JPS62235547A - 減光式煙感知器 - Google Patents

減光式煙感知器

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JPS62235547A
JPS62235547A JP61079434A JP7943486A JPS62235547A JP S62235547 A JPS62235547 A JP S62235547A JP 61079434 A JP61079434 A JP 61079434A JP 7943486 A JP7943486 A JP 7943486A JP S62235547 A JPS62235547 A JP S62235547A
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smoke
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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、煙検出用の受光素子と補償用の受光素子を備
えた減光式煙感知器に関する。
（従来技術） 従来、煙検出用受光素子と補償用受光素子を備えた減光
式煙感知器としては、例えば第４図に示すものが知られ
ている（特開昭５２−５２３９４号）。
第４図において、１は煙検出用受光素子であり、煙が流
入する検煙空間を通ってくる発光素子からの検出光Ｌ２
を受光する。また２は補償用受光素子であり、検煙空間
を通らずに光ファイバー等により発光素子から送られた
基準光Ｌ１を受光する。
煙検出用受光素子１と補償用受光素子２の受光出力は差
動増幅回路３に入力され、両者の差に応じた信号出力を
得るようにしている。
このような補償用受光素子２を備えた減光式煙感知器に
あっては、検煙領域に煙の流入がない定常状態で受光素
子１，２に入射する基準光Ｌ１及び検出光Ｌ２による各
受光出力が一致するように光量を調整しておくと、定常
監視状態で差動増幅回路３の出力は零となっており、こ
の状態で発光素子の劣化もしくは温度変動により発光量
が減少しても、基準光Ｌ１及び検出光Ｌ２は発光量の減
少に応じて変化するため差動増幅回路３の出力は常に零
に保たれており、検煙空間に煙が流入して検出光Ｌ２の
光量が減少したときにのみ煙量に応じた差動出力を得る
ことができる。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の補償用受光素子を備え
た減光式煙感知器にあっては、検煙°領域に煙の流入が
ない定常状態で補償光Ｌ１が規定値で且つＬｌと検出光
Ｌ２の光量を一致するように調整しておかないと、発光
素子の劣化あるいは温度変動による発光量の減少が起き
たときに煙の流人による差動出力が変る。
即ち、第５図に示すように、基準光Ｌ１と検出光Ｌ２の
光量が煙の流入によって異なった場合、差動増幅回路３
からは光量の差（Ｌｌ−１２＞に応じた差動出力を生ず
る。そして、この状態で発光素子の発光量が減少して基
準光Ｌ１が１１ａに、また検出光Ｌ２が１２ａに低下し
たとすると、差動増幅回路３の出力も（Ｌｌａ　−１２
ａ　＞に応じた大きざに減少するので、感度の劣化を生
じ、みかけ土煙の濃度が減少したように誤った出力を呈
する恐れがあった。
そのため設置時の初期調整は勿論のこと、定期的に基準
光Ｌ１が常に規定値で且つ検出光Ｌ２との間に差が出な
いように調整する必要があり、このための調整作業が繁
雑であった。
更に、従来の減光式煙感知器にあっては、検煙空間に流
入した煙による光の減衰を大きくするため、発光素子と
受光素子の設置間隔は通常１メ一トル程度の長い検煙距
離が必要であり、反射ミラーを使用した多重反射により
実質的な検煙距離を短くしたものも考えられているが、
感知器構造が複雑で大型化するという問題も残されてい
た。
（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、発光素子の劣化や温度変動により発光量が変動し
た場合、定常監視状態で煙検出用受光素子で受光する検
出光と補償用受光素子で受光する基準光との間に光量の
差があっても、この発光量の変動の影響を受けることな
く常に検煙空間に流入した煙の量に応じた出力を得るこ
