JPH04302095A - 補償式熱感知器 - Google Patents
補償式熱感知器Info
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- JPH04302095A JPH04302095A JP3066036A JP6603691A JPH04302095A JP H04302095 A JPH04302095 A JP H04302095A JP 3066036 A JP3066036 A JP 3066036A JP 6603691 A JP6603691 A JP 6603691A JP H04302095 A JPH04302095 A JP H04302095A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K3/00—Thermometers giving results other than momentary value of temperature
- G01K3/005—Circuits arrangements for indicating a predetermined temperature
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
- G08B17/06—Electric actuation of the alarm, e.g. using a thermally-operated switch
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- Emergency Management (AREA)
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
有する補償式熱感知器に関する。
、例えば図6に示す構成のものが知られており、温度変
化に追従して抵抗値が変化する半導体サーミスタ素子を
使用することにより、監視区域内の温度が予め設定され
た危険温度に達したときに発報する定温機能と、予め決
められた温度上昇率を超えて監視区域内の温度が急上昇
した場合を検出して発報する差動機能の両機能を備えて
いる。
成及び動作を説明すると、プラスの接続端子P1とマイ
ナスの接続端子P2は中央監視室等に設置された受信機
(図示せず)から延設された伝送線路に接続され、該伝
送線路を介して受信機から電源が供給されると共に火災
発報を返送するようになっている。そして、これらの接
続端子P1,P2間に接続された三端子レギュレータ等
の定電圧回路13によって一定の電源電圧VDDを形成
し、この電源電圧VDDによって次の火災検知のための
回路が作動する。
の温度係数を有するサーミスタ素子、2は一定値の抵抗
であり、これらの接続点に発生する電圧VC1が比較器
5の非反転入力接点に供給されている。3,4は一定値
の抵抗であり、その接続点に発生する基準電圧VR1が
比較器5の反転入力接点に供給されている。
のときは、比較器5の出力信号Q5が論理値“L”のレ
ベルとなり、火災発生に伴って周囲温度が所定の危険温
度を超えることによりVC1>VR1の関係となると、
出力信号Q5が論理値“H”のレベルとなる。 6は
比較器5の出力接点に接続された逆流防止用ダイオード
であり、比較器5及びダイオード6から出力した出力信
号Q5を分圧抵抗14,15を介してサイリスタ素子1
6のゲート接点に供給している。尚、この出力信号Q5
が論理値“H”となったときサイリスタ素子16をオン
状態に起動するためのトリガゲート信号と成る。
がプラスの接続端子P1に接続し、カソード接点がマイ
ナスの接続端子P2に接続しており、ゲート・カソード
接点間に上記トリガゲート信号が印加されることにより
オンとなることで、該接続端子P1,P2間を低インピ
ーダンスにして受信機側へ発報する。これらの素子によ
って構成された制御回路の動作を、更に図7と共に詳述
すれば、周囲温度が図7(A)に示すように上昇した場
合、図7(B)に示すように温度変化に追従して電圧V
