JPS61148598A - アナログ式火災感知器 - 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、間欠的駆動により火災に伴なって発生する煙
、温度等の物理的現象の変化量をアナログ的に検出する
アナログ式火災感知器に関する。

（従来技術） 従来、光電式の煙感知器等にあっては、感知器自体に火
災の判断機能をもたせ、検出した煙濃度等が予め設定し
た閾値に達したとき、受信機からの信号線を低インピー
ダンスに短絡して受信機に発報電流を流す所謂オン、オ
フ型の火災感知器としてい葛。

ところが、オン、オフ型の火災感知器にあっては、固定
的に定めた閾値による火災判断であることから、火災の
早期発見と誤報の防止という相反するする２つの条件を
同時に満足することが困難であったため、近年において
は、受信機側に火災の判断機能をもたせ、火災感知器か
らは煙濃度等の火災現象の物理的変化量をアナログ的に
検出し受信機に送出するアナログ式火災感知器を使用し
た火災報知システムが考えられている。

一方、従来のオン、オフ型の煙感知器と同様に、アナロ
グ式の火災感知器にあっても、感知器消費電流の低減を
図るために間欠的に煙ａ度を検出して受信機に送出する
必要がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、アナログ式火災感知器を間欠駆動とした
場合、その発光期間は約０．２ｍｓと極僅かであるため
、受光出力をそのまま受信機に送っても受信機側での受
信判断が困難である。

そこで、発光期間を受信機側で受信判別可能な時間以上
に長くすることも考えられるが、発光期間を長くしたの
では消費ｉｉ流の低減を図るという本来の目的が損われ
る。

また、間欠駆動とした場合の別の問題として、発光駆動
に同期して受光回路側へ間欠的に電源を供給する構成を
とっているため、発光初期に対応した受光出力にはノイ
ズの混入が比較的多くみられ、受信機側での正確な火災
判断のためには受光初期のノイズ成分を確実に除去した
信号送出を行なうことが望まれている。

（問題点を解決するための手段） 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、発光期間を長くしなくとも受信機側での受信判
断が確実にでき、また間欠駆動の初期段階で受光信号に
混入するノイズを除去するよ−うにしたアナログ式火災
感知器を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は、間欠的に検出した煙
濃度等の火災発生に伴なう物理的現象の変化量、即ち検
出アナログ闇をパルス幅変換することを基本とし、更に
パルス幅変換したパルス信号と一定パルス幅の基準パル
ス信号とを比較して両パルス信号のパルス差を検出し、
このパルス差の検出で受光信号の初期段階に含まれるノ
イズ成分を除去し、最終的に検出パルス差に応じた信号
をホールド出力するようにしたものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロック図であ
る。

まず構成を説明すると、１は受信機であり、受信機１よ
り引き出された電源兼用信号線２とコモン線３の間に本
発明のアナログ式火災感知器４が１または複数接続され
る。

受信機１には受信部５、処理部６及び呼出制御部７が設
けられ、受信部５にはコモン線３側に設けた電流検出抵
抗ＲＯの両端を入力接続し、アナログ式火災感知器４よ
り送出される検出電流を電圧変換してアブ［ｌグ火災検
出信号を受信しており、また受信部５においてはマイク
ロコンピュータ等を用いた処理部６による火災判断の処
理のため、アナログ検出電圧をデジタル変換している。

処理部６は受信部５からのデジタル変換された火災検出
信号に基づいて予め定めたプログラム制御により火災を
判断し、火災を判断したときには図示しない警報手段に
火災警報を行なわせると共に、避難誘導、更には防火戸
や防排煙扉等の防災機器の制御を行なう。呼′出制御部
７は受信機１に接続された複数のアナログ式火災感知器
４を順次呼び出して火災検出信号を返送させるための呼
出ｔＩｌｌＩＩｌ（ポーリング）を行ない、この呼出制
御としてはアナログ式火災感知器毎に割り当てたアドレ
スコードを送出して呼び出ケ方式、若しくは所定のりｒ
コックパルスを出力し感知器側で予め定めたクロ・ツク
パルスの計数値が得られたときに自己の呼出しと判別し
て信号を返送する方式等適宜の呼出し方式が用いられる
。

