JPH10149491A - 光電式煙感知器 - Google Patents
光電式煙感知器Info
- Publication number
- JPH10149491A JPH10149491A JP31045696A JP31045696A JPH10149491A JP H10149491 A JPH10149491 A JP H10149491A JP 31045696 A JP31045696 A JP 31045696A JP 31045696 A JP31045696 A JP 31045696A JP H10149491 A JPH10149491 A JP H10149491A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- output
- voltage
- analog
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000779 smoke Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 7
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出できる濃度範囲を大きくしたままで、低
濃度の煙に対しては検出感度を向上させることのできる
光電式煙感知器を提供する。 【解決手段】 光電変換回路１と、サンプルホールド回
路２と、サンプルホールド回路２の出力を基準電圧に基
づいてレベル調整を行いアナログ信号として出力するア
ナログ出力回路３と、アナログ出力回路３から出力され
るアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部
４１とデジタル信号と煙濃度との対応関係を示す対応テ
ーブルにより煙濃度を求める演算部４２を有する信号処
理回路４とを備えてなる光電式煙感知器において、対応
テーブルを煙濃度に対応して複数設けておき、サンプル
ホールド回路２の出力電圧と所定電圧とを比較して制御
信号を出力する切替回路５を付加し、アナログ出力回路
３では切替回路５の制御信号によりゲインを切り替える
とともに、信号処理回路４では切替回路５の制御信号に
より演算部４２の対応テーブルを切り替えるようにし
た。
濃度の煙に対しては検出感度を向上させることのできる
光電式煙感知器を提供する。 【解決手段】 光電変換回路１と、サンプルホールド回
路２と、サンプルホールド回路２の出力を基準電圧に基
づいてレベル調整を行いアナログ信号として出力するア
ナログ出力回路３と、アナログ出力回路３から出力され
るアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部
４１とデジタル信号と煙濃度との対応関係を示す対応テ
ーブルにより煙濃度を求める演算部４２を有する信号処
理回路４とを備えてなる光電式煙感知器において、対応
テーブルを煙濃度に対応して複数設けておき、サンプル
ホールド回路２の出力電圧と所定電圧とを比較して制御
信号を出力する切替回路５を付加し、アナログ出力回路
３では切替回路５の制御信号によりゲインを切り替える
とともに、信号処理回路４では切替回路５の制御信号に
より演算部４２の対応テーブルを切り替えるようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、煙による散乱光を
検出することにより煙を検出する光電式煙感知器に関す
るものである。
検出することにより煙を検出する光電式煙感知器に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種の光電式煙感知器は、図
４に示すように、光電変換回路１とサンプルホールド回
路２とアナログ出力回路３及び信号処理回路４とを備え
てなる。光電変換回路１は、発光素子から照射された光
の煙による散乱光Ｘを受光して電気信号に変換するもの
であり、受光素子１１と基準電圧源１２とオペアンプＡ
１〜Ａ４と抵抗Ｒ１〜Ｒ５とを有してなる。受光素子１
１に光が照射されると、微弱な光電流が流れる。この光
電流はオペアンプＡ１と電流／電圧変換用の抵抗Ｒ１に
より電圧信号に変換され、オペアンプＡ２、Ａ３により
直流増幅される。オペアンプＡ２の増幅率は、入力抵抗
Ｒ２と帰還抵抗Ｒ３の比率で決定され、オペアンプＡ３
の増幅率は、入力抵抗Ｒ４と帰還抵抗Ｒ５の比率で決定
される。オペアンプＡ３の出力電圧は、バッファ接続さ
れたオペアンプＡ４に接続されており、オペアンプＡ４
の出力電圧はオペアンプＡ３の出力電圧と同じになる。
４に示すように、光電変換回路１とサンプルホールド回
路２とアナログ出力回路３及び信号処理回路４とを備え
てなる。光電変換回路１は、発光素子から照射された光
の煙による散乱光Ｘを受光して電気信号に変換するもの
であり、受光素子１１と基準電圧源１２とオペアンプＡ
１〜Ａ４と抵抗Ｒ１〜Ｒ５とを有してなる。受光素子１
１に光が照射されると、微弱な光電流が流れる。この光
電流はオペアンプＡ１と電流／電圧変換用の抵抗Ｒ１に
より電圧信号に変換され、オペアンプＡ２、Ａ３により
直流増幅される。オペアンプＡ２の増幅率は、入力抵抗
Ｒ２と帰還抵抗Ｒ３の比率で決定され、オペアンプＡ３
の増幅率は、入力抵抗Ｒ４と帰還抵抗Ｒ５の比率で決定
