JPS6310514Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、分離配置した発光装置と受光装置と
の間に流入する煙による光の減光量から火災を検
出するようにした減光式の煙感知器に関する。

従来、この種の減光式煙感知器では、分離して
設置している発光部及び受光部の光学系に付着す
るホコリや汚れ、或は発光及び受光素子の経年変
化等のため、長期間使用していると、減光量が増
え、誤報を生じ易くなるという問題があつた。

このような問題を解決するため、本願考案者等
は、初期状態における受光信号をデジタル量に変
換して記憶回路に記憶保持すると共に、もう１つ
の記憶回路に所定周期毎に受光信号を更新記憶
し、記憶保持した初期値と更新記憶した記憶値と
の間でレベル差を生じたら、受光信号のレベルを
初期レベルに修正するようにして、光学系に付着
するホコリ、汚れ等により受光量の変化を補償す
るように構成した煙感知器を提案している（特願
昭54−107981号）。

ところで、上記の感知器では、記憶回路を２つ
設け、それぞれに受光信号をデジタル量として記
憶することから、Ａ／Ｄ変換器を必要とし、また
記憶値と受光信号との比較は、比較回路を簡単に
するため、記憶値を再びアナログ量に変換して行
なうので、それぞれにつきＤ／Ａ変換回路が必要
となり、受光信号の補償は適確に行なえるもの
の、回路構成が複雑になり易く実用的でないとい
う問題があつた。

本考案は上記に鑑みてなされたもので、初期状
態における受光信号をデジタル的に記憶保持し、
この初期値をアナログ量に変換して火災検出及び
受光信号のレベル修正を行なうためのデジタル変
換及びアナログ変換の回路構成を簡潔にしてコス
トの低減と信頼性の向上を図ることを目的とす
る。

以下、本考案を図面に基づいて説明する。

第１図は、本考案の一実施例を示したブロツク
図である。まず構成を説明すると、１は所定周期
毎にパルス光を照射する発光ダイオード等の発光
素子を備えた発光装置、２は発光装置１に対向し
て所定距離、例えば最大100m程度を隔てて分離
配置した受光装置である。

受光装置２において、３は受光したパルス光を
電気信号に変換する受光素子、４は受光信号に含
まれる外乱光やノイズを除去し、且つ増幅して出
力するフイルタ増幅器、５は受光信号のピーク値
をサンプルして保持するピーク値ホールド回路、
６はピーク値ホールド回路５からの受光信号を設
定利得により増幅するレベル変換回路として作動
する可変利得増幅器、７は逐次比較型のＡ−Ｄ変
換回路で、受光信号の初期値をデジタル量に変換
して記憶保持すると共に、この記憶値をアナログ
量に変換して出力する回路機能を有する。

この種の逐次比較型Ａ−Ｄ変換回路７は、それ
自体公知であり、第２図に示すブロツク構成を有
する。

すなわち、アナログ信号Viを入力する比較器
８、比較器８への帰還入力が入力Viに一致する
までクロツクパルスを計数するレジスタ９、レジ
スタ９のデジタル値を基準電圧Vrに基づいたア
ナログ量に変換して比較器８に負帰還するＤ−Ａ
変換器１０のそれぞれにて構成されており、本考
案では、受光信号を比較器８に入力することで、
レジスタ９に受光信号のデジタル値がセツトさ
れ、この状態でクロツク入力を断つてレジスタ９
の計数値を保持し、Ａ／Ｄ変換器１０の出力をレ
ジスタ９に保持している初期値のアナログ量とし
て取り出すようにするものである。

再び第１図を参照して構成を説明するに、１１
は逐次比較型Ａ−Ｄ変換回路７に記憶保持した受
光信号の初期値から火災を判別するための基準信
号レベルを設定する感度設定回路、１２は感度設
定回路１１で設定した基準信号と可変利得増幅器
６からの受光信号とを比較してレベル差を生じた
ときに出力する第１の比較回路、１３は比較回路
１２が出力したときに火災信号を出力する発報回
路である。

