JP3614687B2 - 火災警報器の点検方法およびその記録媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火災警報器の点検方法およびその記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の火災警報器の一例を示すブロック図である。
従来、火災警報器６００は、例えば、電源６０１、温度センサであるサーミスタ６０３、点検用スイッチ６０５、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）６０７、駆動回路６０９およびスピーカ６１１等を備えて構成される。サーミスタ６０３には、温度が上昇するにつれて電気抵抗が指数関数的に低下する負特性をもったＮＴＣサーミスタ、または所定の温度域で電気抵抗が急激に低下するＣＴＲサーミスタが用いられる。また、点検用スイッチ６０５はサーミスタ６０３に並列接続されている。
【０００３】
次に、従来の火災警報器６００の動作およびその点検方法を説明する。
火災等により火災警報器６００内部のサーミスタ６０３の温度が上昇すると、サーミスタ６０３の電気抵抗が低下する。電源６０１によりサーミスタ６０３に印加される電圧は一定なので、サーミスタ６０３の電気抵抗が低下することにより電源６０１からサーミスタ６０３に電流が流れ、サーミスタ６０３が導通状態となる。サーミスタ６０３が導通することによって、サーミスタ６０３を介して電源６０１からマイコン６０７へ電流が流れる。この電流によってマイコン６０７は火災警報器６００の周囲温度が上昇したことを判断する。前記電流がマイコン６０７に入力されると、マイコン６０７はスピーカ６１１を駆動させるための駆動回路６０９に駆動信号を出力し、該駆動信号が駆動回路６０９に入力されると、駆動回路６０９は警報音をスピーカ６１１から発生させるためのスピーカ駆動信号を出力し、スピーカ６１１は警報音を発する。
【０００４】
また、点検時においては、点検用スイッチ６０５はサーミスタ６０３と並列に接続されているため、点検用スイッチ６０５を押圧等により閉じられると、電源６０１から点検用スイッチ６０５を介してマイコン６０７へ電流が流れる。このため上記と同様にマイコン６０７から駆動信号が出力されることとなり、スピーカ６１１は警報音を発する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の火災警報器６００およびその点検方法では、実際にサーミスタ６０３が熱を感知して作動していないため、（１）サーミスタ６０３の断線による故障を発見できない、（２）サーミスタ６０３の短絡による故障を正常な警報と判別できない、（３）サーミスタ６０３の特性変化による故障を発見できないといったように、サーミスタ６０３の特性変化または状態については点検できないという問題点がある。よって、点検時には通常に動作した火災警報器６００が、実際の火災の場合にはサーミスタ６０３が故障または特性変化したことにより作動しないといった恐れがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、火災警報器のサーミスタの故障や特性変化等を点検可能な火災警報器、その点検方法および記録媒体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１記載の発明は、少なくとも火災検知用の温度センサを備えた火災警報器の点検方法において、前記温度センサの初期温度を検出し、前記温度センサに近接した点検用発熱体に点検電圧を印加することによって前記点検用発熱体が発熱し、前記点検用発熱体によって加熱された前記温度センサのセンサ温度を検出し、前記初期温度、前記点検用発熱体の発熱量、前記温度センサまたは前記点検用発熱体の熱的特性から所定の許容範囲をもった点検温度を算出し、前記センサ温度と前記点検温度とを比較し、前記センサ温度が前記点検温度の許容範囲内にあるか否かを検知して前記温度センサの良否状態を判定することを特徴とする火災警報器の点検方法である。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記センサ温度が前記点検温度の許容範囲外のときは、前記温度センサの特性が変化したと判断し、警報することを特徴とする請求項１記載の火災警報器の点検方法である。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、前記センサ温度が前記点検温度の許容範囲内にあるが、前記センサ温度が前記初期温度と略同一でありかつ前記初期温度が所定の温度以上であるときは、前記温度センサが短絡していると判断し、警報することを特徴とする請求項１記載の火災警報器の点検方法である。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記センサ温度が前記点検温度の許容範囲内にあるが、前記センサ温度が前記初期温度と略同一でありかつ前記初期温度が所定の温度未満であるときは、前記温度センサが断線していると判断し、警報することを特徴とする請求項１記載の火災警報器の点検方法である。
【００１３】
さらに、請求項５に係るコンピュータにより読み取り可能な記録媒体は、請求項１、２、３または４に記載の火災警報器の点検方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして記憶したものである。
【００１４】
本発明の請求項１に係る火災警報器の点検方法および請求項５に係る記録媒体では、加熱されていない温度センサの初期温度を検出し、温度センサに近接した点検用発熱体に点検電圧を印加することによって点検用発熱体が発熱し、点検用発熱体によって加熱された温度センサのセンサ温度を検出し、前記初期温度、前記点検用発熱体の発熱量、前記温度センサまたは前記点検用発熱体の熱的特性から所定の許容範囲をもった点検温度を算出し、センサ温度と点検温度とを比較し、この比較結果によって温度センサの良否状態を判定する。これにより、火災警報器の重要な素子である温度センサの故障を発見することが可能となる。
