JPS6228849B2 - - Google Patents
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- JPS6228849B2 JPS6228849B2 JP9536179A JP9536179A JPS6228849B2 JP S6228849 B2 JPS6228849 B2 JP S6228849B2 JP 9536179 A JP9536179 A JP 9536179A JP 9536179 A JP9536179 A JP 9536179A JP S6228849 B2 JPS6228849 B2 JP S6228849B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
- G08B17/103—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
- G08B17/107—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device for detecting light-scattering due to smoke
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光電式煙感知器の光源の異常状態の確
認を行おうとするものである。
認を行おうとするものである。
光電式煙感知器は一般に透過光式と散乱光式と
に分けられ、透過光式のものは、煙路の長さを長
く取らないと感度、精度がとれないこと、小型化
がむつかしい等の点から、現在主流になつている
のは散乱光式のものである。
に分けられ、透過光式のものは、煙路の長さを長
く取らないと感度、精度がとれないこと、小型化
がむつかしい等の点から、現在主流になつている
のは散乱光式のものである。
散乱光式の煙感知器は、光源から照射される光
が、煙路に流入した煙粒子によつて光散乱される
ことを利用したもので、光源からの光量が変化す
ると検出感度が変化することになる。又光源が断
線あるいは短絡によつて故障した場合、その感知
器は煙検出能力がなくなり、煙がいくら流入して
も動作しないことになる。これは安全面で好まし
くなく、できれば断線あるいは短絡で光源が異状
な状態になつたときに光源異常の表示がなされる
か、それが無理ならば、発報状態になつたほうが
フエイルセーフ上好ましい。
が、煙路に流入した煙粒子によつて光散乱される
ことを利用したもので、光源からの光量が変化す
ると検出感度が変化することになる。又光源が断
線あるいは短絡によつて故障した場合、その感知
器は煙検出能力がなくなり、煙がいくら流入して
も動作しないことになる。これは安全面で好まし
くなく、できれば断線あるいは短絡で光源が異状
な状態になつたときに光源異常の表示がなされる
か、それが無理ならば、発報状態になつたほうが
フエイルセーフ上好ましい。
そこで本発明は、光源の断線、短絡、著しい光
量の低下等を検出し、感知器の動作異常による煙
の検出ミスをなくそうとするものである。
量の低下等を検出し、感知器の動作異常による煙
の検出ミスをなくそうとするものである。
第１図に本発明による光源異常検出手段を備え
た煙感知器のブロツク構成図、第２図に光学系を
示す。LEDは発光光源用発光ダイオード、SPD1
およびSPD2はシリコンフオトダイオードで、
SPD1は前記発光ダイオードと向い合つて取り付
けてあり、SPD2はLEDからの直接光束が照射し
ない位置に取り付けられている。９はLEDから
の直接光がSPD2へ照射しないようにする遮光
板、１０は煙の流入が容易で外光を遮光した暗箱
である。１はLED点灯回路、２は直接光出力増
幅回路、３は散乱光出力増幅回路、４は煙濃度比
較用コンパレーター、５は光源異常検出用コンパ
レーター、６は発報及び光源異常表示回路、７は
電源切換回路、R1，R2は光源異常検出レベル設
定用抵抗、R3は充電用抵抗、C1は充電用コンデ
ンサ、R3はトランジスタQ1の電流制限抵抗、R5
はトランジスタQ1のベース電流制限用抵抗、Q1
は放電用トランジスタである。
た煙感知器のブロツク構成図、第２図に光学系を
