JPS62157997A - 感知装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、物理的現象の変化を検出するアナログセンサ
ーからの検出信号に基づいて例えば火災やガス漏れ等を
感知する感知装置に関する。

（従来例） 従来、この種の感知装置は第６図に示すようなものがお
る。これは、光センサーを用いた散乱光式の煙感知装置
の一例であり、まず構成を説明すると、同図の２点鎖線
より左側に受信機、右側に複数の感知器が設けられ、夫
々の感知器と受信機の間は所定の伝送線路で接続され所
謂ポーリング方式により信号伝送が行なわれる。尚、同
図には１個の感知器を代表して示し、受信機も該感知器
に対応する機能だけを示している。

受信機には、感知器側へ作動制御信号を伝送する制御信
号送出回路１、感知器からの検出信号（アナログ信号）
をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２、制御信号
送出回路１に所定のポーリング方式による信号伝送制御
を行なわせると共に、Ａ／Ｄ変換器２からの信号を解析
して火災の有無等を識別するマイクロコンピュータ３を
備えている。

一方、感知器には制御回路４、センサー５、電流モード
出力回路６を備え、制御回路４は制御信号送出回路から
の制御信号を受信してセンサー５に煙濃度等の検出動作
を指示すると共に、該検出信号を電流モード出力回路６
へ転送し、該電流モード出力回路６は検出信号を電流レ
ベルの変化に変換してＡ／Ｄ変換器２へ伝送する。

第７図は、散乱光式のセンサー５の動作原理を示す説明
図であり、定電流源７の一定電流にて駆動される発光ダ
イオード８と、発光ダイオード８より放出され煙で散乱
・反射された光を受光するように並設されたフォトトラ
ンジスタ９を備え、発光ダイオード８とフォトトランジ
スタ９の前面の煙濃度を電気信号の変化として検出し、
これを一定増幅率の増幅回路１０で増幅して出力する。

増幅回路１０よりの出力信号は第６図の電流モード出力
回路６で電流信号に変換されて受信機へ伝送されるよう
になっている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の信号感知装置では、煙
濃度等の物理的現象の変化が上昇するにしたがって増幅
回路から出力される信号も比例して上昇するように、セ
ンサーの感度と該センサーから出力される検出信号を増
幅するための増幅回路の増幅率を一定に設定されている
。

したがって、第８図に示すように、煙濃度の低い範囲Ａ
の検出を最適に行い得るようにセンサーの感度を設定す
ると、煙濃度の僅かな変化でセンサーの検出信号レベル
が大きくなり（直線ａで示す）、該検出信号が供給され
る増幅回路等の後段側装置のダイナミックレンジを越え
て検出信号が逸早く飽和してしまう問題が生ずる。

一方、煙濃度の高い範囲Ｃの検出が最適となるようにセ
ンサーの感度を設定すると、同図の直線Ｃに示すように
、煙濃度に対するセンサー出力レベルの変化が小さくな
り、煙Ｓ度が低い時には外部ノイズによる影響を受けや
すくなる等の信頼性に問題が生ずる。

したがって従来はいわば妥協案として、直線すに示すよ
うな特性となるようにセンサーの感度を設定して低濃度
と高Ｓ度での検出精度を若干犠牲にするか、又は、感度
の異なる別個のセンサーを具備する感知器を警戒領域に
複数個設置する等の方法が講じられたが、経済的に負担
となる等の問題があった。

（問題を解決するだめの手段） 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、物
理的現象の変化（例えば、煙やガス等の濃度をいう）に
応じて最適な検出が行えるようにセンサーの感度を切換
えると共に、夫々の所定感度に設定されたセンサーから
の検出信号が増幅回路やＡ／Ｄ変換器等の後段側装置の
ダイナミック−５＝ レンジを越えないように該センサーの感度を切換えるよ
うにして、広い範囲にわたる物理的現象の変化に対し後
段側装置のダイナミックレンジを常に十分利用しつつ、
１個のセンサーでも検出精度を向上させることができる
ようにしたことを技術的要点とする。

（実施例） 第１図は本発明による感知装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

まず、構成を説明すると、受信機２０には特定のアドレ
スで指定された複数の感知器が共通伝送線路を介して並
設され、所謂ポーリング方式により夫々の感知器２９が
順次作動するようになっている。尚、ここでは１個の感
知器２９を代表して説明する。

