JPS6014399B2 - 物理的変化量の監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、所定の物理的変化量に応じて得られるアナ
ログ信号を遠隔受信して必要な制御処理を実行するため
の物理的変化量の監視装置に関する。

従来、遠隔地に設けられた端末感知部を集中監視する装
置としては、各感知部において所定の物理的変化に対応
したアナログ信号を得、そのアナログ信号を感知部に設
けられた信号送出装置を介して遠方に設けられた受信部
に直接伝送するというものであった。

この従来装置の欠点は、感知部に特別な信号送出装置を
必要とする点で、特に１つの受信部に複数の感知部を接
続する構成の場合、各感知部毎に信号送出装置を設けな
ければならず、装置全体として複雑高価になっている。
第１図は従釆の監視装置を火災監視設備を例にとって示
すもので、感知部Ｓは、火災時に於ける所定の物理的変
化、例えば煙、熱等を検出しその量（減光率、温度等）
に応じた電気信号を発生する検出部１、検出部１よりの
信号を所望のコード信号に変換する例えばＡ／○コンバ
ータを用いた変換回路２、コード化された信号を例えば
高周波信号に変換して送出する信号送出装置３をもって
成り、また受信部Ｒは感知部Ｓより送られて来た信号を
受信復元する受信装置４および信号を表示するための表
示装置５をもつて成る。第１図の従来例において明らか
な如く、所定の物理量に対応したアナログ信号は、変換
精度で決まる複数ビットのデジタルコードに変換されて
受信部Ｒに送出され、再びアナログ信号に変換されるも
のであり、感応部Ｓにおける変換回路２及び信号送出菱
層３、また受信部Ｒの受信装置４は監視すべき物理量の
精度要求に応じ複雑高価なものを使用しなければならず
、受信部Ｒに複数の感知部Ｓを専用線もしくは共通線を
介して接続する集中監視装置とした場合には、装置全体
としてのコストが莫大なものとなり、設備の稼動率を維
持するため多くの労力と費用を要するという欠点があっ
た。この発明の目的は、所定の物理的変化量に対応した
検出信号の直接的な伝送によらず、所定値を越える物理
的変化量に感応して電気信号を発生する感知手段の感度
を受信部より遠隔的に変更制御し、感知手段よりの信号
が所定の値を越える時点の感度変更制御信号の状態から
感知部の物理的変化量を受信部で電気信号として間接的
に取り出すことにより、感知部および受信部における信
号送受信装置を省略して装置の単純化を図り、併せて感
知部の感度試験の受信部において容易に行なうことので
きる取扱いに優れた経済性の高い物理的変化量の監視装
置を提供するものである。

以下に図面を参照してこの発明の望ましい実施例を説明
する。

尚、以下の実施例は主として火災時における物理的変化
、例えば健濃度、温度等を監視するための装置を例にと
るが「この発明は適宜の物理的変化の監視に適用され「
以下の実施例に限定されないことは勿論である。第２図
は、この発明の監視装置の基本構成を示すブロック図で
、第１図の従来例と同一部分は同一符号を付して示す。
まず感知部Ｓは、検出部亀の出力がある一定値を越えた
とき判別出力を生ずる比較回路６、この比較回路６の判
別出力に応じて受信部Ｒに対してオン・オフ信号を送出
するスイッチング回路から成る検出層号送出回路７、及
び受信部Ｒよりの感度変更制御信号により検出部１の出
力を増幅或は減衰するか、又は破線で示す如く比較回路
６の検出基準レベルを変更して感知部Ｓにおける所定の
物理的変化量の検出感度を連続的又は段階的に変更する
ための感度変更回路１０をもって成る。一方、受信部Ｒ
は、感知部Ｓの検出信号送出回路７よりオン・オフ信号
として伝送される検出信号を受信するための受信回路８
、感知部Ｓの感度変更回路１０１こ対し感度変更制御信
号、例えば電圧信号を一定周期で送出するための感度変
更信号発生回路９、受信回路８で感知部Ｓよりの検出信
号が得られた時点の感度変更信号発生回路９の出力から
感知部における温度、煙濃度等の物理量の状態を電気信
号として取り出す状態検出回路１１、及び状態検出回路
１１よりの検出出力を表示する表示装置５をもって成る
。尚、受信部Ｒの感度変更信号発生回路９より感知部Ｓ
の感度変更回路１０までの伝送線、及び感知部Ｓの検出
信号送出回路７より受信部Ｒの受信回路８までの伝送線
は、同一の伝送線を利用しても、又は各々別線としても
よい。次に、第２図の実施例について物理的変化量とし
て温度を検出する場合を例にとって、その動作を説明す
る。