このような火災検出系統に対し、ホコリ、汚れ
等の付着による受光信号の減衰を補償するための
系統として、１４は逐次比較型Ａ−Ｄ変換回路７
の初期値出力と可変利得増幅器６の出力とを比較
してレベル差を生じたときに出力する第２の比較
回路、１５は発振回路、１６は可変利得増幅器６
の利得修正タイミングを決めるパルス信号を一定
時間毎、例えば10時間毎に出力するように発振回
路１５の出力を計数している計時回路、１７は比
較回路１４が出力しているときの計時回路１６か
らのパルス信号の印加により可変利得増幅器６の
設定利得を減光量を補償するように修正するレベ
ル修正回路として作動する利得制御回路、１８は
大容量のコンデンサを介して各回路部へ電源を供
給している電源回路、１９は電源の印加を検出し
て出力する電圧監視回路、２０は電圧監視回路１
９の出力を受けてリセツト信号を逐次比較型Ａ−
Ｄ変換回路７、利得制御回路１７及び計時回路１
６のそれぞれに与えてイニシヤライズするリセツ
ト回路である。

また、電源切換回路２１は逐次比較型Ａ−Ｄ変
換回路７に対する供給電圧を制御する回路であ
り、逐次比較型Ａ−Ｄ変換回路７に対するクロツ
ク信号入力があるとき、及び逐次比較型Ａ−Ｄ変
換回路７からアナログ量を出力するときのみ、標
準電圧として、例えば12ボルトをパルス電圧とし
て印加し、それ以外の時間は供給電圧を、第２図
に示した逐次比較型Ａ−Ｄ変換回路７のレジスタ
９の内容が消去あるいは変化しない程度の電圧、
例えば３ボルトに切り換えて逐次比較型Ａ−Ｄ変
換回路７で消費される電流を低減させることがで
きると同時に、短時間の電源断では、電源回路１
８に設けられた大容量コンデンサから電源を受電
して記憶保持している初期値を消失しないように
している。

更に、第１図の実施例では、分離型の煙感知器
特有の問題である発光装置１と受光装置２との間
の光路が物理的に遮断されたときの異常状態を検
出して警報を発する手段として、逐次比較型Ａ−
Ｄ変換回路７の出力を所定割合だけで減衰した信
号、例えば90％減衰した信号を出力する減衰回路
２２、この減衰回路２２の信号レベルを可変利得
増幅器６の出力が下回つたとき出力する比較回路
２３、比較回路２３の出力で光路遮断を知らせて
点検をうながす点検信号を出力する点検信号発生
回路２４とを備えている。更に、点検信号発生回
路２４は、可変利得制御回路１７から、可変利得
増幅器６の利得制御が進んで、もはや利得調整が
できなくなつたとき出力する信号によつても点検
信号を出力する。

尚、上記の実施例では、受光信号のレベル変換
手段として、可変利得増幅器６を用いているが、
他の実施例として、抵抗分圧回路を用いた可変減
衰回路を用いても良く、この場合には利得制御回
路１７の代わりに減衰率を制御する回路を用いる
ものとする。

次に動作を説明する。

まず、電源を投入した直後における初期値の記
憶保持を第３図のタイムチヤートを参照して説明
する。

いま、時刻t₁で電源を投入したとすると、電源
回路１８より各回路部に電源電圧が印加される。
この電源電圧の印加は電圧監視回路１９で検知さ
れ、まずリセツト回路２０によりリセツト信号e_R
を出力して、逐次比較型Ａ−Ｄ変換回路７のレジ
スタ９（第２図参照）をクリヤし、また利得制御
回路１７を初期利得の設定制御状態にセツトし、
更に計時回路１６をリセツトする。

次いで、時刻t₂で発振回路１５が起動されて、
所定周期のパルス信号を発光装置１に加え、この
発振パルスの立下りに同期してパルス光が照射さ
れる。この発光パルスは受光素子３で受光されて
電気信号に変換され、フイルタ増幅器４で増幅し
た受光パルス信号のピーク値がピーク値ホールド
回路５で保持出力され、初期利得に設定している
可変利得増幅回路６でレベル変換されて逐次比較
型Ａ−Ｄ変換回路７に入力する。

逐次比較型Ａ−Ｄ変換回路７は、第２図に示す
とおり、所定のタイミングでレジスタ９にクロツ
ク信号を印加して計数を開始し、この計数出力を
Ｄ／Ａ変換器１０でアナログ信号で変換して、こ
のとき比較器８に加わつている受光信号と一致す
るまでレジスタ９を計数動作し、アナログ信号と
受光信号とが一致するとレジスタ９のクロツクゲ
ートが比較器８の出力で閉じられ、以後、クロツ
クの供給を禁止するようにすることで、受光信号
の初期値をデジタル量としてレジスタ９に記憶保
持し、且つ記憶保持した初期値をＡ／Ｄ変換器１
０でアナログ信号に変換して出力するようにな
る。