受信機２０は、主制御手段２１、レベル判別手段２２、
感度設定手段２３と感度切換記憶手段２３ａを備えてい
る。

主制御手段２１は個々の感知器の作動をポーリング方式
により制御すると共に、感知器より伝送されてきた検出
信号を解析して火災等の物理的現象を判別する。

レベル判別手段２２は感知器２９からの検出信号の信号
レベルを２個の閾値と比較し、検出信号レベルが閾値内
の範囲を越えたとき判別信号ＳＨまたはＳＬを出力する
。

判別信号ＳＨは、検出信号レベルが上限の閾値を越えた
時に出力され、判別信号Ｓｌ−は、検出信号レベルが下
限の閾値を越えた時に出力される。

これにより、検出信号が上限闇値と下限閾値との間のレ
ベルにあることを判別出来るようになっている。

感度設定手段２３は感知器２９に設Ｃブられたセンサー
２６の感度を設定するための複数の感度設定データを記
憶している。例えば煙感知装置の場合、煙の濃度に応じ
てセンサー２６の感度を変える事ができるように、低濃
度から高濃度までを複数の範囲に分割し、夫々の分割範
囲毎に特定の感度を設定することができるように該感度
設定データを決めである。

感度設定手段２３は、レベル判別手段２２からの判別信
号ＳＨまたはＳＬにか出力されると、今迄のセンサー２
６の感度を変えるべく他の感度設定データを主制御手段
２１へ出力する。

そして、感度記憶手段２３ａは、どの濃度範囲に対して
いずれの感度設定データを出力したかを逐次記憶する。

例えば、感度設定手段２３はアップダウンカウンターを
備え、煙濃度が最も低いときに該カウンター内容がクリ
ヤーするＪ：うにしでおき、判別信号ＳＨが出力される
毎に１ずつカウントアツプし、逆に判別信号Ｓｌが出力
される毎に１ずつカウントダウンするにうに構成し、感
度設定手段２３の該計数値を感度切換記憶手段２３ａか
記憶する。そして、この記憶された８１数データを見る
ことで、いずれの煙濃度範囲に対しての感度でセンサー
２６が設定されているか受信ｍ２０側で認識出来るよう
になっている。

したがって、感知器２９からの検出信号の信号レベルが
Ａ／Ｄ変換器２を介して演算手段２７に入力され、演算
手段２７は感度切換記憶手段２３ａからの記憶された計
数データと、へ／Ｄ変換器２からのデータに基づき真の
データＤを演算する。

この演算手段２７から出力される真のデータＤに基づい
て火災の有無や火災の情況を判断することができる。

記憶された計数データと感度設定データに基づき、真の
煙濃度を逆算することにより、火災の有無や火災の情況
等を判別することが出来るようになっている。

そして、主制御装置２１は、センサー２６を起動させる
起動制御信号と感度設定データＳＢを含む制御信号Ｓを
特定の感知器２９へ伝送する。

−９＝ 一方、感知器２９には、受信機２０より伝送されてきた
制御信号Ｓを受信し、自己がアドレス指定されたことを
認識すると感知器２９内部の制御を行うようになってい
る。

即ち、伝送制御手段２４は自己アドレスを認識すると駆
動手段２５ヘセンザ−２６を起動する起動制御信号Ｓへ
と感度設定データＳＢを供給し、駆動手段２５は所定期
間中、センサー２６を感度設定データ３Ｂで指定された
感度で作動させる。

センサー２６が出力した検出信＠ＳＣは再び伝送制御手
段２４を介して受信機２０へ伝送され、レベル判別手段
２２により信号レベルか判別される。

ここで、レベル判別手段２２の閾値と、感度設定手段２
３の感度設定データＳＢとの関係を光レンサーを用いた
散乱光式煙感知器に適応した場合について第２図と第３
図と共に説明づる。

まず、第２図は横軸に煙濃度、縦軸にセンサー２６から
の検出信号出力レベルを示し、検出信号出力レベルＤＨ
，ＤＬはセンサー２６よりの検出信号レベルの上限と下
限を示すもので、出力レベルＤＨ以上のレベルになると
、該センサー２６よりの検出信号を増幅する増幅回路や
伝送系、Ａ／Ｄ変換器等の後段側装置のダイナミックレ
ンジを越えて飽和し、出力レベルＤＬより下がると雑音
等の影響を受けるものとする。そして、該レベルＤＨ，
ＤＬを判別する為の閾値がレベル判別手段２２に設けら
れている。尚、この実施例では、センサー２６からの検
出信号を直接判別するのではなく、増幅回路等で増幅し
た後、上記閾値と比較して行っている。

