍に定めるものである。

次に、第２図の実施例の動作を第４図のタイムチャート
を参照して説明する。

捷ず時刻ｔ１で、火災以外の原因、例えば宇宙線により
紫外線検出回路５が検出パルスを出力したとすると、単
安定マルチバイブレーク回路７が作動して、設定時間Ｔ
ｎにわたり出力を生ずる。

しかし、設定時間Ｔｎ以内に検出パルスの出力がないの
で、Ｔｎ時間後に単安定マルチバイブレーク回路Ｔの出
力は無くなり、計時回路８は出力の継続が設定時間Ｔｒ
ｎに達しないので出力を生じない。

また、時刻ｔ２で、比較的強いエネルギーの紫外線によ
り検出パルスが集中して生ずると、単安定マルチバイブ
レータ回路７は検出パルス毎に再トリガされるが、同様
に設定時間Ｔｍに達しないため、計時回路８は出力しな
い。

次に、時刻ｔ３で火災が発生し、その炎による検出パル
スが発生したとすると、単安定マルチバイブレータ回路
Ｔは、設定時間Ｔｎに達する前に次々と再トリガされ、
その出力が継続するようになり、計時回路８が出力の継
続時間Ｔｍを計測したときに出力を生じ、警報回路９を
作動するようになる。

第５図は、単安定マルチバイブレータ回路Ｔの各部の信
号波形及び計時回路８のカウンタ１３の作動を示したタ
イムチャートである。

すなわち、時刻１．での検出パルスがトランジスタＴｒ
３を介してＤ−ＦＦＩＱのクロンク端子に加わると、出
力ＱがＬレベルからＨレベルに反転し、ナントゲート１
１の出力がＨレベルからＬレベルに転じ、カウンタ１２
のリセットを解除する。

このためカウンタ１２は発振回路２からクロンク端子Ｃ
Ｌに加わっている発振パルスの計数を開始する。

一力、Ｄ−ＦＦ１０の出力ｑが検出パルスの印加により
ＨレベルからＬレベルに転じることで、計時回路８０カ
ウンタ１３もリセットが解除され、同様に発振パルスの
計数を開始する。

計数を始めたカウンタ１２が設定カウントｎに達すると
、出力端ＮＫＨレベル出力を生じＤ−ＦＦＩＱにリセッ
トをかけ、初期状態に復旧させる。

Ｄ−ＦＦ１０の復旧により、その出力ＱはＨレベルとな
り、このためカウンタ１３にリセットがかけられ、カウ
ンタ１３は設定カウントに達する前にリセットされ、出
力を生じない。

次に、時刻ｔ３から火災による検出パルスが次次に印加
されると、同様にして計数を開始したカウンタ１２は、
検出パルスが加わる毎のナントゲート１１のＨレベル出
力により、設定カウントｎに達する前に次々とリセット
されて、その都度計数を開始するようになり、そのため
Ｄ−ＦＦＩＯにリセットをかける計数出力が得られない
ので、カウンタ１３は継続してリセットが解除されたま
１となっており、設定カウントｍに達したとき、出力端
ＮにＨレベル出力を生じてサイリスタＳＣＲをトリガし
、警報回路１４を駆動して、火災を知らせるようになる
。

第６図は、第２図の実施例におけるパルス幅制御回路３
による昇圧回路４の制御を示したタイムチャートであり
、電源を供給すると、ンエナーダイオードＺＤで設定し
た設定電圧ｖｚに至る！では、発振パルスを微分したそ
の筐１の制御パルスでＤＣ−ＤＣコンバータを駆動する
。

昇圧電圧が設定電圧Ｖｚを越えると、ノエナーダイオー
ドＺＤが導通し、トランジスタＴｒｌをオンして、微分
パルスのパルス幅を短かくし、設定電圧Ｖｚを保持でき
る程度の制御パルスでＤＣ−ＤＣコンバータを駆動
するようにし、昇圧電圧を設定電圧ｖｚに保つ。

検出パルスが発生すると、このときの動作電流で昇圧電
圧は低下し、再びパルス幅が元に戻るが、設定電圧ｖｚ
への到達で、再びパルス幅制御されたパルスによる駆動
に戻る。

