JPS62115333A - 超微圧応答型多機能センサ−装置 - 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！？］ この発明は室内の安全監視用などに使用して好適なもの
で、例えば、室内の失火、不審者の室内侵入、生ガスの
漏れ等によって発生する室内の圧力変動を単一のセンサ
ーで検出することのできる超微圧応答型多機滝センサー
を使用した多機能センサー装置に関する。

［従来の技術］ 例えば、室内を安全に管理するには、室内に発生する少
なくとも次のような現象を把握する必要がある。

ａ、火災発生の検出 室内で火災が発生した場合には、これをいち１Ｖ＜検出
し、大きな災害にならないようにしなければならない。

ｂ、不審者の検出 不審者が室内に侵入した場合には、不審者の侵入をいち
早く検出し、不審者の室内物色を阻止し、被害額を最小
限に食い止める必要があり、またこのような場合には関
係機関にも早急に連絡をとる必要がある。

Ｃ１生ガスの検出 生ガスが必要量１に漏れると、人体に被害が出たり、ガ
ス爆発を誘発するので非常に危険である。このような場
合にも生ガスの発生を短時間に確実に検出する必要があ
る。

このような室内で発生する現象を検出するには、一般に
それぞれの計測目的に応じたセンサーを使用することが
多い。

上述の例では、火災検出用には火災検知用のセンサーが
使用され、不審者の室内侵入は赤外線検知センサーなど
が使用される。生ガス検出にはガス検知用のセンサーが
使用される。

［発明が解決しようとする問題点］ このように、従来では、検出目的に応じたセンサーを個
々に配して、必要とする情報をピックアップしている。

そのため、情報源が多いような場合には情報源の数だけ
センサーを設置する必要があり、その管理も大変である
。

さらに、これらのセンサーは室内の天井などに設置され
るものであるから、室内の現象の初期変動を即座には検
出することができない。

火災検知センサーはセンサーの周囲温度が所定の温度以
上に上昇しないと、火災の発生を感知できないからであ
る。従って、火災検知センサーが火災を検知したとき相
当に延焼しており、初期消火が困難なことは明らかであ
る。

火災発生の初期検出が何よりも望まれるとことである。

生ガスの流出の検出も、従来ではある程度具りのガスが
充満しないと、ガス流出を検出できないから、上述と同
様な欠点を有する。

また、このような場合、センサーの設置場所によっては
、室内で発生する一部の現象を確実には検出できない欠
点がある０例えば、第１図に示すような位置に赤外線セ
ンサーなどが設置されていると、０で囲まれる範囲以外
は室内の動向を検出できないので、検出領域に限界が生
ずるからである。

そこで、この発明ではａ微圧変動をも検出できる多機箋
型のセンサーを使用して室内などで発生する広範囲の圧
力変動を検出すると共に、単一のセンサーで上述した複
数の現象を同時に検出できるような多機能型センサー装
置を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 上述の問題点を解決するために、この発明では後述する
ａ微圧応答型のセンサーの特性を巧みに利用して、多機
能センサー装置が構成される。

すなわち、この発明に係る多ａ　ｆ＠センサー装置は、
検出室内の超微圧変動をコンデンサ型などの微圧センサ
ーで検出してこれを電圧分に変換し、このセンサー電圧
をｎ個の（ｎは整数）のフィルタに共通に供給すると共
に、ｎ個のフィルタの特性を夫々光らせることによって
、夫々のフィルタ特性で定まる周波数領域のａ微圧変動
分を電圧変動分として個々独立に検出するようにしたも
のである。

［作用］ センサーとして周知のコンデンサー型のセンサー或はエ
レクトレフト型のセンサーを使用する場合、これらいづ
れも圧力センサーとしてＪａｔｍし、その検出感度は高
感度で、超微圧から高圧まで検出することができる。

そのため、このセンサーを使用すれば、室内で生ずる超
微小な圧力変動を確実に検出することができる０例えば
、火災発生の初期状態は炎の発生が少ないので、炎の発
生による室内の圧力の変動も極く僅かであるが、僅かで
あっても室内の圧力は確実に変動している。

上述のセンサーを使用する場合、センサーの感度は０．
００１■Ｈ２０程度の圧力変動でもこれを確実に検出で
きる性ｔｍを有するので、上述のような火災の初期状！
息を的確に検出できるものである。

