KR880000077B1

KR880000077B1 - A smoke sensor

Info

Publication number: KR880000077B1
Application number: KR8205073A
Authority: KR
Inventors: 곡사이덴시기쥬즈겡큐쇼(내) 혼마 히로시 가부시기가이샤
Original assignee: 이이브지 시게루; 호오치기 가부시기가이샤
Priority date: 1982-03-15
Filing date: 1982-11-10
Publication date: 1988-02-22
Also published as: KR840002553A

Abstract

The device includes a light emitting section for radiating pulse light of a predetermined period to a detection area. A light receiving section is disposed opposite the light emitting section with the detection area defined between for receiving the light pulse transmitted. A detection signal is output corresponding to a change in the detection area in the form of a change in the pulse light and representing the existence of smoke in the area. A monitor signal, for testing by measuring apparatus, is outputted which corresponds to the change in the pulse light. The light emitting period can be changed from the predetermined period to a shorter period.

Description

Photoelectric smoke detector

제1도는 종래의 광전식 연기 감지기의 일예를 보이는 블럭도.1 is a block diagram showing an example of a conventional photoelectric smoke detector.

제2도는 종래의 광전식 연기 감지기의 동작을 보이는 파형도.2 is a waveform diagram showing the operation of a conventional photoelectric smoke detector.

제3도는 본 발명 광전식 연기 감지기의 일실시에 회로도.3 is a circuit diagram of one embodiment of the photoelectric smoke detector of the present invention.

제4도는 제3도 실시예의 동작을 보이는 파형도.4 is a waveform diagram showing operation of the FIG. 3 embodiment.

제5도는 그 일부를 확대하여 표시한 파형도.5 is an enlarged waveform diagram of a portion thereof.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 다이오드브리지 2 : 스위칭회로1: diode bridge 2: switching circuit

3 : 정전압회로 4 : 발진회로3: constant voltage circuit 4: oscillation circuit

5 : 발광다이오드 6 : 검연기5: light emitting diode 6: detector

7, 13 : 수광다이오드 8 : 비교회로7, 13: light receiving diode 8: comparison circuit

9, 16 : 측적회로 10 : 실드케이스9, 16: measurement circuit 10: shield case

11 : 펄스발생회로 12 : 기준전압 설정회로11: pulse generating circuit 12: reference voltage setting circuit

14 : 미분회로 15 : 비교기14: differential circuit 15: comparator

17 : 사이리스터 FF₁, FF₂: D 플리플럽17: Thyristor FF ₁ , FF ₂ : D flip flop

Tr₁-Tr₄: 트랜지스터 VR : 가변저항Tr ₁ -Tr ₄ : Transistor VR: Variable resistor

Ro : (고정항지의)저항 R₁-R₁₄: 저항Ro: Resistance R _1- R ₁₄ : Resistance

C₁-C₆: 콘덴서 D₁-D₄: 다이오드C ₁ -C ₆ : Capacitor D ₁ -D ₄ : Diode

본 발명은 검연부에 유입한 연기에 의한 산란광(散亂光)을 검출하여 수신기에 발생보고 신호를 송출하도록된 광전식 연기 감지기에 관한 것으로, 특히 높은 신뢰성 확보와 소비전류 및 제조원가의 대폭적 저감을 도모하도록 한 광전식 연기 감지기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric smoke detector that detects scattered light caused by smoke entering a test section and sends out a generation report signal to a receiver. Particularly, the present invention provides a high reliability and a significant reduction in current consumption and manufacturing cost. The present invention relates to a photoelectric smoke detector.

종래 이러한 종류의 광전식 연기 감지기로서는 제1도에 도시한 것이 실용화 되어 있다.Conventionally, this type of photoelectric smoke detector shown in FIG. 1 is put into practical use.

도면에서 1은 다이오드브리지, 이 다이오드브리지(1)에 계속하여 화재를 검출한 때에 전원 신호선 l, l₂간을 도통하여 발보 신호를 송출하는 사이리스터를 가지는 스위칭 회로(2), 전류제한 기능을 가지는 정전압회로(3), 펄스 제어회로를 포함한 발진회로(4), 발진회로(4)로 부터의 펄스신호에 응하여 간할적으로 발광 구동되는 발광다이오드(5), 검연부에 유입한 연기에 의한 산란광을 수광하는 수광다이오드(7), 이 수광다이오드(7)로 부터 얻는 출력전압이 기준 전압 이상일때 출력하는 비교기를 가지는 비교회로(8), 이 비교회로(8)의 출력이 연속하여 2회 이상 얻게 될때에 화재 검출신호를 출력하여 스위칭회로(2)를 작동하는 측전회로(9)등이 각기 배설되어 있다.In the figure, 1 is a switching circuit 2 having a diode bridge and a thyristor which transmits a Balbo signal through the power signal lines l and l ₂ when a fire is continuously detected in the diode bridge 1, and has a current limiting function. Scattered light by the constant voltage circuit (3), the oscillation circuit (4) including the pulse control circuit, the light emitting diode (5) driven lightly intermittently in response to the pulse signal from the oscillation circuit (4), and the smoke introduced into the test section A photodiode 7 for receiving light, a comparison circuit 8 having a comparator for outputting when the output voltage obtained from the photodiode 7 is equal to or greater than a reference voltage, and the output of the comparison circuit 8 is successively two or more times When obtained, the side circuit 9 and the like which output the fire detection signal and operate the switching circuit 2 are respectively disposed.

그러나 상기한 종래의 광전식 연기 감지기에 있어서는 소비전류 저감을 위하여 바광 다이오드의 구동전류를 낮추어 사용하는 경우 그 때문에 발생하는 수광다이오드의 출력저하를 500-1000배의 고 이들을 가지는 OP앰프 등의 증폭기(도시치 않음)을 비교회로(8)의 비교기 전단에 비치하므로서 보상하는 것이 일반적이다.However, in the conventional photoelectric smoke detector, when the driving current of the light emitting diode is lowered to reduce the current consumption, the output reduction of the photodiode diode is 500-1000 times higher than that of an amplifier such as an OP amplifier ( (Not shown) is generally compensated by having the comparator 8 in front of the comparator.