感知部Ｓは、受信部Ｒの感度変更信号発生回路９の出力
信号により、検出部蔓の周囲温度が５０ｑ○以上となっ
たとき比較回路６の判別出力により検出信号送出回路７
が検出信号を発する様な感度にされているものとする。

感度変更信号発生回路９は、感知部Ｓに対する感度変更
制御信号として、出力電圧を直線一定勾配で変化させる
ためのスロープ電圧発生器又は出力信号の周波数を変化
させる発振器を内蔵し、電圧の大きさ又は周波数の変更
をもって感知部Ｓの感度を変更できる。現時点における
検出部１の周囲温度は２０？０にあるものとすると、こ
の２０ｑｏの温度を検出するために次の動作を行なう。

即ち、受信部Ｒの感度変更信号発生回路９を作動せしめ
、感知部Ｓの検出感度を徐々に上げ、５０００以下のい
ずれかの温度で検出信号を発生する様に検出感度を上げ
る。

こうして感知部Ｓの検出感度が徐々に上げられ、検出温
度が検出部１の周囲温度に等しい２０こ０になった時、
比較回路６が判別出力を生じ、これに応敷して検出信号
発生回路７が受信部Ｒに対し、オフからオン状態或いは
オンからオフ状態に切換わる検出信号を送出する。検出
信号を受信した受信部Ｒの受信回路８は、検出信号を状
態検出回路１１に伝え、状態検出回路１１は検出信号が
得られた時点の感度変更信号発生回路９の出力信号の状
態、即ち電圧の大きさ、検出信号が得られるまでの時間
的変化量から、感知部Ｒの周囲温度が２０℃であること
を電気信号として取り出し、表示装置５に表示させる。
同様の操作、即ち受信部Ｒの感度変更信号発生回路９に
よる感知部Ｓの検出感度変更制御を所定の時間周期で繰
り返すことにより、時々刻々の感知部Ｓの周囲温度を遠
隔的に知ることができる。この第２図の実施例による温
度監視は、第３図に示すこの発明の更に具体化された実
施例により明らかにされる。

尚、第３図において、第２図と同一部分は同一符号を付
して表す。検出部１は周囲温度を検出するため、例えば
サーミスタＲｚにより構成され、周知の如くサーミスタ
Ｒｚは温度が上昇するとその抵抗値が減少する感溢素子
で、この実施例では温度が上昇する程、検出部１の出力
電圧が減少する。

比較回路６は、受信部Ｒのスロープ電圧発生回路１２よ
り供給される電圧信号を比較基準として入力し、検出部
１の出力電圧がスロ−ブ鰭圧発生回路１２の出力電圧よ
り低くなったとき判別出力を生ずる電圧コンパレータか
ら成る。スイッチング回路７′は第２図の実施例におけ
る検出信号送出回路７に相当するもので、スイッチング
素子、例えばサィリスタ等を内蔵し、比較回路６の出力
によりスイッチング素子が駆動され、受信部Ｒのスイッ
チング検出回路８′に検出信号を送る。受信部Ｒのタイ
マー１３は一定時間ごとにパルスを発生し、スロープ電
圧発生回路１２のスロープ電圧発生周期を制御する。第
４図は第３図の実施例における各部の信号波形を示すタ
イマャート図で、スロープ電圧発生回路１２の出力スロ
ープが一定であるとすると、タイマー１３が出力パルス
を発生してからスイッチング検出回路８′が出力を発生
するまでの時間ｔと検出部１の周囲温度との間には、感
温素子としてのサーミスタＲｚの温度特性に依存した一
定の関係があるので、この関係に基づく演算回路を備え
る状態検出回路１１で時間ｔを検出することにより、検
出部１の温度を遠隔的に知ることができる。第５図は、
１つの受信部Ｒに対し複数の感知部Ｓ１，Ｓ２，・・・
・・・・・・を接続した、この発明の他の実施例を示す
。