しかも、センサーの検出領域は静圧から動圧まで高範囲
なため、センサー出力を検出目的に応じてフィルタリン
グ処理すれば、夫々からは必要とする情報のみが出力さ
れるので、単一のセンサーを使用して複数の情報変化を
ピックアップすることができる。そのため、室内に配置
するセンサーは１個でよい。

このようにセンサー出力は多数の情報が重畳した状態で
得られることになるので、このセンサー出力を利用すれ
ば、多機能のセンサー装置を構成できる。

［実施例］ ｆｆ１２図はこの発明に係る超微圧応答型の多機ｆｌセ
ンサーを使用した多機能センサー装この一例を示す。

第２図において、１０は超微圧応答型の多機能センサ一
部である。

この例では、センサーとして、コンデンサー型圧力セン
サ−ｌを使用した場合であって、２は導電性の振動板電
極で、３は固定電極である。各電極から得られるセンサ
ー出力のうち、一方は加算器７に供給され、他方は温度
補償回路５に供給される。加算器７及び温度補償回路５
にはそれぞれ基準電圧源６から所定の基準電圧が供給さ
れ、周囲の温度変動によるセンサー出力の変動が除去さ
れる。従って、加算器７からは温度補償されたセンサー
出力が得られることになる。

さて、コンデンサー型のセンサーは、周知のようにその
測定圧力範囲は、±０．００１　ｍＨ２Ｏ〜±２０ｍ８
２０程度であり、その耐圧は、正圧が２０００ｍ　８２
０程度であり、負圧が５００　ｍ　Ｈ２０程度である。

また、このセンサーの分解能は、静圧はＤＣ〜１０Ｈｚ
（±０．００３　ｍＨ２０）程度までであり、動圧は、
ＩＯＨｚ　〜ＩＯＫ　Ｈｚ　（±０．０００２ｍＨ２０
）程度までである。

従って、センサ一部１０からは、超微圧から動圧までの
圧力変動が検出される。このセンサー出力は帯域制限用
のフィルター１１この例では、１０Ｋ　Ｈｚのローパス
フィルターに供給されて、センサー出力の帯域が制限さ
れる。帯域制限されたセンサー出力はｎ個のフィルター
に供給される。それに対応してｎ個の信号検出系が設け
られる。実施例では４個の信号系２０〜５０とされる。

第１〜第４の信号検出系２０〜５０は、センサーの配置
された室内の圧力変動のうち、必要とする圧力変動のみ
を検出するために設けられている。

第１の信号検出系２０は動圧現象を検出するためのもの
であって、第１のフィルター２１でセンサー出力のうち
、動圧現象、例えば、室内のｕ　１１１１出力を検出し
たい場合は音響出力の周波数領域のみをピックアップす
ることができるように、そのフィルター特性が選定され
る。音響出力でもその周波数領域は広いので、たとえば
、１０Ｈｚ以上の領域に含まれる出力を検出したい場合
には、ＩＯＨｚをカットオフ周波数とするバイパスフィ
ルター２１を使用すればよい。

この音響出力はアンプ２２を介して出力端子２３に導出
される。

第２の信号検出系３０は突発現象たとえば。

不審者が窓を開けて侵入するようなとき、窓の開閉を即
座に検出するための検出系である。このような突発現象
は室内に生ずる単位時間当りの変動圧を検出する必要が
あるために、上述とは異なった回路系に構成される。

まず、センサー出力は第２のフィルター３１に供給され
る。窓の開閉のような動作は一般にその周波数成分は３
Ｈｚ以下の周波数成分を有するセンサー出力となるので
、この例ではカットオフ周波数が３Ｈｚのローパスフィ
ルター３１が使用される。

フィルター出力は差動アンプ３２に供給されると共に、
サンプリングホールド回路３３に供給され、そのホール
ド出力が差動アンプ３２に供給されて、サンプリング前
後のフィルター出力の差、従ってセンサー出力の単位時
間当りの変動分が検出される。差動出力はアンプ３４を
介して出力端子３５に導出される。

サンプリングの周期は検出すべき突発現象によって異な
らされる。それは、全ての突発現象は同じ周期をもつ信
号とは限らないからである。

そのため、この例では端子３６に供給されるサンプリン
グ時間設定用パルスがレベル設定用の抵抗器ＲＬを介し
てホトカプラー３７に供給され、その出力でサンプリン
グホールド回路３３が駆動・される。

第３の信号検出系４０は、静圧及びこれに近い動圧現象
１例えば生ガスの流出や火災発生を検出するための回路
系であって、このように超微圧変動を検出するために、
フィルター４１としては０．１〜ＩＯＨｚを通過帯域と
するバンドパスフィルターが使用される。