C1が上昇し、或る時点to で電圧VC1が基準電圧
VR1を超えると、比較器5の出力電圧Q5が図7(C
)に示すように、“H”レベルとなり、同時に接続端子
P1,P2間の電圧V16が低下することで発報する。
1に達したときに、電圧VC1と基準電圧VR1が等し
くなるように、抵抗2,3,4の抵抗値及びサーミスタ
素子1の温度特性が決められている。このように、素子
1〜6で構成されたセンサ回路は周囲温度が決められた
危険温度TR1を超えた時に発報するので、定温機能を
有する回路となっている。
特性を有するサーミスタ素子であり、これらの接続点に
発生する電圧VC2が比較器11の非反転入力接点に供
給されている。但し、サーミスタ素子7は熱時定数が小
さいので熱応答性が速く、一方のサーミスタ素子8はそ
れと比較して熱時定数が大きいので熱応答性の遅い特性
を有するものである。したがって、温度が急速に上昇す
るとサーミスタ素子7の抵抗値R7がサーミスタ素子8
の抵抗値R8より速く減少することとなり、温度上昇率
に対する抵抗比R7/R8の変化は図8に示すようにな
り、この抵抗比R7/R8の急速な変化に追従して急速
に電圧VC2が上昇する。このように、特性の異なる一
対のサーミスタ素子7,8によって分圧された電圧VC
2は周囲温度が急激に変化した場合に大きく変化するの
で、急激な温度の上昇変化を検出するセンサとしての機
能を有する。尚、緩慢に温度が上昇する場合には、サー
ミスタ素子7,8の抵抗変化が略等しくなるので抵抗比
R7/R8は略一定となり、温度上昇に対しては電圧V
C2の変化が極めて少なくなる。
点に発生する基準電圧VR2が比較器11の反転入力接
点に供給されている。そして、夫々の電圧がVC2<V
R2の関係のときは、比較器11の出力信号Q11が論
理値“L”のレベルとなり、火災発生に伴う周囲温度の
急激な上昇に伴ってVC2>VR2の関係となると、出
力信号Q11が論理値“H”のレベルとなる。
逆流防止用ダイオードであり、比較器11及びダイオー
ド12から出力した出力信号Q11を分圧抵抗14,1
5を介してサイリスタ素子16のゲート接点に供給して
いる。この様に、素子7〜12から構成されるセンサ回
路は上述のように差動機能を有するものであり、出力信
号Q11が論理値“H”となったときサイリスタ素子1
6をオン状態に起動して、接続接点P1,P2間を低イ
ンピーダンスとすることで発報を行う。
補償式熱感知器は実際の上昇温度を検出することによっ
て火災の有無を検出する定温機能と、温度の急上昇を検
出することによって例えば初期火災を検出する差動機能
を有することによって、実際の火災発生のメカニズムに
即した火災検知を行うことができるように成っているが
、夫々の機能毎に独立の回路で構成されているので、部
品点数が多く且つ価格が高く、更に感知器全体の小型化
が図れないという問題があった。
たものであり、部品点数が少なく且つ低価格であって、
定温機能と差動機能の両機能を有する補償式熱感知器を
提供することを目的とする。
るために本発明は、一方は熱時定数が小さく、他方は熱
時定数が大きな共に負の温度係数を有する2個の温度検
出素子(例えば、サーミスタ素子)と、能動素子(例え
ば、接合型電界効果トランジスタ)を夫々直列に接続し
て所定電源に接続し、比較手段により上記温度検出素子
の接続接点の電圧が所定の基準電圧を超えたことを検出
すると火災発生と判断する構成とした。
度検出素子と能動素子のバイアスを、監視区域の温度が
ある危険温度に達する前では、これらの温度検出素子の
抵抗値の変化に追従して能動素子は三極管領域で動作し
、該危険温度を超えたときは飽和領域で動作し(バイア
ス設定条件1)且つ、温度が緩慢に上昇する場合には、
能動素子が三極管領域で作動してもこれらの温度検出素
子の接続接点の電圧が基準電圧よりも常に低い関係とな
り、温度が危険温度に達したとき、温度検出素子の接続
接点の電圧が基準電圧より高くなり(バイアス設定条件
2)、且つ、能動素子が三極管領域で作動する状態で、
温度が急上昇する場合には、温度が危険温度に達しなく
とも温度検出素子の接続接点の電圧が基準電圧より高く