【００１６】
また、請求項２に係る火災警報器の点検方法では、センサ温度が点検温度の許容範囲外のときは、温度センサの特性が変化したと判断し、警報する。これにより、温度センサの異常な特性変化を知ることができ、温度センサの故障を発見することが可能となる。よって、実際に火災等がおこったとき、温度センサの特性変化によって、警報が遅れるといった不具合を排除できる。
【００１７】
また、請求項３に係る火災警報器の点検方法では、センサ温度が点検温度の許容範囲内にあるが、センサ温度が初期温度と略同一でありかつ初期温度が所定の温度以上であるときは、温度センサが短絡していると判断し、警報する。これにより、温度センサの短絡を発見することが可能となる。よって、誤動作による警報が起こった後の点検において、温度センサによる短絡によって生じたものかを確認することができる。
【００１８】
また、請求項４に係る火災警報器の点検方法では、センサ温度が点検温度の許容範囲内にあるが、センサ温度が初期温度と略同一でありかつ初期温度が所定の温度未満であるときは、温度センサが断線していると判断し、警報する。これにより、温度センサの断線を発見することが可能となる。よって、予め点検を行うことで、実際に火災等が起こったときに、火災警報器が動作しないといった不具合を排除できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の火災警報器、その点検方法および記録媒体の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施形態の説明では、本発明に係る火災警報器およびその点検方法について詳述するが、本発明に係る記録媒体については、点検方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であることから、その説明は以下の点検方法の説明に含まれるものである。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る火災警報器を示す回路構成図である。同図において、本実施形態の火災警報器１００は、電源１０１、発熱体１０３と特許請求の範囲の温度センサに該当するサーミスタ１０５とを備えた発熱体付きサーミスタ１０７、ＯＰアンプ１０９、トランジスタ１１１、点検用スイッチ１１３、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）１１５、メモリ１１７、駆動回路１１９およびスピーカ１２１を備えて構成されている。
【００２１】
図２は、発熱体付きサーミスタ１０７の外観を示す説明図である。発熱体付きサーミスタ１０７は、発熱体１０３およびサーミスタ１０５が半導体チップ上に近接して形成されており、コモン端子１２３、サーミスタ端子１２５および発熱体端子１２７の計３本の端子を有する。サーミスタ端子１２５−コモン端子１２３間にはサーミスタ１０５が形成されており、発熱体端子１２７−コモン端子１２３間には発熱体１０３が形成されている。また、本実施形態では、コモン端子１２３は接地されており、サーミスタ端子１２５は抵抗１２９を介して電源１０１に接続されており、発熱体端子１２７はトランジスタ１１１を介して電源１０１に接続されている。
【００２２】
サーミスタ１０５は、従来のサーミスタ１０５と同様に、温度が上昇するにつれて電気抵抗が指数関数的に低下する負特性をもったＮＴＣサーミスタ、または所定の温度域で電気抵抗が急激に低下するＣＴＲサーミスタ等が用いられる。火災等でサーミスタ１０５の温度が上昇すると、この温度に応じてサーミスタ１０５の抵抗値が低下するため、電源１０１からサーミスタ１０５に電流が供給される。
【００２３】
また、発熱体１０３は、電源１０１から供給される電流によってそれ自体がジュール発熱する素子である。このとき、発熱体１０３およびサーミスタ１０５は半導体チップ上に近接して形成されているため、発熱体１０３が発した熱は、サーミスタ１０５を加熱する。
【００２４】
また、ＯＰアンプ１０９は、マイコン１１５のＤ／Ａ出力端子から＋入力端子に供給される制御信号の電圧と、発熱体端子１２７から−入力端子に印加される電圧との差電圧を、場合によってはさらにこの差電圧を増幅した出力電圧を、トランジスタ１１１のベースに印加する。
【００２５】
また、トランジスタ１１１は、電源１０１から発熱体１０３に供給される電流をスイッチング動作により開閉制御する。本実施形態ではトランジスタ１１１にＮＰＮ型バイポーラトランジスタを用いているため、ベースに正の電圧を印加したときオン動作し、電流が発熱体１０３に供給される。但し、このとき発熱体１０３に供給される電流値は、ベースに印加される電圧値によって異なり、発熱体１０３に電流が供給されているときの発熱体端子１２７の電圧を点検電圧と称する。なお、本実施形態において、発熱体１０３への電流制御のためにＮＰＮ型バイポーラトランジスタを用いているが、他の半導体スイッチング素子等を用いても良い。
【００２６】
また、点検用スイッチ１１３は、一端がマイコン１１５のＩ／Ｏ入力端子に接続され、他端が接地されている。火災警報器１００の点検を行う際には、点検用スイッチ１１３を閉じることにより開始される。なお、点検用スイッチ１１３は、押圧等により手動で操作されるスイッチの他に、周辺磁界が所定の磁界強度に達すると電気的に導通するリードリレー等を用いても良い。
【００２７】