그러나 고이득 증폭기를 사용하면 수 mV정도의 수광전압을 증폭할 때는 극히 작은 노이즈, 예로서 lmV정도의 노이즈가 전자유도, 정전유도 등에 의하여 가하여져도 비교회로(8)가 반전 출력을 발생하여 오동작을 일으키는 결점이 있다.However, when a high gain amplifier is used, the comparison circuit 8 generates an inverted output even when extremely small noise, for example, lmV, is amplified by electromagnetic induction or electrostatic induction when amplifying a received voltage of several mV. There is a flaw that causes it.

또 2전원의 OP앰프를 증폭기로 하는 경우에는 제너다이오드 혹은 분할저항에 의하여 전원전압을 분할하여 중점전위(中點電位)를 얻고 있으나, 제너전류 혹은 분할저항에 의한 소비전류의 저감을 도모할 필요상 이들이 높은 임피턴스로 되기 쉽고, 노이즈에 의하여 중점전위가 움직이어 상기한 바와 같이 오동작을 일으키는 결점이 있다.In the case of using an op amp with two power supplies as an amplifier, the midpoint potential is obtained by dividing the power supply voltage by a zener diode or a divider resistor, but it is necessary to reduce the consumption current by the zener current or the divider resistor. Phases tend to have high impedance, and the midpoint potential is moved by noise, causing a malfunction as described above.

그러므로 종래의 감지기에서는 제1도에 있어서 파선으로 도시한 바와 같이 회로 전체를 실드(밀폐)케이스(10)에 수용하므로서 외부로 부터의 노이즈에 의한 오동작을 방지하도록 되어 있다.Therefore, in the conventional detector, as shown by the broken line in FIG. 1, the entire circuit is accommodated in the shield (sealing) case 10 so as to prevent malfunction due to noise from the outside.

그러나 실드케이스(10)에 의하여 회로부를 완전히 밀폐하여도 회로부는 전원겸 신호선 l₁, l₂에 접촉되어 있고, 이들을 개입하여 노이즈의 영향을 받어 오동작할 우려가 있다.However, even if the circuit part is completely sealed by the shield case 10, the circuit part is in contact with the power source and the signal lines l ₁ and l ₂ , and there is a possibility of malfunction due to the influence of noise through them.

또 회로를 완전에 가까운 상태로 밀페하도록 실드케이스를 설치하는 것은 원가적으로 상당히 고가로 되고 실현 곤란하다.In addition, the installation of the shield case to close the circuit in a state close to perfection becomes costly and difficult to realize.

또 이러한 종류의 감지기에 있어서는 소비전류의 저감을 도모하기 위하여 상술한 수단외에, 발광다이오드(5)를 간할적으로 펄스 구동하는 구성으로 되어 있으며, 또한 비교회로(8)에 대하여도 그 발광다이오드(5) 의 구동에 동기하여 발진회로 (4)로 부터 간할적으로 전원공급을 행하여 펄스광이 출력되고 있는 동안만 비교 동작을 행하게 하도록 되어 있다.In addition to the above-described means, in the sensor of this kind, the light emitting diode 5 is pulsed in an intermittent manner, and the comparison circuit 8 also includes the light emitting diode ( 5) In synchronization with the driving of the power supply, the oscillation circuit 4 is supplied with power temporarily so that the comparison operation is performed only while the pulsed light is being output.

이 경우, 측적회로(9)에 있어서의 비교회로(8)의 출력의 읽는 타이밍을 발광펄스와 동기시키면 제2도에 도시한 바와 같이 비교 회로(8)를 구성하는 고 이득 중폭기 및 비교기의 응답지연이나 입상시의 불안전 상태가 겹쳐져 비교기의 출력이 측적회로(9)의 스레숄드레벨에 도달하기 까지에 상당한 시간을 요하므로 그 측적회로(9)에 적정한 비교출력이 입력되지 못하는 문제가 생긴다.In this case, when the timing of reading the output of the comparison circuit 8 in the measurement circuit 9 is synchronized with the light emission pulse, as shown in FIG. 2, the high gain heavy amplifier and the comparator constituting the comparison circuit 8 are shown. Since the response delay or the unstable state at the time of standing up is superimposed and it takes a considerable time for the output of the comparator to reach the threshold level of the measurement circuit 9, the appropriate comparison output is not input to the measurement circuit 9.

이에 대하여 측적회로(9)의 읽는 타이밍을 상기 소요시간을 미리 견적하여 지연회로(도시치 않음)둥에 의하여 발광펄스 입상후 일전시간, 예로서 제2도에 읽는 타이밍으로서 표시한 만치 지연시켜 설정함이 제안되어 있다.On the other hand, the reading timing of the measurement circuit 9 is set in advance by estimating the required time and delayed by a delay circuit (not shown). Is proposed.

그러나 이 방법은 지연시간의 설정이 지연회로등 및 비교회로(8)의 온도변호, 경년병화( )등에 의하여 상대적으로 변화하여 읽는 타이밍에 지연을 초래하므로 측적회로에 있어서 적정한 읽기를 할 수 없게 될 염려가 있다.However, in this method, the setting of the delay time is relatively changed by the temperature variation of the delay circuit, the comparison circuit 8, and aging (), which causes a delay in the read timing. There is concern.

본 발명은 이와 같은 설정을 감안하여서 된 것으로, 그 제1목적은 발광펄스와 동기되어 얻는 비교회로의 출력을 발광펄스의 후연의 타이밍으로 측적회로가 데이터를 읽도록 설정하여 간할적으로 전력공급을 행할시의 데이타 읽는 동작을 적절히 하며, 그리고 지연회로 등을 생략하므로서 회로의 간략화와 소비전류의 저감을 도모한 광전식 연기 감지기를 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of such a setting, and the first object thereof is to set the output of the comparison circuit obtained in synchronization with the light emitting pulse so that the measurement circuit reads data at the timing of the trailing edge of the light emitting pulse, thereby simplifying the power supply. The present invention provides a photoelectric smoke detector with proper data reading operation at the time of execution and omission of a delay circuit and the like to simplify the circuit and reduce the current consumption.