とができる補＠機能を備え、更に間欠発光で得られた受
光出力を累積することで実際に検煙距離が短くとも充分
な煙による受光量の変化が得られるようにした減光式煙
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にあっては、所定周期で
間欠的に発光駆動される発光素子からの光を煙が流入す
る検煙空間を通った検出光を受光する煙検出用受光素子
を設けると共に検煙空間を通らない基準光を受光する補
償用受光素子を設け、補償用受光素子の受光出力を第１
のコンデンサで累積充電すると共に煙検出用受光素子の
受光出力を第２のコンデンサで累積充電し、第１のコン
デンサの充電電圧が予め定めた基準値に達したときに発
光素子の発光駆動を停止し、この発光停止時の第１及び
第２のコンデンサの充電電圧の差に基づいて煙量を検出
するようにしたものである。
（作用〉 このような本発明の構成によれば、発光素子の劣化や温
度変動より例えば発光量が減少しても、基準光の受光出
力を累積充電する第１のコンデンサの充電電圧が予め定
めた一定の基準値に達するまで第２のコンデンサも煙検
出光の受光出力により累積充電され、第１のコンデンサ
の充電電圧が基準値に達して発光を停止するまでの受光
量のト−タルは発光量のいかんに係わらず常に一定に保
たれることとなり、発光素子の劣化や温度変動による発
光量の変化の影響を受けることなく煙量に応じた信号を
発光停止時の第１及び第２のコンデンサの充電電圧の差
から得ることができる。
〈実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した回路図である。
まず構成を説明すると、５はパルス発振源であり、発光
素子６を間欠的に発光駆動するため所定周波数の発振パ
ルスを出力する。パルス発振源５からの発振パルスはＦ
ＥＴを用いたアナログスイッチ７を介してトランジスタ
８，９をダーリントン接続してなる発光駆動回路に抵抗
Ｒ１を介°して供給され、発光駆動回路を構成するトラ
ンジスタ９のコレクタ側には負荷抵抗Ｒ２と直列に発光
素子６が接続される。
発光素子６から煙が流入する検煙空間を介して相対した
位置には煙検出用受光素子１が設置され、また検煙空間
を通らずに発光素子６からの光を直接受ける位置に補償
用受光素子２が設けられる。
尚、補償用受光素子２に対する光の入射は光ファイバー
等を通して行なうようにしても良い。
ここで補償用受光素子２は検煙空間を介さずに発光素子
６の近傍に設置されているため、補償用受光素子２に対
する基準光Ｌ１は検煙空間を通って煙検出用受光素子１
に入射される検出光Ｌ２より強い光量となるように設定
されている。
発光素子６からの基準光Ｌ１を受光する補償用受光素子
２は直列に第１のコンデンサＣ１を接続しており、また
検煙空間を通って発光素子６からの検出光Ｌ２を受光す
る煙検出用受光素子１は第２のコンデンサＣ２を直列接
続している。
補償用受光素子２に直列接続したコンデンサＣ１の充電
電圧Ｅ１はコンパレータ１０の（−）側に入力されてお
り、コンパレータ１０の（＋）入力側には抵抗Ｒ３とＲ
４との分圧電圧で定める基準電圧Ｅｒが設定されている
。コンパレータ１０はコンデンサＣ１の充電電圧Ｅ１が
基準電圧Ｅｒより小さい時はＨレベル出力を生じてＦＥ
Ｔを用いたアナログスイッチ７をオンしており、コンデ
ンサＣ１の充電電圧Ｅ１が基準電圧Ｅｒに達すると、コ
ンパレータ１０の出力がＬレベルに反転し、アナログス
イ・ツチ７をオフするようになる。このためコンパレー
タ１０とアナログスイッチ７によって発光素子６の発光
停止回路が構成されている。
更に、コンデンサＣ１と並列に抵抗Ｒ５を介して放電リ
セット用のアナログスイッチ１１が設けられ、またコン
デンサＣ２と並列に抵抗Ｒ６を介して同じく放電リセッ
ト用のアナログスイッチ１２が設けられており、アナロ
グスイッチ１１，１２はトリガスイッチ１４のオンによ
り抵抗Ｒ７とＲ８の分圧電圧によるグー１バイアスを受
けて導通することでコンデンサＣ１，Ｃ２のそれぞれを
放電リセットする。
一方、コンデンサＣ１の充電電圧Ｅ１とコンデンサＣ２
の充電電圧Ｅ２はコンパレータ１５に入力される。即ち
、コンパレータ１５は（＋）入力側にコンデンサＣ１の
充電電圧Ｅ１を、また（−）入力側にコンデンサＣ２の