される。オペアンプＡ３の出力電圧は、バッファ接続さ
れたオペアンプＡ４に接続されており、オペアンプＡ４
の出力電圧はオペアンプＡ３の出力電圧と同じになる。
【０００３】サンプルホールド回路２はコンデンサＣと
アナログスイッチＳ１とバッファ用のオペアンプＡ５よ
りなり、アナログスイッチＳ１がオンしているときのみ
オペアンプＡ４の出力がコンデンサＣに充電され、オペ
アンプＡ４の出力電圧が保持される。コンデンサＣの充
電電圧はオペアンプＡ５の出力電圧となる。
アナログスイッチＳ１とバッファ用のオペアンプＡ５よ
りなり、アナログスイッチＳ１がオンしているときのみ
オペアンプＡ４の出力がコンデンサＣに充電され、オペ
アンプＡ４の出力電圧が保持される。コンデンサＣの充
電電圧はオペアンプＡ５の出力電圧となる。
【０００４】アナログ出力回路３は、オペアンプＡ６、
抵抗Ｒ６〜Ｒ８、可変抵抗ＶＲよりなり、サンプルホー
ルド回路２のオペアンプＡ５の出力電圧を取り込んで、
オペアンプＡ６と抵抗Ｒ６、Ｒ７により直流増幅して出
力する。ここで、アナログ出力回路３の出力電圧レベル
は、オペアンプＡ５の非反転入力端子に加えるための抵
抗Ｒ８と可変抵抗ＶＲによる分圧回路により電源電圧を
分圧して得られる電圧値により決定される。
抵抗Ｒ６〜Ｒ８、可変抵抗ＶＲよりなり、サンプルホー
ルド回路２のオペアンプＡ５の出力電圧を取り込んで、
オペアンプＡ６と抵抗Ｒ６、Ｒ７により直流増幅して出
力する。ここで、アナログ出力回路３の出力電圧レベル
は、オペアンプＡ５の非反転入力端子に加えるための抵
抗Ｒ８と可変抵抗ＶＲによる分圧回路により電源電圧を
分圧して得られる電圧値により決定される。
【０００５】信号処理回路４は、アナログ出力回路３か
ら出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換部４１と前記デジタル信号と煙濃度との対応関
係を示す対応テーブルにより前記デジタル信号に対応し
た煙濃度を求める演算部４２とを有してなり、アナログ
出力回路３からのアナログ出力をＡ／Ｄ変換部４１に取
り込み、このアナログ出力電圧をデジタル値にＡ／Ｄ変
換し、デジタル信号から演算部４２により煙濃度を求め
るのである。ここで、演算部４２は図５に示すような所
定ビットにＡ／Ｄ変換されたアナログ出力電圧と煙濃度
との対応関係を示す対応テーブルを予め持っておき、こ
の対応テーブルを用いて煙濃度を求めるのである。な
お、ＶＤＤはＡ／Ｄ変換部４１の電源電圧である。
ら出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換部４１と前記デジタル信号と煙濃度との対応関
係を示す対応テーブルにより前記デジタル信号に対応し
た煙濃度を求める演算部４２とを有してなり、アナログ
出力回路３からのアナログ出力をＡ／Ｄ変換部４１に取
り込み、このアナログ出力電圧をデジタル値にＡ／Ｄ変
換し、デジタル信号から演算部４２により煙濃度を求め
るのである。ここで、演算部４２は図５に示すような所
定ビットにＡ／Ｄ変換されたアナログ出力電圧と煙濃度
との対応関係を示す対応テーブルを予め持っておき、こ
の対応テーブルを用いて煙濃度を求めるのである。な
お、ＶＤＤはＡ／Ｄ変換部４１の電源電圧である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような光電式煙感知器にあっては、煙濃度とアナログ出
力電圧との対応関係は、アナログ出力回路３を構成する
オペアンプＡ６によるゲイン（増幅度）を決定する抵抗
Ｒ６、Ｒ７の抵抗値により図５に示すように、一定の比
例関係（濃度勾配）になる。この濃度勾配は、検出感度
を表しており、濃度勾配を大きくしようとすると、検出
可能な最大濃度が小さくなってしまうことになり、検出
できる濃度範囲を大きくしたままで、低濃度の煙に対し
ては検出感度を向上させることはできなかった。
ような光電式煙感知器にあっては、煙濃度とアナログ出
力電圧との対応関係は、アナログ出力回路３を構成する
オペアンプＡ６によるゲイン（増幅度）を決定する抵抗
Ｒ６、Ｒ７の抵抗値により図５に示すように、一定の比
例関係（濃度勾配）になる。この濃度勾配は、検出感度
を表しており、濃度勾配を大きくしようとすると、検出
可能な最大濃度が小さくなってしまうことになり、検出
できる濃度範囲を大きくしたままで、低濃度の煙に対し
ては検出感度を向上させることはできなかった。
【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなしたもので
あり、その目的とするところは、検出できる濃度範囲を
大きくしたままで、低濃度の煙に対しては検出感度を向
上させることのできる光電式煙感知器を提供することに
ある。
あり、その目的とするところは、検出できる濃度範囲を
大きくしたままで、低濃度の煙に対しては検出感度を向
上させることのできる光電式煙感知器を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
発光素子から照射された光の煙による散乱光を受光素子
により受光して電気信号に変換する光電変換回路と、該
光電変換回路の出力電圧をサンプリングし保持するサン
プルホールド回路と、該サンプルホールド回路の出力を
基準電圧に基づいて出力電圧レベル調整を行い、濃度に
応じたアナログ信号として出力するアナログ出力回路