図示の実施例では、受信部Ｒのスロープ電圧発生回賂１
２より送出される感度変更制御信号は、全ての感知部Ｓ
Ｉ，Ｓ２，・・・・・・・・・に対し共通の信号線で送
られ、各感知部Ｓ１，Ｓ２，・・・・・・・・・の感度
は同時に制御され、また各感知部Ｓ１，Ｓ２，……・・
・よりのスイッチング信号も共通の信号線で受信部Ｒへ
送られる様に接続構成される。このため、受信部Ｒによ
り各感知部Ｓ１，Ｓ２，……・・・に対する感度変更が
行なわれると、共通接続された各感知部Ｓ１，Ｓ２，・
・・・・…・のうち、最も周囲温度の高い箇所に設置さ
れている感知部が最初にスイッチング信号を発生するこ
とになるので、受信部Ｒでは感知部ＳＩ，Ｓ２，・・・
・・・・・・が設直された複数箇所のうちの最も高い温
度を検出することができる。即ち、第５図の実施例によ
れば、複数箇所における温度或いは煙濃度などの物理的
変化のうち、最大のものを検出することができ、このた
め火災報知設備或いはガス漏れ警報装置などの警報監視
装置に使用した場合、最も有効に監視機能を発揮できる
。また、各感知部Ｓ１，Ｓ２，・・・・・・・・・個々
に対しての温度、煙濃度などのアナログ量を検出したい
場合には、第６図に示す如く、各感知部Ｓ１，Ｓ２，・
・・・・・・・・からのスイッチング信号を受信部Ｒに
送る信号線を別々に設け、各検出信号線毎にスイッチン
グ検出回路を有するスイッチング検出部１４を受信部Ｒ
‘こ備えるか、第７図に示す如く受信部Ｒと各感知部Ｓ
Ｉ，Ｓ２，・・…・・・・との接続は第５図の実施例と
同様に共通接続すると共に、感知部ＳＩ，Ｓ２，・・・
・・・・・・毎に固有信号を割当て、この固有信号を送
出する固有信号送出回路１５を各感知部Ｓ１，Ｓ２，・
・・・・・・・・に付加することにより、受信部Ｒで各
感知部毎のアナログ量を個別に検出することができる。

以上の実施例は、温度検出を主として述べたが、この発
明はこれに限定されるものではなく、火災時の煙検出或
いはガス検出などのあらゆる物理的変化量を測定検出す
る場合を含むものであり、その一例として、次に煙濃度
を検出する場合を例にとって説明する。

第８図は、この発明の監視装置を煙濃度を検出する散乱
光式煙感知器として実現した場合の実施例を示す。

第８図に於て、感知部Ｓは、光源となる発光ダイオード
Ｄ１、鰹感知器に侵入した煙Ｉ９の濃度に依存した発光
ダイオードＤＩよりの散乱光を受光して電気信号に変換
するためのフオトダィオードＤ２、フオトダィオード○
２を流れる電流から鰹濃度に対応した検出電圧を取り出
す増幅器１６、抵抗Ｒ２とＲ３の分割電圧ＶＢを基準と
して増幅器１６の出力電圧を比較する電圧コンパレータ
１７、感知部Ｓにおける電源電圧を一定値に保つための
定電圧装置１８、及び受信部Ｒと感知部Ｓを接続する信
号線２０，２０′を定電圧装置１８の入力側で電圧コン
パレータ１７の出力による導通で短絡するためのスイッ
チング素子としてのトランジスタＴｒをもって成る。一
方、受信部Ｒは、電源２１、感知部Ｒの検出感度を変更
するためのスロープ電圧発生回路２２、トランジスタＴ
ｒの導通による信号線２０，２０′の短絡を検出するた
めの短絡検出回路２３、スロープ電圧発生回路２２のス
ロ−プ電圧発生周期を決めるパルスを送出するための第
１のタイマー２４、第１のタイマー２４の出力で起動及
びリセットされると共に短絡検出回路２３の検出出力で
停止される感知部ＳのトランジスタＴｒが導適するまで
の時間を取り出す状態検出回路としての第２のタイマー
２５、及び第２のタイマー２５の時間値に基づいて感知
部Ｓにおける煙濃度を表示するための表示装置２６をも
って成る。そこで、第８図の実施例における動作を、各
部の信号波形を示す第９図のタイムチャート図を参照し
て説明する。