次に、アナログ式火災感知器４の構成を説明づる。

アナログ式火災感知器４において、８は伝送制御回路で
あり、受信機１からの呼出しを判別し自己の呼出しを判
別したときに感知器検出信号を受信機に返送するための
応答時間を設定する応答時間設定パルスＰ１と、応答時
間設定パルスＰ１に同期して発光駆動パルスＰ２を出力
する。伝送制御回路１の発光駆動パルスＰ２は電流制限
用の抵抗Ｒ１を介して発光素子９に与えられ、発光素子
９は発光駆動パルスＰ２で定まる一定期間のあいだ発光
駆動される。また、発光素子９は図示しない感知器筐体
内の検煙室に設置され、この発光素子９からの光が直接
に入射しない位置には受光素子１０が設置され、受光素
子１０には発光素子９からの光の煙による散乱光が入射
虜る。勿論、発光素子つと受光素子１０を相対させ、煙
により減衰した光を受光素子１０に入射させてもよい。

受光素子１ｏは負荷抵抗Ｒ２と直列接続され、この受光
素子１０の受光回路には定電圧回路１１より一定電圧が
印加されており、受光素子１０は煙濃度に応じた散乱光
の入射を受けて受光電流を負荷抵抗Ｒ２に流し、負荷抵
抗Ｒ２の両端に煙濃度に応じた信号電圧を生ずる。負荷
抵抗Ｒ２の信号電圧として現れる受光出力はパルス幅変
換回路１２に入力され、受光信号の信号レベルに応じた
パルス幅に変換される。パルス幅変換回路１２より出力
される変換パルスＰ３はトランジスタ１３のベースに与
えられ、このトランジスタ１３のエミッタは基準パルス
発生回路１４の出力に接続される。基準パルス発生回路
１４は伝送制御回路８よりの応答時間設定パルスＰ１を
受けて一定時間幅の基準パルスＰ４を発生し、Ｈレベル
となる基準パルスＰ４が出力されている間トランジスタ
１３をカットオフ状態に保ち、パルス幅変換回路１２の
変換パルス出力Ｐ３によるトランジスタ１３のスイッチ
ング動作を禁止している。

このトランジスタ１３はパルス幅変換回路１２で得られ
た出力パルスＰ３と基準パルス発生回路１４からの基準
パルスＰ４とのパルス幅の差を検出するパルス差検出回
路としての機能を有する。

このパルス差検出回路としての機能を有するトランジス
タ１３のコレクタ出力は、インバータ１５で反転され、
ダイオードＤ１を介して抵抗ＲとコンデンサＣで成る充
放電回路に与えられ、コンデンサＣにはインバータ１５
より出力されるパルス信号Ｐ５のパルス幅に応じた信号
電圧の充電が行なわれ、コンデンサＣの充′ＲＮ圧はＦ
ＥＴ１６のゲートに与えられている。ＦＥＴ１６のゲー
トはダイオードＤ２により規定のバイアスを受け、コン
デンサＣの充電電圧に応じた出力電圧をドレイン抵抗Ｒ
３に発生し、このＦＥＴＩ　６の出力は感知器入力段に
設けた出力回路１７に与えられている。出力回路１７は
伝送制御回路８による応答時間内の所定のタイミングで
駆動され、ＦＥＴ１６の出力電圧に応じた信号電流を受
信機１からの電源兼用信号線２と］モン線３の間に流し
、受信機１にアナログ的に検出した火災検出信号、即ち
煙濃度に応じた信号電流を送出する。