と、該アナログ出力回路から出力されるアナログ信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と前記デジタル信
号と煙濃度との対応関係を示す対応テーブルにより煙濃
度を求める演算部を有する信号処理回路とを備えてなる
光電式煙感知器において、前記対応テーブルを煙濃度に
対応して複数設けておき、前記サンプルホールド回路の
出力電圧と所定電圧とを比較して制御信号を出力する切
替回路を付加し、前記アナログ出力回路では前記切替回
路の制御信号によりゲインを切り替えるとともに、前記
信号処理回路では前記切替回路の制御信号により演算部
の対応テーブルを切り替えるようにしたことを特徴とす
るものである。
発光素子から照射された光の煙による散乱光を受光素子
により受光して電気信号に変換する光電変換回路と、該
光電変換回路の出力電圧をサンプリングし保持するサン
プルホールド回路と、該サンプルホールド回路の出力を
基準電圧に基づいて出力電圧レベル調整を行い、濃度に
応じたアナログ信号として出力するアナログ出力回路
と、該アナログ出力回路から出力されるアナログ信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と前記デジタル信
号と煙濃度との対応関係を示す対応テーブルにより煙濃
度を求める演算部を有する信号処理回路とを備えてなる
光電式煙感知器において、前記対応テーブルを煙濃度に
対応して複数設けておき、前記サンプルホールド回路の
出力電圧と所定電圧とを比較して制御信号を出力する切
替回路を付加し、前記アナログ出力回路では前記切替回
路の制御信号によりゲインを切り替えるとともに、前記
信号処理回路では前記切替回路の制御信号により演算部
の対応テーブルを切り替えるようにしたことを特徴とす
るものである。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記切替回路の制御信号により、前記アナ
ログ出力回路の基準電圧の電圧値を切り替えるようにし
たことを特徴とするものである。
明において、前記切替回路の制御信号により、前記アナ
ログ出力回路の基準電圧の電圧値を切り替えるようにし
たことを特徴とするものである。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記切替回路を、前記サンプルホールド回
路の出力電圧と所定の電圧とを比較する比較回路と該比
較回路の出力を反転するインバータとで構成し、前記ア
ナログ出力回路に、オペアンプと前記インバータの出力
により前記オペアンプのゲインを設定するゲイン設定部
を設け、前記インバータの制御信号により、ゲインを切
り替えるようにしたことを特徴とするものである。
明において、前記切替回路を、前記サンプルホールド回
路の出力電圧と所定の電圧とを比較する比較回路と該比
較回路の出力を反転するインバータとで構成し、前記ア
ナログ出力回路に、オペアンプと前記インバータの出力
により前記オペアンプのゲインを設定するゲイン設定部
を設け、前記インバータの制御信号により、ゲインを切
り替えるようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記アナログ出力回路に、前記比較回路の
出力により前記オペアンプの基準電圧を設定する基準電
圧設定部を設け、前記比較回路の出力信号により、前記
オペアンプの基準電圧を切り替えるようにしたことを特
徴とするものである。
明において、前記アナログ出力回路に、前記比較回路の
出力により前記オペアンプの基準電圧を設定する基準電
圧設定部を設け、前記比較回路の出力信号により、前記
オペアンプの基準電圧を切り替えるようにしたことを特
徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態
の一例に係る光電式煙感知器の概略構成を示すブロック
図であり、図２は、各ブロックの具体例を示す回路図で
ある。本実施形態の光電式煙感知器は、図４で示した従
来の光電式煙感知器において、サンプルホールド回路２
の出力電圧と所定電圧とを比較して制御信号を出力する
切替回路５を付加し、切替回路５の制御信号により、ア
ナログ出力回路３のゲインを切り替えるとともに、信号
処理回路４の演算部４２に、Ａ／Ｄ変換されたアナログ
出力電圧と煙濃度との対応関係を示す対応テーブルを２
つ用意しておき、切替回路５の制御信号により使用する
対応テーブルを切り替えるようにした構成になってい
る。つまり、前記２つの対応テーブルは、アナログ出力
回路３のゲインに対応したものになっており、煙濃度が
低い場合には、アナログ出力回路３のゲインが大きくな
るように切り替えられるとともに、図５で示した対応関
係を示すグラフの角度（感度を示す）が急になり、感度
が高くなるような対応テーブルが使用され、煙濃度が高
い場合には、アナログ出力回路３のゲインが小さくなる
ように切り替えられるとともに、グラフの角度（感度を
示す）がなだらかになり、感度が低くなるような対応テ
ーブルが使用されるように切り替えられる。このよう
に、対応関係を示すグラフが煙濃度（受光素子１１の受
光電流に比例）により、感度を示す対応テーブルが切り
替えられるのである。そして、演算部４２では、切り替
えられた対応テーブルに基づいて煙濃度を求めるのであ
