JPH05189676A - 煙センサー回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的簡単な回路で煙濃度とリニアな出力を
得る。 【構成】 レベルスライス回路２１で不要反射光の除去
する。その後、ＡＣ増幅器２２で煙感度調整を独立して
行なう。また、レベルスライス回路２１により不要反射
成分が除かれるため、増幅器ｏｐ３の出力は煙濃度に対
しリニアな特性が得られる。定電流回路２４による積分
回路２３を使用しているので、充電時定数を大きくし、
ノイズ等に対する出力変動が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光電式煙センサー回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の煙センサーの回路例を図３に示
す。これは、発光回路１、光電変換回路２、ＡＣ増幅回
路３，４、差動増幅回路５、判定回路６および積分回路
７から構成される。

【０００３】発光回路１は、ＬＥＤ１０の発光量を大き
くするためと、外乱光によるＤＣ成分を除くために、パ
ルス発生させている。

【０００４】光電変換回路２は、フォトダイオード１１
に流れる微小光電流を電圧に変換するため、高抵抗で受
けている。そのため、ＦＥＴ１２を使用したソースホロ
ア回路により、インピーダンス変換をしている。

【０００５】ＡＣ増幅回路３，４は、ＬＥＤ１０のパル
ス発光に対応して外乱光のＤＣ成分除去のため、ＡＣ増
幅を行つている。ＶＲ₉はゲイン調整用抵抗を示す。

【０００６】差動増幅回路５は、煙による反射以外の不
要反射光による影響を防止するため、不要反射成分Ｖ_CO
を差し引いて増幅するためのものである。この回路中、
Ｒ₁₂＝Ｒ₁₄，Ｒ₁₃＝Ｒ₁₅とすると、増幅器ｏｐ３の出力
は次式で表される。

【０００７】

【数１】

【０００８】ただし、ΔＶ_Ｃは煙による反射成分、Ｖ
_ref1はＶＲ₁₁を調整してＶ_COと等しくなるように調整す
る電圧である。Ｖ_COは不要反射出力レベルを示す。

【０００９】判定回路６は、煙濃度が上がりＲ₁₆，Ｒ₁₇
により設定されているレベルを越えると、増幅器ｏｐ４
の出力がＨｉｇｈになる。

【００１０】積分回路７は、増幅器ｏｐ４の出力がパル
ス出力となつているため、コンデンサＣ₄，抵抗Ｒ₁₈に
より、一旦煙を検出すると一定時間出力を保持する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、外乱光によるＤＣ成分についてはＡＣ増幅を使用す
ることにより影響を除くことができるが、不要反射によ
る反射成分については何らかの方法で煙による反射成分
と区別しなければならない。

【００１２】従来の方法は、差動回路により不要反射成
分を差し引いて増幅している。

【００１３】しかし、従来では以下の欠点があった。

【００１４】差動増幅回路５より前に感度調整の増幅
回路３，４があるため、ＡＣ増幅回路の２つのゲインを
変えると、反射光成分も変化し、差動増幅回路５の調整
もやり直す必要がある。

【００１５】ＡＣ増幅回路４と差動増幅回路５が直結
されているため、増幅器ｏｐ３の出力は、図４のように
なる。図４において、Ｖ_ref2は次式で表される。

【００１６】

【数２】

【００１７】このため、煙出力はｏｐ２の出力のＶ_COよ
り大きい領域だけであり、信号のダイナミツクレンジが
Ｖ_COにより制限される。

【００１８】差動増幅回路５の出力が判定回路６に接
続されているため、煙濃度に対しリニアな出力が得られ
ない。

【００１９】Ｖ_COが個々の煙センサーで異なり、出力
の絶対値と煙濃度の関係が得られない。

【００２０】本発明は、上記に鑑み、比較的簡単な回路
で煙濃度とリニアな出力が得られる煙センサー回路の提
供を目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図１，２の如く、煙以外の反射光をキヤンセルす
るためのレベルスライス回路を設けたことである。

【００２２】また、積分回路に、定電流回路を使用した
ことである。

【００２３】そして、レベルスライス回路の後段に感度
調整用増幅回路を設けたことである。

【００２４】

【作用】上記課題解決手段において、レベルスライス回
路２１で不要反射光を除去する。その後、ＡＣ増幅回路
２２で煙感度調整を独立して行なう。そのため、増幅器
ｏｐ３には煙による反射成分のみ増幅するので、ダイナ
ミツクレンジが広くなる。