また、マイコン１１５は、サーミスタ端子１２５に接続されたＡ／Ｄ入力端子、点検用スイッチ１１３に接続されたＩ／Ｏ入力端子、およびＯＰアンプ１０９の＋入力端子に接続されたＤ／Ａ出力端子等を備える。マイコン１１５は、点検用スイッチ１１３が閉じられると点検を開始する。点検が開始されると、Ａ／Ｄ入力端子からサーミスタ端子１２５の電位を得、またＤ／Ａ出力端子からＯＰアンプ１０９の＋入力端子に正の電位をもった制御信号を供給する。このとき、マイコン１１５は、Ａ／Ｄ入力端子から得られたサーミスタ端子１２５の電圧値からサーミスタ１０５の抵抗値を計算によって求め、続いて、この抵抗値とメモリ１１７に記憶された抵抗値／温度変換表とからサーミスタ１０５の温度を計算によって求める。マイコン１１５は、求められたサーミスタ１０５の温度からサーミスタ１０５が所望の特性と異なると判断したときは、スピーカ１２１を駆動させるための駆動回路１１９に駆動信号を出力する。
【００２８】
次に、本実施形態の火災警報器１００に係るサーミスタ１０５の点検方法を以下に述べる。
図３および図４は本実施形態に係る火災警報器の点検方法を示すフローチャートである。また、図５はサーミスタの温度と抵抗値との関係を示すグラフである。
【００２９】
ステップＳ１０１では、火災警報器１００が待機状態のときまたは警報停止から約１０分経過した後、点検者が点検用スイッチ１１３を閉じる。このとき点検が開始され、マイコン１１５はＡ／Ｄ入力端子からサーミスタ端子１２５の電圧レベルの信号を得て、これをＡ／Ｄ変換した後、サーミスタ１０５の抵抗値を計算により求める。ステップＳ１０３において、マイコン１１５は、求められた抵抗値とメモリ１１７に記憶された抵抗値／温度変換表とを用いてサーミスタ１０５の温度を求める。このときの周囲温度を初期温度とし、図５では（１）で示される。
【００３０】
初期温度を求めた後、マイコン１１５は、第１制御信号をＤ／Ａ出力端子からＯＰアンプ１０９の＋入力端子に供給し、ＯＰアンプ１０９は出力端子から第１出力電圧をトランジスタ１１１のベースに印加する。ステップＳ１０５では、この第１出力電圧によりトランジスタ１１１がオン動作すると、電源１０１は発熱体１０３に第１点検電圧を印加する。この第１点検電圧によって発熱体１０３は発熱し、サーミスタ１０５を加熱する。加熱されるとサーミスタ１０５の抵抗値は小さくなり、ステップＳ１０７において、発熱体１０３はサーミスタ１０５の温度とサーミスタ１０５の周囲温度とが平衡状態となるまで加熱を続ける。
【００３１】
サーミスタ１０５の温度が平衡状態となった後、ステップＳ１０９では、マイコン１１５はサーミスタ端子１２５の電圧値からサーミスタ１０５の抵抗値を計算によって求め、初期温度の検出と同様に、抵抗値／温度変換表を用いてサーミスタ１０５の温度（特許請求の範囲のセンサ温度に該当）を求める。このときの温度を第１温度とし、図５では（２）で示される。次に、ステップＳ１１１では、初期温度や発熱体１０３が発する熱量やサーミスタ１０５の熱抵抗（周囲への熱の逃げ難さ、既定値等）等から計算によって求められた温度に許容差（許容範囲）を加えた第１点検温度を算出する。但し、許容差は風による熱抵抗の変化等により異なる。
【００３２】
次に、ステップＳ１１３では得られた第１温度と第１点検温度とを比較し、第１温度が第１点検温度の範囲内になければ、ステップＳ１１５においてマイコン１１５はサーミスタ１０５の温度特性に変化があったと判断して、ステップＳ１１７において警報を発する。一方、第１温度が第１点検温度の範囲内にあれば、ステップＳ１１９において第１温度が初期温度と異なるかを判断する。
【００３３】
このとき、ステップＳ１２１において、第１温度が初期温度と略同一であるときは、次に初期温度が異常に高いかを判断する。ここで、初期温度が異常に高いとき、ステップＳ１２３においてマイコン１１５はサーミスタ１０５が短絡していると判断して、ステップＳ１２５において警報を発する。一方、初期温度がそれ程高くないとき、ステップＳ１２７においてマイコン１１５はサーミスタ１０５が断線していると判断して、ステップＳ１２５において警報を発する。
【００３４】
一方、第１温度が初期温度と異なるとき、マイコン１１５はサーミスタ１０５が所望の動作を行っていると判断する。このとき、次のステップとして、マイコン１１５は、第２制御信号をＤ／Ａ出力端子からＯＰアンプ１０９の＋入力端子に供給し、ＯＰアンプ１０９は出力端子から第２出力電圧をトランジスタ１１１のベースに印加する。この第２出力電圧によりトランジスタ１１１がオン動作すると、ステップＳ１２９では、電源１０１は第１点検電圧よりも高い第２点検電圧を発熱体１０３に印加する。この第２点検電圧によって発熱体１０３は発熱し、サーミスタ１０５をさらに加熱する。このとき、サーミスタ１０５の抵抗値はさらに小さくなり、ステップＳ１３１において、発熱体１０３はサーミスタ１０５の温度とサーミスタ１０５の周囲温度とが平衡状態となるまで加熱を続ける。
【００３５】
サーミスタ１０５の温度が平衡状態となった後、ステップＳ１３３では、マイコン１１５はサーミスタ端子１２５の電位からサーミスタ１０５の抵抗値を計算によって求め、この抵抗値と抵抗値／温度変換表とを用いてサーミスタ１０５の温度（特許請求の範囲のセンサ温度に該当）を求める。このときの温度を第２温度とする。次に、ステップＳ１３５では、第１温度や発熱体１０３が発する熱量やサーミスタ１０５の熱抵抗等から計算によって求められた温度に許容差を加えた第２点検温度を算出する。但し、許容差は風による熱抵抗の変化等により異なる。
【００３６】
次に、ステップＳ１３７では、得られた第２温度および第２点検温度とを比較し、第２温度が第２点検温度の範囲内になければ、ステップＳ１１５において、マイコン１１５はサーミスタ１０５の温度特性に変化があったと判断して、ステップＳ１１７において警報を発する。一方、第２温度が第２点検温度の範囲内にあれば、マイコン１１５はサーミスタ１０５が所望の温度特性のままであると判断して点検を終了する。
【００３７】
なお、第１温度が初期温度と比較して変化が少ないとき、マイコン１１５は風の影響により熱抵抗が低下していると判断し、熱抵抗値を逆算しても良い。また、火災等による実際の警報音と、サーミスタ１０５の温度特性の変化を知らせる警報音と、サーミスタ１０５が断線していることを知らせる警報音と、サーミスタ１０５が短絡していることを知らせる警報音とは、それぞれ異なるものとするとなお良い。また、火災報知器に表示部を備え、警報と同時にサーミスタ１０５が特性変化、短絡または断線しているという旨を表示部に表示しても良い。
