JPH0439716B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、間欠的駆動により火災に伴なつて発
生する煙、温度等の物理的現象の変化量をアナロ
グ的に検出するアナログ式火災感知器に関する。

（従来技術） 従来、光電式の煙感知器等にあつては、感知器
自体に火災の判断機能をもたせ、検出した煙濃度
等が予め設定した閾値に達したとき、受信機から
の信号線を低インピーダンスに短絡して受信機に
発報電流を流す所謂オン、オフ型の火災感知器と
している。

ところが、オン、オフ型の火災感知器にあつて
は、固定的に定めた閾値による火災判断であるこ
とから、火災の早期発見と誤報の防止という相反
する２つの条件を同時に満足することが困難であ
つたため、近年においては、受信機側に火災の判
断機能をもたせ、火災感知器からは煙濃度等の火
災現象の物理的変化量をアナログ的に検出し受信
機に送出するアナログ式火災感知器を使用した火
災報知システムが考えられている。

一方、従来のオン、オフ型の煙感知器と同様
に、アナログ式の火災感知器にあつても、感知器
消費電流の低減を図るために間欠的に煙濃度を検
出して受信機に送出する必要がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、アナログ式火災感知器を間欠駆
動とした場合、その発光期間は約0.2msと極僅か
であるため、受光出力をそのまま受信機に送つて
も受信機側での受信判断が困難である。

そこで、発光期間を受信機側で受信判別可能な
時間以上に長くすることも考えられるが、発光期
間を長くしたのでは消費電流の低減を図るという
本来の目的が損われる。

また、間欠駆動とした場合の別の問題として、
発光駆動に同期して受光回路側へ間欠的に電源を
供給する構成をとつているため、発光初期に対応
した受光出力にはノイズの混入が比較的多くみら
れ、受信機側での正確な火災判断のためには受光
初期のノイズ成分を確実に除去した信号送出を行
なうことが望まれている。

（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、発光期間を長くしなくとも受信機
側での受信判断が確実にでき、また間欠駆動の初
期段階で受光信号に混入するノイズを除去するよ
うにしたアナログ式火災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は、間欠的に検
出した煙濃度等の火災発生に伴なう物理的現象の
変化量、即ち検出アナログ量をパルス幅変換する
ことを基本とし、更にパルス幅変換したパルス信
号と一定パルス幅の基準パルス信号とを比較して
両パルス信号のパルス差を検出し、このパルス差
の検出で受光信号の初期段階に含まれるノイズ成
分を除去し、最終的に検出パルス差に応じた信号
をホールド出力するようにしたものである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示した回路ブロツ
ク図である。

まず構成を説明すると、１は受信機であり、受
信機１より引き出された電源兼用信号線２とコモ
ン線３の間に本発明のアナログ式火災感知器４が
１または複数接続される。

受信機１には受信部５、処理部６及び呼出制御
部７が設けられ、受信部５にはコモン線３側に設
けた電流検出抵抗R₀の両端を入力接続し、アナ
ログ式火災感知器４より送出される検出電流を電
圧変換してアナログ火災検出信号を受信してお
り、また受信部５においてはマイクロコンピユー
タ等を用いた処理部６による火災判断の処理のた
め、アナログ検出電圧をデジタル変換している。
処理部６は受信部５からのデジタル変換された火
災検出信号に基づいて予め定めたプログラム制御
により火災を判断し、火災を判断したときには図
示しない警報手段に火災警報を行なわせると共
に、避難誘導、更には防火戸や防排煙扉等の防災
機器の制御を行なう。呼出制御部７は受信機１に
接続された複数のアナログ式火災感知器４を順次
呼び出して火災検出信号を返送させるための呼出
制御（ポーリング）を行ない、この呼出制御とし
てはアナログ式火災感知器毎に割り当てたアドレ
スコードを送出して呼び出す方式、若しくは所定
のクロツクパルスを出力し感知器側で予め定めた
クロツクパルスの計数値が得られたときに自己の
呼出しと判別して信号を返送する方式等適宜の呼
出し方式が用いられる。