感度設定手段２３に記憶される感度設定データは、第３
図に示すように、煙濃度に応じて適宜の範囲毎に設定さ
れる。夫々の感度は、第２図に示すように、センサー２
６から出力される検出信号の出力レベルが、いずれの煙
濃度に対しても、上記ダイナミックレンジを充分に活用
することが出来るような値に設定されている。

例えば、センサーとして散乱式センサーでは、煙濃度が
低いと受光する光量も低下するので感度を上げ、一方、
煙濃度が高くなるにしたがって受光量も増加するので感
度を下げるように設定している。

そして、各感度で設定された範囲において煙濃度が変化
し、該感度ではダイナミックレンジを越える場合これを
レベル判別手段２２の閾値で判別し、感度設定手段２３
に記憶されている次の感度設定データＳＢに切換えるこ
とで、ダイナミックレンジを再び有効に利用することが
できるようになっている。

第４図は第１図の実施例の具体例を示す説明図である。

伝送制御手段２４は、受信幾２０からの制御信号Ｓを受
信し所定の起動制御信＠ＳＡと感度設定データＳＳを出
力する受信部４０、センサー２６からの検出信号ＳＣを
一時的に保持するＳ／Ｈ回路（サンプルアンドホールド
回路＞４１、Ｓ／Ｈ回路４１に保持された検出信号を受
信幾２０へ伝送する送信部４２を備える。

センサー２６は、発光ダイオード４３、受光トランジス
タ４４、受光トランジスタ４４の出力端子に接続される
抵抗４５．４６とコンデンサ４７で構成される高域フィ
ルタを介して接続するプリアンプ４８で構成されている
。

駆動手段２５は、電源端子とグランド端子間に直列接続
するＰＮＰ型のトランジスタ４９、抵抗５０．５１と、
抵抗５１の接点Ｑをグランド端子へ接続する抵抗５２及
びＮＰＮ型のトランジスタ５３と、接点の電位に応じて
発光ダイオード４３に所定電流を供給するための電流源
を構成するバッファアンプ５４及びＰＮＰ型のトランジ
スタ５５を具備している。

トランジスタ４９には起動制御信＠Ｓ△が供給され、ト
ランジスタ５３には感度設定データ３Ｂが供給されるよ
うになっている。

かかる構成の具体例の動作を説明すると、ｒｉ　Ｌ　Ｔ
ルーベルの起動制御信＠ＳＡが供給されてトランジスタ
４９がオンするのと同時に、トランジスタ５３に感度設
定データＳＢによる所定の電流が供給されると、トラン
ジスタ５３のインピーダンスと抵抗５２及び抵抗５１に
より接点Ｑの電位が設定され、感度設定データＳＢに応
じた一定電流が発光ダイオード４３に供給される。この
発光ダイオード４３より放出された光の散乱光を受光ト
ランジスタ４４で受光し、高域フィルタを通しプリアン
プ４８で増幅して検出信号ＳＣとして出力する。

まず、火災等が発生していない場合、第２，３図に示す
煙濃度の低い時の感度設定データＳＢが供給されるので
、発光ダイオード４３へは大電流が供給されて発光量が
多くなり、センサーの感度が」二げられる。

従って、僅かな煙濃度変化を大きな検出信号で検出する
ことが出来、火災等の予測を行う上で極めて効果がある
。

次に、火災等により煙濃度が上昇し、散乱光の量が上昇
してプリアンプ４８より出力される検出信号ＳＣのレベ
ルが高くなると、第１図に示すレベル判別手段２２が閾
値に基づきこれを判別し、感度設定手段２３が次の感度
にセンサー２６を設定すべく所定の感度設定デー・りを
出力し、感度切換記憶手段２３ａはこの切換えた情報と
感度設定データを記憶する。この場合には、第３図に示
すように、感度を下げるための感度設定データを出力す
る。

更に、煙濃度が上昇すると検出信号ＳＣのレベルが上昇
するので、同様に、レベル判別手段２２と感度設定手段
２３により、感度を下げるような感度設定データＳＢが
出力され、夫々の感度設定データＳＢに応じたトランジ
スタ５３のインピーダンス変化でもって、感度切換が行
なわれる。

