JPH0439717B2

JPH0439717B2 -

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Publication number: JPH0439717B2
Application number: JP1500586A
Authority: JP
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1992-06-30
Also published as: JPS62173594A

Description

【発明の詳細な説明】［技術分野］本発明は感熱素子としてサーミスタを用いた差
動型の熱感知器に関するものである。

［背景技術］第５図は従来の感熱素子としてサーミスタを用
いた差動型の熱感知器を示す。この熱感知器は、
火災受信機の感知器回線に複数接続され、入力に
備えるダイオードブリツジDBで感知器回線に無
極性で接続することができるようになつており、
ダイオードブリツジDBを介して入力される感知
器回線に印加された電圧を定電圧回路１で定電圧
化し、その安定化電圧を電源として動作するもの
である。なお、定電圧回路１はトランジスタQ₁，
抵抗R₁，ツエナダイオードZD₁及びコンデンサC₃
で構成してある。また、上記定電圧回路１の出力
電圧V₁を以下の説明では駆動電圧と呼ぶことに
する。

そして、この熱感知器では感熱素子としてサー
ミスタTHを用い、このサーミスタTHの周囲温
度による抵抗値の変化を感知回路２で感知して、
火災などを感知するようにしてある。この感知回
路２は、定電圧回路１の出力に、サーミスタTH
を介して抵抗R₅を直列に接続すると共に、抵抗
R₇を介してコンデンサC₁を直列に接続し、サー
ミスタTHと抵抗R₅との接続点の電位（図中のＡ
点の電位）と抵抗R₇及びコンデンサC₁からなる
CR積分回路４の出力（コンデンサC₁の両端電圧
であり、図中のＢ点の電位）と比較手段としての
PUTQ₅で比較することにより、周囲温度の変化
を検知するようにしてある。なお、上記サーミス
タTHと抵抗R₅との直列回路は、サーミスタTH
で感知された周囲温度の変化を電圧信号の形で出
力する温度検知手段を構成している。

ここで、CR積分回路４の出力は抵抗R₇及びコ
ンデンサC₁とで決まる時定数で上昇するので、
PUTQ₅ではサーミスタTHの抵抗値の変化に伴
つて変動するＡ点の電位の変化率（上昇変化率）
が、上記CR積分回路４の時定数で決まる上昇率
以上となつたときに、PUTQ₅が導通して感知出
力が得られることになる。つまり、周囲温度の上
昇傾向が急激な場合に、火災であると判定するこ
とにより、火災以外の例えば暖房などによる緩や
かな周囲温度の上昇では誤動作を起こさないよう
にしてある。

ところで、上記構成の感知回路２の場合には、
熱感知器に電源が供給された時点で、Ｂ点の電位
がＡ点の電位よりも低いと、誤動作を起こす。そ
こで、熱感知器に電源が供給された時点で、Ｂ点
の電位がＡ点の電位よりも高くするために、トラ
ンジスタQ₄、ダイオードD₁、抵抗R₈及びコンデ
ンサC₂からなるコンデンサC₁の急速充電回路７
を設けてある。

この急速充電回路７では、熱感知器に電源が供
給された時点から抵抗R₈とコンデンサC₂の時定
数で決まる一定時間だけトランジスタQ₄をオン
として、コンデンサC₁の両端電圧であるＢ点電
位をＡ点電位よりも高く保つ。そして、上記一定
時間の経過後には、トランジスタQ₄をオフとし、
その後はコンデンサC₁が抵抗R₇を介して充電さ
れるようにする。なお、この急速充電回路７のダ
イオードD₁は、電源遮断時にコンデンサC₂の電
荷を急速に放電するためのもので、電源の瞬断時
に誤動作することを防止するために設けてある。

また、上記急速充電回路７によるコンデンサ
C₁の急速充電後に、抵抗R₇を介してコンデンサ
C₁が駆動電圧V₁まで充電されてしまうと、火災
感知を行えない。そこで、火災感知時においてコ
ンデンサC₁の充電を停止させ、且つＢ点の電位
をＡ点の電位よりも高く保持するために、トラン
ジスタQ₃及び抵抗R₆からなる充電制御回路８を
設けてある。