본 발명의 제2의 목적은 접합용량이 작은 수광다이오드와 이에 대응하는 고저항치를 가지는 저항과에 의하여 큰 수광출력을 발취할 수 있도록 구성하여 발광다이오드의 구동전류를 감소시켜도 고 이득 증폭기를 설치함이 없이 비교기로 직접 비교함에 충분한 전압의 수광출력을 얻으며, 고 이득 증폭에 따른 노이즈(소음)등의 문제를 경감하여 소비전류를 저감할 수 있고, 또한 고 이득 증폭기를 생략하므로서 회로구성을 간편화 함과 동시에 노이즈 대책상 필요로 한 실드 케이스를 필요 없이 하여보다 염가로 제조할 수 있는 광전식 연기 감지기를 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a high gain amplifier even when the driving current of the light emitting diode is reduced by configuring the light receiving diode having a small junction capacitance and a resistor having a high resistance value so as to extract a large light receiving output. This makes it possible to obtain a light-receiving output of sufficient voltage for direct comparison with a comparator, reduce the current consumption by reducing noise (noise) due to high gain amplification, and simplify circuit configuration by omitting a high gain amplifier. At the same time, there is provided a photoelectric smoke detector which can be manufactured at a lower cost without the need for a shield case required for noise countermeasures.

즉 본 발명은 간할적으로 발광구동되고, 연기가 유입하는 검연부에 펄스광을 조사하는 발광다이오드와 상기 검연부에 유입한 연기에 의한 산란 광을 수광하여 전기 신호로 변환하는 수광다이오드와 미리 정한 기준전압을 타측의 입력단자에 입력하여 상기 수광다이오드의 출력전압이 기준전압 이상으로 될때 출력하는 비교기와 이 비교기의 출력을 측적하여 비교기의 출력이 발광펄스에 동기하여 적어도 2회 연속하여 얻었을 때에 출력하는 측적회로와, 이 측적회로의 출력에 의하여 도통하고 수신기로 부터 인출된 한쌍의 정원겸용 신호선간을 스위칭하여 발생신호를 송출하는 스위칭회로를 구비하고, 상기 측적회로를 발광펄스의 후연의 타이밍으로 상기 비교기의 출력을 읽음과 동시에 이것을 랏치하는 플리플럽 회로로서 구성하여서 된 것이다.In other words, the present invention is a light emitting diode which is light-emitted to be intermittently driven, the light emitting diode for irradiating pulsed light to the smoke detector, and the light-emitting diode for receiving scattered light by the smoke introduced into the detector and converting it into an electrical signal. When the output of the comparator and the output of the comparator are measured at least two times in synchronization with the light emitting pulse A measurement circuit for outputting, and a switching circuit for transmitting the generated signal by switching between a pair of common signal lines drawn from the receiver and conducted by the output of the measurement circuit, the measurement circuit being the timing of the trailing edge of the light emitting pulse. This is configured as a flip-flop circuit which reads the output of the comparator and latches it at the same time.

이하 본 발명을 도명에 도시된 실시에에 의하여 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described by way of example shown in the drawings.

제3도는 본 발명 광전식 연기 감지기의 일실시예를 도시한 불록도이다.3 is a block diagram showing an embodiment of the photoelectric smoke detector of the present invention.

이 도면에 도시한 본 발명 연기 감지기는 전원겸 신호선 l₁, l₂에 접속된 다이오드브리지(1)와 화재를 검출하면 전원겸 신호선 l₁, l₂간을 단락하여 발보신호를 송출하는 스위칭 회로(2)와 전류제어 기능을 가지는 정전압회로(3)와, 이 정전압회로(3)로 부터 다이오드 D₁를 개재하여 충전됨과 동시에 후단의 각 회로에 전력을 공급하는 전해콘덴서 C₁와를 구비하고, 그리고 발광다이오드(5), 기준전압 설정회로(12) 및 비교기(15)와, 이들을 간할적으로 구동하는 펄스발생회로(11)와, 저접합 용량의 수광다이오드(13) 및 고저항치의 저항 RO와, 측전회로 (16)와를 가지고 구성된다.The smoke detector of the present invention shown in this figure is a switching circuit for outputting a signaling signal by shorting the power supply and signal lines l ₁ and l ₂ with a diode bridge 1 connected to the power and signal lines l ₁ and l ₂ and detecting a fire. (2) the current and having a control voltage circuit (3), as soon charged via the diode D ₁ from the constant-voltage circuit 3 and, at the same time provided with an electrolytic capacitor C ₁ wareul for supplying power to each circuit in the subsequent stage, And a light emitting diode 5, a reference voltage setting circuit 12 and a comparator 15, a pulse generating circuit 11 for driving them intermittently, a light receiving diode 13 having a low junction capacity, and a high resistance resistance RO. And the side circuit 16 is configured.

또 전원겸 신호선 l₁, l₂에는 상기 다이오드 브리지(1)의 입력측에 당해 감지기의 발생보고를 표시하는 발생표시 및 그의 점등회로(어느 것도 도시치 않음)가 설치되어 있다.In addition, the power supply and signal lines l ₁ and l ₂ are provided on the input side of the diode bridge 1 with an occurrence indication for displaying the occurrence report of the detector and a lighting circuit thereof (not shown).

정전압회로(3)는 트랜지스터 Tr₁를 가지는 정전압회로부(3a)와. 트랜지스터 Tr₂를 가지는 전류제한 회로부(3b)와로 된다.The constant voltage circuit 3 includes a constant voltage circuit section 3a having a transistor Tr ₁ . And a current limiting circuit section 3b having a transistor Tr ₂ .

