JPS60186994A - 火災感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、火災による物理的現象の変化、例えば煙濃度
等をアナログ的に検出し、この検出信号をデジタル信号
に変換して受信機に伝送するようにした火災感知器に関
する。

（従来挟薄、） 従来、アナログ的に検出した火災による物理的現象の変
化、例えば煙濃度に対応した電圧信号をデジタル信号に
変換して受信機に伝送する火災感知器としては、例えば
第１図に示すようなものが一般に知られている。

第１図において、１は受信機、２は火災感知器であり、
火災感知器２には、発光駆動回路３、発光ダイオードを
用いた発光素子４、ビンフォトダイオード等を用いた受
光素子５、アンプ６、サンプルホールド回路７、Ａ／Ｄ
コンバータ８及び伝送制御回路９が設げられ、受信機１
からポーリングによる呼出しを受けると第２図の信号波
形図に示すように、まず発光駆動回路３が発光素子４を
駆動してパルス光を検煙領域に照射し、その散乱光が受
光素子５に入射して電気信号に変換され、アンプ６から
煙濃度に応じた信号レベルをもつアンプ出力が得られる
。このアンプ出力はサンプルホールド回路７でピークレ
ベルが検出され、Ａ／Ｄコンバータ８で所定ビット数の
デジタル信号に変換した後に伝送制御回路９によりディ
ジタル信号を例えばシリアル伝送で受信機１へ送るよう
にしている。

しかしながら、このように従来の火災感知器においでア
ナログ信号をデジタル信号に変換して受信機に伝送づる
場合には、アンプ、サンプルホールド回路及びＡ／Ｄコ
ンバータの各回路を必ず必要としていたため、感知器回
路がｆ２雑となり且つ非常に高価になる。

即ち、Ａ／Ｄコンバータはピット数が増加すると極端に
高価となり、高精度なアナログ検出信号のデジタル伝送
がコスト的に困難であり、またＡ／Ｄ変換のための基準
電圧にも高い精度が要求され、一方、サンプルホールド
回路は高いインピーダンスが要求されることから回路構
成が複雑化するという問題があった。

（発明の目的） 本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、コスト的に安価で簡潔な回路構成によりアブログ
信号を高精度でデジタル信号に変換して受信機に伝送で
きるようにした火災感知器を提供することを目的とする
。

（発明の構成） この目的を達成するため本発明は、受信機からのポーリ
ングで呼出されたときに感知器回路を起動して火災検出
手段で火災による物即的現象の変化、例えば煙濃度を検
出してアナログ電圧として出力し、この出力電圧を電圧
−パルス幅変換手段によって電圧レベルに応じたパルス
幅に変換した後にパルス幅に亘って高速クロックをパル
スカウンタで計数し、パルスカウンタの計数出力を受信
機にディジタル伝送するようにしたものである。

（実施例） 第３図は本発明の基本構成を示したブロック図である。

まず構成を説明すると、１は受信機であり、受信機１に
本発明の火災感知器１０が信号線接続され、火災感知器
１０は受信機１からのポーリングによる呼出しを受ける
毎に感知器回路を起動してアナログ的に検出した火災検
出電圧をディジタル信号に変換して受信機１に伝送する
ようにしている。

この火災感知器１０において、１１は受信機１からのポ
ーリングによる呼出しを受ける毎に発光素子１２を駆動
する発光駆動回路、１３はピンフォトダイオード等を用
いた受光素子であり、この実施例においては検煙領域に
対する発光素子１２からの光による煙の散乱光を受光素
子１３に入射させる散乱光方式をとっている。１４は電
圧−パルス幅変換手段であり、散乱光方式を採ることが
ら煙濃度に応じて増加する受光索子１３の受光出力、即
ちアナログ検出電圧を基準電圧１ｌｉｉｉ１５の基準電
圧Ｖｒと比較し、アナログ検出電圧の電圧レベルに応じ
たパルス幅をもつパルス信号を出力する。１６はパルス
カウント回路であり、電圧−パルス幅変換手段１４より
出力されるパルス信号のパルス幅に亘ってクロック回路
１９から出力される高速クロックパルスをｄ１数し、パ
ルス幅に応じた計数出力を例えばバイナリコードとして
出力Ｊる。１７は伝送制御回路であり、受信機１からの
ポーリングによる呼出しを受けて自己のアドレスを判別
したときに発光駆動回路１１、クロック回路１９及び電
圧−パルス幅変換手段１４に起動信号を出力し、パルス
カウント回路１６よりのディジタル計数出力をシリアル
データに変換して受信１ｆｉｌに伝送する回路機能を有
する。

第４図は第３図に示した本発明の火災感知器の具体的（
２回路構成を示したもので、発光駆動回路１１及び伝送
制御回路１７は第３図と同じであるが、電圧−パルス幅
変換手段１４及びパルスカウント回路１６について具体
的な回路構成を示す。