る。また、アナログ出力回路３のゲインと同様に、基準
電圧も切り替えるようにすることにより、Ａ／Ｄ変換部
４１でのＡ／Ｄ変換時のダイナミックレンジを大きくす
ることができる。
を図面に基づき説明する。図１は、本発明の実施の形態
の一例に係る光電式煙感知器の概略構成を示すブロック
図であり、図２は、各ブロックの具体例を示す回路図で
ある。本実施形態の光電式煙感知器は、図４で示した従
来の光電式煙感知器において、サンプルホールド回路２
の出力電圧と所定電圧とを比較して制御信号を出力する
切替回路５を付加し、切替回路５の制御信号により、ア
ナログ出力回路３のゲインを切り替えるとともに、信号
処理回路４の演算部４２に、Ａ／Ｄ変換されたアナログ
出力電圧と煙濃度との対応関係を示す対応テーブルを２
つ用意しておき、切替回路５の制御信号により使用する
対応テーブルを切り替えるようにした構成になってい
る。つまり、前記２つの対応テーブルは、アナログ出力
回路３のゲインに対応したものになっており、煙濃度が
低い場合には、アナログ出力回路３のゲインが大きくな
るように切り替えられるとともに、図５で示した対応関
係を示すグラフの角度（感度を示す）が急になり、感度
が高くなるような対応テーブルが使用され、煙濃度が高
い場合には、アナログ出力回路３のゲインが小さくなる
ように切り替えられるとともに、グラフの角度（感度を
示す）がなだらかになり、感度が低くなるような対応テ
ーブルが使用されるように切り替えられる。このよう
に、対応関係を示すグラフが煙濃度（受光素子１１の受
光電流に比例）により、感度を示す対応テーブルが切り
替えられるのである。そして、演算部４２では、切り替
えられた対応テーブルに基づいて煙濃度を求めるのであ
る。また、アナログ出力回路３のゲインと同様に、基準
電圧も切り替えるようにすることにより、Ａ／Ｄ変換部
４１でのＡ／Ｄ変換時のダイナミックレンジを大きくす
ることができる。
【００１３】以下、図２に示した具体回路例を用いて説
明する。光電変換回路１及びサンプルホールド回路２は
従来例として説明した図４のものと同一である。アナロ
グ出力回路３は、抵抗Ｒ９〜Ｒ１３、オペアンプＡ６、
アナログスイッチＳ２、Ｓ３及び定電圧源３１からな
る。サンプルホールド回路２の出力電圧Ｖshout は抵抗
Ｒ９を介してオペアンプＡ６の反転入力端子に入力さ
れ、オペアンプＡ６の非反転入力端子には、定電圧源３
１の出力電圧Ｖ２が抵抗Ｒ１２、Ｒ１３の分圧回路で分
圧された電圧Ｖ２２が基準電圧として入力される。定電
圧源３１と抵抗Ｒ１２、Ｒ１３の分圧回路とアナログス
イッチＳ３により基準電圧設定部を構成しており、アナ
ログスイッチＳ３のオンオフにより、Ｒ１２の接続が切
り替えられ、基準電圧が変更できるようになっている。
また、オペアンプＡ６の反転入力端子と出力端子間には
Ｒ１０、Ｒ１１の並列回路が接続される。ここで、Ｒ１
１にはアナログスイッチＳ２が挿入されており、アナロ
グスイッチＳ２のオンオフにより、Ｒ１１の接続が切り
替えられるようになっている。アナログスイッチＳ２と
抵抗Ｒ９〜Ｒ１１とでゲイン設定部を構成しており、Ｒ
１１の接続の切り替えによりオペアンプＡ６のゲインが
切り替えられるようになっている。オペアンプＡ６の出
力は、信号処理回路４に入力される。
明する。光電変換回路１及びサンプルホールド回路２は
従来例として説明した図４のものと同一である。アナロ
グ出力回路３は、抵抗Ｒ９〜Ｒ１３、オペアンプＡ６、
アナログスイッチＳ２、Ｓ３及び定電圧源３１からな
る。サンプルホールド回路２の出力電圧Ｖshout は抵抗
Ｒ９を介してオペアンプＡ６の反転入力端子に入力さ
れ、オペアンプＡ６の非反転入力端子には、定電圧源３
１の出力電圧Ｖ２が抵抗Ｒ１２、Ｒ１３の分圧回路で分
圧された電圧Ｖ２２が基準電圧として入力される。定電
圧源３１と抵抗Ｒ１２、Ｒ１３の分圧回路とアナログス
イッチＳ３により基準電圧設定部を構成しており、アナ
ログスイッチＳ３のオンオフにより、Ｒ１２の接続が切
り替えられ、基準電圧が変更できるようになっている。
また、オペアンプＡ６の反転入力端子と出力端子間には
Ｒ１０、Ｒ１１の並列回路が接続される。ここで、Ｒ１
１にはアナログスイッチＳ２が挿入されており、アナロ
グスイッチＳ２のオンオフにより、Ｒ１１の接続が切り
替えられるようになっている。アナログスイッチＳ２と
抵抗Ｒ９〜Ｒ１１とでゲイン設定部を構成しており、Ｒ
１１の接続の切り替えによりオペアンプＡ６のゲインが
切り替えられるようになっている。オペアンプＡ６の出
力は、信号処理回路４に入力される。
【００１４】切替回路５は、コンパレータＣＰ、インバ
ータＩＶ及び定電圧源５１からなる。コンパレータＣＰ
のプラス端子にはサンプルホールド回路２の出力電圧Ｖ
shou t が入力され、マイナス端子には定電圧源５１の出
力電圧Ｖ１が入力される。コンパレータＣＰの出力はイ
ンバータＩＶを介して制御信号として信号処理回路４に
入力される。
ータＩＶ及び定電圧源５１からなる。コンパレータＣＰ
のプラス端子にはサンプルホールド回路２の出力電圧Ｖ
shou t が入力され、マイナス端子には定電圧源５１の出
力電圧Ｖ１が入力される。コンパレータＣＰの出力はイ
ンバータＩＶを介して制御信号として信号処理回路４に
入力される。
【００１５】ここで、アナログ出力回路３のアナログス