次に、第１図の実施例の動作を第２図のタイミングチャ
ートを参照して説明する。

まず、時刻ｔ１で伝送制御回路８が受信機からの呼出を
判別すると、１１時間となる応答時間設定パルスＰ１と
１２時間となる発光駆動パルスＰ２を出力する。ここで
、応答時間設定パルスＰ１のパルス幅Ｔ１は、例えば数
ミリ秒であり、これに対し発光駆動パルスＰ２のパルス
幅Ｔ２は充分短い０．２ミリ秒程度となる。このように
、応答時間設定パルスＰ１及び発光駆動パルスＰ２が出
力された時刻ｔ１のタイミングにおける煙濃度が略零と
なる定常監視状態の煙濃度であったとすると、発光駆動
パルスＰ２による発光素子９の発光駆動で受光素子１０
には煙濃度が略零の状態で定常的に得られる散乱光が入
射し、この受光出力を受（プてパルス幅変換回路１２は
定常状態で固定的に定まるパルス幅Ｔ３のパルス幅変換
出力Ｐ３を生ずる。

一方、応答時間設定パルスＰ１を受けて基準パルス発生
回路１４がパルス幅Ｔ４の基準パルスＰ４を発生してお
り、この基準パルスＰ４のパルス幅Ｔ４は定常状態にお
けるパルス幅変換出力Ｐ３のパルス幅Ｔ３よりΔＴＯだ
け短いパルス幅に定められている。

従って、パルス幅変換回路１２より変換パルスＰ３が出
力されても基準パルスＰ４が発生している９４時間のあ
いだトランジスタ１３はカットオフ状態にあり、Ｔ４時
間が経過して基準パルスＰ４がなくなるとパルス幅変換
回路１２の出力Ｐ３に基づいてトランジスタ１３がスイ
ッチングし、この結果、トランジスタ１３はパルス幅変
換回路１２の変換パルスＰ３と基準パルスＰ４とのパル
ス幅の差、即らΔＴｏ　−Ｔ３−Ｔ４で与えられるパル
ス差の間スイッチングし、その結果、インバータ１５よ
りはトランジスタ１３がスイッチングしているパルス差
に応じた時間ΔＴｏの時間幅をもつパルス出力Ｐ５が得
られる。このインバータ１５のパルス出力Ｐ　°５によ
り抵抗Ｒ２を介してコンデンサＣが充電され、インバー
タ出力パルスＰ５のパルス幅ΔＴｏに応じた充電電圧Ｖ
Ｏが得られ、応答時間設完パルスＰ１で定まる一定時間
Ｔ１のあいだ、ＦＥＴ１６より出力回路１７にホールド
出力される。

従って、出力回路１７は伝送制御回路８よりの応答時間
内の所定のタイミングで与えられる送出パルスを受けて
動作し、ＦＥＴＩ　６からのホールド出力、即ちコンデ
ンサＣの充電電圧ｖＯに応じた信号電流を受信機１に送
出する。

ここで、出力回路１７による信号電流を４〜２０ｍＡと
した場合、第２図の時刻ｔ１における煙濃度が略零とな
る定常監視状態では、煙濃度が零であることを表わす４
ｍＡの信号電流を受信機に送出し、この信号電流はトラ
ンジスタ１３による検出パルス差に対応していることか
ら、トランジスタ１３における検出パルス差、即ちイン
バータ１５の出力パルス幅６丁と出力電流の関係を示す
と、第３図のグラフに示すようになる。

再び第２図を参照するに、時刻ｔ１から一定時間Ｔ１が
経過した時刻ｔ２に至ると、再び伝送制御１回路１８が
受信ＦＲ１の呼出しを判別し、前回同様に応答時間設定
パルスＰ１及び発光駆動パルスＰ２を出力する。