전자는 다이오드 브리지(1)의 출력전압, 예로서 22V를 제너다이오드 ZD₂에 의한 기준전압에 기초한 트랜지스터 Tr₁의 정전압 제어로서 약 13V로 안정화한다.The former stabilizes the output voltage of the diode bridge 1, for example, 22 V, as constant voltage control of the transistor Tr ₁ based on the reference voltage by the zener diode ZD ₂ .

후자는 트랜지스터 Tr₂에 의하여 전원투입시 등의 부하전류를, 예로서 160μA를 초과하지 않도록 제한하고 있다.The latter limits the load current, such as when the power is turned on, by the transistor Tr ₂ so as not to exceed 160 µA, for example.

펄스 발생회로(11)는 스위칭소자로서 작용하는 트랜지스터 Tr₃와 그 바이어스회로를 형성하는 저항 R₅및 R₆와, 상기 트랜지스터 Tr₃를 ON, OFF하는 트랜지스터 Tr₄와, 이 트랜지스터 Tr₄를 소정 주기로 ON, OFF하는 저항 R₃, R₄및 콘덴서 O₂와를 가지고 구성된다.The pulse generating circuit 11 includes transistors Tr ₃ acting as switching elements, resistors R ₅ and R ₆ forming the bias circuit, transistors Tr ₄ for turning on and off the transistors Tr ₃ , and the transistors Tr ₄ . It consists of resistors R ₃ , R ₄ and condenser O _{2 with} ON and OFF cycles.

저항 R₃는, 예로서 47MΩ의 고저항치를 선정하여 콘덴서 C₂를 서서히 방전시키도록 설정된다.The resistor R ₃ is set so as to discharge the capacitor C ₂ gradually by selecting a high resistance value of 47 MΩ as an example.

저항 R₄는, 예로서 15MΩ의 저저항치를 선정하여 콘덴서 C₂를 도시한 극성으로 급속히 충전하도록 설정되어 있다.The resistor R ₄ is set to select a low resistance value of 15 MΩ as an example and to rapidly charge the capacitor C ₂ with the polarity shown.

이 펄스 발생회로(11)는 트랜지스터 Tr₃, Tr₄의 코렉터로부터 서로 위상을 반전한 관계에 있는 펄스출력이 각각 취출된다.In the pulse generating circuit 11, pulse outputs having a relation in which phases are inverted from each other are taken out from the correctors of the transistors Tr ₃ and Tr ₄ , respectively.

트랜지스터 Tr₃의 코렉터는 저항 R₇을 개재하여 발광다이오드(5)에 기준전압 설정회로(12)및 비교기(15)에 각각 접속되어 있다.The collector of the transistor Tr ₃ is connected to the light emitting diode 5 via the resistor R ₇ to the reference voltage setting circuit 12 and the comparator 15, respectively.

한편 트랜지스터 Tr₄의 코렉티는 후술하는 측적회로(16)의 플립플럽 FF₁, FF₂의 CL(크럭크) 단자에 접속되어 있다.On the other hand, the integrity of the transistor Tr ₄ is connected to the CL (clock) terminals of the flip flops FF ₁ and FF ₂ of the measurement circuit 16 described later.

발광다이오드(5)는, 예로는 발광효율이 높은 일반적인 적외 발광다이오드를 사용하고, 상기 펄스 발생회로(11)의 트랜지스터 Tr₃의 ON, OFF에 대응 동작하여 콘덴서 C₁으로 부터 간할적으로 전하가 공급되고 펄스 발광한다.As the light emitting diode 5, for example, a general infrared light emitting diode having a high luminous efficiency is used, and in response to the ON and OFF of the transistor Tr ₃ of the pulse generating circuit 11, the charge is intermittently discharged from the capacitor C ₁ . Supplied and pulsed.

수광 다이오드(13)는 고저항치의 저항 RO와 직렬 접속하여 콘덴서 C₁및 C₄의 양단에 접속되어 역바이어스 되고, 상기 발광다이오드(5)로 부터의 펄스광에 의하여 조사되는 검연부(도시치 않음) 내의 연기의 유무에 대응하여 발생하는 산란광을 검출한다.The light receiving diode 13 is connected in series with the resistor RO having a high resistance value and connected to both ends of the capacitors C ₁ and C _{4 so} as to be reverse biased, and an inspection part irradiated by the pulsed light from the light emitting diode 5 (not shown) Scattered light generated corresponding to the presence or absence of smoke in the interior) is detected.

이 수광다이오드813)는 접합용량이 100PF이하의 저접합용량의 것을 사용한다.This photodiode 813 uses a low junction capacitance with a junction capacitance of 100 PF or less.

이것은 수광전압의 입상 시정수가, 수광다이오드의 접합용량과 이와 직렬 접속되는 저항의 저항치와로 정하여지므로, 펄스광의 펄스폭을 200마이크로초 이하로 짧게 하여도 100PF 이하의 접합 용량의 수광다이오드이라면, 직렬저항의 저항치를 메그오므오다로 하여도 펄스에 추종할 수가 있고, 그 결과 수광전압을 수 10미리 볼트 이상으로 인상할 수가 있기 때문이다.Since the rise time constant of the received voltage is determined by the junction capacitance of the light receiving diode and the resistance of the resistor connected in series with it, even if the pulse width of the pulsed light is shortened to 200 microseconds or less, a light receiving diode having a junction capacity of 100 PF or less can be used in series. This is because the resistance value of the resistor can be followed by the pulse, and as a result, the received light voltage can be raised to several ten millivolts or more.

그리고 이와 같은 큰 수광전압을 얻을 수 있으므로 고 이득 증폭기를 없이 하여도 얻는다.And since such a large light receiving voltage can be obtained, it can be obtained even without a high gain amplifier.

이 수광다이오드(13)로서는 PIN포토다이오드가 적합하다.As this light receiving diode 13, a PIN photodiode is suitable.

