JPS5831273Y2 - イオン式煙感知器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は放射線により空気をイオン化し、流れるイオン
電流が煙の存在により変化することを利用した煙感知器
において煙感度設定時の煙濃度に対して周囲温度の影響
を受けず正しく作用するようにしたＭＯ８Ｏ８型中チャ
ネルＦＥＴ界効果トランジスタ）の温度補償に関する。

従来のイオン式煙感知器においてはおのおのが１対の電
極および放射線を有する外気に対して開放するイオン室
と閉鎖するイオン室との直列回路の両端が電源の正端子
と負端子とにそれぞれ接続され、開放イオン室と閉イオ
ン室との結合点はＭＯ８Ｏ８型中チャネルＦＥＴ−ト電
極に接続される。

このＭＯ８Ｏ８型中チャネルＦＥＴ時はカットオフ状態
にあり、開放イオン室に煙が流入するとイオン電流が減
少し開放イオン室のインピーダンスが増大することによ
り、結合点の電圧が下がり始め、ソース電圧と結合点と
の差電圧がゲート・ソース間スレショルド電圧に等しい
かもしくは大きくなるとドレイン電流が流れ出す。

このドレイン電流による出力信号がスイッチング回路を
制御し例えば警報を発するものである。

このゲート・ソース間スレショルド電圧には温度依存性
があるため警報を発するべき煙濃度をソース電圧で設定
した場合周囲温度の変化により警報点がずれてしまう。

すなわち煙感度設定時の煙濃度に対して温度の影響を受
は低い煙濃度で作動したり、あるいは高い煙濃度で作動
したりして正しく作動しないという欠点がある。

この欠点を除去するため例えば開放イオン室及び閉イオ
ン室の電極間の距離糸それぞれ変化することにより温度
特性を異ならせ補償を試みているがＭＯ８Ｏ８型中チャ
ネルＦＥＴうな電気的部品とイオン室のような機械的部
品とでは熱時定数が一致せず充分な温度補償が困難であ
った。

本考案の目的はこのような困難を除去す６ためにＭＯ８
Ｏ８型中チャネルＦＥＴ−ス電圧にゲート・ソース間ス
レショルド電圧と同様な負の温度特性を与えるように所
定の負の温度特性をもつツェナーダイオードをベース電
極にもつトランジスタ増巾器を付加することにより煙感
宜設定時の煙濃度に対して周囲温度の影響を受けず正し
く作動する安定なイオン式煙感知器を提供しようとする
ものである。

以下図面にもとづいて詳細に説明する。

第１図は従来のイオン式煙感知器の１実施例を示す回路
図である。

第１図においておのおのが１対の電極および放射線を有
する開放イオン室１、ふ閉イオン室２との直列回路の両
端が電源の正端子Ｐと負端子Ｎとにそれぞれ接続され、
開放イオン室１と閉イオン室２との結合点Ｋをゲート電
極Ｇに接続し、ソース電極Ｓから２分岐する線は抵抗５
と７を介してそれぞれ正端子Ｐと負端子Ｎに至り、ドレ
イン電極りから２分岐する線は１つは抵抗４を介して負
端子Ｎに至り、他の１つはスイッチング回路１０の制御
端子りに至るＭＯ８Ｏ８型中チャネルＦＥＴ３正端子Ｐ
と負端子Ｎとの間に設けられたスイッチング回路１０と
よりなる従来のイオン式煙感知器においては、結合点に
と負端子Ｎ間の結合点電圧を■Ｍ１ゲートＧとソースＳ
との間のスレショルド電圧をＶＧｓｔｈ１およびソース
Ｓと負端子Ｎとの間の電圧をＶｓとするとき、ＭＯ８Ｏ
８型中チャネルＦＥＴ３時はカットオフ状態にあり、す
なわち■ｓ−■Ｍ＜ＶＧｓｔｈなる関係にある。