ここで、上記充電制御回路８では、火災感知時
における周囲温度の上昇率が小さい場合に、Ｂ点
電位をＡ点電位から一定電圧だけ高い電位に保つ
ようにしてある。具体的には、サーミスタTHの
抵抗値の変化に伴うＡ点電位の上昇率が、抵抗
R₇とコンデンサC₁との時定数で決まるＢ点の上
昇率以下である場合に、コンデンサC₁の両端電
圧、つまりはＢ点の電位を、Ａ点の電位にトラン
ジスタQ₃のベース・エミツタ間電圧V_BEを加えた
電圧に保つようにしてある。このような充電制御
回路８を設けることにより、周囲温度が緩やかに
変動した場合には、Ｂ点電位をＡ点電位から一定
電圧だけ高い電位に保ち、例えば暖房などによる
緩やかな周囲温度の変化では誤動作しないように
してあり、Ｂ点電位とＡ点電位との電位差を一定
に保つて確実に火災感知が行えるようにしてあ
る。

なお、本実施例の場合には、CR積分回路４、
急速充電回路７及び充電制御回路８で、Ａ点の電
位の上昇速度を検知するための基準電圧を発生す
る基準電圧発生手段を構成してある。

さらに、上記熱感知器には、感知回路２で周囲
温度の上昇率が所定上昇率以上となつたとき、つ
まりはPUTQ₅が導通したときに感知器回線を介
して火災受信機に火災信号を出力する出力回路３
を設けてある。この出力回路３は、PUTQ₅がオ
ンのときに、ダイオードブリツジDBの出力間を
短絡することにより、火災信号を火災受信機に送
るようにしてあり、ダイオードブリツジDBの両
端を短絡するSCRQ₆，PUTQ₅の出力でオンとな
るSCRQ₆のトリガ用のトランジスタQ₂、抵抗R₂
〜R₄及びコンデンサC₄で構成してある。

この熱感知器の動作を以下に説明する。火災の
発生がない定常の火災感知時には、Ａ点の電位が
Ｂ点の電位よりも高くなることはない。つまり、
この際にはＡ点の電位の上昇速度は、抵抗R₇と
コンデンサC₁の時定数で決まる上昇速度よりも
遅く、従つて充電制御回路８の働きで、Ｂ点の電
位はＡ点電位よりも常に一定電圧だけ高い状態に
保たれている。

さらに、具体的には例えばＡ点の電位がＢ点の
電位からトランジスタQ₃のベース・エミツタ間
電圧V_BEを差し引いた電圧以上に上昇すると、こ
のときトランジスタQ₃がオフとなり、Ｂ点の電
位は抵抗R₇を介してコンデンサC₁が充電される
ことにより上昇する。そして、Ｂ点の電位がＡ点
の電位にトランジスタQ₃のベース・エミツタ間
電圧V_BEを加えた電圧まで上昇した時点で、トラ
ンジスタQ₃がオンとなり、Ｂ点の電位がＡ点の
電位にトランジスタQ₃のベース・エミツタ間電
圧V_BEを加えた電圧以上に上昇することを阻止す
る。

逆に、Ａ点の電位がＢ点の電位からトランジス
タQ₃のベース・エミツタ間電圧V_BEを差し引いた
電圧以下に低下すると、このときトランジスタ
Q₃がオンとなり、コンデンサC₁の充電電荷がト
ランジスタQ₃と抵抗R₆を介して放電されること
により、Ｂ点の電位は下降する。そして、Ｂ点の
電位がＡ点の電位にトランジスタQ₃のベース・
エミツタ間電圧V_BEを加えた電圧まで下降した時
点で、トランジスタQ₃がオフとなり、Ｂ点の電
位がＡ点の電位にトランジスタQ₃のベース・エ
ミツタ間電圧V_BEを加えた電圧以下に低下するこ
とを阻止する。