充電電圧Ｅ２を受けており、ここで基準光Ｌ１と検出光
Ｌ２の間にはＬｌ〉Ｌ２の関係があることから、発光素
子６の発光駆動中にあってはコンデンサＣ１どＣ２の充
電電圧の間にはＥｌ＞Ｒ２の関係があり、このため発光
素子６の発光駆動中、コンパレータ１５はＨレベル出力
を生じている。コンパレータ１５の出力はアナログスイ
ッチ１６を介してアナログスイッチ１７のゲートに供給
される。アナログスイッチ１６を構成するＦＥＴのゲー
トにはインバータ１．８で反転されたコンパレータ１０
の出力が与えられており、基準光Ｌ１に基づくコンデン
サＣ１の充電電圧Ｅ１が基準電圧Ｅ′ｒに達するまでは
コンパレータ１０の出力はＨレベルにあることから、イ
ンバータ１８の反転によるＬレベル出力を受けてアナロ
グスイッチ１６はオフ状態におり、コンデンサＣ１の充
電電圧Ｅ１が基準電圧Ｅｒに達してコンパレータ１０の
出力がＬレベルに反転すると、インバータ１８で反転し
たＨレベル出力を受けてアナログスイッチ１６がオンす
るようになる。
アナログスイッチ１６を介してコンパレータ１５の出力
をゲートに受けたアナログスイッチ１７は、所定周波数
のパルス電流を出力するパルス電流源２０を抵抗Ｒ１０
を介して第２のコンデンサＣ２に充電電流を供給するよ
うに接続されており、更にパルス電流源２０のパルス出
力は直流カット用のコンデンサＣ３を介してカウンタ２
１に入力されている。
このコンパレータ１５、アナログスイッチ１６゜１７、
インバータ１８、パルス電流源２０及びカウンタ２１で
なる回路部は、コンパレータ１０のＬレベル出力で発光
停止を行なった時にコンデンサＣ１と０２の充電電圧の
差（Ｅｌ−Ｒ２＞に基づいて煙量を検出するための回路
部を構成する。
尚、トリがスイッチ１４は回路動作をスタートする際に
一時的にオンされ、動作をスタートした復はコンパレー
タ１５のＨレベル出力がＬレベルに立下ってカウンタ２
１の計数動作が停止されるタイミングで繰り返し一時的
にオンされるようになる。
次に、第１図の実施例の動作を説明する。
まず、回路をスタートするためにトリガスイッチ１４が
オンされると、抵抗Ｒ７とＲ８の分圧電圧によるゲート
バイアスでアナログスイッチ１１゜１２がオンし、コン
デンサＣ１及びＣ２のそれぞれを放電リセットする。次
に、・トリがスイッチ１４がオフする。この時、コンパ
レータ１０の出力はＨレベルにあることから、アナログ
スイッチ７がオンし、パルス発振源５からの発掘パルス
がトランジスタ８，９でなる発光駆動回路に供給され、
パルス発振源５の発娠パルスに基づいて発光素子６の間
欠発光駆動が行なわれる。この発光素子６の間欠発光駆
動で発射された光は煙が流入する検煙空間を通って検出
光Ｌ２として煙検出用受光素子１に入射され、同時に検
煙空間を通らずに基準光Ｌ１として補償用受光素子２に
入射される。このため基準光Ｌ１を受光した補償用受光
素子２に受光電流が流れて第１のコンデンサＣ１を充電
し、同時に検出光Ｌ２を受光した煙検出用受光素子１に
受光電流が流れて第２のコンデンサＣ２を受光期間にわ
たって充電する。
ここで基準光Ｌ１と検出光Ｌ２との間にはＬｌ＞１２と
なる関係があることから、コンデンサＣ１の充電電圧Ｅ
１とコンデンサＣ２の充電電圧Ｅ２との間もＥｌ＞Ｒ２
となっている。以下、発光素子６の発光駆動毎にコンデ
ンサＣ１，Ｃ２のそれぞれが受光電流に応じた充電動作
を繰り返し受け、受光電流を累積充電するようになる。
この間欠発光の繰り返しでコンデンサＣ１に累積充電さ
れた充電電圧Ｅ１が上昇してコンパレータ１Ｑの基準電
圧Ｅｒに達すると、コンパレータ１０の出力がそれまで
のＨレベル出力からＬレベル出力に反転し、アナログス
イッチ７をオフして発光素子６の発光駆動を停止し、こ
の発光駆動の停止によりコンデンサＣ１，Ｃ２は発光停
止時の充電電圧Ｅ’１．Ｅ２を保持した状態となる。
また、コンパレータ１０のＬレベル出力はインバータ１
８で反転されてアナログスイッチ１６をオンし、コンデ
ンサＣ１とＣ２のＥｌ＞Ｒ２となる充電電圧を受けたコ
ンパレータ１５はトＩレベル出力を生じているため、ア
ナログスイッチ１６のオンによりコンパレータ１５のＨ
レベル出力を受けてアナログスイッチ１７がオンし、パ
ルス電流源２０が抵抗Ｒ１０及びアナログスイッチ１７
を介して第２のコンデンサＣ２に直列接続される。