なるように(バイアス設定条件3)設定し、これらの3
条件を同時に満足するようにバイアスを設定した。
感知器によれば、まず、緩慢に温度が上昇する場合には
、2個の温度検出素子の抵抗変化の比が略等しく変化し
ていき、火災として予め決められた実際の危険温度に達
すると、接続接点に発生する電圧が基準電圧を超えて比
較器が火災と判断する信号を出力する定温機能を発揮す
る。更に、急激に温度が上昇すると、一方の温度検出素
子の抵抗値が速く変化すると共に定電流回路の出力電圧
が上昇するので、接続接点に発生する電圧が急速に基準
電圧を超えて比較器が逸早く火災と判断する信号を出力
する結果、差動機能を発揮する。
て、定温機能と差動機能の両方の機能を備えることとな
る。
る。まず、図1に基づいて回路構成を説明すると、中央
監視室等に設置された受信機(図示せず)から延設され
た伝送線路にプラスの接続端子P1とマイナスの接続端
子P2が接続され、これらの接続端子P1,P2間に接
続された三端子レギュレータ等の定電圧回路17によっ
て一定の電源電圧VDDを形成し、この電源電圧VDD
によって次の火災検知のための回路が作動する。
ーミスタ素子であり、一方のサーミスタ素子18は熱時
定数が小さく、他方のサーミスタ素子19はそれと比較
して熱時定数が大きい特性を有するものである。したが
って、温度が急速に上昇する場合には、サーミスタ素子
18の抵抗値R18がサーミスタ素子19の抵抗値R1
9より速く減少し、一方、緩慢に温度が上昇した場合に
は、抵抗値R18,R19が共に略等しく減少していく
ので、温度変化に係わらず抵抗比R18/R19が略一
定のままとなる。
ET)であり、ドレイン接点がサーミスタ素子19に接
続し、ソース接点が可変抵抗21を介して接続接点P2
に接続し、更にゲート接点が直接に接続接点P2に接続
している。そして、トランジスタ20は、火災発生時の
危険温度に達した時には飽和領域で作動し、該危険温度
未満の温度のときは三極管領域で作動するように予め所
定のバイアス設定が成されている。
続点に発生する基準電圧VR3が比較器24の反転入力
接点に供給され、比較器24の非反転入力接点にはサー
ミスタ素子18,19の接続接点に発生する電圧VC3
が供給されている。そして、夫々の電圧がVC3<VR
3の関係のときは、比較器24の出力信号Q24が論理
値“L”のレベルとなり、火災発生に伴う周囲温度の上
昇に伴ってVC3>VR3の関係となると、出力信号Q
24が論理値“H”のレベルとなる。
ド接点が接続端子P1に接続し、カソード接点が接続端
子P2に接続し、更にゲート接点には、分圧抵抗26,
27を介して信号Q24が印加されている。即ち、出力
信号Q24が論理値“H”のレベルとなるとサイリスタ
素子25がオン状態となり、接続接点P1,P2間のイ
ンピーダンスが下がると同時にアノード・カソード間電
圧V25が降下することで、受信機(図示せず)へ発報
する。
条件を図 2と共に説明する。尚、同図(A)は図1の
部分拡大図、同図(B)はトランジタ20のドレイン・
ソース間電圧VDS対ドレイン電流ID の特性を示す
。同図(A)に示す回路は、抵抗21の抵抗値を調節し
てゲート・ソース間電圧VGSを変化させると、同図(
B)に示す特性となる。そして、三極管領域ではドレイ
ン電流ID の変化に対してドレイン・ソース間電圧V
DSの変化は極めて少なく、飽和領域ではドレイン・ソ
ース間電圧VDSが変化してもドレイン電流ID はほ
とんど変化しない定電流特性を示す。そして、この三極
管領域と飽和領域の作動特性を利用して定温機能と差動
機能が得られるように、トランジスタ20のバイアスを
予め設定している。
がある危険温度(例えば60℃)に達する前では、サー
ミスタ素子18,19の変化に追従してトランジスタ2
0は三極管領域で動作し、該危険温度を超えたときは飽
和領域で動作するように、サーミスタ素子18,19の
温度特性及びトランジスタ20の特性に応じて抵抗21
の値を調整する。
る場合には、トランジスタ20が三極管領域で作動して
もサーミスタ素子18,19の接続接点の電圧VC3と