次に、火災の発生により発光装置１と受光装置
２との間に煙の流入があると、受光信号は煙によ
る減光量に応じてレベルが低下し、感度設定回路
１１で設定している基準レベルを下回つたときの
比較回路１２の出力で発報回路１３を作動して、
発報信号の出力により火災警報を発する。

一方、長期間使用している状態で光学系にホコ
リ、汚れ等が付着したときには、比較器１４が初
期値とのレベル差を生じたときに出力し、一定周
期、例えば10時間毎に出力する計時回路１５のパ
ルス信号に同期して利得制御回路１７が可変利得
増幅回路６の利得を例えば、煙による減光率に換
算して１％の割合だけ10時間毎に設定変更するよ
うになり、このため、光学系にホコリ等が付着し
ても、可変利得増幅回路６を介して得られる受光
信号は、数10時間のあいだに初期状態におけると
同じ信号レベルとなり、しかも、この可変利得増
幅回路６の利得変化の割合は、火災時の煙の発生
による受光信号の低下割合に比べて極めて少ない
割合であるため、火災の検出にはほとんど影響を
与えることがなく、長期間の間にわたり点検、清
掃を行なうことを不要にし、安定した火災監視動
作を行なうことができる。

勿論、発光装置１と受光装置２との間の光路を
さえぎるような位置に物を置いたりすると、この
ときの急激な減光を比較回路２３が判別して点検
信号発生回路２４を作動して、点検信号による警
報を発するようになるので、感知器が不適当な監
視状態に置かれることを確実に防止できるもので
ある。

以上説明してきたように、本考案によれば、火
災判別および火災以外の原因による減光量の修正
を行なうための基準信号となる作動初期に得られ
た受光信号をデジタル的に記憶保持すると共に、
この記憶値をアナログ量に変換して出力する手段
として、逐次比較型のＡ−Ｄ変換回路のデジタル
記憶部とそのＤ−Ａ変換部とによつて構成するよ
うにしたため、アナログ量をデジタル変換して記
憶し、更にアナログ量に再変換して出力するとい
う回路部の構成を極めて簡単にすることができ、
信頼性の向上とコストの低減を図ることができる
という実用に適した感知器を実現できるという効
果が得られる。

また、ホコリ、汚れ等による減光を生じても、
この減光は回路的に補償されて長期間にわたり安
定した火災監視ができることは勿論のこと、電源
の瞬断等が起きても記憶している受光信号の初期
値が消去又は変化せず、更に、光路の物理的な遮
断に対し点検をうながす警報を発するようになる
ので、信頼性の向上がより一層図られるという他
の効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示したブロツク
図、第２図は第１図の実施例で用いる逐次比較型
のＡ−Ｄ変換回路の構成を示したブロツク図、第
３図は電源投入時の動作を示したタイムチヤート
図である。 １……発光装置、２……受光装置、３……受光
素子、４……フイルタ増幅器、５……ピーク値ホ
ールド回路、６……可変利得増幅回路、７……逐
次比較型Ａ−Ｄ変換回路、８……比較器、９……
レジスタ、１０……Ｄ−Ａ変換器、１１……感度
設定回路、１２，１４，２３……比較回路、１３
……発報回路、１５……発振回路、１６……計時
回路、１７……利得制御回路、１８……電源回
路、１９……電圧監視回路、２０……リセツト回
路、２１……電源切換回路、２２……減衰回路、
２４……点検信号発生回路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 発光装置と受光装置との間に流入する煙による
   減光量が所定レベルを越えたとき火災信号を出力
   する減光式煙感知器に於いて、 上記受光装置からの受光信号をレベル変換して
   出力する信号レベル変換回路と、 該信号レベル変換回路からの受光信号の初期値
   をデジタル量に変換して記憶保持する記憶回路
   と、 該記憶回路の記憶量をアナログ量に変換して出
   力するＤ−Ａ変換回路と、 該Ｄ−Ａ変換回路の出力と上記信号レベル変換
   回路の出力を比較して両出力にレベル差を生じた
   ときに火災信号を発する第１の比較回路と、 上記Ｄ−Ａ変換器の出力と上記信号レベル変換
   回路の出力を所定周期毎に比較して両出力にレベ
   ル差を生じたときに出力する第２の比較回路と、 該第２の比較回路が出力したときに、上記信号
   レベル変換回路の変換レベルを修正する変換レベ
   ル修正回路とを備えたことを特徴とする減光式煙
   感知器。