この時刻ｔ２のタイミングで、例えば火災発生によりあ
る程度の煙が感知器に流入していたとすると、煙濃度の
増加で受光素子１０に対する煙による散乱光が増加し、
負荷抵抗Ｒ２の受光電圧が増加することでパルス幅変換
回路１２は定常時のパルス幅Ｔ３に煙濃度の増加に応じ
た受光出力の増加分に相当するパルス幅６１分だけ加え
合ゼたパルス幅変換出力Ｐ３を生ずる。一方、トランジ
スタ１３をカットオフ状態に保つ基準パル７２４番よ一
定のパルス幅Ｔ４であることからトランジスタ１３は煙
濃度の増加に応じた変化分ΔＴの間スイッチングし、イ
ンバータ１５の出力パルスＰ５として定常監視状態から
の変化分６丁の時間幅をもつパルスが得られ、このΔＴ
に亘ってコンデンサＣが充電され、コンデンサＣには煙
濃度の増加分に応じた信号電圧Ｖが得られ、応答時間設
定パルスＰ１に基づく応答パルスＴ１の間、ＦＥＴｌ６
でホールド出力される。出力回路１７は所定のタイミン
グでコンデンサ充電電圧■に応じた４〜２０ｍＡの範囲
内となる信号電流を受信１１１に送出する。

このように第１図の実施例では、発光駆動パルスＰ２に
よる発光期間が０．２ミリ秒程度と短くても、抵抗Ｒ２
とコンデンサＣで成る積分回路及びＦＥＴ１６によるホ
ールド出力をもって受信機゛１側での受信判別に必要な
充分な信号出力期間を確保することができ、発光駆動パ
ルスＰ２による発光期間を長くする必要がないことから
、感知器の間欠駆動による消費電流の低減がそのまま図
られる。

一方、受光出力をパルス幅に変換するパルス幅変換回路
１２は、伝送制御回路８からの発光駆動パルスＰ２によ
る電流供給で行なっており、このため間欠駆動の初期段
階においては電源が安定しないことからパルス幅変換回
路の出力パルスＰ３にノイズが混入し易くなる。

しかしながら第１図の実施例にあっては、トランジスタ
１３における基準パルスＰ２とパルス幅変換出力Ｐ２と
のパルス幅の差を検出することで発光駆動の初期部分と
なるパルス幅変換出力Ｐ３が基準パルスＰ４により除去
されており、パルス波検出出力となるインバータ１５の
出力Ｐ５には発光駆動の初期段階の信号成分が含まれな
いことから、ノイズ成分の混入によるコンデンサ充電電
圧、の変動を確実に防ぐことができる。

第４図はパルス幅変換出力Ｐ３と基準パルスＰ４とのパ
ルス差を求める他の実施例を示したタイミングチャート
であり、第１図の実施例では第２図のタイミングチャー
トに示すように煙ａｍの増加に応じてインバータ出力Ｐ
５で与えられるパルス差を与えるバールス信号の時間幅
６丁も増加する比例関係にある場合を例にとったが、第
４図の実施例にあっては煙濃度の増加でパルス幅変換出
力Ｐ３のパルス幅が増加すると検出パルス差を与えるイ
ンバータ出力Ｐ５のパルス幅ΔＴが短くなるようにした
ことを特徴とし、第１図においてトランジスタ１３に入
力するパルス幅変換出力Ｐ８と基準パルスＰ４の接続を
入れ替えている。

即ち、第４図のタイミングチャートで圧力タンクえられ
る実施例にあっては、時刻ｔ１の定常監視状態における
煙濃度略零に対応したパルス幅変換出力Ｐ３のパルス幅
Ｔ３に対し基準パルスＰ４のパルス幅Ｔ４を大きくし、
定常監視状態で検出パルス差を与えるインバータ出力Ｐ
５がパルス幅ΔＴＯとなるようにしている。

このような基準パルスＰ４の設定により火災の発生で煙
濃度が増加した時刻ｔ２でパルス幅変換出力Ｐ３が斜線
で示す６１分だけ煙濃度の増加に応じてパルス幅が大き
くなると、基準パルスＰ４のパルス幅はＴ４と一定であ
ることから検出パルス差を与えるインバータ出力Ｐ５の
パルス幅はパルス変換出力Ｐ３のパルス幅の増加ΔＴに
応じてパルス幅が短くなるように変化する。