基準電圧VR3が常にVC3<VR3となり、温度が危
険温度に達したとき、VC3>VR3となるようにサー
ミスタ素子18,19の温度特性及びトランジスタ20
の特性に応じて抵抗21の値を調整する。
三極管領域で作動する状態で、温度が急上昇する場合に
は、温度が危険温度に達しなくともVC3>VR3とな
るようにサーミスタ素子18,19の温度特性及びトラ
ンジスタ20の特性に応じて抵抗21の値を調整する。 この3条件を全て満足するように、トランジスタ20の
バイアス及び、各電圧VC3,VR3を予め調整してお
くと、トランジスタ20が飽和領域で作動しているとき
に危険温度に達すると火災と判断するので定温機能が得
られ、トランジスタ20が三極管領域で作動していると
きに温度が急上昇すると、火災と判断するので差動機能
が得られる。
器の動作を説明する。まず、定温機能を図3の特性曲線
図と共に説明する。図3は時間に対して緩慢に温度が上
昇する(直線L1で示す)場合における、電圧VC3の
変化(曲線L2で示す)と、トランジスタ20のドレイ
ン接点の電圧VC4の変化(曲線L3で示す)を示す。 したがって、電圧VDDと曲線L2で示す電圧の電圧差
がサーミスタ素子18の両端電圧V18であり、曲線L
2とL3の間の電圧差がサーミスタ素子19 の両端電
圧V19であることを示す。又、時間t1 以前ではト
ランジスタ20が三極管領域で作動し、該時点より若干
ずれた時点t2では飽和領域で作動するようにバイアス
が設定されている。
(常温)場合には、サーミスタ素子18,19の抵抗が
共に高い値であるので、トランジスタ20に流れる電流
IDが小さな値となり、電圧VC4も小さくなる。又、
予め設定されたサーミスタ素子18,19の抵抗値によ
って電圧VC3が基準電圧VR3より低い値となる。こ
の結果、比較器24の出力信号は“L”レベルとなる。
上昇すると、時点t1以前の時点では、電圧VC4の変
化は極めて小さく、又、サーミスタ18,19の抵抗値
が略等しく変化していくことから電圧VC3も図示する
ように次第に上昇していく。しかし、このような電圧V
C3の変化では電圧VR3を超える電圧とならないので
、比較器24の出力信号は“L”レベルとなり、火災と
判断しない。
上昇し、トランジスタ20が飽和領域で作動するように
なり、更に温度が危険温度を超える(時点t2以降)と
、トランジスタ20のドレイン接点の電圧VC4及び電
圧VC3が急上昇して、電圧がVC3>VR3となると
、比較器24の出力が“H”レベルに反転し、火災と判
断することとなる。
3<VR3となり、危険温度に達するとVC3>VR3
となるように設定すると同時に、その変化点をトランジ
スタ20の動作領域の変化点に合わせるように設定する
ことで、非火災と火災の状況変化を大きく検出すること
が可能となるので、良好な定温特性が得られる。次に、
差動機能の動作を図4の特性曲線図と共に説明する。
(直線L4で示す)場合における、電圧VC3の変化(
曲線L5で示す)と、トランジスタ20のドレイン接点
の電圧VC4の変化(曲線L6で示す)を示す。したが
って、電圧VDDと曲線L5で示す電圧の電圧差がサー
ミスタ素子18の両端電圧V18であり、曲線L5とL
6の間の電圧差がサーミスタ素子19 の両端電圧V1
9であることを示す。又、時点t4以前では、トランジ
スタ20が三極管領域で作動し、時点t4以降では飽和
領域で作動する。
(常温)場合には、サーミスタ素子18,19の抵抗が
共に高い値であるので、トランジスタ20に流れる電流
IDが小さな値となり、電圧VC4も小さくなる。又、
予め設定されたサーミスタ素子18,19の抵抗値によ
って電圧VC3が基準電圧VR3より低い値となる。
上昇すると、熱応答性の速いサーミスタ素子18の抵抗
値がサーミスタ素子19より速く減少していくので、電
圧VC3は急上昇して短時間(0〜時点t3 )で基準
電圧VR3に達する。そして、時点t3 で比較器24
の出力信号Q24が“H”レベルとなるので、サイリス
タ25がオン状態となり受信機(図示せず)側へ発報す
る。
上昇した場合、サーミスタ18,19の両端電圧が小さ