【００３８】
以上のように、本実施形態の火災警報器では、半導体チップ上に近接して発熱体１０３が形成された発熱体付きサーミスタ１０７を用いて、点検時に発熱体１０３を発熱することによって実際にサーミスタ１０５を加熱してサーミスタ１０５の点検を行う。また、本実施形態の火災警報器の点検方法では、加熱される前のサーミスタ１０５の初期温度を測定した後、第１点検電圧を印加することによって発熱体を発熱し、サーミスタ１０５が平衡状態となったところで第１温度を測定し、これをマイコン１１５によって算出された第１点検温度と比較する。この比較結果および初期温度および第１温度との比較によって、サーミスタ１０５が特性変化、短絡または断線していれば、警報を行う。次に、第２点検電圧を印加してさらにサーミスタ１０５を加熱した後、第２温度を測定し、これをマイコン１１５によって算出された第２点検温度と比較して、この比較結果によってサーミスタ１０５が特性変化していれば、警報を行う。
【００３９】
これにより、火災警報器の重要な素子であるサーミスタ１０５の特性変化や短絡、断線を知ることができため、サーミスタ１０５の故障を発見することができる。特に、短絡に関しては誤動作による警報の停止後に、また断線に関しては待機状態に点検されると効果的である。このようにして、予め点検を行っておくと、実際に火災等が起こったとき、サーミスタ１０５の特性変化や状態変化等による故障によって、警報が遅れたり火災警報器が動作しないといった不具合を排除できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の火災警報器の点検方法および記録媒体によれば、温度センサの初期温度を検出し、温度センサに近接した点検用発熱体に点検電圧を印加することによって点検用発熱体が発熱し、点検用発熱体によって加熱された温度センサのセンサ温度を検出し、前記初期温度、前記点検用発熱体の発熱量、前記温度センサまたは前記点検用発熱体の熱的特性から所定の許容範囲をもった点検温度を算出し、センサ温度と点検温度とを比較し、この比較結果によって温度センサの状態を点検するため、火災警報器の重要な素子である温度センサのより詳細な状態を知ることができ、温度センサの故障を発見することができる。よって、実際に火災等が起こったとき、温度センサの特性変化や故障等により警報が遅れたり火災警報器が動作しないといった不具合を排除できる。
【００４２】
また、本発明の火災警報器の点検方法および記録媒体によれば、センサ温度が点検温度の許容範囲外のときは、温度センサの特性が変化したと判断し、警報するため、温度センサの異常な特性変化を知ることができ、温度センサの故障を発見することが可能となる。よって、実際に火災等がおこったとき、温度センサの特性変化によって、警報が遅れるといった不具合を排除できる。
【００４３】
また、本発明の火災警報器の点検方法および記録媒体によれば、センサ温度が点検温度の許容範囲内にあるが、センサ温度が初期温度と略同一でありかつ初期温度が所定の温度以上であるときは、温度センサが短絡していると判断し、警報する。これにより、温度センサの短絡を発見することが可能となる。よって、誤動作による警報が起こった後の点検において、温度センサによる短絡によって生じたものかを確認することができる。
【００４４】
また、本発明の火災警報器の点検方法および記録媒体によれば、センサ温度が点検温度の許容範囲内にあるが、センサ温度が初期温度と略同一でありかつ初期温度が所定の温度未満であるときは、温度センサが断線していると判断し、警報する。これにより、温度センサの断線を発見することが可能となる。よって、予め点検を行うことで、実際に火災等が起こったときに、火災警報器が動作しないといった不具合を排除できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る火災警報器を示す回路構成図である。
【図２】発熱体付きサーミスタの外観を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る火災警報器の点検方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る火災警報器の点検方法を示すフローチャートである。
【図５】サーミスタの周囲温度と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図６】従来の火災警報器を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１ 電源
１０３ 発熱体
１０５ サーミスタ
１０７ 発熱体付きサーミスタ
１０９ ＯＰアンプ
１１１ トランジスタ
１１３ 点検用スイッチ
１１５ マイコン
１１７ メモリ
１１９ 駆動回路
１２１ スピーカ
１２３ コモン端子
１２５ サーミスタ端子
１２７ 発熱体端子
【発明の属する技術分野】
本発明は、火災警報器の点検方法およびその記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来の火災警報器の一例を示すブロック図である。
従来、火災警報器６００は、例えば、電源６０１、温度センサであるサーミスタ６０３、点検用スイッチ６０５、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）６０７、駆動回路６０９およびスピーカ６１１等を備えて構成される。サーミスタ６０３には、温度が上昇するにつれて電気抵抗が指数関数的に低下する負特性をもったＮＴＣサーミスタ、または所定の温度域で電気抵抗が急激に低下するＣＴＲサーミスタが用いられる。また、点検用スイッチ６０５はサーミスタ６０３に並列接続されている。