次に、アナログ式火災感知器４の構成を説明す
る。

アナログ式火災感知器４において、８は伝送制
御回路であり、受信機１からの呼出しを判別し自
己の呼出しを判別したときに感知器検出信号を受
信機に返送するための応答時間を設定する応答時
間設定パルスＰ１と、応答時間設定パルスＰ１に
同期して発光駆動パルスＰ２を出力する。伝送制
御回路１の発光駆動パルスＰ２は電流制限用の抵
抗Ｒ１を介して発光素子９に与えられ、発光素子
９は発光駆動パルスＰ２で定まる一定期間のあい
だ発光駆動される。また、発光素子９は図示しな
い感知器筐体内の検煙室に設置され、この発光素
子９からの光が直接に入射しない位置には受光素
子１０が設置され、受光素子１０には発光素子９
からの光の煙による散乱光が入射する。勿論、発
光素子９と受光素子１０を相対させ、煙により減
衰した光を受光素子１０に入射さてもよい。

受光素子１０は負荷抵抗Ｒ２と直列接続され、
この受光素子１０の受光回路には定電圧回路１１
より一定電圧が印加されており、受光素子１０は
煙濃度に応じた散乱光の入射を受けて受光電流を
負荷抵抗Ｒ２に流し、負荷抵抗Ｒ２の両端に煙濃
度に応じた信号電圧を生ずる。負荷抵抗Ｒ２の信
号電圧として現れる受光出力はパルス幅変換回路
１２に入力され、受光信号の信号レベルに応じた
パルス幅に変換される。パルス幅変換回路１２よ
り出力される変換パルスＰ３はトランジスタ１３
のベースに与えられ、このトランジスタ１３のエ
ミツタは基準パルス発生回路１４の出力に接続さ
れる。基準パルス発生回路１４は伝送制御回路８
よりの応答時間設定パルスＰ１を受けて一定時間
幅の基準パルスＰ４を発生し、Ｈレベルとなる基
準パルスＰ４が出力されている間トランジスタ１
３をカツトオフ状態に保ち、パルス幅変換回路１
２の変換パルス出力Ｐ３によるトランジスタ１３
のスイツチング動作を禁止している。

このトランジスタ１３はパルス幅変換回路１２
で得られた出力パルスＰ３と基準パルス発生回路
１４からの基準パルスＰ４とのパルス幅の差を検
出するパルス差検出回路としての機能を有する。

このパルス差検出回路としての機能を有するト
ランジスタ１３のコレクタ出力は、インバータ１
５で反転され、ダイオードＤ１を介して抵抗Ｒ３
とコンデンサＣで成る充放電回路に与えられ、コ
ンデンサＣにはインバータ１５より出力されるパ
ルス信号Ｐ５のパルス幅に応じた信号電圧の充電
が行なわれ、コンデンサＣの充電電圧はFET１
６のゲートに与えられている。FET１６のゲー
トはダイオードＤ２により規定のバイアスを受
け、コンデンサＣの充電電圧に応じた出力電圧を
ドレイン抵抗Ｒ４に発生し、このFET１６の出
力は感知器入力段に設けた出力回路１７に与えら
れている。出力回路１７は伝送制御回路８による
応答時間内の所定のタイミングで駆動され、
FET１６の出力電圧に応じた信号電流を受信機
１からの電源兼用信号線２とコモン線３の間に流
し、受信機１にアナログ的に検出した火災検出信
号、即ち煙濃度に応じた信号電流を送出する。