尚、煙濃度が低下する場合は、レベル判別手段２２の下
限閾値で検出し、次の低濃度範囲における感度設定デー
タでもってセンサー２６の感度が切換えられる。

このような感度切換により、検出信号ｓｃはプリアンプ
４８以後に接続する後段側装置のダイナミックレンジを
有効に利用して、きめの細かな火災感知を行うことがで
きる。

尚、この具体例では、感度を切換えるのにトランジスタ
５３に供給する感度設定データＳＢの電流値を変化させ
ることで該トランジスタ５３のインピーダンスを変化さ
せて切換えるようにしているが、これに限らず、例えば
抵抗５２と１〜ランジスタ５３が直列接続する図示の回
路と同様に、他の抵抗とトランジスタからなる複数の回
路を更に抵抗５１に並列接続し、それらの抵抗値を所定
の感度に対応して設定しておき、感度設定データＳＢに
より所定のトランジスタをオン・オフ制御するようにし
てもよい。即ち、接点Ｑの電位を変える手段であればい
ずれも適用できる。

又、抵抗５２とトランジスタ５３を接点Ｑとグランド端
子との間に接続せず、抵抗４５に並列に設け、後段側装
置へ供給される検出信号の電圧を相対的に切換えること
で感度の切換えを行ってもよい。

更に、増幅器４８の帰還抵抗を変えて増幅率を変化させ
てもよい。

尚、第１図ないし第４図に示す実施例は、センサーとし
て散乱光式の感知装置について説明したが、センサーと
して透過光式の感知装置に適用することもできる。この
場合には、煙濃度が上昇するにしたがって透過光量が減
少し、受光トランジスタからの出力信号レベルが減少す
る。したがって、煙の無い時の光量に対する変化が増大
することになる。この場合、第３図に示す散乱光式の感
度設定と同様に、煙１賭度の上昇に伴ってセンサーの変
化量に対する感度を下げるような感度設定デ゛−タを感
度設定手段２３に設（プればよい。

第５図は他の実施例を示すブロック図である。

上記実施例と相違する点は、レベル判別１段２２と感度
設定手段２３を感知器に内蔵し、下記実施例における感
度設定手段２３の切換情報を記憶する感度切換記憶手段
２３ａを受信機２０に設（プた事を特徴とする。したが
って、感度設定手段２３からの感度設定データＳＢは直
接に駆動手段２５へ供給され、伝送制御手段２４から感
度切換記憶手段２３ａへは感度切換が行なわれたことだ
けを伝送するようにしている。

この実施例によれば、伝送信号の情報量を減らすことが
できるので、受信機２０から感知器を制御するための所
謂ポーリング方式の実施か容易となり、感知器の接続個
数を増やすことができる。

＝　１８− 尚、上記実施例は、センサーとしての煙感知装置につい
て説明したが、これに限らず他のアナログセンサーにも
広く適用することができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、物理的現象の変
化の程度に応じてセンサーの感度を切換えると共に、夫
々の所定感度に設定されたセンサーからの検出信号が後
段側装置のダイナミックレンジを越えないように該セン
サーの感度を切換えるようにしたので、検出すべき物理
的現象の変化が広い範囲にわたっても後段側装置のダイ
ナミックレンジを常に十分利用することができ、検出精
度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による感知装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図は第１図の実施例における煙濃度とセンサ
ー出力の関係を示す説明図、第３図は第１図の実施例に
おける煙濃度とセンサーの感度との関係を示す説明図、
第４図は第１図の実施例の具体例を示す説明図、第５図
は他の実施例を示すブロック図、第６図は従来の感知装
置の一例を示すブロック図、第７図は従来のセンサーの
原理を示す説明図、第８図は従来の問題点を示す説明図
である。 ２０：受信機 ２２ニレベル判別手段 ２３：感度設定手段 ２３ａ：感度切換記憶手段 ２４：伝送制御手段 ２５：駆動手段 ２６：センサー ２９：感知器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 物理的現象の変化を検出するアナログセンサーと、該ア
   ナログセンサーからの検出信号を処理する後段側装置を
   備える感知装置において、 該アナログセンサーからの出力信号の信号レベルが該後
   段側装置のダイナミックレンジ範囲内にあることを判別
   し、該ダイナミックレンジを越えると判別信号を出力す
   るレベル判別手段と、該レベル判別手段より判別信号が
   供給されると、上記アナログセンサーの感度を上記物理
   的現象の変化に応じて切換制御する感度設定手段とを具
   備したことを特徴とする感知装置。