JPH09128665A - 検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境変化を検出するための検出器において、
処理能力を向上させると同時に、消費電流の低減を図
る。 【解決手段】 切替手段３は、環境変化が検出されない
通常の状態においては、検出手段４の制御を第１の制御
手段２側に切り換え、検出手段が環境変化を検出する
と、検出手段の制御を第２の制御手段１側に切り替え
る。これにより、第１の制御手段として精度は悪くとも
消費電力の小さいものを使用して、電源の電池６の寿命
を長くすることができる。また、第２の制御手段として
消費電流が大きくとも処理能力の高いものを使用して、
検出精度を向上させることができるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、環境変化を検出す
る検出器に関する。この検出器は、例えば、煙を環境の
変化として検出し、火災発生の警報信号を送出する光電
式煙感知器として使用される。

【０００２】

【従来の技術】光電式煙感知器は、ビル、家屋等に設置
され、火災が発生すると火災に伴って発生する煙を検出
して警報信号を送出する。光電式煙感知器は、発光素子
と受光素子とを有し、通常の状態では発光素子の発光し
た光を受光素子が受光しないような関係に配置される。
火災等により煙が発生すると、発光素子で発光した光が
煙により散乱され、一部の光を受光素子が受光する。受
光素子の出力は信号処理されて、警報信号として外部に
送出される。

【０００３】発光素子を常時発光させることは消費電流
を増大させる。このため、従来の光電式煙感知器では、
数秒から１０秒程度の周期で発光素子を発光させて消費
電流を減らしている。このように発光素子を間欠的に発
光させることは、受光素子が短時間の受光を１度検出す
ると、警報信号を送出することから、光電式煙感知器
は、外来ノイズ、フラッシュ、太陽光などの外乱光の影
響により誤動作を発生しやすくなる。

【０００４】この誤動作を防ぐため、受光素子が所定回
数連続して光を検出した場合のみ警報信号を送出するよ
うにした光電式煙感知器が実用化されてきている。この
光電式煙感知器は蓄積型の光電式煙感知器と呼ばれてい
る。近年、この蓄積型の光電式煙感知器としては、信号
処理能力を向上させるためにＣＰＵ等を用いるものが増
加してきている。これは、ＣＰＵを使用することによ
り、特に蓄積処理中における発光素子の発光周期を正確
なものとして、煙の検出精度を向上させるものである。

【０００５】ＣＰＵを使用する以前は、発光素子の発光
周期はＣＲ発振器等を使用して制御していた。ＣＲ発振
器は、コンデンサーと抵抗により定まる所定の周期で信
号を出力する。このコンデンサおよび抵抗の製造誤差や
温度特性に起因してＣＲ発振器の出力信号の周期に誤差
が発生する。特に蓄積処理中においては火災の判定を行
うために正確に発光間隔を制御する必要があるがこの誤
差により発光素子の発光強度や発光周期にバラツキが生
じ、火災の判定を正確に行えないことがある。また、誤
差により周期が遅くなると、警報信号を出力するまでに
時間がかかるという問題が発生する。

【０００６】このＣＲ発振器の精度を上げるためには、
容量の誤差の少ないコンデンサを使用しなければなら
ず、製造したコンデンサおよび抵抗をテストして選別す
る必要が生じるため、光電式煙感知器のコストが上がっ
てしまう。一方、発光間隔の制御を常にＣＰＵを使用し
て行うと、正確な周期で信号を繰り返し出力することが
できるので、発光素子を精度の高い周期で発光させるこ
とができる。しかしながら、ＣＰＵはプログラムの実行
時には数ｍＡの電流を消費する。この電流値は、ＣＲ発
振器等を使用した従来の検出装置の消費電流と比べると
非常に大きなものである。なお、以下の説明において
は、ＣＰＵがプログラムを実行している状態を「作動状
態」ということとする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のＣＰＵ等を
用いた検出器においては、環境変化の検出精度は向上す
るものの、消費電流が増加する。このため、電源として
電池を使用する場合は大容量の電池を使用しなければな
らない。本発明は、環境変化を検出するための検出器に
おいて、処理能力を向上させると同時に、消費電流の低
減を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、環境変化を検出する検出手段と、所定の周
期にて前記検出手段を動作させる第１の制御手段と、検
出手段からの検出信号により待機状態から作動状態に移
行し、所定の周期にて検出手段を動作させる第２の制御
手段と、検出手段を第１の制御手段による制御または第
２の制御手段による制御に切り替える切替手段とから検
出器を構成する。