イッチＳ３のゲートにはコンパレータＣＰの出力信号が
制御信号として入力され、アナログスイッチＳ２のゲー
トにはインバータＩＶの出力信号が制御信号として入力
される。アナログスイッチＳ２、Ｓ３は、ゲートがハイ
レベルの時オン状態となる。
イッチＳ３のゲートにはコンパレータＣＰの出力信号が
制御信号として入力され、アナログスイッチＳ２のゲー
トにはインバータＩＶの出力信号が制御信号として入力
される。アナログスイッチＳ２、Ｓ３は、ゲートがハイ
レベルの時オン状態となる。
【００１６】信号処理回路４の演算部４２では、Ａ／Ｄ
変換部４１でＡ／Ｄ変換されたアナログ出力電圧と煙濃
度との対応関係を示す対応テーブルを予め持っておき、
この対応テーブルを用いて煙濃度を求めるのであるが、
オペアンプＡ６に対応して、図３に示すような対応関係
Ｋ１、Ｋ２を示す２つのテーブルを有している。ここ
で、対応関係Ｋ１、Ｋ２の傾きは感度を表しており、傾
きの大きいＫ２の方が感度が良好、つまり、より小さい
煙濃度を検出できるのである。ここで、アナログ出力回
路３のゲインを切り替えた場合の対応関係Ｋ１、Ｋ２の
どちらの場合にもＡ／Ｄ変換部４１のダイナミックレン
ジが０〜ＶＤＤと広くなるようにするために、切替回路
５からの制御信号により基準電圧設定部を切り替え、基
準電圧を調節できるようになっているのである。
変換部４１でＡ／Ｄ変換されたアナログ出力電圧と煙濃
度との対応関係を示す対応テーブルを予め持っておき、
この対応テーブルを用いて煙濃度を求めるのであるが、
オペアンプＡ６に対応して、図３に示すような対応関係
Ｋ１、Ｋ２を示す２つのテーブルを有している。ここ
で、対応関係Ｋ１、Ｋ２の傾きは感度を表しており、傾
きの大きいＫ２の方が感度が良好、つまり、より小さい
煙濃度を検出できるのである。ここで、アナログ出力回
路３のゲインを切り替えた場合の対応関係Ｋ１、Ｋ２の
どちらの場合にもＡ／Ｄ変換部４１のダイナミックレン
ジが０〜ＶＤＤと広くなるようにするために、切替回路
５からの制御信号により基準電圧設定部を切り替え、基
準電圧を調節できるようになっているのである。
【００１７】次に、本実施形態の動作を説明する。発光
素子が発光し、煙による散乱光Ｘを受光素子１１が受光
すると、受光素子１１には受光電流Ｉpdが流れ、受光電
流Ｉ pdは光電変換回路１で電圧に変換、増幅され、Ｖ
ref −ΔＶ（ΔＶは受光電流Ｉ pdによる電圧変化）とし
て出力される。この電圧（Ｖref −ΔＶ）はサンプルホ
ールド回路２で保持され、サンプルホールド回路２の出
力電圧Ｖshout （＝Ｖre f −ΔＶ）はアナログ出力回路
３に入力される。煙濃度が大きくなると、ΔＶが大きく
なるので、出力電圧Ｖshout は小さくなる。
素子が発光し、煙による散乱光Ｘを受光素子１１が受光
すると、受光素子１１には受光電流Ｉpdが流れ、受光電
流Ｉ pdは光電変換回路１で電圧に変換、増幅され、Ｖ
ref −ΔＶ（ΔＶは受光電流Ｉ pdによる電圧変化）とし
て出力される。この電圧（Ｖref −ΔＶ）はサンプルホ
ールド回路２で保持され、サンプルホールド回路２の出
力電圧Ｖshout （＝Ｖre f −ΔＶ）はアナログ出力回路
３に入力される。煙濃度が大きくなると、ΔＶが大きく
なるので、出力電圧Ｖshout は小さくなる。
【００１８】ここで、煙濃度が小さく、出力電圧Ｖ
shout が切替回路５の定電圧源５１の出力電圧Ｖ１より
も大きければ、コンパレータＣＰの出力はハイレベルに
なり、アナログスイッチＳ２はオフし、アナログスイッ
チＳ３はオンするので、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１の並列回路
は抵抗Ｒ１０のみの回路となるとともに、基準電圧Ｖ２
２は定電圧源３１の出力電圧Ｖ２となる。従って、この
場合のアナログ出力回路３の出力電圧ＴＶ１は、 ＴＶ１＝（−Ｒ１０／Ｒ９）×Ｖshout ＋Ｖ２（１＋Ｒ１０／Ｒ９）…（式１） となる。
shout が切替回路５の定電圧源５１の出力電圧Ｖ１より
も大きければ、コンパレータＣＰの出力はハイレベルに
なり、アナログスイッチＳ２はオフし、アナログスイッ
チＳ３はオンするので、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１の並列回路
は抵抗Ｒ１０のみの回路となるとともに、基準電圧Ｖ２
２は定電圧源３１の出力電圧Ｖ２となる。従って、この
場合のアナログ出力回路３の出力電圧ＴＶ１は、 ＴＶ１＝（−Ｒ１０／Ｒ９）×Ｖshout ＋Ｖ２（１＋Ｒ１０／Ｒ９）…（式１） となる。
【００１９】一方、煙濃度が大きくなって、出力電圧Ｖ
shout が切替回路５の定電圧源５１の出力電圧Ｖ１より
も小さくなれば、コンパレータＣＰの出力はローレベル
になり、アナログスイッチＳ２はオンし、アナログスイ
ッチＳ３はオフするので、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１の並列回
路が形成されるとともに、基準電圧Ｖ２２は抵抗Ｒ１
２、Ｒ１３の分圧回路で分圧された電圧となる。従っ
て、この場合のアナログ出力回路３の出力電圧ＴＶ２
は、 ＴＶ２＝（−Ｒg ／Ｒ９）×Ｖshout ＋Ｖ２２（１＋Ｒg ／Ｒ９）…（式２） 但し、Ｖ２２＝（Ｒ１３／（Ｒ１２＋Ｒ１３））×Ｖ２ Ｒg ＝（Ｒ１０×Ｒ１１）／（Ｒ１０＋Ｒ１１） となる。