受信部Ｒの第１のタイマー２４は一定時間周期でパルス
幅丁のパルスを送出する。このパルスの立上りで第２の
タイマー２５に対するリセットバルスが作り出され、続
く立下りでタイマー２５及びスロープ電圧発生回路２２
に対するスタートが行なわれる。スタ−トパルスで起動
されたスロープ電圧発生回路２２は所定時間勾配で感知
部Ｓに対する供給電圧Ｖ＾を減少させる。この供給電圧
Ｖ＾の減少は感知部Ｓの分割抵抗Ｒ２とＲ３による電圧
コンパレ−夕１７の基準電圧ＶＢの変化として表われ、
基準電圧ＶＢが増幅器１６の出力電圧、即ち煙濃度検出
電圧以下となった時点で電圧コンパレータ１７が判別出
力を生じ、トランジスタＴｒが導通されて、信号線２０
，２０′を短絡する。この短絡は受信部Ｒの短絡検出回
路２３で検出され、第２のタイマー２５を停止させる。

従つて、受信部Ｒにおける第２のタイマー２５のスター
トから停止までの計数時間しが感知部Ｓにおける鰹１９
の濃度に依存していることから、この時間りこ基づき煙
濃度が表示装置２６に示され、以下、上述の動作を繰り
返すことによって、時々刻々の感知部Ｓにおける煙濃度
を検出することができる。第１０図は、第８図の他の実
施例を示したもので、感知部Ｓの感度変更を周波数を利
用して行なうことを特徴とする。

尚、第８図の実施例と同一部分は同一符号を付してその
説明を省略する。即ち、第１０図においては、受信部Ｒ
にスロープ電圧発生回路２２の電圧出力を周波数の変化
に変換するＶ／Ｆ変換回路２８を設け、この出力を結合
コンデンサＣ２を介して短絡検出回路２３の入力又は出
力側に接続すると共に、感知部Ｓについては信号線２０
より結合コンデンサＣ３を介して伝送された周波数信号
を直流電圧に変換するＦ／Ｖ変換回路２７を接続し、こ
のＦ／Ｖ変換回路２７の出力を電圧コンパレータ１７の
基準電圧としたものである。そのため、スロープ電圧発
生回路２２の電圧変化が周波数の変化として感知部に送
られて再び電圧変化に逆変換されて電圧コンパレータ１
７の基準電圧を変化させることになるので、第８図の実
施例と同様にして感知部Ｓの感度を変更することで、煙
濃度を遠隔的に検出することができる。第１１図は感度
変更のため周波数を変化させる場合の他の実施例を示し
たもので、感知部Ｓにおける感度の変更を前述の実施例
の如く連続的ではなく段階的に変更することを特徴とす
る。

即ち第１１図の実施例において、スロープ電圧発生回路
は省略され、タイマー２４′は一定の時間周期で２段階
以上の感度変更を作り出すに必要なコード信号を周波数
信号発生回路３０‘こ与え、このコ−ド信号がコードビ
ットに対応した複数の周波数組合せコードとして感知部
Ｓの周波数信号受信回路２９に送られ、周波数信号受信
回路２９で変換されたコード信号によって半導体スイッ
チＳＷ，〜ＳＷ４を切換え、抵抗Ｒ４〜Ｒ７の組合せに
よって電圧コンパレータ１７の基準電圧を段階的に変え
、そのとき基準電圧が増幅器１６の出力電圧以下となっ
ていれば、トランジスタＴｒが導通して信号線２０，２
０′を短絡し、受信部Ｒの状態検出回路３１がタイマー
２４′より送出されているコード信号に対応した煙濃度
を表示装置２６に表示させる。