이 PIN 포토다이오드는 역바이어스 전압에 의하여 접합용량이 더욱 적하하여 통상 20-60 PF이하의 접합용량으로 되고 또 수광시의 광전류로서는 수 10나노암페어 정도를 얻는다.This PIN photodiode has a further drop in junction capacity due to the reverse bias voltage, which usually leads to a junction capacity of 20 to 60 PF or less, and obtains several ten nanoamps as a photocurrent upon light reception.

상기 수광다이오드(13)과 저항 RO와의 접속점에 콘덴서 C₃와 저항 R₁₀와로 되는 미분회로(14)가 접속되어, 저항 RO에 발생하는 수광전압이 이 미분회분(14)를 개재하여 후술하는 비교기(15)의 비반전 입벽단자(+)에 입력된다.A differential circuit 14 consisting of a capacitor C ₃ and a resistor R ₁₀ is connected to a connection point between the light receiving diode 13 and the resistor RO, and a comparator which receives a light receiving voltage generated at the resistor RO through this differential ash 14 is described later. It is input to the non-inverting wall terminal (+) of (15).

이 미분회로(14)는 수광다이오드(13)의 압전류 Id에 의한 출력을 캇트한다.This differential circuit 14 cuts the output by the piezoelectric current Id of the light receiving diode 13.

예로서 압전류 Id를 1나노암페어, 저항 RO를 1메그오므로 하면, 저항 RO에는 1미리볼트의 전압을 발생하나 이 전압은 미분회로(14)로 캇트되어 비교기(15)에는 입력되지 않는다.For example, if the piezoelectric current Id is 1 nanoamp and the resistance RO is 1 mego, a voltage of 1 millivolt is generated in the resistor RO, but this voltage is cut into the differential circuit 14 and is not input to the comparator 15.

기준전압 설정회로 (12)는 다이오드 D₂의 순전압 약 0.6V를 가변저항 VR에 의하여 분압하여 기준전압을 얻는 구성으로 되어 있고, 싱기 펄스발생회로(11)의 트랜지스터 Tr₃가 ON할때만 전력공급을 받어 기준전압을 발생하고 이것을 비교기(15)의 반전 입력단자(-)에 입력시킨다.The reference voltage setting circuit 12 is configured to obtain a reference voltage by dividing a forward voltage of about 0.6 V of the diode D ₂ by the variable resistor VR, and the power is supplied only when the transistor Tr ₃ of the singer pulse generating circuit 11 is turned on. Upon receiving the supply, a reference voltage is generated and input to the inverting input terminal (-) of the comparator 15.

여기서 다이오드 D₂를 사용하여 기준전압을 설정하는 것은 발광다이오드(5)의 온도에 의한 발광특성의 변호에 대한 수광다이오드(13)의 출력변화를 다이오드 D₂에 의하여 기준전압을 변화시켜 보상하기 위함이다.The diode D _2, setting the reference voltage by using the light emitting diode to (5) by changing a reference voltage by the output change in the diode D ₂ of the receiving diode (13) for the defense of the light emission characteristics caused by temperature compensation of the intended to be.

또 저항 R₉는 가변저항 Vr의 분해 능력을 높이기 위한 것으로 반드시 필요한 것은 아니다.In addition, the resistor R ₉ is not necessary to increase the resolution of the variable resistor Vr.

비교기(15)는 상기 기준접압 설정회로(12)및 미분회로(14)와 같이 비교회로를 구성하고 미분회로(14)를 개재하여 입력되는 수광전압과 기준전압 설정회로(12)로 부터 입력되는 기준전압과를 비교하여 전자가 후자 이사일때 H(높은) 레벨출력을 일으키도록 구성되어 있다.The comparator 15 constitutes a comparison circuit like the reference voltage setting circuit 12 and the differential circuit 14 and is input from the received light voltage and the reference voltage setting circuit 12 via the differential circuit 14. Compared to the reference voltage, it is configured to produce H (high) level output when the former is the latter.

이 비교기(15)로서는 상기 고정항 RO에 대하여 충분히 높은 입력 임피던스를 가지며, 입력 오프셋트 전압 및 입력 오프셋트 전류가 입력신호에 대하여 충분히 작고, 그리고 단전원으로 동작하는 것을 요건으로 하며, 한편 증폭이득은 가장 간단한 OP앰프의 증폭도인 1000배 이상이면 좋고 구체적으로는 MOS-FET를 입력단에 사용한 고입력 임피던스의 OP앰프를 사용한다.The comparator 15 has a requirement that the input impedance has a sufficiently high input impedance with respect to the fixed term RO, the input offset voltage and the input offset current are sufficiently small with respect to the input signal, and operate with a single power supply, while amplifying gain Is an amplification degree of 1000 times or more of the simplest OP amplifier. Specifically, a high input impedance OP amplifier using a MOS-FET is used.

측적회로 (16)는 D플립프럽 FF₁, FF₂를 2단 접속하여 구성되고 초단의 D플립플럽 FF₁의 D단자에 입력되는 상기 비교기(15)의 H레벨출력을 소정시간 측적하여 그후 다음단의 D플리플럽 FF₂의 Q단자로 부터의 H레벨출력에 의하여 오동작 방지용 제너다이오드 ZD₃를 개재하여 스위칭회로(2)의 사이리스터(17)를 트리거한다.The measurement circuit 16 is configured by connecting the D flip flops FF ₁ and FF ₂ in two stages, and measures the H level output of the comparator 15 input to the D terminal of the D flip flop FF ₁ in the first stage for a predetermined time, and then The thyristor 17 of the switching circuit 2 is triggered by the H level output from the Q terminal of the D flip flop FF ₂ of the stage via the zener diode ZD ₃ for preventing malfunction.