shout が切替回路５の定電圧源５１の出力電圧Ｖ１より
も小さくなれば、コンパレータＣＰの出力はローレベル
になり、アナログスイッチＳ２はオンし、アナログスイ
ッチＳ３はオフするので、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１の並列回
路が形成されるとともに、基準電圧Ｖ２２は抵抗Ｒ１
２、Ｒ１３の分圧回路で分圧された電圧となる。従っ
て、この場合のアナログ出力回路３の出力電圧ＴＶ２
は、 ＴＶ２＝（−Ｒg ／Ｒ９）×Ｖshout ＋Ｖ２２（１＋Ｒg ／Ｒ９）…（式２） 但し、Ｖ２２＝（Ｒ１３／（Ｒ１２＋Ｒ１３））×Ｖ２ Ｒg ＝（Ｒ１０×Ｒ１１）／（Ｒ１０＋Ｒ１１） となる。
【００２０】また、受光電流Ｉpdは、煙濃度に比例して
増加するので、前記受光電流Ｉpdによる電圧変化ΔＶも
煙濃度に比例する。従って、煙濃度をＸとすると、電圧
変化ΔＶは、 ΔＶ＝Ｒ・Ｘ（但し、Ｒは光電変換回路１の抵抗Ｒ１〜
Ｒ５の定数により設定される。） となる。従って、Ｖshout ＝Ｖref −ΔＶ＝Ｖref −Ｒ
・Ｘとなり、上述の式１、２より、アナログ出力回路３
から出力されるアナログ電圧は、（Ｒ１０／Ｒ９）×Ｒ
・Ｘ及び（Ｒg ／Ｒ９）×Ｒ・Ｘという２種類の濃度勾
配を有することになる。この前者の濃度勾配は図３のＫ
２に対応し、後者の濃度勾配は図３のＫ１に対応する。
基準電圧源１２の電圧Ｖref 、定電圧源３１の電圧Ｖ２
及び各回路の抵抗の値を適当に選ぶことにより、煙濃度
が小さい時には、対応関係Ｋ２（＝（Ｒ１０／Ｒ９）×
Ｒ・Ｘ）、煙濃度が大きい時には、対応関係Ｋ１（＝
（Ｒg／Ｒ９）×Ｒ・Ｘ）により、濃度が求められるの
である。更には、Ａ／Ｄ変換部でのダイナミックレンジ
をどちらの場合にもＧＮＤ〜ＶＤＤの電圧レベルにする
ことができる。
増加するので、前記受光電流Ｉpdによる電圧変化ΔＶも
煙濃度に比例する。従って、煙濃度をＸとすると、電圧
変化ΔＶは、 ΔＶ＝Ｒ・Ｘ（但し、Ｒは光電変換回路１の抵抗Ｒ１〜
Ｒ５の定数により設定される。） となる。従って、Ｖshout ＝Ｖref −ΔＶ＝Ｖref −Ｒ
・Ｘとなり、上述の式１、２より、アナログ出力回路３
から出力されるアナログ電圧は、（Ｒ１０／Ｒ９）×Ｒ
・Ｘ及び（Ｒg ／Ｒ９）×Ｒ・Ｘという２種類の濃度勾
配を有することになる。この前者の濃度勾配は図３のＫ
２に対応し、後者の濃度勾配は図３のＫ１に対応する。
基準電圧源１２の電圧Ｖref 、定電圧源３１の電圧Ｖ２
及び各回路の抵抗の値を適当に選ぶことにより、煙濃度
が小さい時には、対応関係Ｋ２（＝（Ｒ１０／Ｒ９）×
Ｒ・Ｘ）、煙濃度が大きい時には、対応関係Ｋ１（＝
（Ｒg／Ｒ９）×Ｒ・Ｘ）により、濃度が求められるの
である。更には、Ａ／Ｄ変換部でのダイナミックレンジ
をどちらの場合にもＧＮＤ〜ＶＤＤの電圧レベルにする
ことができる。
【００２１】従って、本実施形態によれば、煙濃度によ
り、アナログ出力回路３のゲインを切り替えるととも
に、演算部４２でのアナログ出力電圧と煙濃度との対応
関係を示す対応テーブルを切り替えて使用するようにし
たので、検出できる濃度範囲を大きくしたままで、低濃
度の煙に対する検出感度を向上させることができるよう
になり、より低い煙濃度に対しても検出することができ
るのである。更に、煙濃度により、アナログ出力回路３
の基準電圧も切り替えるようにすれば、Ａ／Ｄ変換部４
１でのＡ／Ｄ変換の際のダイナミックレンジを常にＧＮ
Ｄ〜ＶＤＤの電圧レベルにすることができるのである。
り、アナログ出力回路３のゲインを切り替えるととも
に、演算部４２でのアナログ出力電圧と煙濃度との対応
関係を示す対応テーブルを切り替えて使用するようにし
たので、検出できる濃度範囲を大きくしたままで、低濃
度の煙に対する検出感度を向上させることができるよう
になり、より低い煙濃度に対しても検出することができ
るのである。更に、煙濃度により、アナログ出力回路３
の基準電圧も切り替えるようにすれば、Ａ／Ｄ変換部４
１でのＡ／Ｄ変換の際のダイナミックレンジを常にＧＮ
Ｄ〜ＶＤＤの電圧レベルにすることができるのである。
【００２２】なお、本実施形態では、２つの対応テーブ
ルを切り替えてしようするようにしたが、本発明は、こ
れに限定されるものではなく、３つ以上の対応テーブル
を用意しておき、これらを煙濃度に応じて切り替えて使
用するようにしても良い。
ルを切り替えてしようするようにしたが、本発明は、こ
れに限定されるものではなく、３つ以上の対応テーブル
を用意しておき、これらを煙濃度に応じて切り替えて使
用するようにしても良い。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、請求項１、請求項３記載
の発明によれば、発光素子から照射された光の煙による
散乱光を受光素子により受光して電気信号に変換する光
電変換回路と、該光電変換回路の出力電圧をサンプリン
グし保持するサンプルホールド回路と、該サンプルホー
ルド回路の出力を基準電圧に基づいて出力電圧レベル調
整を行い、濃度に応じたアナログ信号として出力するア
ナログ出力回路と、該アナログ出力回路から出力される
アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と
