JPS62215848A - 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かあ
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股（プられ、
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に所定のボー。

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（１１６えている。

一方、感知器には制御回路４、セン１ナー５、電流モー
ト出力回路６へ’　ｂｉｉｌえ、制０１１回路４　ｔｒ
ｉ　ｌｉｌ罰１１僧。

目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プリアンプ１０で増幅して検出信号
ＳＣを出力する。そして、プリアンプ１０よりの検出信
号ＳＣは第６図の電流モード出力回路６で電流信号に変
換されて受信殿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セン
サーからの検出信号レベルＳＣも比例して上界するよう
にしてあり、したがって該センサーの感度は一定に設定
されている。

したがって、第８図に示すように、煙）農度の低い範囲
Ａの検出を最適に行い１ｑ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Ａ　／　Ｄ　ｇ換器等の後段側装置のダイナミッ
クレンジやフルスパンを越えて検出信号ＳＣ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
、煙濃度に対する検出信号のレベル変化が小さくなり、
煙濃度か低い時には外部ノイズによる影響を受り＼゛）
リフなったり、Ａ／Ｄ変換器の分解能では精１哀良く検
出できなくなったりする問題が生ずる。

そこで、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温度と
高温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’Ｉ＋ｒｉする感知器を特定
の警戒領域に複数個設置したり、高分解能のＡ／Ｄ変換
器を用い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。

（問題を解決するための手段） 本発明はこのＪ：うな問題点に鑑みてなされたもので、
センサーの感度を物理的現象の変化（例えば、煙やガス
等の濃度をいう）に対し一定に設定するのではなく、該
物理的現象の変化に応じてセンサーの感度を変えると共
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Ａ／Ｄ変換器等の後段側装置のダイナミックレンジ
等を越えないように該センυ−の感度を設定することに
より、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有効に利用しつつ、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個の感知器を代表して説明する。

受信ｔＪ２０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１感知器の作動をポーリング方
式により制御りると共に、感知器より伝送されてきた検
出信号ＳＣ＠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は感知器からの検出信号ＳＣの信号
レベルを閾値と比較し、検出信号レベルが閾値内の範囲
を越えたとき判別信＠ＳＨまたはＳＬを出力する。

判別信＠ＳＨは、検出信号レベルが特定の閾値より上昇
した時に出力され、判別信号ＳＬは検出信号レベルが該
特定閾値より下がった時に出力される。この判別信号Ｓ
Ｈ，ＳＬにより、検出信号が該閾値を境にしてどの範囲
のレベルにあるかを判別することが出来るようになって
いる。

感度設定手段２３は感知器に設けられたセンサー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の感度を変える事かできるように、低２に度か
ら高濃度までを複数の）製度範囲に分割し、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５ｔ−（またはＳｌ−が出力されると、令息のセンサ
ー２６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
ヤーされるようにしておき、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ように構成し、感
度設定手段２３の該計数値を感度切換記憶手段２３ａが
記憶する。そして、この配慮された計数データを見るこ
とで、いＸｊ”　ＰＬ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）幾２０側で認識出
来るようになっている。したがつて、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的確に判別す
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ＳＡと感度設定データＳＢを含む制御信号
Ｓを所謂ポーリング方式により特定の感知器へ伝送する
。

一方、感知器には、受信機２０より伝送されてぎた制御
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ヘセンサー２６を起動する起動制御信号ＳＡ
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ＳＢで指定された
感度で作動させる。

センサー２６か出力した検出信号ＳＣは再び伝送制御手
段２４を介して受信Ｒ’　２０へ伝送され、レベル判別
手段２２ににり信号レベルが判別される。

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との関係を光センサーを用いた
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
図と共に説明する。