上記動作を繰り返すことにより、Ｂ点の電位は
ほぼＡ点の電位にベース・エミツタ間電圧V_BEを
加えた電位に保たれるのである。

よつて、火災の発生がない定常の火災感知時に
は、PUTQ₅がオンとなることはなく、ダイオー
ドブリツジDBの出力は開放された状態に保たれ
ている。

いま、火災が発生したとすると、周囲温度が急
激に上昇するので、これに伴うサーミスタTHの
抵抗値の低下に伴つてＡ点の電位が急速に上昇す
る。この場合には、Ａ点の電位がＢ点の電位から
トランジスタQ₃のベース・エミツタ間電圧V_BEを
差し引いた電圧値よりも高くなり、しかもこの状
態はそれ以降も維持されるので、上述した充電制
御回路８によりＢ点の電位を制限する働きが効か
なくなる。つまりは、Ａ点及びＢ点の電位は互い
に独立して上昇する。この際に、Ａ点の電位は周
囲温度の変化に応じて上昇し、Ｂ点の電位は抵抗
R₇，コンデンサC₁の充電時定数に伴つて上昇す
る。

この火災発生時には、抵抗R₇とコンデンサC₁
の時定数で決まるＢ点の電位の上昇速度よりもＡ
点電位の上昇速度の方が速いので、ついにはＡ点
の電位がＢ点の電位を越える。そして、Ａ点の電
位がＢ点の電位を越えた時点で、PUTQ₅がオン
となり、出力回路３のトランジスタQ₂にPUTQ₅
を介してベース電流が供給され、トランジスタ
Q₂がオンとなる。よつて、SCRQ₆が点弧して、
ダイオードブリツジDBの両端を短絡し、火災受
信機に火災信号が出力される。

以上のようにして、熱感知器はいわゆる差動動
作により火災を検知するのである。

ところで、上記回路構成の熱感知器において、
消費電流を小さくするため、あるいはCR積分回
路４の時定数を大きくするために、抵抗R₇の抵
抗値を大きくしたり、またはコンデンサC₁の容
量を大きくしたりすると、コンデンサC₁の充電
電流に対してコンデンサC₁の漏れ電流が無視で
きなくなり、この漏れ電流によりコンデンサC₁
の両端電圧、つまりはＢ点の電位は、第６図に示
すように、定電圧回路１の電圧V₁よりも低いあ
る電圧値までしか充電されなくなつてしまう場合
がある。

このような状況が発生すると、温度が徐々に上
昇してＡ点の電位の上昇速度が、CR積分回路４
の時定数で決まるＢ点の電位の上昇速度よりも遅
い場合にも、Ａ点の電位がＢ点の電位を越えてし
まうことが起こり、火災でないにもかかわらず火
災信号が出力されるという誤動作を起こす。

［発明の目的］本発明は上述の点に鑑みて為されたものであ
り、その目的とするところは、CR積分回路の充
電電流に対してコンデンサの漏れ電流が無視でき
ないほど大きい場合にも誤動作を起こさない熱感
知器を提供することにある。

［発明の開示］（実施例１）第１図及び第２図に本発明の一実施例を示す。
従来の場合には、上述したようにCR積分回路４
の充電電流に対してコンデンサC₁の漏れ電流が
無視できないほど大きい場合、第６図に示すよう
に、Ｂ点の電位がある電圧以上に上昇できなくな
り、このＢ点の電位が上昇できなくなつた状態で
もＡ点の電位は上昇を維持するために、Ａ点の電
位がＢ点の電位を越えてしまう。

この点を改善するためには、少なくともＡ点の
電位もＢ点の電位が上昇できなくなつた時点で上
昇を停止させればよい。そこで、本発明ではCR
積分回路４の充電電流に対してコンデンサC₁の
漏れ電流が無視できないほどに大きく、基準電圧
が上昇できなくなつた場合に、Ａ点の電位の上限
値を上記上昇が停止するＢ点の電位以下に制限す
る電圧制限手段を設けてある。

具体的には、本実施例の場合、第１図に示すよ
うに、サーミスタTHと直列に挿入されたツエナ
ダイオードZD₂を上記電圧制限手段として用いて
ある。なお、その他の構成は上述した従来例と同
じであるので、同一の構成には同一の符号を付し
て説明は省略する。