【０００３】
次に、従来の火災警報器６００の動作およびその点検方法を説明する。
火災等により火災警報器６００内部のサーミスタ６０３の温度が上昇すると、サーミスタ６０３の電気抵抗が低下する。電源６０１によりサーミスタ６０３に印加される電圧は一定なので、サーミスタ６０３の電気抵抗が低下することにより電源６０１からサーミスタ６０３に電流が流れ、サーミスタ６０３が導通状態となる。サーミスタ６０３が導通することによって、サーミスタ６０３を介して電源６０１からマイコン６０７へ電流が流れる。この電流によってマイコン６０７は火災警報器６００の周囲温度が上昇したことを判断する。前記電流がマイコン６０７に入力されると、マイコン６０７はスピーカ６１１を駆動させるための駆動回路６０９に駆動信号を出力し、該駆動信号が駆動回路６０９に入力されると、駆動回路６０９は警報音をスピーカ６１１から発生させるためのスピーカ駆動信号を出力し、スピーカ６１１は警報音を発する。
【０００４】
また、点検時においては、点検用スイッチ６０５はサーミスタ６０３と並列に接続されているため、点検用スイッチ６０５を押圧等により閉じられると、電源６０１から点検用スイッチ６０５を介してマイコン６０７へ電流が流れる。このため上記と同様にマイコン６０７から駆動信号が出力されることとなり、スピーカ６１１は警報音を発する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の火災警報器６００およびその点検方法では、実際にサーミスタ６０３が熱を感知して作動していないため、（１）サーミスタ６０３の断線による故障を発見できない、（２）サーミスタ６０３の短絡による故障を正常な警報と判別できない、（３）サーミスタ６０３の特性変化による故障を発見できないといったように、サーミスタ６０３の特性変化または状態については点検できないという問題点がある。よって、点検時には通常に動作した火災警報器６００が、実際の火災の場合にはサーミスタ６０３が故障または特性変化したことにより作動しないといった恐れがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、火災警報器のサーミスタの故障や特性変化等を点検可能な火災警報器、その点検方法および記録媒体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１記載の発明は、少なくとも火災検知用の温度センサを備えた火災警報器の点検方法において、前記温度センサの初期温度を検出し、前記温度センサに近接した点検用発熱体に点検電圧を印加することによって前記点検用発熱体が発熱し、前記点検用発熱体によって加熱された前記温度センサのセンサ温度を検出し、前記初期温度、前記点検用発熱体の発熱量、前記温度センサまたは前記点検用発熱体の熱的特性から所定の許容範囲をもった点検温度を算出し、前記センサ温度と前記点検温度とを比較し、前記センサ温度が前記点検温度の許容範囲内にあるか否かを検知して前記温度センサの良否状態を判定することを特徴とする火災警報器の点検方法である。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は、前記センサ温度が前記点検温度の許容範囲外のときは、前記温度センサの特性が変化したと判断し、警報することを特徴とする請求項１記載の火災警報器の点検方法である。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、前記センサ温度が前記点検温度の許容範囲内にあるが、前記センサ温度が前記初期温度と略同一でありかつ前記初期温度が所定の温度以上であるときは、前記温度センサが短絡していると判断し、警報することを特徴とする請求項１記載の火災警報器の点検方法である。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記センサ温度が前記点検温度の許容範囲内にあるが、前記センサ温度が前記初期温度と略同一でありかつ前記初期温度が所定の温度未満であるときは、前記温度センサが断線していると判断し、警報することを特徴とする請求項１記載の火災警報器の点検方法である。
【００１３】
さらに、請求項５に係るコンピュータにより読み取り可能な記録媒体は、請求項１、２、３または４に記載の火災警報器の点検方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして記憶したものである。
【００１４】
本発明の請求項１に係る火災警報器の点検方法および請求項５に係る記録媒体では、加熱されていない温度センサの初期温度を検出し、温度センサに近接した点検用発熱体に点検電圧を印加することによって点検用発熱体が発熱し、点検用発熱体によって加熱された温度センサのセンサ温度を検出し、前記初期温度、前記点検用発熱体の発熱量、前記温度センサまたは前記点検用発熱体の熱的特性から所定の許容範囲をもった点検温度を算出し、センサ温度と点検温度とを比較し、この比較結果によって温度センサの良否状態を判定する。これにより、火災警報器の重要な素子である温度センサの故障を発見することが可能となる。
【００１６】
また、請求項２に係る火災警報器の点検方法では、センサ温度が点検温度の許容範囲外のときは、温度センサの特性が変化したと判断し、警報する。これにより、温度センサの異常な特性変化を知ることができ、温度センサの故障を発見することが可能となる。よって、実際に火災等がおこったとき、温度センサの特性変化によって、警報が遅れるといった不具合を排除できる。
【００１７】
また、請求項３に係る火災警報器の点検方法では、センサ温度が点検温度の許容範囲内にあるが、センサ温度が初期温度と略同一でありかつ初期温度が所定の温度以上であるときは、温度センサが短絡していると判断し、警報する。これにより、温度センサの短絡を発見することが可能となる。よって、誤動作による警報が起こった後の点検において、温度センサによる短絡によって生じたものかを確認することができる。