このようなインバータ出力Ｔ５に対する出力電流の設定
は、第５図に示すように時刻ｔ１の定常監視状態での最
大パルス幅ΔＴｏで出力電流４１Ａを送出し、煙Ｓ度の
増加に応じてインバータ出力Ｐ５におけるパルス幅の減
少に応じて出力電流４〜２０ｍＡの範囲で増加させるよ
うに構成する。

この第４図の場合にも、ノイズ成分が混入する間欠駆動
の初期段階の受光出力に基づいたパルス幅変換出力Ｐ３
は、インバータ出力Ｐ５で与えられるパルス差検出出力
からは完全に取り除かれており、間欠駆動の初期段階に
おけるノイズ発生の影響を受けることなく煙濃度に応じ
た信号電流を受信機に送出することができる。

尚、上記の実施例は煙濃度を検出する光電式煙感知器を
例にとるものであったが、本発明はこれに限定されず、
他の火災に伴う物理的現象の変化量、例えば温度やＣＯ
ガス濃度等をアナログ的に検出する間欠駆動方式をとる
火災感知器についてそのまま適用することができる。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、間欠的に検出
した煙ｍ度等の火災に伴う物理的現象の変化量、即ち検
出アナログ量をパルス幅変換】ることを基本とし、更に
パルス幅変換したパルス信号と一定パルス幅の基準パル
ス信号とを比較して両パルス信号のパルス差を検出し、
最終的に検出パルス差に応じた信号をボールド出力する
ようにしたため、間欠駆動における発光期間が極く僅か
であってもパルス幅変換後のホールド出力で受信判別可
能な期間に亘って受信機に火災検出信号を送出すること
ができ、アナログ式火災感知器であっても間欠駆動によ
る消費電流の低減を十二分に達成することができる。

また、検出アナログ量をパルス幅に変換すると共にパル
ス幅変換したパルス信号と一定の基準パルスとを比較し
て両パルス信号のパルス幅の差を検出し、この検出パル
ス差に応じた信号をホールド出力しているため、パルス
差の検出で間欠駆動の初期段階の受光出力に含まれるノ
イズ成分を完全に除去することができ、間欠駆動であっ
てもＳ／Ｎ比の高いアナログ火災検出信号を受信機に送
出することができ、受信機で精度の高いアナログ検出信
号が受信判別されることで正確な火災判断を行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロック図、第
２図は第１図の実施例の動作を示したタイミングチャー
ト、第３図は第１図の実施例における検出パルス差と出
力電流の関係を示したグラフ図、第４図は一本発明の他
の実施例によるパルス差の検出を示したタイミングチャ
ート、第５図は第４図のパルス差検出による出力電流と
の関係を示したグラフ図である。 １：受信機 ２：電源兼用信号線 ３：コモン線 ４：アナログ式火災感知器 ５：受信部 ６：処理部 ７：呼出制御部 ８：伝送制御回路 ９：発光素子 １０：受光素子 １１：定電圧回路 １２：パルス幅変換回路 １３：トランジスタ １４：基準パルス発生回路 １５：インバータ １６：ＦＥ工 １７：出力回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 火災の発生による周囲の物理的現象の変化量を検出し、
   間欠的に該変化量に応じたアナログ信号を出力する検出
   回路と、 該検出回路によるアナログ信号を信号レベルに応じた幅
   のパルス信号に変換して出力するパルス幅変換回路と、 前記検出回路の間欠駆動に同期して一定時間幅の基準パ
   ルスを発生する基準パルス発生回路と、前記パルス幅変
   換回路の出力パルス信号と前記基準パルス発生回路の基
   準パルス信号とを比較し、両パルス信号のパルス幅の差
   を検出するパルス差検出回路と、 該パルス差検出回路の検出パルス差をホールドして出力
   するホールド回路とを備えたことを特徴とするアナログ
   式火災感知器。