D플리플럽 FF₁, FF₂의 CL단자에는 트랜지스터 Tr₄의 코렉터로부터 발광펄스의 입하(펄스후연)에 동기하여 입상 크럭크 신호가 공급되고 양 D플리플럽 FF₁, FF₂는 이 크럭크 신호의 입력에 동기하여 D단자에 입력한 신호를 읽어 이것을 랏치한다.D flat ripple European FF _1, CL terminal of the FF _2, the transistor in synchronization with the arrival of the radiation pulses (pulse trailing edge) from Corrector of Tr ₄ and the particulate keureok greater signal supply amount D flat ripple European FF _1, FF ₂ is a keureok In synchronization with the input of the large signal, the signal input to the D terminal is read and latched.

처음단의 D플리플럽 FF₁의 Q단자는 저항 R₁₁과 저항 R₁₂및 다이오드 D₄와 콘덴서 C₅와로 되는 측적시간 연장회로를 개재하여 다음단의 D플립플럽의 D단자와 접속되고, 이 Q단자의 H레벨출력을 20-30초 정도 늘리어 입력시키는 구성으로 되어있다.The Q terminal of the _first D flip flop FF ₁ is connected to the D terminal of the next D flip flop via a measurement time extension circuit consisting of a resistor R ₁₁ , a resistor R _12, and a diode D ₄ and a capacitor C ₅ . The H-level output of this Q terminal is increased by about 20-30 seconds to input.

또 처음단의 D플립플럽 FF₁의 Q단자는 처음단의 D플리플럽 FF₂의 R(리셋트)단자에 접속되어 있다.The Q terminal of the first flip flop FF ₁ is connected to the R (reset) terminal of the first flip flop FF ₂ .

또 본 실시예에서는 측적시간 연장회로를 설치하였으나, 이 회로를 생략하고 처음단의 D플리플럽 FF₁의 Q단자와 다음단의 D플리플럽 FF₂의 D단자와의 직접 접속하는 구성으로 하여도 된다.In this embodiment, although the measurement time extension circuit is provided, the circuit is omitted so that the Q terminal of the _first D flip flop FF ₁ and the D terminal of the next D flip flop FF ₂ are directly connected. You may also do it.

이 경우는 비교기(15)로 부터 2회 연속하여 H레벨출력을 얻게 되면 다음단의 D플리플럽의 Q단자출력이 H레벨로 되고 사이리스터(17) "턴온" 시킨다.In this case, when the H level output is obtained twice from the comparator 15, the Q terminal output of the D flip flop of the next stage becomes the H level, and the thyristor 17 is " turned on ".

상기 처음단의 D플리플럽 FF₁의 R단자와 다음단의 D플리플럽 FF₂의 Q단자와를 저항 R₁₃, R₁₄및 콘덴서 C₆으로 되는 지연회로를 개재하여 접속되어 있고, 다음단의 D플리플럽 FF₂의 Q단자가 H레벨이 되면 일정시간, 즉 사이리스 터(17)가 "턴온"함에 충분한 시간경과 후 처음단 D플리플립 FF₁이 리셋트되도록 구성되어 있다.The R terminal of the first D-flop FF ₁ and the Q terminal of the next D-flop FF ₂ are connected via a delay circuit comprising resistors R ₁₃ , R _14, and capacitor C ₆ . When the Q terminal of the stage D flip-flop FF ₂ reaches the H level, the first stage D flip-flop FF ₁ is configured to be reset after a predetermined time, that is, a time sufficient to allow the thyristor 17 to "turn on".

다음으로 본 발명 광전식 연기 감지기의 동작에 대하여 제3도 및 각부의 파형을 도시한 제4도, 제5도를 참조하여 설명한다.Next, the operation of the photoelectric smoke detector of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5 showing waveforms of FIGS.

이제 도시하지 않는 수신기측에서 전원을 투입하면, 전원겸신호선 l₁, l₂를 개재하여 다이오드브리지(1)에 전원압이 가하여져, 이로부터 정전압회로(3)를 개재하여 콘덴서 C₁에 충전된다. 다음으로 펄스 발생회로(11)에 있어서 트랩지스터 Tr₃, Tr₄가 같이 OFF이면, 상기 콘덴서 C₂의 전하가 주로 저항 R₃에 의하여 정하여지는 시정수로 서서히 방전된다. 그리고 트랜지스터 Tr₄의 베이스전위가 상승하면 트랜지스터 Tr₄는 ON한다.When power is supplied from the receiver side (not shown), power supply pressure is applied to the diode bridge 1 via the power and signal lines l ₁ and l ₂ , and the capacitor C ₁ is charged from the diode bridge 1 via the constant voltage circuit 3. do. Next, in the pulse generator circuit 11, when the trap resistors Tr ₃ and Tr ₄ are both OFF, the charge of the capacitor C ₂ is gradually discharged to the time constant determined mainly by the resistor R ₃ . And when the base potential of the transistor Tr ₄ increases and the transistor Tr ₄ is ON.

이때 ON상태는 저항 R₃가 고저항이므로 반도통 상태이다. 트랩지스터 Tr₄의 ON에 의하여 트랜지스터 Tr₃가 ON하고 콘덴서 C₂가 트램지스터 Tr₃, Tr₄및 저항 R₄를 개재하여 제3도에 도시된 극성으로 급속히 충전된다.At this time, the ON state is semi-conducting because the resistance R ₃ is high. The transistor Tr ₃ is turned on by the ON of the trap transistor Tr ₄ , and the capacitor C ₂ is rapidly charged to the polarity shown in FIG. 3 via the tramistors Tr ₃ , Tr ₄ and the resistor R ₄ .

이 콘덴서 C₂가 소정단자 전압에 도달하면, 트랜지스터 Tr₄및 Tr₃가 OFF로 되고 상기 초기상태에 되돌아 온다.When the capacitor C ₂ reaches the predetermined terminal voltage, the transistors Tr ₄ and Tr ₃ are turned off and return to the initial state.

상술한 저항 R₃를 개재한 완만한 방전과 저항 R₄를 개지한 급속 충전과를 교호로 반복함에 따라 일정주기, 예로서 본 실시예에서는 주기 2-3초 정도의 펄스를 얻는다.By alternately repeating the slow discharge via the resistor R ₃ described above and the rapid charge through the resistor R ₄ alternately, pulses of a period of about 2-3 seconds are obtained, for example, in this embodiment.