【００１８】
また、請求項４に係る火災警報器の点検方法では、センサ温度が点検温度の許容範囲内にあるが、センサ温度が初期温度と略同一でありかつ初期温度が所定の温度未満であるときは、温度センサが断線していると判断し、警報する。これにより、温度センサの断線を発見することが可能となる。よって、予め点検を行うことで、実際に火災等が起こったときに、火災警報器が動作しないといった不具合を排除できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の火災警報器、その点検方法および記録媒体の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施形態の説明では、本発明に係る火災警報器およびその点検方法について詳述するが、本発明に係る記録媒体については、点検方法を実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であることから、その説明は以下の点検方法の説明に含まれるものである。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る火災警報器を示す回路構成図である。同図において、本実施形態の火災警報器１００は、電源１０１、発熱体１０３と特許請求の範囲の温度センサに該当するサーミスタ１０５とを備えた発熱体付きサーミスタ１０７、ＯＰアンプ１０９、トランジスタ１１１、点検用スイッチ１１３、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと称す）１１５、メモリ１１７、駆動回路１１９およびスピーカ１２１を備えて構成されている。
【００２１】
図２は、発熱体付きサーミスタ１０７の外観を示す説明図である。発熱体付きサーミスタ１０７は、発熱体１０３およびサーミスタ１０５が半導体チップ上に近接して形成されており、コモン端子１２３、サーミスタ端子１２５および発熱体端子１２７の計３本の端子を有する。サーミスタ端子１２５−コモン端子１２３間にはサーミスタ１０５が形成されており、発熱体端子１２７−コモン端子１２３間には発熱体１０３が形成されている。また、本実施形態では、コモン端子１２３は接地されており、サーミスタ端子１２５は抵抗１２９を介して電源１０１に接続されており、発熱体端子１２７はトランジスタ１１１を介して電源１０１に接続されている。
【００２２】
サーミスタ１０５は、従来のサーミスタ１０５と同様に、温度が上昇するにつれて電気抵抗が指数関数的に低下する負特性をもったＮＴＣサーミスタ、または所定の温度域で電気抵抗が急激に低下するＣＴＲサーミスタ等が用いられる。火災等でサーミスタ１０５の温度が上昇すると、この温度に応じてサーミスタ１０５の抵抗値が低下するため、電源１０１からサーミスタ１０５に電流が供給される。
【００２３】
また、発熱体１０３は、電源１０１から供給される電流によってそれ自体がジュール発熱する素子である。このとき、発熱体１０３およびサーミスタ１０５は半導体チップ上に近接して形成されているため、発熱体１０３が発した熱は、サーミスタ１０５を加熱する。
【００２４】
また、ＯＰアンプ１０９は、マイコン１１５のＤ／Ａ出力端子から＋入力端子に供給される制御信号の電圧と、発熱体端子１２７から−入力端子に印加される電圧との差電圧を、場合によってはさらにこの差電圧を増幅した出力電圧を、トランジスタ１１１のベースに印加する。
【００２５】
また、トランジスタ１１１は、電源１０１から発熱体１０３に供給される電流をスイッチング動作により開閉制御する。本実施形態ではトランジスタ１１１にＮＰＮ型バイポーラトランジスタを用いているため、ベースに正の電圧を印加したときオン動作し、電流が発熱体１０３に供給される。但し、このとき発熱体１０３に供給される電流値は、ベースに印加される電圧値によって異なり、発熱体１０３に電流が供給されているときの発熱体端子１２７の電圧を点検電圧と称する。なお、本実施形態において、発熱体１０３への電流制御のためにＮＰＮ型バイポーラトランジスタを用いているが、他の半導体スイッチング素子等を用いても良い。
【００２６】
また、点検用スイッチ１１３は、一端がマイコン１１５のＩ／Ｏ入力端子に接続され、他端が接地されている。火災警報器１００の点検を行う際には、点検用スイッチ１１３を閉じることにより開始される。なお、点検用スイッチ１１３は、押圧等により手動で操作されるスイッチの他に、周辺磁界が所定の磁界強度に達すると電気的に導通するリードリレー等を用いても良い。
【００２７】
また、マイコン１１５は、サーミスタ端子１２５に接続されたＡ／Ｄ入力端子、点検用スイッチ１１３に接続されたＩ／Ｏ入力端子、およびＯＰアンプ１０９の＋入力端子に接続されたＤ／Ａ出力端子等を備える。マイコン１１５は、点検用スイッチ１１３が閉じられると点検を開始する。点検が開始されると、Ａ／Ｄ入力端子からサーミスタ端子１２５の電位を得、またＤ／Ａ出力端子からＯＰアンプ１０９の＋入力端子に正の電位をもった制御信号を供給する。このとき、マイコン１１５は、Ａ／Ｄ入力端子から得られたサーミスタ端子１２５の電圧値からサーミスタ１０５の抵抗値を計算によって求め、続いて、この抵抗値とメモリ１１７に記憶された抵抗値／温度変換表とからサーミスタ１０５の温度を計算によって求める。マイコン１１５は、求められたサーミスタ１０５の温度からサーミスタ１０５が所望の特性と異なると判断したときは、スピーカ１２１を駆動させるための駆動回路１１９に駆動信号を出力する。
【００２８】
次に、本実施形態の火災警報器１００に係るサーミスタ１０５の点検方法を以下に述べる。
図３および図４は本実施形態に係る火災警報器の点検方法を示すフローチャートである。また、図５はサーミスタの温度と抵抗値との関係を示すグラフである。
【００２９】