開放イオン室１に煙が流入してイオン電流が減少し、イ
ンピーダンスが増大すると、結合点電圧ｖＭは減少して
Ｖｓ−ｖＭ≧ｖｏｓｔｈの関係に到達する。

この状態になると始めてドレイン電流が抵抗４を通して
流れ出力信号はスイッチング回路１０の制御端子りに至
り、この回路を作動させる。

また周囲温度に関してはＭＯ８Ｏ８型中チャネルＦＥＴ
３時はカットオフの状態にあるためゲート・ソース間ス
レショルド電圧ＶＧＳｔｈは温度依存性をもつ。

第２回は従来のイオン式煙感知器の温度特性を示す図で
ある。

第２図において縦軸に電圧値■を示し、横軸に周囲温度
Ｔを示し、いずれも矢印は増大する方向を示す。

第１図においてソース電圧ｖｓは電源電圧を抵抗５と７
とにより分圧する一定電圧値であり、結合点電圧ｖＭは
周囲温度に対して影響を受けず警報を発するべき煙濃度
に対して一定電圧を示すように作られている。

第２図に示すソース電圧Ｖｓと結合点電圧ｖＭとの差電
圧ｖｓ−ｖＭに対し、ゲート・ソース間フレショルド電
圧ＶＧＳｔ１１は負の温度特性を示し、これらの電圧の
交点Ａは警報を発するべき煙濃度に対して、煙濃度を設
定した時の温度を示す。

交点Ａより低い温度においてはＶｓ Ｖｍ＜Ｖｏｓｔ
ｈなる関係となり、設定した煙濃度ではＭＯ８Ｏ８型中
チャネルＦＥＴ３ットオフであってドレイン電流は流れ
ず、スイッチング回路１０は作動せず、また交点Ａより
高い温度においては設定した煙濃度より低い煙濃度でド
レイン電流が流れ出しスイッチング回路１０は作動し、
例えば警報を発してしまう。

すなわち温度に対して設定した煙濃度が変わってしまう
という欠点がある。

この欠点を除去するため結合点電圧■Ｍを温度に対して
制御する試みが行なわれているが充分な補償することは
困難であった。

第３図は本考案によるイオン式煙感知器の１実施例を示
す回路図である。

第３図においては第１図に示す同符号のものは第１図と
同一物品を示すものとする。

第１図に示す回路接続に加えてソース電極Ｓと抵抗５と
の間にＰＮＰ Ｉ−ランジスタロを設け、ソース電極Ｓ
をＰＮＰ ）ランジスタロのコレクタ電極Ｃに接続し、
抵抗５の端子をＰＮＰトランジスタ６のエミッタ電極Ｅ
に接続し、ＰＮＰ ）ランジスタロのベース電極Ｂから
２分岐する線は１つはツェナーダイオード８のアノード
に接続し、ツェナーダイオード８のカソードを正端子Ｐ
に接続し、他の１つは抵抗９を介して負端子Ｎに接続す
る。

本回路の動作で第２図に示す回路と共通のものは説明を
省略する。

本回路の特異なところは周囲温度に対する電気的補償に
関するものである。

第１図に示す回路説明において開放イオン室１および閉
イオン室２の温度特性を異ならせ補償を行なうと説明し
たが第３図の示す回路においてはその必要を認めずかえ
って温度特性の等しいものを使用した結合点電圧ｖＭ周
囲温度による影響がないようにする。

ＰＮＰトランジスタ６は増巾作用を行なうものでそのベ
ース電極Ｂはツェナーダイオード８のツェナー電圧に常
時保持され、そのコレクタ電極Ｃはこのツェナー電圧に
比例したコレクタ電流を抵抗７を通じて流しソーース雷
圧Ｖｓを制御する。

上述のようにＭＯ８Ｏ８型中チャネルＦＥＴ３−ト・ソ
ース間スレショルド電圧ＶＧＳｔｈは負の温度特性を示
し、結合点電圧■Ｍは周囲温度に対して一定である。

一方ツエナーダイオード８にツェナー電圧５■未満で負
の温度係数をもつものを使用し、この温度係数を所定の
負の温度特性を示すように選択することによりゲート・
ソース間スレショルド電圧Ｖｏｓｔ１１の負の温度特性
とソース電圧Ｖｓの温度特性を一致させることができる
。