この実施例で得られる煙濃度は、段階的に変更される検
出感渡に応じて一義的に定まるため測定精度は下ること
になるが、煙濃度の度合を判別する検出感度を複数段階
に亘つて設定することができる利点を有し、且つ１回の
感度変更サイクルを前述の実施例に比べ短縮することが
できる。尚第８図〜第１１図の例はすべて感知部の感度
変更方法として、電圧コンパレータの基準電圧を変更す
る方法をとっているが、同様の信号を用いて増幅器１６
の帰還抵抗を変更し、したがって増幅器１６の増幅率を
変更するか、あるいは抵抗ＲＩの値を変更し、発光ダイ
オードに流れる電流を制御して発光量を変更するよう構
成しても良いことは勿論である。

抵抗値の変更は、第１１図に示したように半導体スイッ
チを使用し段階的に変更しても良いが、ＦＥＴ糖を電圧
抵抗変換素子として利用すれば連続的に変更することが
できる。以上の実施例は、感知部における所定の物理的
変化量を受信部で遠隔的に検出して表示する場合を例に
とるものであるが、第１２図に示す如く、受信部Ｒの状
態検出回路１１で得られたアナログ信号を、レベル判定
回路３２に与えて、予じめ設定された基準レベルを越え
た場合に警報回路３３を作動させて警報を発したり、或
いはアナログ信号に基づいて各種の演算を実行し、各周
辺機器の制御を行なう装置構成をすることが、この発明
の監視装置を用いることにより容易に実現することがで
きる。この発明の物理的変化量の監視装置は以上説明し
たように、受信部よりの感度変更制御信号により１又は
複数の所定の物理的変化量を検出する感知手段を備えた
感知部における物理量の検出感度を変え、感知部設置個
所における所定の物理量の現在状態に感応する感度に達
したとき、オン・オフ信号を検出信号として送出し、受
信部は感知部よりの検出信号が得られた時点までの感度
変更制御信号の変更時間、大きさ等から感知部における
所定の物理量をアナログ信号として間接的に取り出す装
置構成を備えたことにより、従来装置の如く検出された
アナログ信号を直接的に送出せず、オン・オフ信号とし
て受信部に送出することから、検出信号送受信装置を事
実上必要としなくなり、感知部および受信部における装
置構成を極めて簡単にすることができ、１つの受信部に
複数の感知部を接続する集中監視装置を構成しても経済
性に優れ、信頼性が高く、感知部に対する感度試験等の
保守も容易に行なうことができ、火災監視装置、ガス漏
れ監視装置などのあらゆる物理的変化量の検出監視につ
いて濠れた機能と高い利用‘性を発揮するものである。

尚、例えば温度を測定監視できることから、火災感知器
としての機能に加えて、火災発生後における延焼状態、
の監視が可能となり、消火計画を火災の状況に応じて実
施することができる所謂延焼監視装置又は煙濃度の測定
監視による緊急避難誘導システムの開発が可能となる。

図面の簡単な説明第１図はアナログ量を検出監視する従
釆装置を示すブロック図、第２図はこの発明の基本構成
を示すブロック図、第３図は第２図の具体的実施例を温
度検出について示すブロック図、第４図は第３図の実施
例における各部の信号波形を示すタイムチャート図、第
５図は複数の感知部を共通接続して、そのうちの最高温
度を検出するこの発明の他の実施例を示すブロック図、
第６，７図は複数の感知部で得られる個々の検出信号よ
りアナログ信号を個別に取り出すためのこの発明の他の
実施例を示すブロック図、第８図は煙濃度を検出する散
乱光式煙感知器を例とつたこの発明の他の実施例を示す
回路ブロック図、第９図は第８図の実施例における各部
の信号波形を示すタイムチャート図、第１０図は周波数
を利用して検出感渡を変更するこの発明の他の実施例を
示す回路ブロック図、第１１図は検出感度を段階的に変
更するこの発明の他の実施例を示す回路ブロック図、第
１２図は受信部で検出されたアナログ量に基づいて他の
周辺機器を制御するこの発明の他の実施例を受信部につ
いて示すブロック図である。