示す。LEDは発光光源用発光ダイオード、SPD1
およびSPD2はシリコンフオトダイオードで、
SPD1は前記発光ダイオードと向い合つて取り付
けてあり、SPD2はLEDからの直接光束が照射し
ない位置に取り付けられている。９はLEDから
の直接光がSPD2へ照射しないようにする遮光
板、１０は煙の流入が容易で外光を遮光した暗箱
である。１はLED点灯回路、２は直接光出力増
幅回路、３は散乱光出力増幅回路、４は煙濃度比
較用コンパレーター、５は光源異常検出用コンパ
レーター、６は発報及び光源異常表示回路、７は
電源切換回路、R1，R2は光源異常検出レベル設
定用抵抗、R3は充電用抵抗、C1は充電用コンデ
ンサ、R3はトランジスタQ1の電流制限抵抗、R5
はトランジスタQ1のベース電流制限用抵抗、Q1
は放電用トランジスタである。
なお、本実施例は光源及び光電素子の温度、経
時経年変化、よごれ等による光量の低下や感度の
劣化を補償される様構成された煙感知器に本発明
による光源異常検出手段を取り付けた一例で、煙
感知器としての動作は、次の様になる。
時経年変化、よごれ等による光量の低下や感度の
劣化を補償される様構成された煙感知器に本発明
による光源異常検出手段を取り付けた一例で、煙
感知器としての動作は、次の様になる。
LEDから放射される光束内にLEDに対向して
直接光受光体としてのシリコンフオトダイオード
SPD1をおき、シリコンフオトダイオードSPD1の
出力を増幅する増幅器２と接続する。一方LED
から放射される光を直接受光せずこの光束内に煙
粒子があつた場合にこの煙粒子から散乱される光
を受光する散乱光受光体としてのシリコンフオト
ダイオードSPD2をおきシリコンフオトダイオー
ドSPD2の出力を増幅する増幅器３と接続する。
さらに、増幅器２の出力を比較器４の負入力へ、
増幅器３の出力を比較器４の正入力へそれぞれ接
続し、比較器４の出力を発報及び光源異常表示回
路６へ接続する。直接光受光体SPD1の光電流ＩD
と散乱光受光体SPD2の光電流ＩSとは104：１程
度の割合であるから、増幅器の利得をこの逆の比
率になるようにしておく。またLEDが間欠的に
発光するために増幅を交流増幅にすることによ
り、シリコンフオトダイオードの暗電流成分が除
去できる。従つて増幅器２の出力は利得をＡDと
するとＡD・ＩDとなり、増幅器３の出力は利得を
ＡSとするとＡS・ＩSとなる。周囲温度の変化ま
たは汚れの付着などによつて二つの受光体の光電
流がＫ倍となつた場合に増幅器２および３の出力
はそれぞれKAD・ＩD，KAS・ＩSとなる。ある
条件下でＡD・ＩD＝ＡS・ＩSとなるようにＡSお
よび／またはＡSを設定しておくと、即ちある一
定条件の煙濃度で比較器４が働くようにすると、
Ｋ・ＡD・ＩD＝Ｋ・ＡS・ＩSであるから、煙濃度
以外にゴミや油膜、ヤニの付着などによつて光学
系が汚れても、先に定めた煙濃度で比較器４は働
く。比較器４が作動することによつて発報及び光
源異常表示回路６のスイツチング回路が作動し、
感知器回線を短絡して警報信号を出す。
直接光受光体としてのシリコンフオトダイオード
SPD1をおき、シリコンフオトダイオードSPD1の
出力を増幅する増幅器２と接続する。一方LED
から放射される光を直接受光せずこの光束内に煙
粒子があつた場合にこの煙粒子から散乱される光
を受光する散乱光受光体としてのシリコンフオト
ダイオードSPD2をおきシリコンフオトダイオー
ドSPD2の出力を増幅する増幅器３と接続する。
さらに、増幅器２の出力を比較器４の負入力へ、
増幅器３の出力を比較器４の正入力へそれぞれ接
続し、比較器４の出力を発報及び光源異常表示回
路６へ接続する。直接光受光体SPD1の光電流ＩD
と散乱光受光体SPD2の光電流ＩSとは104：１程
度の割合であるから、増幅器の利得をこの逆の比
率になるようにしておく。またLEDが間欠的に
発光するために増幅を交流増幅にすることによ
り、シリコンフオトダイオードの暗電流成分が除
去できる。従つて増幅器２の出力は利得をＡDと
するとＡD・ＩDとなり、増幅器３の出力は利得を
ＡSとするとＡS・ＩSとなる。周囲温度の変化ま
たは汚れの付着などによつて二つの受光体の光電