このため発光停止直後からパルス電流源２０によるパル
ス電流がコンデンサＣ２に供給されるようになり、パル
ス電流源２０からの電流パルスを受けてコンデンサＣ２
のみが新たにパルス電流の累積充電を開始してコンデン
サ充電電圧Ｅ２が上昇を始める。同時にコンデンサＣ２
の充電電圧Ｅ２を上昇するために流れるパルス電流はコ
ンデンサＣ３を介してカウンタ２１に与えられることで
計数される。パルス電流源２０からのパルス電流の累積
充電によるコンデンサＣ２の充電電圧Ｅ２がコンデンサ
Ｃ１に保持されている充電電圧Ｅ１に達すると、コンパ
レータ１５の出力はＬレベルに反転し、アナログスイッ
チ１７をオフしてパルス電流源２０をコンデンサＣ２か
ら切り離じ、この時のカウンタ２０の計数値が発光停止
時に於けるコンデンサＣ１と０２の充電電圧の差（Ｅｌ
−Ｅ２＞に応じた値を取るようになる。
また、コンパレータ１５の出力がＬレベルに反転すると
同時に図示しないタイミング制御回路がトリガスイッチ
１４を一時的にオンし、アナログスイッチ１１．１２の
オンによるコンデンサＣＩ。
Ｃ２の放電リセットをもって次の検出サイクルをスター
トさせるようになる。
次に、第２図のタイムチャートを参照して発光−素子６
の発光量が減少した時の補償作用を説明する。
今、検煙空間に煙の流入がない状態で第２図、　（ａ）
に示すように補償用受光素子２に入射する基準光がＬｌ
、煙検出用受光素子１に入射する検出光が１２（但し、
Ｌｌ＞Ｌ２＞となっていたとすると、トリガスイッチ１
４のオンによる間欠的な発光駆動の開始でコンデンサＣ
１とＣ２・の充電電圧Ｅ１．Ｅ２は第２図（ｂ　）に示
すように上昇し、コンデンサＣ１の充電電圧Ｅ１がコン
パレータ１０の基準電圧Ｅ「に達した時、発光駆動を停
止して発光停止時の充電電圧の値に保持し、この時の充
電電圧Ｅ１とＥ２の差（Ｅｌ−Ｅ２）に応じた値がカウ
ンタ２１に計数されるようにな・す、これが検煙空間に
煙の流入がない時の定常監視状態の定常出力となる。
一方、感知器の設置状態で発光素子６の劣化や温度変動
等により発行素子６の発光」が減少し、基準光Ｌ１が１
１ａに、また検出光Ｌ２がＬ２ａに減少した場合には、
トリガスイッチ１４のオンによる回路スタートにより１
回の発光駆動でコンデンサＣ１，Ｃ２に充電できる受光
出力が発光量の減少で低下するようになるが、発光素子
６の発光駆動はコンデンサＣ１の充電電圧Ｅ１がコンパ
レータ１０の基準電圧Ｅ「に達するまで継続され、充電
電圧Ｅ１が基準電圧Ｅ「に達した時に発光停止するよう
になり、第２図（ｂ　）に示すように発光量の減少でコ
ンデンサＣ１の充電電圧Ｅ１が基準電圧Ｅ「に到達する
までの時間Ｔ２が以前の時間Ｔ１より長くなるだけであ
り、１１時間及び１２時間のトータルとして見た受光量
は常に一定となる。
このため発光量が低下してもコンデンサＣ１の充電電圧
Ｅ１が基準電圧Ｅ「に達した時の発光停止でコンデンサ
Ｃ１と０２に保持された充ＮＮ圧Ｅ１．Ｅ２は同じ値を
持ち、両者の差となる（Ｅｌ−Ｅ２＞が変動することは
ない。
勿論、検煙空間に煙が流入した場合には、煙検出用受光
素子１に対する検出光Ｌ２が煙による減衰を受けること
から、コンデンサＣ１の充電電圧Ｅ２の上昇率が下がり
、発光素子６の発光駆動を停止したときのコンデンサＣ
１とＣ２の充Ｎ電圧の差（Ｅｌ−Ｅ２）が大きくなり、
この電圧差に応じたカウンタ２１の計数値をもって煙量
を知ることができる。
尚、第１図の実施例にあっては、発光停止時に得られた
コンデンサＣ１とＣ２の電圧差（Ｅｌ−Ｅ２＞をパルス
電流源２０のパルス電流で再度累積充電し、Ｅ１＝Ｅ２
となったときのカウンタ２１の計数値から煙量を検出し
ているが、コンパレータ１５を差動増幅回路とし、コン
デンサＣ１とＣ２の電圧差（Ｅｌ−６２）を煙量の検出
信号としてアナログ的に検出しても良い。
第３図は本発明の他の実施例を示した回路図でおり、こ
の実施例にあっては、受光素子の漏れ電流によるコンデ
ンサ充電電圧の誤差を抑えるようにしたことを特徴とす
る。
即ち、煙検出用受光素子１及び補償用受光素子２のそれ
ぞれは、発光素子６からの光の入射を受けない状態にあ
っても極く僅かな漏れ電流が流れており、この漏れ電流
によるコンデンサＣ１，Ｃ２の充電で受光量に応じた正
確な受光出力の累積充電が妨げられる恐れがある。そこ