次に、第１図の実施例の動作を第２図のタイミ
ングチヤートを参照して説明する。

まず、時刻ｔ１で伝送制御回路８が受信機から
の呼出を判別すると、Ｔ１時間となる応答時間設
定パルスＰ１とＴ２時間となる発光駆動パルスＰ
２を出力する。ここで、応答時間設定パルスＰ１
のパルス幅Ｔ１は、例えば数ミリ秒であり、これ
に対し発光駆動パルスＰ２のパルス幅Ｔ２は充分
短い0.2ミリ秒程度となる。このように、応答時
間設定パルスＰ１及び発光駆動パルスＰ２が出力
された時刻ｔ１のタイミングにおける煙濃度が略
零となる定常監視状態の煙濃度であつたとする
と、発光駆動パルスＰ２による発光素子９の発光
駆動で受光素子１０には煙濃度が略零の状態で定
常的に得られる散乱光が入射し、この受光出力を
受けてパルス幅変換回路１２は定常状態で固定的
に定まるパルス幅Ｔ３のパルス幅変換出力Ｐ３を
生ずる。

一方、応答時間設定パルスＰ１を受けて基準パ
ルス発生回路１４がパルス幅Ｔ４の基準パルスＰ
４を発生しており、この基準パルスＰ４のパルス
幅Ｔ４は定常状態におけるパルス幅変換出力Ｐ３
のパルス幅Ｔ３よりΔT₀だけ短いパルス幅に定め
られている。

従つて、パルス幅変換回路１２より変換パルス
Ｐ３が出力されても基準パルスＰ４が発生してい
るＰ４時間のあいだトランジスタ１３はカツトオ
フ状態にあり、Ｔ４時間が経過して基準パルスＰ
４がなくなるとパルス幅変換回路１２の出力Ｐ３
に基づいてトランジスタ１３がスイツチングし、
この結果、トランジスタ１３はパルス幅変換回路
１２の変換パルスＰ３と基準パルスＰ４とのパル
ス幅の差、即ちΔT₀＝Ｔ３−Ｔ４で与えられるパ
ルス差の間スイツチングし、その結果、インバー
タ１５よりはトランジスタ１３がスイツチングし
ているパルス差に応じた時間ΔT₀の時間幅をもつ
パルス出力Ｐ５が得られる。このインバータ１５
のパルス出力Ｐ５により抵抗Ｒ３を介してコンデ
ンサＣが充電され、インバータ出力パルスＰ５の
パルス幅ΔT₀に応じた充電電圧V₀が得られ、応
答時間設定パルスＰ１で定まる一定時間Ｔ１のあ
いだ、FET１６より出力回路１７にホールド出
力される。

従つて、出力回路１７は伝送制御回路８よりの
応答時間内の所定のタイミングで与えられる送出
パルスを受けて動作し、FET１６からのホール
ド出力、即ちコンデンサＣの充電電圧V₀に応じ
た信号電流を受信機１に送出する。

ここで、出力回路１７による信号電流を４〜
20mAとした場合、第２図の時刻ｔ１における煙
濃度が略零となる定常監視状態では、煙濃度が零
であることを表わす4mAの信号電流を受信機に
送出し、この信号電流はトランジスタ１３による
検出パルス差に対応していることから、トランジ
スタ１３における検出パルス差、即ちインバータ
１５の出力パルス幅ΔTと出力電流の関係を示す
と、第３図のグラフに示すようになる。

再び第２図を参照するに、時刻ｔ１から一定周
期T₀が経過した時刻ｔ２に至ると、再び伝送制
御回路１８が受信機１の呼出しを判別し、前回同
様に応答時間設定パルスＰ１及び発光駆動パルス
Ｐ２を出力する。

