JPH063514Y2 - 火災報知器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、周囲温度が一定値以上上昇したときに警報を
発する火災報知器に関する。

（従来技術） 従来の火災報知器は、実開昭５２−７４１８４号および
実開昭５２−１２１２６０号に示すように、温度感知素
子（例えばサーミスタ等）を用いて周囲温度の異常上昇
を検知して警報を発するのが大部分であった。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、この方式によると温度検知が為されるの
は素子のある非常に狭い範囲のみに限られる。特に火事
の場合、熱気は対流により部屋の高所に集まるのが普通
であり、このような温度検知素子を天井、つまり高所に
設置しなければ、警報を発したときには、すでに手遅れ
となってしまう恐れがある。

つまり、従来の火災報知器は、その効用を十分に発揮さ
せるためには、設置場所を注意して選ばねばならないめ
んどうさがあった。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記問題点を解決するために、設置場所を選ば
ない火災報知器を提供するものである。このため、本考
案は、感温素子により周囲の温度を検知して警報するの
ではなく、感温素子の他にこの報知器本体から天井まで
の距離を測定する超音波センサーを設け、この超音波セ
ンサによる距離測定を通常時に行なっておいてその測定
データを予め記憶しておく。このあと火災が発生して天
井付近に高温の空気が充満したときに距離測定を行なう
と、超音波の伝播時間が異なるから、その測定データは
前に記憶された通常時の測定データと大幅に異なるよう
になる。本考案においては、この測定データの差異が一
定値以上になったことを検知する比較回路を設け、この
比較回路からの検知出力により警報音を発するように構
成している。

（実施例） 第１図は、本考案の一実施例に係る火災報知器の回路図
であり、第２図は、その動作状態を示す動作状態図であ
る。

第１図において、２は基準信号発生回路であり、発振器
４と分周回路６とｎ進カウンタ８とから成る。ｎ進カウ
ンタ８の桁上げ信号は第１のパルス信号φ_１として送信
回路１０に供給される。送信回路１０は、この第１のパ
ルス信号の入力に応答して超音波信号を出力するように
構成されている。

第１のパルス信号φ_１はまた、ワンショットマルチバイ
ブレータ１２を介してカウンタ１４のリセット入力Ｒに
入力する。このカウンタ１４のクロック入力φにはアン
ドゲート１６を介して基準信号発生回路２内の分周回路
６から第２のパルス信号φ_２が入力している。またアン
ドゲート１６にはフリップフロップ（以下ＦＦという）
１８の出力信号が入力している。このＦＦ１８のリセ
ット入力Ｒには第１のパルス信号φ_１が入力し、セット
入力Ｓにはアンドゲート２０が入力している。そしてこ
のアンドゲート２０には反転した第１のパルス信号φ_１
を受信回路２２からの出力信号が入力している。受信回
路２２は、送信回路１０から発せられた超音波信号を受
信したときに受信信号（「Ｈ」の信号）を出力するよう
に構成されている。

このワンショットマルチバイブレータ１２，カウンタ１
４，アンドゲート１６・２０およびＦＦとにより、送信
回路１０から発せられた超音波が外部物体（例えば天
井）に反射して戻ってきて受信回路２２にて受信される
までの時間をカウントする往復時間カウンタ２６を構成
する。

このカウンタ２６にてカウントされたカウント値データ
は補正回路２８に供給されている。この補正回路２８に
は、サーミスタ３０およびＡ／Ｄ変換器３２から成り周
囲温度を検知して対応するデジタルデータを出力する温
度センサ３４が接続されており、補正回路２８はこの温
度に対応するデジタルデータにもとづいて往復時間カウ
ンタ２６からのカウント値を補正して出力するように構
成されている。つまりこれは、空気中での超音波の伝播
速度は温度によって異なるため、周囲温度に対応して補
正してやらないと同じ距離に対しての往復時間が異なっ
てしまうからである。

この補正回路２８からの補正されたデータは、ラッチ回
路３６内のラッチカウンタ３８に入力する。このラッチ
カウンタ３８のラッチ入力端子にはアンドゲート４０が
入力しており、さらにこのアンドゲート４０には基準信
号発生回路２内の第３のパルス信号φ_３と遅延回路４２
からの出力信号が反転して入力している。遅延回路４２
は、基準信号発生回路２からの第４のパルス信号φ_４が
クロック入力φに入力し、その最終出力信号Ｑがアンド
ゲート４０に反転して入力しているカウンタ４４と、こ
のカウンタ４４のリセット入力Ｒに接続されたインバー
タ４６と、から成る。インバータ４６には外部スイッチ
４８が接続されている。

一方ラッチ回路３６内のラッチカウンタ３８のカウント
データと補正回路２８からのカウントデータは比較回路
５０内に入力する。比較回路５０は、この２種のカウン
トデータの差異を検出し、その差異が一定値以上のとき
に警報信号を出力するように構成されている。

比較回路５０からの警報信号はアンドゲート５２に入力
する。アンドゲート５２には他の遅延回路４２からの出
力信号が入力しており、その出力信号は、基準信号発生
回路２からの可聴周波数信号φ_５とともに警報発生器５
４に入力している。

以下この回路の使用方法および動作について説明する。

第２図に示すように、送信回路１０および受信回路２２
を天井に向けるように報知器本体を載置する。

このとき基準信号発生回路２から第１のパルス信号φ_１
が発生するに伴って送信回路１０から超音波信号が発生
する。これと同時にＦＦ１８はリセットされ、ワンショ
ットマルチバイブレータ１２から正のシングルパルスが
発生してカウンタ１４のカウント値をクリアする。また
ＦＦ１８の出力が「Ｈ」となることにより第２のパル
ス信号φ_２がアンドゲート１６を介してカウンタ１４の
クロック入力φに入力し、カウントを開始する。