流がＫ倍となつた場合に増幅器２および３の出力
はそれぞれKAD・ＩD，KAS・ＩSとなる。ある
条件下でＡD・ＩD＝ＡS・ＩSとなるようにＡSお
よび／またはＡSを設定しておくと、即ちある一
定条件の煙濃度で比較器４が働くようにすると、
Ｋ・ＡD・ＩD＝Ｋ・ＡS・ＩSであるから、煙濃度
以外にゴミや油膜、ヤニの付着などによつて光学
系が汚れても、先に定めた煙濃度で比較器４は働
く。比較器４が作動することによつて発報及び光
源異常表示回路６のスイツチング回路が作動し、
感知器回線を短絡して警報信号を出す。
また、二つの受光体に同種の素子を使用するこ
とにより受光量の変化分と受光体の光電流（又は
電圧）の変化分の比のバラツキを１％以内にする
ことができる。本発明の構成によつて、周囲温度
が変化した場合、例えば温度が上昇したとき、赤
外線LEDでは発光効率が低下するため一定順方
向電流では発光量が低下する。一方散乱光受光体
にシリコンフオトダイオードを用いた場合には同
一受光量で出力は暗電流の増加分だけわずかに増
加する。これらの変化において、LEDの発光量
減少の割合は受光体の出力増加よりもはるかに大
きいので、散乱光受光体の出力は減少する。ま
た、直接光受光体の出力も同様に減少する。従つ
て比較器の二つの入力は同じ割合で減少する。あ
る温度で所定の煙濃度のときの散乱光受光体出力
の増幅された出力と、直接光受光体出力の増幅さ
れた出力と一致するように設定すると、他の温度
においても二つの増幅器出力はほぼ一致する。
とにより受光量の変化分と受光体の光電流（又は
電圧）の変化分の比のバラツキを１％以内にする
ことができる。本発明の構成によつて、周囲温度
が変化した場合、例えば温度が上昇したとき、赤
外線LEDでは発光効率が低下するため一定順方
向電流では発光量が低下する。一方散乱光受光体
にシリコンフオトダイオードを用いた場合には同
一受光量で出力は暗電流の増加分だけわずかに増
加する。これらの変化において、LEDの発光量
減少の割合は受光体の出力増加よりもはるかに大
きいので、散乱光受光体の出力は減少する。ま
た、直接光受光体の出力も同様に減少する。従つ
て比較器の二つの入力は同じ割合で減少する。あ
る温度で所定の煙濃度のときの散乱光受光体出力
の増幅された出力と、直接光受光体出力の増幅さ
れた出力と一致するように設定すると、他の温度
においても二つの増幅器出力はほぼ一致する。
次に、LEDの表面に汚れが付着した場合に
は、LED自体の発光量に変化がないとしても受
光体の受光量は減少する。この場合も散乱光量は
煙への入射光量に比例するから汚れの程度が回路
の補償能力限度内ならば、所定の煙濃度において
比較器の二つの入力を一致させることができる。
また、二つの受光体表面への汚れの付着について
も同様のことが言える。
は、LED自体の発光量に変化がないとしても受
光体の受光量は減少する。この場合も散乱光量は
煙への入射光量に比例するから汚れの程度が回路
の補償能力限度内ならば、所定の煙濃度において
比較器の二つの入力を一致させることができる。
また、二つの受光体表面への汚れの付着について
も同様のことが言える。
次に光源異常検出回路の動作について説明す
る。第３図に各部の波形を示す。
る。第３図に各部の波形を示す。
電源切換回路に外部から供給された電源はT1
＋T2の間隔でT1時間だけａに電源を供給する。
すると、直接光出力増幅回路２、散乱光出力増幅
回路３、煙濃度比較用コンパレーター４は動作を
開始する。それと同時に充電用抵抗R3を通して
充電用コンデンサC1に充電が始まる。ｂにはａ
に電源が供給されてからT3時間後に電源が供給
される。LED点灯回路が動作し、LEDが点灯す
る。すると直接光検出用SPD1は光を受けｅなる
信号が出力される。この出力信号によつてQ1が
ONしC1の電荷はR4，Q1を通して放電される。も
しここで光源用LEDが断線、短絡、著しい光量
の低下等によつて正常な光出力が得られないと直
接光出力増幅回路２の出力はe′の様に、極端に低
下するか、全く出力されなくなる。したがつて放
電用トランジスタQ1はONせず、充電用コンデン
サC1はd′の様に充電を続ける。ここでR1，R2の