くなり、ある時点t4において、トランジスタ20が飽
和領域で作動するようになり、且つ監視区域の温度が危
険温度に達すると、電圧VC4が急に上昇するようにな
る。 このように、温度が危険温度未満であっても温度が急上
昇する場合には、トランジスタ20が三極管領域で作動
し、且つサーミスタ素子18,19の抵抗値の差が拡大
して電圧がVC3>VR3となることから、差動機能を
得ることができる。
号で示す。この実施例は、図1の比較器24は差動対を
内蔵する複雑な回路であるので、より簡素化した比較機
能を有する回路構成にしたものである。即ち、NPNト
ランジスタ28のベース接点にサーミスタ素子18,1
9の接続接点を接続し、そのエミッタ接点を、基準電圧
を発生する抵抗22,23の接続接点に接続し、温度上
昇に伴ってベース・エミッタ間が順バイアスとなったと
きトランジスタ28がオンとなる様に構成している。
イアス回路を構成する抵抗29,30を介してPNPト
ランジスタ31のベース接点に接続し、そのエミッタ接
点が接続端子P1に接続し、更にコレクタ接点がバイア
ス回路を構成する抵抗26,27を介してサイリスタ素
子25のゲート接点に接続している。そして、サーミス
タ素子18,19及びトランジスタ20、抵抗21,2
2,23の設定条件は図1に示した先の実施例と同じ条
件に設定されている。
条件の温度となると、NPNトランジスタ28がオンに
なって、PNPトランジスタ31のベース接点の電位が
降下し、更にサイリスタ素子25のゲート接点が“H”
レベルとなるので、火災の発生を受信機(図示せず)側
へ伝えることができる。
熱時定数の異なる一対の温度検出素子と所定バイアスに
設定された能動素子を直列に接続すると共に、能動素子
は温度が危険温度以上の場合は飽和領域で作動し、危険
温度未満のときは三極管領域で作動するように該バイア
スを設定し、更に、温度が緩慢に上昇した場合には危険
温度に達した時、又、たとえ危険温度未満であっても温
度が急上昇した時に、これらの熱検出素子の接続接点に
発生する電圧が予め設定された基準電圧を超えることに
よって火災発生を検出するように構成することで、差動
機能と定温機能を発揮するようにしたので、素子数を低
減して回路規模を従来よりも簡素化することができる。
回路図である。
ための説明図である。
性説明図である。
性説明図である。
す回路図である。
めの特性説明図である。
めの特性説明図である。
;比較器 25;サイリスタ素子 28;NPNトランジスタ 31;PNPトランジスタ
Claims (1)
- 【請求項1】 一方は熱時定数が小さく、他方は熱時
定数が大きな共に負の温度係数を有する2個の温度検出
素子と、能動素子を夫々直列に接続して所定電源に接続
し、上記2個の温度検出素子と能動素子のバイアスを、
監視区域の温度がある危険温度に達する前では、これら
の温度検出素子の抵抗値の変化に追従して能動素子は三
極管領域で動作し、該危険温度を超えたときは飽和領域
で動作し、且つ、温度が緩慢に上昇する場合には、能動
素子が三極管領域で作動してもこれらの温度検出素子の
接続接点の電圧が基準電圧よりも常に低い関係となり、
温度が危険温度に達したとき、温度検出素子の接続接点
の電圧が基準電圧より高くなり、且つ、能動素子が三極
管領域で作動する状態で、温度が急上昇する場合には、
温度が危険温度に達しなくとも温度検出素子の接続接点
の電圧が基準電圧より高くなるように設定し、比較手段
により上記接続接点の電圧が所定の基準電圧を超えたこ
とを検出すると火災発生と判断することを特徴とする補
償式熱感知器。
Priority Applications (7)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3066036A JP2996754B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 補償式熱感知器 |
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