勿論抵抗５を適当な値に選ぶことが必要である。

第４図は本考案によるイオン式煙感知器の温度特性を示
す図である。

第４図においては第２図に示す同符号のものは第２図と
同一物品を示す。

ソース電圧Ｖｓと結合点電圧ｖＭとの差電圧■ｓ−■Ｍ
とゲートソース間スレショルド電圧■Ｇｓｔｈとは一致
した温度特性を示し、温度変化に関係なく全温度範囲に
亘って■ｓ−ＶＭ＝■Ｇｓｔｈなる関係が成立するので
スイッチング回路１０は警報点のずれはなく、煙感度設
定時の煙濃度に対して周囲温度の影響を受けず正しく作
動し充分な温度補償によって常に安定した煙感知器を作
動させることができる。

以上説明したように本考案はＭＯ８型ＰチャネルＦＥＴ
のソース電圧にゲートとソース間のスレショレド電圧と
同様な負の温度特性を与えるように所定の負の温度特性
をもつツェナーダイオードをベース電極にもつトランジ
スタ増巾器を付加することにより周囲温度に関して煙感
度設定時の煙濃度に対して温度の影響を受けず正しく作
動する安定なイオン式煙感知器を提供することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のイオン式煙感知器の１実施例を示す回路
図、第２図は従来のイオン式煙感知器の温度特性を示す
図、第３図は本考案によるイオン式煙感知器の１実施例
を示す回路図、第４図は本考案によるイオン式煙感知器
の温度特性を示す図である。 １・・・開放イオン室、２・・・閉イオン室、３・・・
ＭＯ８型ＰチャネルＦＥＴ、４ないし５・・・抵抗、６
・・・ＰＮＰ）ランジスタ、７・・・抵抗、８・・・ツ
ェナーダイオード、９・・・抵抗、１０・・・スイッチ
ング回路、Ａ・・・交点、Ｂ・・・ベース電極、Ｃ・・
・コレクタ電極、Ｄ・・・ドレイン電極、Ｅ・・・エミ
ッタ電極、Ｇ・・・ゲート電極、Ｋ・・・結合点、Ｓ・
・・ソース電極、Ｌ・・・制御端子、Ｎ・・・負端子、
Ｐ・・・正端子、■・・・電圧値、Ｔ・・・周囲温度、
■ｓ・・・ソース電圧、■Ｍ・・・結合点電圧、ｖＧｓ
ｌｈ・・・ゲートソース間スレショルド電圧。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. おのおのが一対の電極および放射線を有する開放イオン
   室と閉イオン室との直列回路の両端が電源の正端子と負
   端子とにそれぞれ接続され、上記開放イオン室と閉イオ
   ン室との結合点をゲート電極に接続し、ソース電極から
   ２分岐する線はそれぞれ抵抗５と７を介して上記正端子
   と上記負端子に至り、ドレイン電極から２分岐する線は
   １つは抵抗４を介して上記負端子に至り、他の１つはス
   イッチング回路の制御端子に至るＭＯ８Ｏ８型中チャネ
   ルＦＥＴ上記正端子と上記負端子間に設けられた上記ス
   イッチング回路とよりなるイオン式煙感知器において上
   記ソース電極と抵抗５との間にＰＮＰトランジスタを設
   け、上記ソース電極を上記ＰＮＰトランジスタのコレク
   ク電極に接続し、抵抗５の端子を上記ＰＮＰ）ランジス
   クのエミッタ電極に接続し、該ＰＮＰ ）ランンジスタ
   のベース電極から２分岐する線は１つは所定の負の温度
   特性をもつツェナーダイオードのアノードに接続し、該
   ツェナーダイオードのカソードを上記正端子に接続し、
   他の１つは抵抗９を介して上記負端子に接続して上記所
   定の負の温度特性に比例した負の温度特性を上記ソース
   電極にもたせることを特徴とするイオン式煙感知器。