まず、発光素子１２からの光の煙による散乱光を受光す
る受光素子１３は、抵抗Ｒ４と直列接続され、受光素子
１３と抵抗Ｒ４との接続点をコンデンサＣと抵抗Ｒ３で
なる微分回路を介してコンパレータ２１の正入力端子に
接続しており、コンパレータ２１の負入力端子には抵抗
Ｒ１とＲ２の分圧による基準電圧Ｖｒが与えられている
。コンパレータ２１の出力はアンド回路１８の一方に入
力され、アンド回路１８の他方にはクロック回路１９の
出力が接続され、クロック回路１９は例えば５００ＫＨ
ｚ〜ＩＭＨ２の高速クロックパルスを発生する。アンド
回路１８の出力はパルスカウンタ２２に入力され、コン
パレータ２１の１」レベル出力でアンド回路１８が許容
状態となっている間、クロック回路１９よりの高速クロ
ックパルスを入力して計数する。

更に、発光駆動回路１１、クロック回路及びコンパレー
タ２１を一定時間作動する手段として単安定マルチ２０
が設けられ、１１安定マルチ２０は伝送制御回路１７で
受信機からのポーリングによる呼出しを受【）で自己の
アドレスを判別したときに起動され、一定時間、発光駆
動回路１１、クロック回路１９及びコンパレータ２１を
作動する。

また、クロック回路１９の出力は伝送制御回路１７にも
与えられており、伝送制御回路１７はクロック回路１９
からの高速クロックパルスに同期してパルスカウンタ２
２の計数出力、即ちディジタル出力をシリアルデータに
変換して受信機に伝送する回路機能を有する。

次に、第５図の信号波形図を参照して第４図の実施例の
動作を説明する。

受信機１からのポーリングににる呼出しを受けて伝送制
御回路１７が自己のアドレスを判別す“る毎に単安定マ
ルチ２０がトリガされ、１１１安定マルチ２０は一定時
間幅の駆動パルスを発光駆動回路１１に出力し、且つ駆
動パルスに同期してコンパレータ２１及びクロック回路
１９に一定時間のあいだ電源供給を行なう。このため、
発光駆動回路１１により発光素子１２が駆動パルスの立
−Ｆがりに同期して駆動され、パルス光を検煙領域に照
射し、検煙領域の煙濃度に応じた散乱光が受光素子１３
に入射する。

平常時にあっては受光素子１３に対する散乱光は極く僅
かであるため、発光素子１３の入射光に応じて抵抗Ｒ４
に流れる受光電流■１も小さく、コンデンサＣと抵抗Ｒ
３でなる微分回路を介してコンパレータ２１に出力され
る受光出力は第５図に示すように、発光駆動パルスの立
上がりに同期した一定の電圧レベルから急速な傾きをも
って出力レベルが下がる電圧波形となる。この受光出力
を更に詳細に説明するならば、平常時にあっては受光電
流１１が小さいとから抵抗Ｒ３に発生する電圧は第５図
の示づように小さい。これに対し煙ｌＩ麿の増加で受光
素子１３に対する散乱光が増加したときには、受光電流
■１が増加し、第５図の火災時について示Ｊように受光
出力のレベルが高く、同じ傾きをもって減少する波形と
なる。

このような、コンパレータ２１の正入力端子に対する受
光出力は抵抗Ｒ１とＲ２の分圧による基準電圧■ｒと比
較され、受光出力が雄Ｑ！電圧Ｖｒを上回っている間、
コンパレータ２１はＨレベル出力を生ずる。このコンパ
レータ２１のＨレベル出力によりアンド回路１８が許容
状態となり、りＯツク回路１９からの高速クロックパル
スをパルスカウンタ２２に供給し、コンパレータ２１が
Ｈレベル出力を生じている時間幅に口ってパルスカウン
タ２２は高速クロックパルスを計数する。

即ち、コンパレータ２１において受光素子１３に入射す
る散乱光に応じた受光電流１１の内の電流Ｉ２でコンデ
ンサＣを充電し、この充電後（発光終了後）に抵抗Ｒ３
とＲ４の放電で１りられる微分されたアナログ検出電圧
の大きさに応じたパルス幅への変換が行なわれ、このパ
ルス幅に亘ってアンド回路１８の許容状態を作り、パル
ス幅に応じた数の高速クロックパルスの計数をパルスカ
ウンタ２２で行ない、アナログ検出電圧をディジタルデ
ータに変換する。

パルスカウンタ２２の計数出力は、例えばバイナリコー
ドとして伝送制御回路１７に出力され、伝送制御回路１
７による高速クロックパルスに同期した制御でパルスカ
ウンタ２２より出力されたバイナリコードを受信機にシ
リアル伝送する。