フィルター出力は積分器４２で積分され、その出力がア
ンプ４３を介して出力端子４４に導出される。この出力
は低周波の積分出力である。

第４の信号検出系５０はリニア出力を得るためのもので
、フィルター１１の出力がアンプ５１を介して出力端子
５２にそのまま供給され、１０ＫＨｚ以下の全ての周波
数成分のフィルター出力が得られることになる。

従って、この出力端子５２からは全周波数成分のフィル
ターの他に、音響出力及び低周波の積分出力も同時に得
られることになる。

なお、上述の実施例は室内に発生する種々の圧力変動を
検出する場合の実施例を説明したため、動圧現象として
は音響、特に、音声出力を検出し、突発現象としては窓
の開閉を検出し、静圧現象としては生ガスの流出や火災
発生を検出することができる構成としたが、センサーの
設置場所が相違すれば、その設置場所で生ずるもろもろ
の圧力変動現象を容易に検出することができる。

そのため、動圧現象を検出することによって。

第１の信号検出系２０は、上述の盲１マイクロフォンの
他に超低周波応答型のマイクロフォン、振動ピックアッ
プ、地震ピックアップなどの検出手段として利用できる
。

同様に、突発現象を検出するための第２の信号検出系３
０は、上述の不審者の侵入検出手段として利用できる他
、センサーの前面を人間などが横切るような場合を検出
する横断検知手段、物体の落下検知手段、人体の接近感
知手段、電灯の点滅検知手段、室内の温度検知手段など
に応用できる。

静圧現象を検出するための第３の信号検出系３０は、生
ガス流出や火災発生の検出手段、すなわち微風圧の初期
検出手段として利用できる他に、液体の波圧検出手段、
気体あるいは液体の温度Ｗ１１：ｉ状態の検出手段など
に応用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発Ｉｌｌの構成によれば、外
部圧力の検出素子として、ａ微圧応答型のセンサーｌを
使用したので、センサー検出領域内の超微圧変動を静圧
から高周波領域まで、きわめて高精度に検出することが
できる。

特に、極く僅かな変動も確実に検出できるから、上述の
ようなセンサーとして使用する場合には、火災の初期発
生、生ガスの初期流出を正確に検出でき、災害の拡大を
未然に防１１−できる特筆すべき効果が得られる。

さらに、センサーの出力は静圧から動圧までの圧力変動
成分を同時に検出できるから、上述したように、動圧現
象を始めとして、突発現象や静圧現象に伴う圧力変動を
、単一のセンサーを使用して検出できる効果がある。そ
のため、従来のように検出目的に応じて複数のセンサー
を配し、そのセンサー出力を個々独立に処理する必要性
がなく、そのため、情報源が多いような場合にも情報源
の数だけセンサーを設置する必要がなく、その管理も容
易である。

また、センサーは圧力センサーであることから、赤外線
センサーのように検出領域が限定されない。

このようにセンサー出力は多数の情報が重畳した状態で
得られることになるので、このセンサー出力を使用目的
に応じて回路的に処理すれば、単一の超微用応答型のセ
ンサーを使用して、多機源のセンサー装置を構成できる
特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセンサーのよる検出動作の説明に供する
説明図、第２図は超微圧応答型の多ａ　ｆｌセンサーを
使用した多Ｊａ　ｆｆｆｉセンサー装置の一例を示す系
統図である。 ｉｏ壷拳拳多機能センサ一部 １・・・超微圧応答型多機滝センサー ２０．３０．４０，５０ ・―・第１〜第４の信号検出系

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、検出室内の超微圧変動をコンデンサ型などの微圧セ
   ンサーで検出してこれを電圧分に変換し、このセンサー
   電圧をｎ個の（ｎは整数）のフィルタに共通に供給する
   と共に、ｎ個のフィルタの特性を夫々異らせることによ
   って、夫々のフィルタ特性で定まる周波数領域の超微圧
   変動分を電圧変動分として個々独立に検出するようにし
   た超微圧応答型多機能センサー装置。 ２、変動する超微圧を、音波としてとらえた特許請求の
   範囲第１項記載の超微圧応答型多機能センサー装置。 ３、変動する超微圧を、単位時間あたりの変動圧として
   とらえた特許請求の範囲第１項記載の超微圧応答型多機
   能センサー装置。 ４、変動する超微圧を、静圧及びこれに近い動圧として
   とらえた特許請求の範囲第１項記載の超微圧応答型多機
   能センサー装置。