前記デジタル信号と煙濃度との対応関係を示す対応テー
ブルにより煙濃度を求める演算部を有する信号処理回路
とを備えてなる光電式煙感知器において、前記対応テー
ブルを煙濃度に対応して複数設けておき、前記サンプル
ホールド回路の出力電圧と所定電圧とを比較して制御信
号を出力する切替回路を付加し、前記アナログ出力回路
では前記切替回路の制御信号によりゲインを切り替える
とともに、前記信号処理回路では前記切替回路の制御信
号により演算部の対応テーブルを切り替えるようにした
ので、検出できる濃度範囲を大きくしたままで、低濃度
の煙に対しては検出感度を向上させることのできる光電
式煙感知器が提供できた。
の発明によれば、発光素子から照射された光の煙による
散乱光を受光素子により受光して電気信号に変換する光
電変換回路と、該光電変換回路の出力電圧をサンプリン
グし保持するサンプルホールド回路と、該サンプルホー
ルド回路の出力を基準電圧に基づいて出力電圧レベル調
整を行い、濃度に応じたアナログ信号として出力するア
ナログ出力回路と、該アナログ出力回路から出力される
アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と
前記デジタル信号と煙濃度との対応関係を示す対応テー
ブルにより煙濃度を求める演算部を有する信号処理回路
とを備えてなる光電式煙感知器において、前記対応テー
ブルを煙濃度に対応して複数設けておき、前記サンプル
ホールド回路の出力電圧と所定電圧とを比較して制御信
号を出力する切替回路を付加し、前記アナログ出力回路
では前記切替回路の制御信号によりゲインを切り替える
とともに、前記信号処理回路では前記切替回路の制御信
号により演算部の対応テーブルを切り替えるようにした
ので、検出できる濃度範囲を大きくしたままで、低濃度
の煙に対しては検出感度を向上させることのできる光電
式煙感知器が提供できた。
【００２４】請求項２、請求項４記載の発明によれば、
請求項１又は請求項３記載の発明において、前記切替回
路の制御信号により、前記アナログ出力回路の基準電圧
の電圧値を切り替えるようにすることにより、Ａ／Ｄ変
換の際のダイナミックレンジを常にＧＮＤ〜ＶＤＤの電
圧レベルにすることができるのである。
請求項１又は請求項３記載の発明において、前記切替回
路の制御信号により、前記アナログ出力回路の基準電圧
の電圧値を切り替えるようにすることにより、Ａ／Ｄ変
換の際のダイナミックレンジを常にＧＮＤ〜ＶＤＤの電
圧レベルにすることができるのである。
【図１】本発明の一実施形態に係る光電式煙感知器の概
略構成を示すブロック図である。
略構成を示すブロック図である。
【図２】同上の具体例を示す回路図である。
【図３】同上に係る煙濃度とアナログ出力電圧との対応
関係を示す特性図である。
関係を示す特性図である。
【図４】従来例に係る光電式煙感知器の概略構成を示す
回路図である。
回路図である。
【図５】同上に係る煙濃度とアナログ出力電圧との対応
関係を示す特性図である。
関係を示す特性図である。
１ 光電変換回路 ２ サンプルホールド回路 ３ アナログ出力回路 ４ 信号処理回路 １１ 受光素子 １２ 基準電圧源 ３１ 定電圧源 ４１ Ａ／Ｄ変換部 ４２ 演算部 ５１ 定電圧源 Ａ１〜Ａ６ オペアンプ Ｓ１〜Ｓ３ アナログスイッチ Ｒ１〜Ｒ１３ 抵抗 ＶＲ 可変抵抗 Ｃ コンデンサ ＣＰ コンパレータ ＩＶ インバータ
Claims (4)
- 【請求項１】 発光素子から照射された光の煙による散
乱光を受光素子により受光して電気信号に変換する光電
変換回路と、該光電変換回路の出力電圧をサンプリング
し保持するサンプルホールド回路と、該サンプルホール
ド回路の出力を基準電圧に基づいて出力電圧レベル調整
を行い、濃度に応じたアナログ信号として出力するアナ
ログ出力回路と、該アナログ出力回路から出力されるア
ナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と前
記デジタル信号と煙濃度との対応関係を示す対応テーブ
ルにより煙濃度を求める演算部を有する信号処理回路と
を備えてなる光電式煙感知器において、前記対応テーブ
ルを煙濃度に対応して複数設けておき、前記サンプルホ
ールド回路の出力電圧と所定電圧とを比較して制御信号
を出力する切替回路を付加し、前記アナログ出力回路で
は前記切替回路の制御信号によりゲインを切り替えると
ともに、前記信号処理回路では前記切替回路の制御信号
により演算部の対応テーブルを切り替えるようにしたこ
とを特徴とする光電式煙感知器。 - 【請求項２】 前記切替回路の制御信号により、前記ア
ナログ出力回路の基準電圧の電圧値を切り替えるように
したことを特徴とする請求項１記載の光電式煙感知器。 - 【請求項３】 前記切替回路を、前記サンプルホールド
回路の出力電圧と所定の電圧とを比較する比較回路と該
比較回路の出力を反転するインバータとで構成し、前記
アナログ出力回路に、オペアンプと前記インバータの出
力により前記オペアンプのゲインを設定するゲイン設定
部を設け、前記インバータの制御信号により、ゲインを
切り替えるようにしたことを特徴とする請求項１記載の
光電式煙感知器。 - 【請求項４】 前記アナログ出力回路に、前記比較回路
の出力により前記オペアンプの基準電圧を設定する基準
電圧設定部を設け、前記比較回路の出力信号により、前