以下に本実施例の要部の動作を説明する。上述
したようにサーミスタTHに直列にツエナダイオ
ードZD₂を挿入すると、Ａ点の電位は第２図に示
すように駆動電圧V₁からツエナダイオードZD₂の
ツエナ電圧V_ZDを差し引いた電圧以上に上昇しな
くなる。なお、このツエナダイオードZD₂で制限
されるＡ点の上限電圧（V₁−V_ZD）は、コンデン
サC₁の漏れ電流により制限されるＢ点の電位V₂
よりも低くなるように設定してある。

いま、周囲温度が緩やかに上昇した場合につい
て第２図ａを用いて説明する。この第２図ａでは
Ａ点及びＢ点の電位の上昇状態を実線で示す。な
お、図中の破線はCR積分回路４の時定数で決ま
る上昇速度を示すものである。

このように周囲温度の上昇傾向が緩やかであ
り、Ａ点電位の上昇速度がCR積分回路４の時定
数で決まる上昇速度以下の場合には、Ｂ点の電位
は従来例の項で説明したように、充電制御回路８
の働きによりＡ点の電位からトランジスタQ₃の
ベース・エミツタ間電圧V_BEだけ高い状態を維持
して、Ａ点の電位の変化に伴つて変化する。

なお、この第２図及び上述した第６図では、説
明を簡単にするために温度の上昇率を一定にして
示してあるが、実際には周囲温度は変動して、こ
れに伴つてＡ点電位は上下に変動する。但し、こ
の場合にもＢ点の電位はほぼＡ点の電位とトラン
ジスタQ₃のベース・エミツタ間電圧V_BEだけ高い
状態を保つて変動し、しかもCR積分回路４の時
定数よりも周囲温度の変動は充分に長いので、温
度の上昇率が一定の場合と同様に考えても差し支
えない。

そして、Ｂ点の電位が一定の電圧値まで上昇す
ると、コンデンサC₁の漏れ電流のために、Ｂ点
の電位は電圧値V₂以上には上昇できなくなる。

しかし、本実施例の場合にはＡ点の電位もツエ
ナダイオードZD₂の働きにより上限値（V₁−
V_ZD）に制限され、その上限値は上記電圧値V₂以
下であるので、周囲温度の上昇傾向が緩やかであ
る場合には、Ａ点の電位はＢ点の電位を越えるこ
とはない。従つて、誤動作を起こすことを防止で
きる。

ところで、火災が発生した場合には、上述した
ようにＡ点とＢ点との電位は独立して上昇し、
CR積分回路４の時定数で決まる上昇速度で上昇
するＢ点の電位よりも、Ａ点の電位の上昇速度が
速くなる。従つて、第２図ｂに示すように、Ａ点
電位がＢ点電位を越えてPUTQ₅がオンすること
により、SCRQ₆が点弧して火災信号が火災受信
機に送られる。

なお、この場合にＡ点の電位の上限電圧（V₁
−V_ZD）は火災を確実に検知できるように、Ａ点
の電位が上限電圧（V₁−V_ZD）に達する前に、Ｂ
点の電位以上となるように、ツエナダイオード
ZD₂のツエナ電圧V_ZDを設定する必要があること
は言うまでもない。

（実施例２）第３図に本発明の他の実施例を示す。本実施例
では、ダイオードブリツジDBの出力を定電圧化
する定電圧回路を２個設け、第１の定電圧回路５
で抵抗R₇とコンデンサC₁とのCR積分回路４に電
源を供給すると共に、第２の定電圧回路６でサー
ミスタTHと抵抗R₅との直列回路に電源を供給す
るようにしたものである。そして、ダイオードの
定電圧回路５の出力電圧を、第２の定電圧回路６
の出力電圧よりも高くし、第２の定電圧回路６の
出力電圧はコンデンサC₁の漏れ電流により制限
されるＢ点の電位よりも低くなるようにしてあ
る。このようにすれば、第２の定電圧回路６を電
圧制限手段として用いて、実施例１の場合と同様
にして誤動作を防止することができる。