【０００９】切替手段は、環境変化が検出されない通常
の状態においては、検出手段を第１の制御手段による制
御に切り換える。検出手段が環境変化を検出すると、切
替手段は検出手段を第２の制御手段による制御に切り替
える。これにより、第２の制御手段は、環境変化が検出
されたときだけ動作を行うこととなる。したがって、第
２の制御手段に消費電流が大きくとも、処理能力の高い
ものを使用することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を蓄積型の光電式煙
感知器に適用した例を図１及び図２を用いて説明する。
図１は、本発明に係る蓄積型の光電式煙感知器の構成を
示すブロック図である。

【００１１】光電式煙感知器は、煙の有無を検出して電
気信号を出力する光電モジュール４を有している。光電
モジュール４は、電気信号が入力されると光を発する発
光素子４１と光を受光すると電気信号を出力する受光素
子４２を有している。発光素子４１と受光素子４２との
関係は、通常時は発光素子４１の発した光を受光素子は
受光しないが、煙が発生すると発光素子４１から発せら
れた光が煙により散乱されて、光の一部が受光素子４２
により受光される関係とされている。

【００１２】発光素子４１の制御を、ＣＲ発振部２側又
は信号処理部１側に切り替えるための切替部３が設けら
れる。切替部３は、通常時はＣＲ発振部２からの電気信
号を発光素子４１に供給するが、信号処理部１から制御
信号を受けると、信号処理部１からの電気信号を発光素
子４１に供給するように切り替わる。受光素子４２の出
力信号は信号処理部１に入力される。

【００１３】ＣＲ発振部２は、コンデンサーと抵抗によ
り定まる所定の周期で発光素子４１を発光させる電気信
号を出力する。信号処理部１は、ＣＰＵおよび周辺回路
から構成される。信号処理部１は、通常時はスリープ状
態を維持するが、受光素子４２から信号を受信すると作
動状態となる。なお、信号処理部１で使用されるＣＰＵ
の消費電流は、スリープ状態で数μＡ程度であり、作動
状態のときの数ｍＡに比べ非常に少ない。

【００１４】信号処理部１は作動状態となると、発光素
子４１の制御を信号処理部１側に切り替える信号と、正
確な所定の周期で発光素子４１を発光させる信号とを切
替部３に出力する。また、信号処理部１は、受光素子４
２からの信号を処理して煙が検出されたか否かを判定
し、煙が検出されたと判定すると出力部５から警報信号
を出力させる。

【００１５】以上説明した各部分の共通の電源として電
池電源６が備えられている。次に、図２のタイムチャー
トを参照して、上記光電式煙感知器の動作を説明する。
図２において、（Ａ）はＣＲ発振部２から出力される信
号を示し、（Ｂ）は信号処理部１の動作状態を示し、
（Ｃ）は発光素子４１の発光状態を示し、（Ｄ）は受光
素子の受光状態を示し、（Ｅ）は出力部５の異常信号の
出力状態を示す。また、時点ａまでは煙が検出されず、
時点ｂ〜ｅの間煙が検出され、時点ｆ以降は煙が検出さ
れないものとする。

【００１６】ＣＲ発振部２は、所定周期Ｔ±ｔで発光素
子４１を発光させる信号を出力する。ここで、周期Ｔ±
ｔのＴは発光素子４１の発光間隔として要求されている
所定の周期であり、ｔは誤差時間である。この誤差時間
ｔは、ＣＲ発振部２の部品であるコンデンサおよび抵抗
の製造誤差や温度特性に起因して発生し、ＣＲ発振部２
が異なるとそれぞれ異なる値を示す。

【００１７】切替部３は、前述のように、煙が存在しな
い通常時（タイミングａ）は発光素子４１の制御をＣＲ
発振部２側に切り替えているから、発光素子４１は周期
Ｔ±ｔで発光を繰り返す。煙が存在しない状態では、煙
による光の散乱はないから、受光素子４２は、発光素子
４１の発光する光を受光せず、信号処理部１に対して信
号を出力しない。したがって、信号処理部１は、スリー
プ状態にあり、切替部３に対しても出力部５に対しても
信号を出力しない。