この時刻ｔ２のタイミングで、例えば火災発生
によりある程度の煙が感知器に流入していたとす
ると、煙濃度の増加で受光素子１０に対する煙に
よる散乱光が増加し、負荷抵抗Ｒ２の受光電圧が
増加することでパルス幅変換回路１２は定常時の
パルス幅Ｔ３に煙濃度の増加に応じた受光出力の
増加分に相当するパルス幅ΔT分だけ加え合せた
パルス幅変換出力Ｐ３を生ずる。一方、トランジ
スタ１３をカツトオフ状態に保つ基準パルスＰ４
は一定のパルス幅Ｔ４であることからトランジス
タ１３は煙濃度の増加に応じた変化分ΔTの間ス
イツチングし、インバータ１５の出力パルスＰ５
として定常監視状態からの変化分ΔTの時間幅を
もつパルスが得られ、このΔTに亘つてコンデン
サＣが充電され、コンデンサＣには煙濃度の増加
分に応じた信号電圧Ｖが得られ、応答時間設定パ
ルスＰ１に基づく応答パルスＴ１の間、FET１
６でホールド出力される。出力回路１７は所定の
タイミングでコンデンサ充電電圧Ｖに応じた４〜
20mAの範囲内となる信号電流を受信機１に送出
する。

このように第１図の実施例では、発光駆動パル
スＰ２による発光期間が0.2ミリ秒程度と短くて
も、抵抗Ｒ２とコンデンサＣで成る積分回路及び
FET１６によるホールド出力をもつて受信機１
側での受信判別に必要な充分な信号出力期間を確
保することができ、発光駆動パルスＰ２による発
光期間を長くする必要がないことから、感知器の
間欠駆動による消費電流の低減がそのまま図られ
る。

一方、受光出力をパルス幅に変換するパルス幅
変換回路１２は、伝送制御回路８からの発光駆動
パルスＰ２による電流供給で行なつており、この
ため間欠駆動の初期段階においては電源が安定し
ないことからパルス幅変換回路の出力パルスＰ３
にノイズが混入し易くなる。

しかしながら第１図の実施例にあつては、トラ
ンジスタ１３における基準パルスＰ２とパルス幅
変換出力Ｐ２とのパルス幅の差を検出することで
発光駆動の初期部分となるパルス幅変換出力Ｐ３
が基準パルスＰ４により除去されており、パルス
波検出出力となるインバータ１５の出力Ｐ５には
発光駆動の初期段階の信号成分が含まれないこと
から、ノイズ成分の混入によるコンデンサ充電電
圧の変動を確実に防ぐことができる。

第４図はパルス幅変換出力Ｐ３と基準パルスＰ
４とのパルス差を求める他の実施例を示したタイ
ミングチヤートであり、第１図の実施例では第２
図のタイミングチヤートに示すように煙濃度の増
加に応じてインバータ出力Ｐ５で与えられるパル
ス差を与えるパルス信号の時間幅ΔTも増加する
比例関係にある場合を例にとつたが、第４図の実
施例にあつては煙濃度の増加でパルス幅変換出力
Ｐ３のパルス幅が増加すると検出パルス差を与え
るインバータ出力Ｐ５のパルス幅ΔTが短くなる
ようにしたことを特徴とし、第１図においてトラ
ンジスタ１３に入力するパルス幅変換出力Ｐ３と
基準パルスＰ４の接続を入れ替えている。

即ち、第４図のタイミングチヤートで与えられ
る実施例にあつては、時刻ｔ１の定常監視状態に
おける煙濃度略零に対応したパルス幅変換出力Ｐ
３のパルス幅Ｔ３に対し基準パルスＰ４のパルス
幅Ｔ４を大きくし、定常監視状態で検出パルス差
を与えるインバータ出力Ｐ５がパルス幅ΔT₀とな
るようにしている。

このような基準パルスＰ４の設定により火災の
発生で煙濃度が増加した時刻ｔ２でパルス幅変換
出力Ｐ３が斜線で示すΔT分だけ煙濃度の増加に
応じてパルス幅が大きくなると、基準パルスＰ４
のパルス幅はＴ４と一定であることから検出パル
ス差を与えるインバータ出力Ｐ５のパルス幅はパ
ルス変換出力Ｐ３のパルス幅の増加ΔTに応じて
パルス幅が短くなるように変化する。

このようなインバータ出力Ｔ５に対する出力電
流の設定は、第５図に示すように時刻ｔ１の定常
監視状態での最大パルス幅ΔT₀で出力電流4mA
を送出し、煙濃度の増加に応じてインバータ出力
Ｐ５におけるパルス幅の減少に応じて出力電流４
〜20mAの範囲で増加させるように構成する。