이 펄스 발생회로(11)의 출력의 하나는, 트랜지스터 Tr₃의 코렉터로 부터 얻으며, 그 파형을 제4도의 최상부에 발광펄스로서 표시한다.One of the outputs of the pulse generating circuit 11 is obtained from the corrector of the transistor Tr ₃ , and the waveform is displayed as the light emitting pulse on the top of FIG. 4.

이 출력은 급속충전 때에 일어나고 본 실시에에서는 100마이크로초 정도의 극히 좁은 펄스폭으로 되어 있다.This output occurs at the time of rapid charging and in this embodiment has an extremely narrow pulse width of about 100 microseconds.

또 이 출력은 트랜지스터 Tr₃를 개지하여 후단의 회로와 콘덴서 C₁과를 직렬하여 얻어지므로 대전력을 출력할 수 있어 발광 다이오드(5), 기준전압 설정회로(12) 및 비교기(15)에 대하여 펄스의 형태로 동기하여 전력을 공급한다.In addition, this output is obtained by serially connecting the circuit of the latter stage and the capacitor C ₁ by opening the transistor Tr ₃ , so that a large power can be output, so that the light emitting diode 5, the reference voltage setting circuit 12, and the comparator 15 Power is supplied in synchronization in the form of a pulse.

한편 트랜지스터 Tr₄의 코렉터로 부터의 출력은, 상기 출력의 위상을 반전시킨 관계에 있고, D플리플럽 FF₁, FF₂의 크럭크신호로서 사용된다.On the other hand, the output from the corrector of the transistor Tr ₄ has a relation in which the phase of the output is inverted and is used as the clock signal of the D flip-flops FF ₁ and FF ₂ .

이 출력은 제4도에서 크럭크신호로서 표시한 바와같이 발광펄스의 입하(펄스후연)에 동기하여 입상한다.This output is made in synchronism with the arrival (pulse trailing edge) of the light emitting pulse as indicated by the clock signal in FIG.

측적회로(16)에서는 CL단자에 상기 크럭크신호가 입력할 때에 D플리플럽 FF₁, FF₂의 D단자에 입력된 테이터를 읽는다. 즉, 발광다이오드(5)의 발광종료시에 이와 동기하여 OFF로 된 비교기(15)의 출력을 읽는다.The measurement circuit 16 reads data input to the D terminals of the D flip flops FF ₁ and FF ₂ when the clock signal is input to the CL terminal. That is, at the end of light emission of the light emitting diode 5, the output of the comparator 15 which is turned off in synchronization with this is read.

이것은 확대하여 표시한 제5도에 도시한 바와같이 비교기(15)의 출력이 OFF시에 즉시 0으로는 않되고 일정의 시정수에 의하여 서서히 감소하기 때문에 OFF직후이면 D플리플럽 FF₁의 D단자에 스레쇼르드 레벨 이상의 테이터 전압을 얻게 됨을 이용한 것이다.This is OFF immediately because reduced by the output of the comparator (15) OFF when the number of predetermined time constant as soon 0 is andoego slowly as shown in the display to zoom FIG. 5 D flat ripple European D terminal of the FF ₁ This is because the data voltage above the threshold level is obtained.

이제, 시각 t₃근방에서 연기농도가 상승하기 시작하였다고 하면 수광출력, 즉 비교기(15)의 입력이 제4도 및 제5도에 표시한 바와같이 증대되어 온다.Now, if the smoke concentration starts to rise near the time t ₃ , the light receiving output, that is, the input of the comparator 15 is increased as shown in FIGS. 4 and 5.

그러나 이 시점에서는 연기농도가 아직 충분히 높아지지 않은 관계로 비교기(15)에 있어서 기준전압을 초과하는 부분은 아주 작은 것이다.However, at this point, since the smoke concentration has not yet risen sufficiently, the portion exceeding the reference voltage in the comparator 15 is very small.

그때문에 비교기(15)로부터의 출력펄스의 펄스폭도 좁고, 크럭크 입력의 입상시까지 출력이 소정레벨 이상에 유지되지 못하고 D플리플럽 FF₁에 읽혀지지 않는다.For this reason, the pulse width of the output pulse from the comparator 15 is also narrow, and the output is not maintained at a predetermined level or more until the crank input rises and is not read by the D flip flop FF ₁ .

그러나 시각 t₄로 되면, 연기농도가 미리 설정한 농도이상에 도달되어 있으므로 비교기(15)의 출력은 크럭크 신호 입력시까지 소정레벨 이상으로 유지되어 D플리플럽 FF₁에 읽어 넣어져 Q단이 H레벨로 된다.However, at time t ₄ , since the smoke concentration reaches a predetermined concentration or more, the output of the comparator 15 is maintained at or above a predetermined level until the input of the clock signal, and is read into the D flip flop FF ₁ to Q stage. This level becomes H level.

이후 이 Q단자의 출력은 저항 R₁₁을 개재하여 콘덴서 C₅에 충전되어 소정시간, 예로서 20-30초 정도 지연하여 다음단의 플리플럽 FF₂의 D단자에 일고 그 Q단자가 H레벨로 된다.After that, the output of this Q terminal is charged to the capacitor C ₅ through the resistor R ₁₁ and delayed for a predetermined time, for example, 20-30 seconds, to the D terminal of the next flop flop FF ₂ , and the Q terminal is H level. It becomes

여기서 상기 지연이 유지되려면은 처음단의 D플리플럽 FF₁에 입력되는 비교기(15)의 출력이 지연시간 내의 모든 크럭크 입력시에 소정레벨 이상으로 유지되어 있을 필요가 있다.In order for the delay to be maintained, the output of the comparator 15 input to the D flip flop FF ₁ at the first stage needs to be maintained at a predetermined level or more at all the clock inputs in the delay time.