（実施例３）第４図に本発明のさらに他の実施例を示す。本
実施例では、サーミスタTHと抵抗R₅との接続点
であるＡ点の電位がゲートに印加されるFETQ₇
と、このFETQ₇と共にダイオードブリツジDBの
両端に直列に接続されたツエナダイオードZD₃及
び抵抗R₉と構成してある。そして、ツエナダイ
オードZD₃と抵抗R₉との接続点であるＤ点の電位
をPUTQ₅のアノードに印加してある。

本実施例の場合には、Ａ点電位の変化で
FETQ₇に流れる電流を制御し、Ａ点の電位に対
応するＤ点の電位をＢ点の電位とPUTQ₅で比較
するものであり、Ａ点の電位の変化をＤ点の電位
の変化に変換するだけで、基本的には実施例１と
同様に動作する。

本実施例の構成とすれば、サーミスタTHの特
性上の問題からＡ点の電位の変化幅が狭いような
場合に、そのＡ点電位の幅を広げることが可能と
なる。

なお、本実施例の場合にも、Ｄ点の電位は上限
がV₁−V_ZDに制限され、コンデンサC₁の漏れ電流
によつて誤動作が発生することを防止してある。

［発明の効果］本発明は上述のように、サーミスタで感知され
た周囲温度の変化を電圧信号の形で出力する温度
検知手段と、この温度検知手段の出力電圧の上昇
速度がCR積分回路の時定数で決まる一定速度よ
りも遅い場合に、温度検知手段の出力電圧よりも
一定電圧だけ高い基準電圧を発生すると共に、温
度検知手段の出力電圧の上昇速度が上記一定速度
よりも速い場合、上記CR積分回路の時定数で決
まる一定速度で上昇する基準電圧を発生する基準
電圧発生手段と、温度検知手段の出力電圧を上記
基準電圧と比較する比較手段と、温度検知手段の
出力電圧が基準電圧を越えた場合に火災信号を出
力する出力手段とを備える熱感知器において、
CR積分回路の充電電流に対してコンデンサの漏
れ電流が無視できないほどに大きいため、基準電
圧が上昇できない場合に、上記温度検知手段の出
力電圧の上限電圧を上記上昇が停止する基準電圧
以下に制限する電圧制御手段を設けてあるので、
コンデンサの漏れ電流で基準電圧発生手段の出力
である基準電圧が制限されても、周囲温度の上昇
傾向に応じて上昇する温度検知手段の出力電圧の
上昇速度が、基準電圧発生手段のCR積分回路の
時定数で決まる基準電圧の上昇速度よりも遅い場
合には、温度検知手段の出力電圧は常にコンデン
サの漏れ電流で制限される基準電圧以下に制限さ
れ、このため感知出力が得られないにもかかわら
ず、検知信号を発生するという誤動作を防止する
ことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部の回路図、第
２図は同上の動作説明図、第３図は他の実施例の
要部の回路図、第４図はさらに他の実施例の要部
の回路図、第５図は従来例の回路図、第６図は同
上の問題点を示す動作説明図である。２は感知回路、４はCR積分回路、６は定電圧
回路、８は充電制御回路、THはサーミスタ、Q₅
はPUT、R₅，R₇は抵抗、C₁はコンデンサ、ZD₂，
ZD₃はツエナダイオードである。

Claims

【特許請求の範囲】

１サーミスタで感知された周囲温度の変化を電
圧信号の形で出力する温度検知手段と、この温度
検知手段の出力電圧の上昇速度がCR積分回路の
時定数で決まる一定速度よりも遅い場合に、温度
検知手段の出力電圧よりも一定電圧だけ高い基準
電圧を発生すると共に、温度検知手段の出力電圧
の上昇速度が上記一定速度よりも速い場合、上記
CR積分回路の時定数で決まる一定速度で上昇す
る基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、温度
検知手段の出力電圧を上記基準電圧と比較する比
較手段と、温度検知手段の出力電圧が基準電圧を
越えた場合に火災信号を出力する出力手段とを備
える熱感知器において、CR積分回路の充電電流
に対してコンデンサの漏れ電流が無視できないほ
どに大きいため、基準電圧が上昇できない場合
に、上記温度検知手段の出力電圧の上限電圧を上
記上昇が停止する基準電圧以下に制限する電圧制
限手段を設けて成ることを特徴とする熱感知器。