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ＱＳＣの出力レベルを示し、適宜の範囲で分割
された煙濃度範囲Ｌ１．Ｌ２．Ｌ３ｆｊＪにセンサー２
６の感度が変化するようになっている。これらの煙濃度
範囲Ｌ１．Ｌ２．Ｌ３の切換り点ａ１．ａ２を検出する
ために、それぞれ切換り点ａ１．ａ２にｄ３ける４検出
信号ＳＣのレベルＤ１．Ｄ２を比較検出するための所定
闇値をレベル判別手段２２にＪりられている。即ら、第
２図に示すように煙濃度範囲を３分１９１する場合、レ
ベルＤ１を検出する１コム１値Ｔ旧と、レベルＤ２を１
倹出する閾値Ｔｄ２を設定する。

感度設定手段２３に記・ｌされる感度設定データは、第
３図に示すように、煙濃度の範囲Ｌ１．Ｌ２、Ｌ３毎に
設定される。尚、夫々の感度Ａ１゜Ａ２．Ａ３は、第２
図に示すように、仝煙濃度範囲において検出信号ＳＣの
出力レベルが、Ａ／Ｄ変換器等の後段側Ｖｃ首のダイナ
ミックレンジやフルスパンＤ　Ｈを越えない範囲におい
て該ダイナミックレンジやフルスパンを充分に活用する
ことか出来るような１直に設定する。

例えば、光センサーを用いた散乱式感知器では、該ダイ
ナミックレンジやフルスパン内において、煙）農度か低
いと受光する光量も低下するので感度を上げ、一方、煙
濃度か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。

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、受信器２０からの制御信号Ｓを受
信し所定の起動制御信号ＳＡと感度設定データＳＢ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／ト１回路４１に保持された検出
信号を受信機２０へ伝送する送信部４２を面える。

光センサ−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及び出力特性補
正回路２７で構成されている。出力特性補正回路２７は
プリアンプ４８から出力される出力信号を入力し、第２
図に示ずように出力信号かレベルＤ１を検出する閾値Ｔ
ｄ１とレベルＤ２を検出する閾値Ｔｄ２を有しており、
閾値Ｔ旧を越える出力信号となったとぎ、出力信号を補
正して検出信号を引き続き同じセンサー出力値から出力
させるよう補正する。また、閾値Ｔｄ２を越える出力信
号となったときも同様に検出信号を引き続き同じセンサ
ー出力値から出力させるよう補正する。尚、出力特性補
正回路２７の一例としては閾値Ｔｄｌ又はＴｄ２を越え
る時、出力信号を検出信号変換するデープル表を設ける
ことにより実現できる。即ち、第２図に示ず特性を記憶
している。

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４つ、抵抗５０．５１と、
抵抗５１の接点Ｑをグランド嫡子へ接続する抵抗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１〜ラン
ジスタ５５を具痛している。

［ヘランシスタ４９には起動制御信号ＳＡか供給され、
１〜ランシスタ５３には感度設定データＳＢ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、“Ｌ　ｒｅレ
ベルの起動制御信号ＳＡが供給されてトランジスタ４９
がオンするのと同前に、トランジスタ５３に感度９Ω定
データＳＢにＪ：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で増幅して出力特性補正回路２７に出力信号を出
力し、出力信号は出力特性補正回路２７から検出信号Ｓ
Ｃ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へは大電流か供給されて発光量が
多くなり、センサーは感度Ａ１となる。

従って、僅かな煙濃度変化を大きな検出信号ＳＣ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弄し、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かレベ
ルＤ１となると、第１図に示すレベル判別手段２２が閾
値Ｔ旧に基づきこれを判別し、感度設定手段２３か次の
感度Ａ２にセンサー２６を設定すべく所定の感度設定デ
ータを出力し、感度切換記′巨手段２３ａはこの切換え
た情報（即ち、前記感度設定手段２３のアップダウンカ
ウンタの計数データ）と感度設定データを記憶する。

更に、煙濃度が上昇し検出信号ＳＣがレベルＤ２に達す
ると、レベル判別手段２２の閾値Ｔｄ２でこれを検出し
、感度設定手段２３は次の感度Ａ３を設定すべく特定の
感度設定データＳＢを出力し、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、
センサーの感度か切換ねる。