ステップＳ１０１では、火災警報器１００が待機状態のときまたは警報停止から約１０分経過した後、点検者が点検用スイッチ１１３を閉じる。このとき点検が開始され、マイコン１１５はＡ／Ｄ入力端子からサーミスタ端子１２５の電圧レベルの信号を得て、これをＡ／Ｄ変換した後、サーミスタ１０５の抵抗値を計算により求める。ステップＳ１０３において、マイコン１１５は、求められた抵抗値とメモリ１１７に記憶された抵抗値／温度変換表とを用いてサーミスタ１０５の温度を求める。このときの周囲温度を初期温度とし、図５では（１）で示される。
【００３０】
初期温度を求めた後、マイコン１１５は、第１制御信号をＤ／Ａ出力端子からＯＰアンプ１０９の＋入力端子に供給し、ＯＰアンプ１０９は出力端子から第１出力電圧をトランジスタ１１１のベースに印加する。ステップＳ１０５では、この第１出力電圧によりトランジスタ１１１がオン動作すると、電源１０１は発熱体１０３に第１点検電圧を印加する。この第１点検電圧によって発熱体１０３は発熱し、サーミスタ１０５を加熱する。加熱されるとサーミスタ１０５の抵抗値は小さくなり、ステップＳ１０７において、発熱体１０３はサーミスタ１０５の温度とサーミスタ１０５の周囲温度とが平衡状態となるまで加熱を続ける。
【００３１】
サーミスタ１０５の温度が平衡状態となった後、ステップＳ１０９では、マイコン１１５はサーミスタ端子１２５の電圧値からサーミスタ１０５の抵抗値を計算によって求め、初期温度の検出と同様に、抵抗値／温度変換表を用いてサーミスタ１０５の温度（特許請求の範囲のセンサ温度に該当）を求める。このときの温度を第１温度とし、図５では（２）で示される。次に、ステップＳ１１１では、初期温度や発熱体１０３が発する熱量やサーミスタ１０５の熱抵抗（周囲への熱の逃げ難さ、既定値等）等から計算によって求められた温度に許容差（許容範囲）を加えた第１点検温度を算出する。但し、許容差は風による熱抵抗の変化等により異なる。
【００３２】
次に、ステップＳ１１３では得られた第１温度と第１点検温度とを比較し、第１温度が第１点検温度の範囲内になければ、ステップＳ１１５においてマイコン１１５はサーミスタ１０５の温度特性に変化があったと判断して、ステップＳ１１７において警報を発する。一方、第１温度が第１点検温度の範囲内にあれば、ステップＳ１１９において第１温度が初期温度と異なるかを判断する。
【００３３】
このとき、ステップＳ１２１において、第１温度が初期温度と略同一であるときは、次に初期温度が異常に高いかを判断する。ここで、初期温度が異常に高いとき、ステップＳ１２３においてマイコン１１５はサーミスタ１０５が短絡していると判断して、ステップＳ１２５において警報を発する。一方、初期温度がそれ程高くないとき、ステップＳ１２７においてマイコン１１５はサーミスタ１０５が断線していると判断して、ステップＳ１２５において警報を発する。
【００３４】
一方、第１温度が初期温度と異なるとき、マイコン１１５はサーミスタ１０５が所望の動作を行っていると判断する。このとき、次のステップとして、マイコン１１５は、第２制御信号をＤ／Ａ出力端子からＯＰアンプ１０９の＋入力端子に供給し、ＯＰアンプ１０９は出力端子から第２出力電圧をトランジスタ１１１のベースに印加する。この第２出力電圧によりトランジスタ１１１がオン動作すると、ステップＳ１２９では、電源１０１は第１点検電圧よりも高い第２点検電圧を発熱体１０３に印加する。この第２点検電圧によって発熱体１０３は発熱し、サーミスタ１０５をさらに加熱する。このとき、サーミスタ１０５の抵抗値はさらに小さくなり、ステップＳ１３１において、発熱体１０３はサーミスタ１０５の温度とサーミスタ１０５の周囲温度とが平衡状態となるまで加熱を続ける。
【００３５】
サーミスタ１０５の温度が平衡状態となった後、ステップＳ１３３では、マイコン１１５はサーミスタ端子１２５の電位からサーミスタ１０５の抵抗値を計算によって求め、この抵抗値と抵抗値／温度変換表とを用いてサーミスタ１０５の温度（特許請求の範囲のセンサ温度に該当）を求める。このときの温度を第２温度とする。次に、ステップＳ１３５では、第１温度や発熱体１０３が発する熱量やサーミスタ１０５の熱抵抗等から計算によって求められた温度に許容差を加えた第２点検温度を算出する。但し、許容差は風による熱抵抗の変化等により異なる。
【００３６】
次に、ステップＳ１３７では、得られた第２温度および第２点検温度とを比較し、第２温度が第２点検温度の範囲内になければ、ステップＳ１１５において、マイコン１１５はサーミスタ１０５の温度特性に変化があったと判断して、ステップＳ１１７において警報を発する。一方、第２温度が第２点検温度の範囲内にあれば、マイコン１１５はサーミスタ１０５が所望の温度特性のままであると判断して点検を終了する。
【００３７】
なお、第１温度が初期温度と比較して変化が少ないとき、マイコン１１５は風の影響により熱抵抗が低下していると判断し、熱抵抗値を逆算しても良い。また、火災等による実際の警報音と、サーミスタ１０５の温度特性の変化を知らせる警報音と、サーミスタ１０５が断線していることを知らせる警報音と、サーミスタ１０５が短絡していることを知らせる警報音とは、それぞれ異なるものとするとなお良い。また、火災報知器に表示部を備え、警報と同時にサーミスタ１０５が特性変化、短絡または断線しているという旨を表示部に表示しても良い。
【００３８】
以上のように、本実施形態の火災警報器では、半導体チップ上に近接して発熱体１０３が形成された発熱体付きサーミスタ１０７を用いて、点検時に発熱体１０３を発熱することによって実際にサーミスタ１０５を加熱してサーミスタ１０５の点検を行う。また、本実施形態の火災警報器の点検方法では、加熱される前のサーミスタ１０５の初期温度を測定した後、第１点検電圧を印加することによって発熱体を発熱し、サーミスタ１０５が平衡状態となったところで第１温度を測定し、これをマイコン１１５によって算出された第１点検温度と比較する。この比較結果および初期温度および第１温度との比較によって、サーミスタ１０５が特性変化、短絡または断線していれば、警報を行う。次に、第２点検電圧を印加してさらにサーミスタ１０５を加熱した後、第２温度を測定し、これをマイコン１１５によって算出された第２点検温度と比較して、この比較結果によってサーミスタ１０５が特性変化していれば、警報を行う。