分圧比で決定される電圧（Ｖ th）以上にC1の
電圧が上昇すると発報及び光源異常表示回路６に
出力信号を送り光源が正常に点灯していないこと
を表示する。
＋T2の間隔でT1時間だけａに電源を供給する。
すると、直接光出力増幅回路２、散乱光出力増幅
回路３、煙濃度比較用コンパレーター４は動作を
開始する。それと同時に充電用抵抗R3を通して
充電用コンデンサC1に充電が始まる。ｂにはａ
に電源が供給されてからT3時間後に電源が供給
される。LED点灯回路が動作し、LEDが点灯す
る。すると直接光検出用SPD1は光を受けｅなる
信号が出力される。この出力信号によつてQ1が
ONしC1の電荷はR4，Q1を通して放電される。も
しここで光源用LEDが断線、短絡、著しい光量
の低下等によつて正常な光出力が得られないと直
接光出力増幅回路２の出力はe′の様に、極端に低
下するか、全く出力されなくなる。したがつて放
電用トランジスタQ1はONせず、充電用コンデン
サC1はd′の様に充電を続ける。ここでR1，R2の
分圧比で決定される電圧（Ｖ th）以上にC1の
電圧が上昇すると発報及び光源異常表示回路６に
出力信号を送り光源が正常に点灯していないこと
を表示する。
一般にLEDは数十mA〜数百mAで動作させら
れる大電力素子であり、SPDは数百μＡ〜数mA
で動作する小電力素子であり、その信頼性はSPD
の方がLEDに比べ著しく高い。したがつて本発
明はLEDの異状を、SPDで監視しようとするも
のである。
れる大電力素子であり、SPDは数百μＡ〜数mA
で動作する小電力素子であり、その信頼性はSPD
の方がLEDに比べ著しく高い。したがつて本発
明はLEDの異状を、SPDで監視しようとするも
のである。
本発明による光源異常検出手段を設ける事によ
り、比較的簡単な回路により光源の異常を検出す
る事ができる。
り、比較的簡単な回路により光源の異常を検出す
る事ができる。
従来の様に光源の異常検出手段が備えられてい
ないもの、あるいは単にLEDに流れる電流値の
みを検出して断線を検出するものとは異り、真に
LEDが点灯しているかを検出しているため、
LEDの電流―光変換特性も含めて監視している
事になり、その信頼性は高い。また、第４図の様
に、コンパレーター８とよごれ検出レベル設定用
抵抗R6，R7を付加することにより、SPD，LED
のよごれ量検知を行うこともでき、前記補償効果
を持つた煙感知器回路の補償効果がその機能を失
う点に検出レベルを設定しておけば、メインテナ
ンスが必要な時期を表示することができる。
ないもの、あるいは単にLEDに流れる電流値の
みを検出して断線を検出するものとは異り、真に
LEDが点灯しているかを検出しているため、
LEDの電流―光変換特性も含めて監視している
事になり、その信頼性は高い。また、第４図の様
に、コンパレーター８とよごれ検出レベル設定用
抵抗R6，R7を付加することにより、SPD，LED
のよごれ量検知を行うこともでき、前記補償効果
を持つた煙感知器回路の補償効果がその機能を失
う点に検出レベルを設定しておけば、メインテナ
ンスが必要な時期を表示することができる。
第１図は本発明の一実施例による感知器のブロ
ツク構成図、第２図は同感知器の光学系の構成
図、第３図は同上実施例の各部の電気的波形図、
第４図は本発明の他の実施例による感知器のブロ
ツク構成図である。 １……LED点灯回路、２……直接光出力増幅
回路、３……散乱光出力増幅回路、４……煙濃度
比較用コンパレーター、５……光源異常検出用コ
ンパレーター、６……発報及び光源異常表示回
路、７……電源切換回路、９……遮光板、１０…
…暗箱、SPD1……直接光受光素子、SPD2……散
乱光受光素子、LED……発光素子、R1，R2……
光源異常レベル設定用抵抗、R3……充電用抵
抗、R4……放電用抵抗、C1……充電用コンデン
サ、Q1……トランジスタ、８……汚れ検出用コ
ンパレータ、R6，R7……汚れ検出レベル設定用
抵抗。
ツク構成図、第２図は同感知器の光学系の構成
図、第３図は同上実施例の各部の電気的波形図、
第４図は本発明の他の実施例による感知器のブロ
ツク構成図である。 １……LED点灯回路、２……直接光出力増幅