尚、以上の説明では煙濃度か次第に上界覆る場合の動作
を説明したが、次第に゛片１門度が低下１−る場合は１
．検出信号ＳＣのレベルがレベル判別手段２２０閥値Ｔ
ｄｌ、　Ｔｄ２より下がる毎に所定の感度Ａ３．Ａ２．
Ａ１に切換えられる。

以上の説明でセンサーから出力される検出信号ＳＣの出
力変化は、第２図の折れ線グラフのようになるか、従来
のセンサーの検出信号の特性（同図中の点線Ｘ１．Ｘ２
で示す）に比べて漫れた効果が得られる。即ち従来は、
広い範囲の煙）製度を検出しようとすると点ＦＱＸ２に
示すように全体的に感度が低下してしまい、一方、全体
的に感度を上げようとすると点線Ｘ１に示すように広い
範囲の煙濃度を検出することが出来なくなるか、この実
施例によれば、火災等を判別する上で重要な煙濃度範囲
においては感度を上げ、明らかに火災であることか判別
できるような場合には感度を下げるなどして感度を変化
させているので、広い煙濃度範囲にわたって確実できめ
の細かな火災判別等を行うことができる。

又、検出信号ＳＣをディジタル信号に変換する場合、高
解像度のＡ／Ｄ変換器を用いたのと同等の効果か得られ
実質的な価格低減化を図ることかできる。

尚、本実施例において、受信機２０に設けられた主制御
手段２１からの感度設定データ５Ｂによって変更してい
たが、出力特性補正回路２７でも閾値Ｔ旧及び閾値Ｔｄ
２を有するので受信部４０７’）ｔら駆動手段２５への
感度設定データＳＢの接続線に代えて、出力特性補正回
路２７と駆動手段２５とを接続し、出力特性補正回路２
７は閾（直Ｔ旧又はＴｄ２を越える出力信号が入力され
たとき、駆動手段２５に出力するようにしても同様に感
度設定デ゛−タを出カブることができる。即ち、感知器
自身でも感度変更か行なえる。

又、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の電流値を変えて該
トランジスタ５３のインピーダンスの変化で切換えるＪ
：うにしているが、これに限らず、接点Ｑの電１立を変
える手段であれは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Ｖ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しよい。

更に、プリアンプ４８の増幅率を設定するフィードバッ
ク抵抗を変えるようにしてもよい。

尚、第１図ないし第４図に示す実施例は、光センリーー
を用いた散乱光式の感知装置について説明したが、光セ
ンサーを用いた透過光式の感’１．１１　装置に適用す
ることもできる。この場合には、片）吠度が上昇するに
したか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ので、第３図に示す散乱光式
の感度設定と同様に、煙濃度の上昇に伴ってセンサーの
感度を下げるような感度設定データを感度設定手段２３
に設ける必要かある。

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、レベル判別手段２２と感度
設定手段２３を感知器に内蔵し、上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・ｎ手
段２３ａを受信機２０に設けた事を特徴とする。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
度切換記隠手段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か
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λ口器の接続
個数を増やすことができる。

尚、上記実施例は、光センサーを用いた煙感知装置につ
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かできる。

本実施例において、受信機と感知器との伝送を電流モー
ドで行なっているが、この伝送方式に限定されることな
く、一般的な例えばディジタルコード等で伝送しても良
い。

（発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、物理的現免の変
化に応じてアナログセンサーの感度を変えるようにした
ので、検出ずべき物理的坦象の変化を、後段側装置のダ
イナミックレンジを」−分利用して広い範囲に渡って検
出することができるようになり、検出精度の向上を図る
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ザ
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２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・臘手段 ２４：伝送制御手段 ２５：駆動手段 ２６：センサー ２７：出力特性補正回路 第２図 第３図 失イ？肩と

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、 上記物理的現象の変化に応じて上記アナログセンサーの
   感度を変える感度設定手段を具備したことを特徴とする
   感知装置。