【００２５】また、レベルスライス回路２１により不要
反射成分が除かれるため、増幅器ｏｐ３の出力は煙濃度
に対しリニアな特性が得られる。

【００２６】さらに、従来の積分回路では充電時定数と
放電時定数が大きく異なり（充電時定数が放電時定数に
比べ非常に小さい）、ノイズ等に対し出力が敏感に反応
してしまうが、定電流回路２４による積分回路２３を使
用しているので、充電時定数を大きくし、ノイズ等に対
する出力変動が小さくなる。

【００２７】

【実施例】図１は煙センサーの改善回路を示す。この回
路は、発光回路１、光電変換回路２、ＡＣ増幅回路３ま
でが従来と同様である。

【００２８】そして、ＡＣ増幅回路３に接続されたＡＣ
増幅回路４は、固定利得にしているのが従来と異なつて
いる。この増幅回路４のｏｐ２の出力は、図２の如く、
不要反射光成分Ｆと煙による反射光成分があり、これを
レベルスライス回路２１にて不要反射光成分を除くよう
にする。レベルスライス回路２１は、トランジスタＱ１
〜Ｑ４と抵抗Ｒ９〜ＶＲ１３とを備えている。図２にお
いて、縦軸は図１のＭ１点の出力を、横軸はＭ２点の出
力を示す。

【００２９】このレベルスライス回路２１の後段には、
ＡＣ増幅回路２２が接続され、煙による反射光成分を必
要なレベルまで増幅する。

【００３０】また、発光回路からの出力がパルス発光で
あることや、ノイズ等のリツプル成分を平滑にするた
め、増幅回路２２の後段に積分回路２３が使用される。
この積分回路２３には、トランジスタＱ₅〜Ｑ₇によるな
る定電流回路２４が設けられ、これにより、充電時定数
を大きくし、ノイズ等に対する出力変動を小さくしてい
る。

【００３１】上記構成において、レベルスライス回路２
１で不要反射光を除去する。その後、ＡＣ増幅回路２２
で煙感度調整を独立して行なう。そのため、増幅器ｏｐ
３には煙による反射成分のみ増幅するので、ダイナミツ
クレンジが広くなる。

【００３２】また、レベルスライス回路２１により不要
反射成分が除かれるため、増幅器ｏｐ３の出力は煙濃度
に対しリニアな特性が得られる。

【００３３】この増幅回路２２には、抵抗ＶＲ₁₇があ
り、この抵抗を調整すれば、ある煙濃度に対し各々の煙
センサー出力を一定にすることができる。

【００３４】なお、従来の積分回路では充電時定数と放
電時定数が大きく異なり（充電時定数が放電時定数に比
べ非常に小さい）、ノイズ等に対し出力が敏感に反応し
てしまう。

【００３５】これを改善するため、本実施例では、トラ
ンジスタＱ₅〜Ｑ₇による定電流回路２４を、積分回路に
使用しているので、充電時定数が大きくなり、ノイズ等
に対する出力変動が小さくなる。

【００３６】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、レベルスライス回路で不要反射光が除去でき、
その後、増幅器で煙感度調整を独立して行なうため、ダ
イナミツクレンジが広くなり、かつ、煙濃度に対しリニ
アな特性が得られる。

【００３８】また、定電流回路を使用しているので、充
電時定数が大きくなり、ノイズ等に対する出力変動が小
さくなるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る煙センサーの回路図

【図２】図１のＭ１、Ｍ２点での出力図

【図３】従来の煙センサーの回路図

【図４】増幅器ｏｐ３，ｏｐ２の出力図

【符号の説明】

１ 発光回路 ２ 光電変換回路 ３，４ ＡＣ増幅回路 ２１ レベルスライス回路 ２２ ＡＣ増幅回路 ２３ 積分回路 ２４ 定電流回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電式煙センサー回路において、煙以外
   の反射光をキヤンセルするためのレベルスライス回路が
   設けられ、該レベルスライス回路の後段に感度調整用増
   幅回路が設けられたことを特徴とする煙センサー回路。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光電式煙センサー回路に
   おいて、信号出力回路の積分回路に、定電流回路が使用
   されたことを特徴とする煙センサー回路。