回路、３……散乱光出力増幅回路、４……煙濃度
比較用コンパレーター、５……光源異常検出用コ
ンパレーター、６……発報及び光源異常表示回
路、７……電源切換回路、９……遮光板、１０…
…暗箱、SPD1……直接光受光素子、SPD2……散
乱光受光素子、LED……発光素子、R1，R2……
光源異常レベル設定用抵抗、R3……充電用抵
抗、R4……放電用抵抗、C1……充電用コンデン
サ、Q1……トランジスタ、８……汚れ検出用コ
ンパレータ、R6，R7……汚れ検出レベル設定用
抵抗。
Claims (1)
- １ 外光を遮断し煙の流入の容易な暗箱内に、発
光体と、前記発光体からの光を直接受光する直接
光受光体と、前記発光体からの光を直接には受光
せずに煙による散乱光を受光する散乱光受光体と
を備えるとともに、前記直接光受光体の出力を増
幅する直接光増幅器と、所定の煙条件の下で前記
散乱光受光体の出力が前記直接光増幅器の出力と
同値となるように設定された散乱光増幅器と、前
記直接光増幅器の出力と前記散乱光増幅器の出力
とを比較する比較器と、発光周期より長い時定数
をもつた充電回路と、前記充電回路の電位を直接
光増幅器の出力によつて制御して放電させる放電
回路および前記充電回路の電位と基準電位とを比
較する光源異常検出用比較器とを備えてなること
を特徴とする光電式煙感知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9536179A JPS5619439A (en) | 1979-07-26 | 1979-07-26 | Photoelectric smoke detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9536179A JPS5619439A (en) | 1979-07-26 | 1979-07-26 | Photoelectric smoke detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5619439A JPS5619439A (en) | 1981-02-24 |
| JPS6228849B2 true JPS6228849B2 (ja) | 1987-06-23 |
Family
ID=14135487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9536179A Granted JPS5619439A (en) | 1979-07-26 | 1979-07-26 | Photoelectric smoke detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5619439A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1277005C (en) * | 1983-10-21 | 1990-11-27 | Martin T. Cole | Smoke detection apparatus |
| JPS60118997A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-26 | 松下電工株式会社 | インテリジエンス型煙感知器 |
| US4857895A (en) * | 1987-08-31 | 1989-08-15 | Kaprelian Edward K | Combined scatter and light obscuration smoke detector |
| JPH0285994A (ja) * | 1989-08-01 | 1990-03-27 | Nohmi Bosai Ltd | 光電式煙感知器の機能検査装置 |
-
1979
- 1979-07-26 JP JP9536179A patent/JPS5619439A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5619439A (en) | 1981-02-24 |
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