イオン化式煙感知器
【課題】周囲温度が変化したときにおいても正確に所定の煙濃度に達したとき火災信号を発するイオン化式煙感知器を提供する。
【解決手段】イオン化式煙感知器は、煙の流入によるイオン電流の変化に伴って変化するセンサ出力電圧を出力する煙センサと、上記煙センサの周囲温度を計測する温度計測部と、複数の温度において予め計測された電圧差分対煙濃度データが格納され、上記センサ出力電圧と煙の流入のないときのセンサ出力電圧とから電圧差分を算出し、上記周囲温度に最も近い温度の電圧差分対煙濃度データから上記電圧差分に対応する煙濃度を求め、上記煙濃度が予め定められた閾値より大きくなったとき、火災信号を発する信号処理部と、を有する。
【解決手段】イオン化式煙感知器は、煙の流入によるイオン電流の変化に伴って変化するセンサ出力電圧を出力する煙センサと、上記煙センサの周囲温度を計測する温度計測部と、複数の温度において予め計測された電圧差分対煙濃度データが格納され、上記センサ出力電圧と煙の流入のないときのセンサ出力電圧とから電圧差分を算出し、上記周囲温度に最も近い温度の電圧差分対煙濃度データから上記電圧差分に対応する煙濃度を求め、上記煙濃度が予め定められた閾値より大きくなったとき、火災信号を発する信号処理部と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、火災に伴って発生する煙により変化するイオン電流を検出するイオン化式煙感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の煙感知器は、煙センサの周囲温度検出部の製造時と監視時とにおけるセンサ出力電圧の電圧差を演算し、電圧差と温度差との関係からこの電圧差を周囲温度差に変換する。次に、この周囲温度差を製造時の周囲温度に加えて求められた現在の温度を、温度対センサ出力補償係数テーブルに基づいて、センサ出力電圧補償係数に変換する。そして、監視時における煙センサのセンサ出力電圧に、求められたセンサ出力電圧補償係数を掛けることにより、煙センサのセンサ出力電圧を温度補償する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２０１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、イオン化式煙感知器のセンサ出力電圧に求められたセンサ出力電圧補償係数を掛けて温度補償することでは、正確に温度補償ができないという問題がある。すなわち、周囲温度が異なると、煙濃度とイオン電流の変化との関係が違ってくるので、周囲温度に基づくセンサ出力電圧補償係数を一義的には求めることができないという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、周囲温度が変化しても正確に所定の煙濃度に達したとき火災信号を発するイオン化式煙感知器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わるイオン化式煙感知器は、煙の流入によるイオン電流の変化に伴って変化するセンサ出力電圧を出力する煙センサと、上記煙センサの周囲温度を計測する温度計測部と、複数の温度において予め計測された電圧差分対煙濃度データが格納され、上記センサ出力電圧と煙の流入のないときのセンサ出力電圧とから電圧差分を算出し、上記周囲温度に最も近い温度の電圧差分対煙濃度データから上記電圧差分に対応する煙濃度を求め、上記煙濃度が予め定められた閾値より大きくなったとき、火災信号を発する信号処理部と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係わるイオン化式煙感知器は、イオン電流の煙濃度依存性が所定の周囲温度の間隔で予め計測した値を用いることができるので、周囲温度が変化しても正確に所定の煙濃度に達したとき火災信号を発することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１のイオン化式煙感知器のブロック図である。図２は、電圧差分対煙濃度データがプロットされた図である。
イオン化式煙感知器１は、周囲の空気が一定濃度以上の煙を含むに至ったときに作動するもので、１局所の煙によるイオン電流の変化により作動する。
イオン化式煙感知器１は、図１に示すように、煙センサ２、周囲温度計測部３、信号処理部４から構成されている。
【０００９】
煙センサ２は、イオンチャンバ５とイオンチャンバ５内のイオン電流をセンサ出力電圧ＶＳとして出力するＦＥＴ６とから構成されている。
イオンチャンバ５は、内部電極７、中間電極８および外部電極９が備えられている。そして、中間電極８により所定の空間が囲まれて内部イオン室１０が形成され、外部電極９により内部イオン室１０の外側の所定の空間が囲まれて外部イオン室１１が形成される。内部電極７は、アメリシウムなどの放射性物質からなるイオン線源１２が備えられている。内部電極７は、イオン化式煙感知器１の図示しない定電圧回路から電源電力が供給されている。一方、外部電極９は、接地されている。中間電極８は、ＦＥＴ６のゲートに接続されている。