で第３図の実施例におっては、煙検出用受光素子１及び
補償用受光素子２に電源電圧＋Ｖｃを印加する共通電源
ラインの途中にＦＥＴを用いたアナログスイッチ３０を
挿入し、アナログスイッチ３０を構成するＦＥＴのゲー
トにパルス発掘器５からの発掘パルスを供給し、発光駆
動のタイミングに於いてのみアナログスイッチ３０をオ
ンし、発光体止期間中はアナログスイッチ３０をオフと
して受光素子１゜２の漏れ電流によるコンデンサＣ１，
Ｃ２の充電を防ぐようにしている。
尚、発光駆動回路をＰＮＰ型のトランジスタ８ａ、９ａ
としている点を除き、他の回路構成は第１図の実施例と
同じでおる。
（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、所定周期で間
欠的に発光駆動される発光素子から煙が流入する検煙空
間を通った光を検出光として受光する煙検出用受光素子
を設けると共に、検煙空間を通らない基準先番受光する
補償用受光素子を設け、補償用受光素子の受光出力を第
１のコンデンサで累積充電すると共に、煙検出用受光素
子の受光出力を第２のコンデンサで累積充電し、第１の
コンデンサの充電電圧が予め定めた基準値に達したとき
に発光素子の発光駆動を停止し、この発光停止時の第１
及び第２のコンデンサの充電電圧の差に基づいて煙量を
検出するようにしたため、発光素子の劣化や温度変動等
により発光量が減少しても、基準光の受光出力を累積充
電する第１のコンデンサの充電電圧が基準値に達するま
で発光駆動が継続され、発光量が減少してもコンデンサ
の充電電圧が基準値に達するまでの時間が長くなるだけ
で基準値に達するまでの充電期間に亘るトータル的な発
光量は常に一定に保たれることとなり、発光量の変動に
よる影響を受けない煙量の検出信号を得ることができる
。
また、発光駆動の繰り返しで受光出力を累積して煙量を
検出しているため、実際の検煙距離が短くても、実際の
検煙距離に最終的に発光停止を行なって受光出力を得る
までの発光回数を掛は合わせた検煙距離で煙を検出した
と同等な受光出力の変化を得ることができ、発光素子と
受光素子を相対配置した実際の検煙距離が短くできるた
めに減光式煙感知器であっても構造が簡単で且つ小型の
ものを得ることができる。
【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図、第２図は第
１図の実施例に於ける発光量とコンデンサ充電電圧の関
係を示したタイムチャート、第３図は本発明の他の実施
例を示した回路図、第４図は従来例を示した回路図、第
５図は従来の発光量の変動に対する差動出力の変化を示
したタイムチャートである。 １：煙検出用受光素子 ２：補償用受光素子 ５：パルス発掘源 ６：発光素子 ７、１１．１２．１６．１７．３０　：アナログスイッ
チ８．８ａ、９，９ａ　：トランジスタ １０．’１５：コンパレータ １４：トリガスイッチ １８：インバータ ２０：パルス電流源 ２１：カウンタ Ｃ１：第１のコンデンサ Ｃ２：第２のコンデンサ Ｌｌ：基準光 Ｌ２：検出光

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 所定周期で間欠的に発光駆動される発光素子と、該発光
    素子からの光を煙を流入する検煙空間を介して受光する
    煙検出用受光素子と、前記発光素子からの検煙空間を通
    過しない光を受光する補償用受光素子と、該補償用受光
    素子の受光出力を累積充電する第１のコンデンサと、前
    記煙検出用受光素子の受光出力を累積充電する第２のコ
    ンデンサと、前記第１のコンデンサの充電電圧が予め定
    めた基準値に達したときに前記発光素子の発光駆動を停
    止する発光停止手段と、該発光停止手段により発光を停
    止したときの前記第１及び第２のコンデンサの充電電圧
    の差に基づいて煙量を検出する煙量検出手段とを備えた
    ことを特徴とする減光式煙感知器。
JP61079434A 1986-04-07 1986-04-07 減光式煙感知器 Expired - Lifetime JPH0765963B2 (ja)

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