【００３９】
これにより、火災警報器の重要な素子であるサーミスタ１０５の特性変化や短絡、断線を知ることができため、サーミスタ１０５の故障を発見することができる。特に、短絡に関しては誤動作による警報の停止後に、また断線に関しては待機状態に点検されると効果的である。このようにして、予め点検を行っておくと、実際に火災等が起こったとき、サーミスタ１０５の特性変化や状態変化等による故障によって、警報が遅れたり火災警報器が動作しないといった不具合を排除できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の火災警報器の点検方法および記録媒体によれば、温度センサの初期温度を検出し、温度センサに近接した点検用発熱体に点検電圧を印加することによって点検用発熱体が発熱し、点検用発熱体によって加熱された温度センサのセンサ温度を検出し、前記初期温度、前記点検用発熱体の発熱量、前記温度センサまたは前記点検用発熱体の熱的特性から所定の許容範囲をもった点検温度を算出し、センサ温度と点検温度とを比較し、この比較結果によって温度センサの状態を点検するため、火災警報器の重要な素子である温度センサのより詳細な状態を知ることができ、温度センサの故障を発見することができる。よって、実際に火災等が起こったとき、温度センサの特性変化や故障等により警報が遅れたり火災警報器が動作しないといった不具合を排除できる。
【００４２】
また、本発明の火災警報器の点検方法および記録媒体によれば、センサ温度が点検温度の許容範囲外のときは、温度センサの特性が変化したと判断し、警報するため、温度センサの異常な特性変化を知ることができ、温度センサの故障を発見することが可能となる。よって、実際に火災等がおこったとき、温度センサの特性変化によって、警報が遅れるといった不具合を排除できる。
【００４３】
また、本発明の火災警報器の点検方法および記録媒体によれば、センサ温度が点検温度の許容範囲内にあるが、センサ温度が初期温度と略同一でありかつ初期温度が所定の温度以上であるときは、温度センサが短絡していると判断し、警報する。これにより、温度センサの短絡を発見することが可能となる。よって、誤動作による警報が起こった後の点検において、温度センサによる短絡によって生じたものかを確認することができる。
【００４４】
また、本発明の火災警報器の点検方法および記録媒体によれば、センサ温度が点検温度の許容範囲内にあるが、センサ温度が初期温度と略同一でありかつ初期温度が所定の温度未満であるときは、温度センサが断線していると判断し、警報する。これにより、温度センサの断線を発見することが可能となる。よって、予め点検を行うことで、実際に火災等が起こったときに、火災警報器が動作しないといった不具合を排除できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る火災警報器を示す回路構成図である。
【図２】発熱体付きサーミスタの外観を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る火災警報器の点検方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る火災警報器の点検方法を示すフローチャートである。
【図５】サーミスタの周囲温度と抵抗値との関係を示すグラフである。
【図６】従来の火災警報器を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０１ 電源
１０３ 発熱体
１０５ サーミスタ
１０７ 発熱体付きサーミスタ
１０９ ＯＰアンプ
１１１ トランジスタ
１１３ 点検用スイッチ
１１５ マイコン
１１７ メモリ
１１９ 駆動回路
１２１ スピーカ
１２３ コモン端子
１２５ サーミスタ端子
１２７ 発熱体端子
Claims (5)
- 少なくとも火災検知用の温度センサを備えた火災警報器の点検方法において、
前記温度センサの初期温度を検出し、
前記温度センサに近接した点検用発熱体に点検電圧を印加することによって前記点検用発熱体が発熱し、
前記点検用発熱体によって加熱された前記温度センサのセンサ温度を検出し、
前記初期温度、前記点検用発熱体の発熱量、前記温度センサまたは前記点検用発熱体の熱的特性から所定の許容範囲をもった点検温度を算出し、
前記センサ温度と前記点検温度とを比較し、
前記センサ温度が前記点検温度の許容範囲内にあるか否かを検知して前記温度センサの良否状態を判定することを特徴とする火災警報器の点検方法。 - 前記センサ温度が前記点検温度の許容範囲外にあるときは、前記温度センサの特性が変化していると判断し、警報することを特徴とする請求項１記載の火災警報器の点検方法。
- 前記センサ温度が前記点検温度の許容範囲内にあるが、前記センサ温度が前記初期温度と略同一でありかつ前記初期温度が所定の温度以上であるときは、前記温度センサが短絡していると判断し、警報することを特徴とする請求項１記載の火災警報器の点検方法。
- 前記センサ温度が前記点検温度の許容範囲内にあるが、前記センサ温度が前記初期温度と略同一でありかつ前記初期温度が所定の温度未満であるときは、前記温度センサが断線していると判断し、警報することを特徴とする請求項１記載の火災警報器の点検方法。
- 請求項１、２、３または４記載の火災警報器の点検方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして記憶したコンピュータにより読み取り可能な記録媒体。
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