記オペアンプの基準電圧を切り替えるようにしたことを
特徴とする請求項３記載の光電式煙感知器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31045696A JPH10149491A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 光電式煙感知器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31045696A JPH10149491A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 光電式煙感知器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10149491A true JPH10149491A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=18005476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31045696A Pending JPH10149491A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 光電式煙感知器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10149491A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021165697A (ja) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 | キヤノン株式会社 | 光学センサユニット、画像形成装置 |
| CN116124662A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-05-16 | 芯翼信息科技(上海)有限公司 | 烟雾探测器的校准方法及装置 |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP31045696A patent/JPH10149491A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021165697A (ja) * | 2020-04-08 | 2021-10-14 | キヤノン株式会社 | 光学センサユニット、画像形成装置 |
| CN116124662A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-05-16 | 芯翼信息科技(上海)有限公司 | 烟雾探测器的校准方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH056575Y2 (ja) | ||
| KR101994363B1 (ko) | 가스 센싱용 계측 장치 | |
| JPH02250564A (ja) | クランプ装置と自動利得制御装置 | |
| JPH10149491A (ja) | 光電式煙感知器 | |
| JP3236297B2 (ja) | 粒子電流の測定方法および測定回路 | |
| JP2674110B2 (ja) | アバランシエホトダイオードのバイアス回路の温度補償回路 | |
| JP2688895B2 (ja) | 光電式アナログ煙感知器 | |
| JP2980848B2 (ja) | 真空掃除機用ごみセンサの異常検出装置及びその制御方法 | |
| JPH03179816A (ja) | 電子スイッチ | |
| EP1164695A1 (en) | Circuit for detecting distortion in an amplifier, in particular an audio amplifier | |
| JPH11136114A (ja) | 光電スイッチ | |
| JP2002168781A (ja) | 光沢センサ | |
| JPH10134268A (ja) | 光電式煙感知器 | |
| JPH0996651A (ja) | 増幅回路 | |
| KR950010890B1 (ko) | 영상신호 자동이득제어장치 | |
| JP2009300293A (ja) | 対数変換回路 | |
| JP3101191B2 (ja) | 光電式煙感知器における煙センサ回路 | |
| JPH0583135A (ja) | ２重積分型ａ／ｄコンバータ | |
| EP1554850B1 (en) | Method and device for signal amplitude detection | |
| JPH03128513A (ja) | 自動利得制御方法 | |
| JPH06308067A (ja) | 湿度検知装置 | |
| US20040113605A1 (en) | Test device of A/D converter | |
| JP2522425B2 (ja) | 映像信号のクランプ回路 | |
| JPS62146011A (ja) | 検出スイツチ | |
| JPH1116065A (ja) | 光電式煙感知器 |