지연시간 경과전에 비교기(15)의 출력이 소정레벨 이하로 되면 처음단의 플리플럽 FF₁의 Q단자가 L레벨로 되고 콘덴서 C₅의 충전전하가 R₁₂, 및 다이도드 D₄를 개재하여 Q단자에 급속히 방전되기 때문이다.If the output of the comparator 15 falls below a predetermined level before the delay time has elapsed, the Q terminal of the _first flip-flop FF ₁ becomes L level, and the charge charge of the capacitor C ₅ passes through R ₁₂ and the die D ₄ . This is because the Q terminal is rapidly discharged.

이에 의하여 담배연기등에 의한 일시적인 연기 농도의 상승에 의한 오발 보고를 방지할 수가 있다.As a result, it is possible to prevent a false report due to the temporary increase in the smoke concentration caused by cigarette smoke.

다음단의 D플리플럽 FF₂의 Q단자가 H레벨이 되면 제너다이오드 ZD₃를 개재하여 스위칭회로(2)의 사이리스터(17)를 턴온시켜, 전원겸 신호선 l₁, l₂간을 단락상태로 하여 화재 발보를 한다.When the Q terminal of the next D flip flop FF ₂ becomes H level, the thyristor 17 of the switching circuit 2 is turned on via the zener diode ZD ₃ to short-circuit the power and signal lines l ₁ and l ₂ . Make a fire alarm.

그리고 저항 R₁₃, R₁₄및 콘덴서 C₆으로 된 지연회로로서 일정시간 지연시킨 후 처음단의 D플리플럽 FF₁이 리셋트되고 이에 수반하여 다음단의 D플리플럽 FF₂가 리셋트되어 측적회로(16)는 초기상태로 설정된다.A delay circuit consisting of resistors R ₁₃ , R ₁₄ and condenser C ₆ is delayed for a certain time, and then the first D flip flop FF ₁ is reset and the next D flip flop FF ₂ is reset. The measurement circuit 16 is set to an initial state.

상기 실시예에서는 발광다이오드 등을 간할적으로 구동하는 수단으로서 폭이 좁은 짧은 형 펄스를 출력하는 펄스발생회로를 사용하였으나, 이 펄스 발생회로의 구성은 이 실시예의 것에 한정된 것이 아님은 물론이다.In the above embodiment, a pulse generating circuit for outputting a narrow short pulse is used as a means for driving the light emitting diodes and the like intermittently, but the configuration of the pulse generating circuit is not limited to that of this embodiment.

예로서 펄스 발생회로의 출력에 의하여 발광다이오드 등을 직접 구동하지 않고 적당한 구동회로를 두어 구동하는 구성으로 하여도 좋다.For example, a configuration may be provided in which a suitable driving circuit is provided without directly driving a light emitting diode or the like by the output of the pulse generating circuit.

이상 설명한 바와같이 본 발명은 발광펄스의 후연에 동기하여 비교회로의 출력을 데이터 판독하도록 측적회로에 크럭크신호를 공급시키는 구성으로 하므로서 비교기 등을 펄스구동하는 경우에 있어서의 테이터 판독 동작을, 온도변화, 경년변화에 의한 타이밍의 지연을 발생하는 일없이 정확히 행할 수 있어 신뢰성이 향상되고 그리고 종래판 타이밍 설정에 필요하였던 지연회로 등을 생략할 수 있어 회로구성의 간략화와 더불어 소비전류의 저감을 도모할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention is configured to supply a clock signal to the measurement circuit so as to read data from the output of the comparison circuit in synchronization with the trailing edge of the light emitting pulse, so that the data read operation in the case of pulse driving the comparator or the like is performed. It is possible to accurately perform the timing without delay of change or secular variation, so that the reliability is improved, and the delay circuit which is required for the conventional timing setting can be omitted, which simplifies the circuit configuration and reduces the current consumption. It can work.

또 본 발명은 저접합용량의 수광다이오드에 고저항치의 저항을 직렬접속하여, 작은 시정수로 큰 수광출력을 낼 수 있도록 구성하므로서 발광다이오드의 구동전류를 감소시켜도 고이득 증폭기를 설치하지 않고 비교기로서 직접 비교함에 충분한 전압의 수광출력을 얻게 되어 고 이득 증폭에 따른 노이즈 등의 문제를 경감하여 소비전류의 저감을 도모할 수 있고, 그리고 고 이득 증폭기를 생략하므로서 회로구성을 간략화 할 수 있음과 동시에 노이즈대책상 필요하였던 실드케이스를 불필요하게 하므로 제조원가를 절감하는 효과가 있다.In addition, the present invention is configured to produce a high light output with a small time constant by connecting a high resistance resistor in series to a light receiving diode having a low junction capacity, thereby reducing the driving current of the light emitting diode without providing a high gain amplifier as a comparator. The light-receiving output of a sufficient voltage can be obtained for direct comparison, so that problems such as noise due to high gain amplification can be reduced, and the current consumption can be reduced, and the circuit configuration can be simplified while the high gain amplifier is omitted. Since the shield case, which was necessary for the countermeasure, is unnecessary, the manufacturing cost is reduced.

Claims

The light emitting diode which irradiates pulsed light to the detector part in which light emission is driven and the smoke flows, and the light emitting diode which receives scattered light by the smoke which flowed into the detector part and converts it into an electric signal, and the output signal of the light receiving diode Inputs a predetermined reference voltage to the other input terminal and accumulates the comparator and the output of the comparator when the output voltage of the light-receiving diode is equal to or higher than the reference voltage, and the output of the comparator A storage circuit for outputting at least two times in synchronization with the light emitting pulses and a switching circuit for conducting by the output of the storage circuit and transmitting a balun signal for switching between a pair of power line signal lines drawn from the receiver; In which the accumulator circuit measures the output of the comparator at the timing of the trailing edge of the light emitting pulse. Photoelectric smoke detector which is characterized in that it consists at the same time Eilat PL is a flat circuit ripple Europe.