【００１８】火事等により煙が発生すると（タイミング
ｂ）、発光素子４１が発光する光が煙により散乱される
ので、一部の光を受光素子４２が受光して信号を信号処
理部１に出力する。図２においては発光部４１の発光と
ほぼ同時に受光部４２が受光するものとする。これによ
り、信号処理部１は該受光とほぼ同時に作動状態とな
り、信号処理を開始すると同時に、切替部３に対して、
切替信号と所定周期Ｔで発光素子４１を発光させるため
の信号とを出力する。

【００１９】切替部３は、発光素子４１の制御を信号処
理部１側に切り替える。信号処理部１が出力する発光素
子４１を発光させるための信号は、誤差の極めて少ない
周期Ｔで送出される。このため、発光素子４１は、精度
の高い周期Ｔで光を発光するようになる。信号処理部１
は、受光素子４２から出力された信号の数、即ち、煙の
検出回数のカウントを開始する。本例では、３回連続し
て煙を検出すると（タイミングｂ，ｃ及びｄ）、信号処
理部１はタイミングｄの該受光とほぼ同時に出力部５か
ら異常信号を火災受信盤（図示せず）等に送出させる。
その後、煙が検出されている間（タイミングｄ〜ｅ）は
異常信号を出力部５から出力させ続ける。

【００２０】そして、煙が消えると（タイミングｆ）、
受光素子４２は発光素子４１の発光した光を検出しなく
なり、信号処理部１への信号の送出を止める。信号処理
部１は、受光素子４２からの信号を受信しなくなると、
出力部５からの異常信号の送出を停止し、煙検出回数の
カウントクリアを行い、切替部３を動作させて発光素子
４１の制御をＣＲ発振部２側に切り替える。更に、信号
処理部１の状態を作動状態からスリーブ状態に戻す。

【００２１】その後、消費電流の少ないＣＲ発振部２に
より発光素子４１を周期Ｔ＋ｔで点滅させ、煙検出動作
を継続する。以上説明したように、本例の光電式煙感知
器は、煙を検出しない状態では、発光素子の制御をＣＲ
発振部２側で行い、煙を検出した状態では、発光素子の
制御をＣＰＵを使用した信号処理部１で行うようにして
いる。

【００２２】光電式煙感知器は、煙を検出しない状態が
長時間継続する。本例では、この状態では消費電流の少
ないＣＲ発振部２が使用されるから、電源として電池を
使用した場合でもその寿命を長くすることができ、火災
監視システムのランニングコストを低減することができ
る。一方、煙を検出した状態では、ＣＰＵの制御によ
り、煙の検出周期を高精度なものとして、光電式煙感知
器の信頼性を向上させることができる。

【００２３】また、通常時に発光素子を制御するＣＲ発
振部２は、厳密な精度を要求されるものではないので、
使用するコンデンサについて部品選別等をする必要がな
くなり、製造コストの低減を図ることができる。なお、
本例では、通常時に発光素子４１の制御をＣＲ発振部２
で行うものについて説明したが、低消費電流にて所定周
期を発生させる手段であれば、ＣＲ発振部に代えて種々
のものを使用することが可能である。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、環境変化を検出するた
めの検出器において、処理能力を向上させると同時に、
消費電流の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検出器の実施形態を示すブロック図。

【図２】図１の検出器の動作を説明するためのタイムチ
ャート。

【符号の説明】

１…信号処理部 ２…ＣＲ発振部 ３…切替部 ４…光電モジュール ４１…発光素子 ４２…受光素子 ５…出力部 ６…電池電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環境変化を検出する検出手段と、所定の
   周期にて前記検出手段を動作させる第１の制御手段と、
   前記検出手段からの検出信号により待機状態から作動状
   態に移行し、所定の周期にて前記検出手段を動作させる
   第２の制御手段と、前記検出手段を前記第１の制御手段
   による制御または前記第２の制御手段による制御に切り
   替える切替手段とを有することを特徴とした検出器。