これから送信回路１０から発せられた超音波が天井で反
射されて受信回路２２に入力すると、受信回路２２は
「Ｈ」レベルの受信信号を出力する。この受信信号がア
ンドゲート２０を介してＦＦ１８のセット入力Ｓに入力
すると、出力は「Ｌ」となってアンドゲート１６を閉
じ、カウンタ１４のカウントを停止させる。この動作は
ｎ進カウンタ８から第１のパルス信号φ_１が「Ｈ」にな
る毎に行なわれる。

このカウンタ１４のカウント値は温度センサ３４からの
温度データによって補正されてラッチカウンタ３８に入
力する。

このとき外部スイッチ４８をオンすると、カウンタ４４
のカウント値はクリアされて第４のパルス信号φ_４のカ
ウントを開始する。このカウンタ４４は、カウント中は
出力Ｑから「Ｌ」の信号が出力され一定時間のカウント
が終了すると出力Ｑは再度リセットされるまで「Ｈ」に
固定するように構成されている。したがってラッチカウ
ンタ３８のラッチ入力端子Ｌにはカウント中にのみ第３
のパルス信号φ_３が入力し、カウンタ４４の出力Ｑの信
号が「Ｈ」になった時には、そのＱ出力信号が「Ｈ」に
なる直前の第３のパルス信号の立ち上り時の補正回路２
８のカウントデータがラッチされることになる。これ
は、火災報知器を設置したときすぐにラッチ回路３６に
カウントデータがラッチされると、熱源となる使用者が
いて周囲温度がやや高めになっているときのデータがラ
ッチされてしまい、使用者がいない通常時のデータとは
やや異なったデータがラッチされてしまうからである。
このため本考案では、使用者が火災報知器を設置してか
ら使用者が遠ざかるまでの間ラッチ回路３６にデータを
ラッチさせないように遅延回路４２を設けたのである。

このラッチカウンタ３８と補正回路２８からのカウント
データは、通常の場合は異なるものでないため、比較回
路５０からは警報信号は発生しない。ところが火災が発
生し、最初に高温の空気が天井に充満してくると、超音
波の伝播路の一部は第２図に示すように温度が変化する
ため、超音波の伝播速度は変わる。これに伴ってカウン
タ１４のカウント値は異なってくる。

このように火災の初期状態において、下方にある報知器
の周囲温度に変化がないにもかかわらず、補正回路２８
から出力されるカウントデータはラッチカウンタ３８に
ラッチされたカウントデータと異なってくる。比較回路
５０が、この差異が一定値以上であると検知すると
「Ｈ」の警報信号を出力し、この信号は、この時開状態
にあるアンドゲート５２を介して警報発生器５４に入力
する。警報発生器５４は、可聴周波数信号に対応した警
報を発生し、火災が発生したことを知らせる。

（考案の効果） このように本考案は、超音波の伝播速度が温度によって
変わることに着目し、この超音波を火災の際に最初に温
度の上昇する場所（例えば天井）に照射することによ
り、その伝播速度の変化を検知することにより火災の発
生をいち早く知らせるものである。このため、従来のよ
うに火災報知器自体を天井など予め限られた場所に置く
必要がなくなり、天井など火災時に最初に温度の変化が
生じる場所に超音波を発せられる場所であれば、どこに
でも簡単に設置でき、しかも設置場所によって検知感度
が低下したりすることがなくなる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例に係る火災報知器のブロッ
ク回路図。 第２図は、その動作状態図。 ２…基準信号発生回路、１０…送信回路、 ２２…受信回路、 ２６…往復時間カウンタ、 ２８…補正回路、３４…温度センサ、 ３６…ラッチ回路、４２…遅延回路、 ４８…外部スイッチ、５０…比較回路、 ５４…警報発生器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】周波数の異なる複数種のパルス信号を出力
   する基準信号発生回路と、 この基準信号発生回路からの第１のパルス信号の発生に
   応答して外部に超音波信号を出力する送信回路と、 外部物体によって反射された前記超音波信号を受信する
   受信回路と、 前記第１のパルス信号の発生に応答して前記基準信号発
   生回路からの第２のパルス信号のカウントを開始すると
   ともに前記受信回路の超音波信号受信に応答してそのカ
   ウントを停止する往復時間カウンタと、 温度を検出して対応するデジタルデータに変換する温度
   センサと、 前記往復時間カウンタからのカウント値を前記温度セン
   サからのデジタルデータに対応して補正して距離に対応
   するデータに変換する補正回路と、 この補正回路からのデータが入力され、ラッチ入力端子
   にラッチ信号が入力するに応答して前記補正回路からの
   データがラッチされるラッチ回路と、 このラッチ回路のラッチ入力端子にラッチ信号を供給す
   る外部スイッチと、 この外部スイッチと前記ラッチ回路のラッチ入力端子と
   の間に接続され、ラッチ信号が前記ラッチ入力端子に入
   力するのを遅延させる遅延回路と、 前記ラッチ回路および補正回路からのデータを比較し、
   その差が一定値以上のときに警報信号を出力する比較回
   路と、 この比較回路からの警報信号および前記基準信号発生回
   路からの可聴周波数信号により警報音を発生する警報発
   生器と、 から成る火災報知器。