Ｓ，ＳＩ，Ｓ２，Ｓｎ・・・・・・感知部、Ｒ・・・・
・・受信部、１・…・・検出部、２・・・…変換回路、
３・・・・・・信号送出装置、４……信号受信装置、５
……表示装置、６・・…・比較回路、７・・・・・・検
出信号送出回路、８・・…・受信回路、９・・・・・・
感度変更信号発生回路、１０・・・感度変更回路、１１
・・・・・・状態検出回路、７Ｊ・・・・・・スイッチ
ング回路、８′・・・・・・スイッチング検出回路、１
２・・・・・・スロープ電圧発生回路、１３…・・・タ
イマー、１４・…・・スイッチング検出部、１５・・・
・・・固有信号送出回路、１６・・・・・・増幅器、１
７・・・・・・電圧コンパレータ、１８・・・・・・定
電圧装置、１９・・・・・・煙、２０，２０′・・・・
・・信号線、２１・・・・・・電源、２２・・・・・・
スロープ電圧発生回路、２３・・・・・・短絡検出回路
、２４・・・・・・第１のタイマー、２５・・・・．・
第２のタイマー、２６……表示装置、２７……Ｆ／Ｖ変
換回路、２８・・・・・・Ｖ／Ｆ変換回路、２９・・・
・・・周波数信号受信回路、３０・・・・・・周波数信
号送信回路、３１・・・・・・状態検出回路、３２・・
・・・・レベル判定回路、３３・・・・・・警報回路、
ＲＺ・・・・・・サーミスタ、Ｄ１・・・・・・発光ダ
イオード、Ｄ２・・・・・・フオトダイオ−ド、ＲＩ〜
Ｒ７・・・・・・抵抗、ＣＩ〜Ｃ３・・・コンデンサ、
Ｔｒ・・・・・・トランジスタ、ＳＷ，〜ＳＷ４・・・
・・・半導体スイッチ。

第１図 第２図 第３図 第１２図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 所定の物理的変化量に感応し該変化量が所定の値を
   越えたときオン・オフ検出信号を発する１又は複数の感
   応素子を備えた感知部と、該感知部における所定の物理
   的変化量の検出感度を遠隔操作して連続的に又は段階的
   に順次変更し、感知部を常に一旦強制作動せしめる感度
   変更制御部および前記感知部よりの検出信号受信時に対
   応する前記感度変更制御部の感度変更出力信号から感知
   部における所定の物理的変化量の値を取り出す状態検出
   回路部を備えた受信部とをもって成ることを特徴とする
   物理的変化量の監視装置。 ２ 複数の感知部に対する感度変更制御信号線および各
   感知部よりの検出信号線のそれぞれを受信部に共通接続
   すると共に、各感知部において所定の物理量を検出する
   ための感応素子を同一特性とすることで、物理的変化量
   のうち最大のものを受信部で検出する接続構成を備えた
   上記第１項に記載した物理的変化量の監視装置。 ３ 複数の感知部に対する感度変更制御信号線を受信部
   に共通接続すると共に各感知部よりの検出信号線を受信
   部に個別に接続して各感知部における物理的変化量の状
   態のそれぞれを監視する接続構成を備えた上記第１項に
   記載した物理的変化量の監視装置。 ４ 複数の感知部に対する感度変更制御信号線おおよび
   各感知部よりの検出信号線のそれぞれを受信部に共通接
   続すると共に、各感知部には検出信号に応動して固有信
   号を送出する固有信号送出回路を備えて、受信部で各感
   知部における物理的変化量の状態のそれぞれを監視する
   構成を備えた上記第１項に記載した物理的変化量の監視
   装置。