この第４図の場合にも、ノイズ成分が混入する
間欠駆動の初期段階の受光出力に基づいたパルス
幅変換出力Ｐ３は、インバータ出力Ｐ５で与えら
れるパルス差検出出力からは完全に取り除かれて
おり、間欠駆動の初期段階におけるノイズ発生の
影響を受けることなく煙濃度に応じた信号電流を
受信機に送出することができる。

尚、上記の実施例は煙濃度を検出する光電式煙
感知器を例にとるものであつたが、本発明はこれ
に限定されず、他の火災に伴う物理的現象の変化
量、例えば温度やCOガス濃度等をアナログ的に
検出する間欠駆動方式をとる火災感知器について
そのまま適用することができる。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明によれば、間欠
的に検出した煙濃度等の火災に伴う物理的現象の
変化量、即ち検出アナログ量をパルス幅変換する
ことを基本とし、更にパルス幅変換したパルス信
号と一定パルス幅の基準パルス信号とを比較して
両パルス信号のパルス差を検出し、最終的に検出
パルス差に応じた信号をホールド出力するように
したため、間欠駆動における発光期間が極く僅か
であつてもパルス幅変換後のホールド出力で受信
判別可能な期間に亘つて受信機に火災検出信号を
送出することができ、アナログ式火災感知器であ
つても間欠駆動による消費電流の低減を十二分に
達成することができる。

また、検出アナログ量をパルス幅に変換すると
共にパルス幅変換したパルス信号と一定の基準パ
ルスとを比較して両パルス信号のパルス幅の差を
検出し、この検出パルス差に応じた信号をホール
ド出力しているため、パルス差の検出で間欠駆動
の初期段階の受光出力に含まれるノイズ成分を完
全に除去することができ、間欠駆動であつても
Ｓ／Ｎ比の高いアナログ火災検出信号を受信機に
送出することができ、受信機で精度の高いアナロ
グ検出信号が受信判別されることで正確な火災判
断を行なうことができる。

【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ブロツ
ク図、第２図は第１図の実施例の動作を示したタ
イミングチヤート、第３図は第１図の実施例にお
ける検出パルス差と出力電流の関係を示したグラ
フ図、第４図は本発明の他の実施例によるパルス
差の検出を示したタイミングチヤート、第５図は
第４図のパルス差検出による出力電流との関係を
示したグラフ図である。 １……受信機、２……電源兼用信号線、３……
コモン線、４……アナログ式火災感知器、５……
受信部、６……処理部、７……呼出制御部、８…
…伝送制御回路、９……発光素子、１０……受光
素子、１１……定電圧回路、１２……パルス幅変
換回路、１３……トランジスタ、１４……基準パ
ルス発生回路、１５……インバータ、１６……
FET、１７……出力回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 間欠的に駆動信号を出力する制御回路と、 該制御回路からの駆動信号により、火災の発生
   による周囲の物理的現象の変化量を間欠的に検出
   し、該変化量に応じたアナログ信号を出力する検
   出回路と、 該検出回路から出力されるアナログ信号を信号
   レベルに応じた幅のパルス信号に変換して出力す
   るパルス幅変換回路と、 前記駆動信号の出力と同時にスタートする一定
   時間幅の基準パルス信号を発生する基準パルス発
   生回路と、 前記パルス幅変換回路の出力パルス信号と前記
   基準パルス発生回路の基準パルス信号とを比較
   し、両パルス信号のパルス幅の差を検出するパル
   ス差検出回路と、 該パルス差検出回路で検出されたパルス差に応
   じた時間幅をもつパルス信号をホールドして出力
   するホールド回路と、 該ホールド回路から出力されるホールド出力に
   応じた信号を受信機に送出する出力回路と、 を備えたことを特徴とするアナログ式火災感知
   器。