このように、ＤＣ−ＤＣコンバータの駆動パルス幅を設
定電圧に昇圧したときに狭めるように制御して定電圧を
得るようにしているため、昇圧回路４の消費電流を低減
することができる。

以上説明してきたように、本考案によれば、紫外線の検
出パルスが生ずる毎に、所定時間を継続する出力を発生
し、この出力が所定時間継続したときに火災として検出
するように構成したため、火災以外の原因による単発的
な検出パルス、或は短時間に集中する検出パルスの発生
があっても、誤報を生ずることがなく、火災による炎で
発生した紫外線の検出パルスに対しては、その発生状況
を適確に判別し、且つ速やかに火災を検出することがで
きるという効果が得られる。

特に、検出パルスが発生する毎に再トリガする単安定マ
ルチバイブレータ回路の設定時間を実際の火災状況に合
せて設定し、且つ出力の継続を判別する設定時間を火災
以外の原因による検出パルスの発生を考慮して定めるよ
うにしているため、火災検出の信頼性が大幅に向上した
ものである。

會た、数秒を必要とする時間設定を確実にするため、再
トリガ可能な単安定マルチバイブレータ回路にデジタル
方式を採用したため、回路精度が向上し、更に、紫外線
検出管の印加電圧の安定化手段としてＤＣ−ＤＣコンバ
ータの駆動パルス幅を制御するようにしたため、消費電
流の節減を図ることができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の炎感知器の動作を示したタイムチャート
図、第２図は本考案の一実施例を示した回路図、第３図
は火災により発生する紫外線検出パルスの一例を示した
説明図、第４図は第２図の実施例における動作を示した
タイムチャート図、第５図は、第２図の実施例における
単安定マルチバイブレータ回路の動作を示したタイムチ
ャート図、第６図は第２図の実施例におけるパルス幅制
御回路ニよる昇圧動作を示したタイムチャート図である
。１−・・電源回路、２・・・発振回路、３・・・パルス
幅制御回路、４・・・昇圧回路、５・・・紫外線検出回
路、６−・・紫外線検出管、Ｔ・・・単安定マルチバイ
ブレータ回路、８・・・計時回路、９・・・警報回路、
１０・・・Ｄ−ＦＦ、１１・・・ナントゲート、１２．
１３−・・カウンタ、１４・・・警報装置、１５・・・
増幅器、１６・・・整流ブリッジ、Ｔｒ１＝Ｔ
ｒ３−・・トランジスタ、５ＣＲ−・・サイリスタ、
Ｃｏ、ｃ’０、ｃ１〜Ｃ４・・・コンデンサ、
Ｒｏ−Ｒ１３””抵抗、Ｄ−・・ダイオード、ｚＤｏ、
ｚＤ・・・ツェナーダイオード、Ｔｆ・・・昇圧トラン
ス。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）火災による炎から生ずる紫外線を検出して出
力する紫外線検出回路と、該紫外線検出回路が出力する毎にトリガされて所定時間
出力する再トリガ可能な単安定マルチバイブレーク回路
と、該単安定マルチバイブレーク回路が出力を継続している
時間を計測して所定時間以上継続したときに出力する計
時回路と、該計時回路の出力により火災信号を生ずる警報回路とか
らなることを特徴とする炎感知器。
（２）前記単安定マルチバイブレータ回路は、前記紫外
線検出回路の出力によりリセットを解除して計数を開始
すると共に、設定カウントに達するまでの間に紫外線検
出回路が出力したときには、それ曾での計数値をリセッ
トして再度計数を開始するカウンタ回路を用いたことを
特徴とする前記第１項記載の炎感知器。
（３）前記紫外線検出回路は、紫外線が入射したときに
パルス信号を出力する紫外線検出管と、該紫外線検出管
に昇圧電圧を印加するＤＣ−ＤＣコンハータトヲ有し、
該ＤＣ−ＤＣコンバータによる昇圧電圧が設定電圧を越
えたときに、ＤＣ−ＤＣ：７ンバータに供給する発振パ
ルス信号のパルス幅を制御して設定電圧に保つ定電圧手
段を設けたことを特徴とする前記第１項記載の炎感知器
。