尚、上記の実施例は火災検出手段として散乱光方式によ
る煙ａｍの検出を例にとるものであったが、本発明はこ
れに限定されず、煙ｍ度に応じたアナログ検出出力を生
ずるイオン化式煙検出手段あるいは火災温度を検出する
温度セン勺を用いてもよい。

（発明の効果） 以−Ｌ説明１ノできたように本発明によれば、受信機か
らのポーリングで呼び出されたどきに、感知器回路を起
動して火災検出手段で火災による物理的現象の変化、例
えば煙濃度を検出してアナログ電圧として出力し、この
出力電圧を電圧−パルス幅変換手段によって電圧レベル
に応じたパルス幅に変換した１凝に、パルス幅に亘って
高速クロックパルスをパルスカウンタで計数し、パルス
カウンタの計数出力を受信機にディジタル伝送するよう
にしたため、従来、アナログ出力をディジタル伝送しよ
うとする場合にはサンプルホールド回路及びＡ／Ｄコン
バータを必要としたが、本発明にあっては、サンプルホ
ールド回路及びＡ／Ｄコンバータのいずれも必要とせず
、電圧−パルス幅変換手段としてのコンパレータ及び高
速クロックパルスを計数するパルスカウンタで演むこと
から回路構成が大幅に簡略化され、コストの大幅な低減
を図ることができる。

また、煙濃度等の火災検出出力の変化がパルス幅の変化
として得られるため、火災検出信号の増幅に使用するア
ンプに係わる問題、即ち回路の発振やノイズに関する問
題がなく、回路設計及び調整が極めて簡単となる。

更に、パルス幅に応じてパルスカウンタで計数する高速
クロックパルスを水晶発振器で発生することにより、極
めて正確なアナログ信号のディジタル変換を行なうこと
ができ、ディジタル信号のピット数をりＯツクパルス発
振周波数を高めることで筒中に実現して変換精度を高め
ることができ、ビット数を増加してもそれほどコストア
ップとならない利点を有する。

更に、コンパレータ以後の回路は全てディジタル回路で
構成されるため、感知器回路の集積化を容易に図ること
ができる。

更にまた、火災検出手段として出力電圧の大きいイオン
化式煙検出手段を用いた場合には、コンパレータの入力
段に設ける微分回路の充電時定数を選ぶことによりアン
プ回路を不要とすることができ、イオン化式煙検出手段
の出力をコンパレータに直結することができる。加えて
コンパレータの入力段に設ける微分回路の充電カーブを
調整することにより、アナログ火災検出出力の特性カー
ブを適宜に修正することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示したブロック図、第２図は第１第の
従来例の動作を示した信号波形図、第３図は本発明の基
本構成を示したブロック図、第４図は本発明の具体的な
実施例を示した回路ブロック図、第５図は第４図の動作
を示した信号波形図である。 １：受信機 １０：火災感知器 １１コ発光駆動回路 １２：発光素子 １３：受光素子 １４：電圧−パルス幅変換手段 １５：基準電圧源 １６：パルスカウント回路 １７：伝送制御回路 １８：アンド回路 １９：クロック回路 ２０：単安定マルチ ２１：コンパレータ ２２：パルスカウンタ Ｒ１−Ｒ４：抵抗 Ｃ：コンデンサ 特許出願人　ホーチキ株式会社 代理人　弁理士　竹　内　進 千Ｍ：　’？ｆ曾Ｎ　−＋、Ｆ　Ｖ’ｆ　（自発）昭和
６０年２月６日 火災感知器 ３、補ｊＥをする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京部品用区Ｆ大崎二Ｔ’　Ｉ］１０雷／１３号
名称　（３４０）ホーチキ株式会桓 ４、代理人 住所　東京都港区西新橋三丁目１５番８号西新橋中央ビ
ル４階 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細なｈ羨ツ及び図面７、補正の内容 （１）明細書第１０頁第２行目「小さいとから」を［小
さいことからＪに補正する。 （２）明細ｍ第１０頁第３行目［小さい。Ｊを「低下す
る。」に補正する。 （３）明細ｍ第１０頁第７行目［同じ傾きをもってＪを
「ゆっくりと電圧が」に補正する。 （４）明細書第１１頁第２〜３行目［充電し、この充電
後・・・Ｒ４の放電で１を「充電し、この充電Ｃ１に補
正づる。 （５）図面中、第５図を別紙のとおり補正する。 第５　図　補正図面 ｍ−「１−ｍ−」−Ｔｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 受信機からのポーリングで呼出される毎に作動して火災
   による物理的現象の変化をアナログ電圧で出力する火災
   検出手段と、 該火災検出手段の出力電圧をパルス幅に変換するｔｌｉ
   ＩＩニーパルス幅変換手段と、該電圧−パルス幅変換手
   段の出力パルス幅に回って高速クロックパルスを計数す
   るパルスカウンタと、 該パルスカウンタの計数出力を受信機ヘディジタル伝送
   する伝送手段とを備えたことを特徴とする火災感知器。