【００１０】
外部イオン室１１に煙の流入がないとき、所定の量の空気がイオン線源１２からの放射線によりイオン化され、内部電極７と中間電極８、中間電極８と外部電極９との間にイオン電流が流されている。そして、内部電極７と中間電極８との間、中間電極８と外部電極９との間にそれぞれ内部電位差ＥＩＮと外部電位差ＥＯＵＴが発生している。
煙が外部イオン室１１に流入したとき、煙粒子にイオンが吸着され、中間電極８と外部電極９との間に流れるイオン電流が減少するので、外部電位差ＥＯＵＴが大きくなる。一方、内部イオン室１０のイオン電流は変化しない。
【００１１】
ＦＥＴ６は、外部電位差ＥＯＵＴの変化に伴ってゲート電圧が変化すると、ソース電圧ＶＳが変化する。そして、このソース電圧ＶＳが信号処理部４に入力される。
【００１２】
周囲温度計測部３は、煙センサ２の周囲温度を計測するものであり、ダイオード１３、１４とこれらダイオード１３、１４と直列に接続された抵抗１５とから構成されている。
つまり、電源に抵抗１５の一端が接続され、抵抗１５の他端がダイオード１３のアノード端子に接続され、ダイオード１３のカソード端子にダイオード１４のアノード端子が接続され、ダイオード１４のカソード端子がアースされる。抵抗１５の他端とダイオード１３のアノード端子との接続端子が周囲温度計測部３の出力端子１６となる。この出力端子１６から温度アナログ電圧ＶＦが出力される。
例えば、ＰＮ接合シリコンダイオードに一定の順方向電流を流した場合、その電圧降下は常温で約０．６Ｖとなり、−２．０〜−２．５ｍＶ／℃の温度特性を示す。この順方向電圧を測定することにより、周囲温度の変化を検出することができる。
【００１３】
信号処理部４は、出力電圧処理手段２１、温度データ処理手段２２、基準データ格納手段２３、煙濃度算出手段２４、火災判定手段２５、送信手段２６から構成されている。信号処理部４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。インタフェース回路は、２つのアナログ・デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）を有している。一方のＡ／Ｄ変換回路は、ＦＥＴ６のソースに接続され、ソース電圧ＶＳが入力される。また、他方のＡ／Ｄ変換回路は、周囲温度計測部３の出力端子１６が接続され、温度アナログ電圧ＶＦが入力される。
なお、以下の説明ではＡ／Ｄ変換の分解能を２５６ステップとする例をあげているが、これに限るものではなく、適切な分解能を採用してもよい。
【００１４】
出力電圧処理手段２１は、センサ出力電圧として、ＦＥＴ６から入力されるアナログのソース電圧ＶＳを、２５６ステップのデジタルセンサ出力電圧ＶＳＤに変換する。さらに、基準データ格納手段２３から基準電圧値ＶＭＩＮを読み出す。そして、デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤを基準電圧値ＶＭＩＮと比較し、デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤが基準電圧値ＶＭＩＮ未満のとき、そのデジタルセンサ出力電圧ＶＳＤにより基準電圧値ＶＭＩＮを更新し、基準データ格納手段２３に記憶する。
さらに、出力電圧処理手段２１は、デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤと基準電圧値ＶＭＩＮとの電圧差分ΔＶＳを求める。
なお、基準電圧値ＶＭＩＮを測定の度に測定値と比較し、更新する例をあげたが、製造時に計測された煙センサ２のセンサ出力電圧を基準電圧値ＶＭＩＮとして固定してもよい。
【００１５】
温度データ処理手段２２は、周囲温度計測部３から入力される温度アナログ電圧ＶＦを２５６ステップの温度デジタル電圧ＶＦＤに変換する。そして、背景技術に示したような手順で基準データ格納手段２３に保管されている基準温度、基準電圧および電圧差対温度差データ（変換テーブルまたは関係式）を利用して温度デジタル電圧ＶＦＤに相当する周囲温度ＴＮを求める。
【００１６】
基準データ格納手段２３は、製造時に計測された煙の流入がないときの煙センサ２のデジタルセンサ出力電圧ＶＳＤにより初期化された基準電圧値ＶＭＩＮ、製造時の周囲温度である基準温度、製造時の周囲温度における温度デジタル電圧Ｖｆである基準電圧、予め計測された周囲温度計測部３の温度差と温度デジタル電圧ＶＦＤの出力差との関係を示す電圧差対温度差データ、予め計測された設定温度毎の煙濃度と電圧差分との関係を示す電圧差分対煙濃度データが格納されている。
【００１７】
ここで、煙濃度と電圧差分の関係について図２を参照して説明する。図２は、複数の設定温度における電圧差分対煙濃度データをプロットした図である。
イオン電流は、煙が含まれていない空気の場合、イオン線源が一定であれば温度依存性がわずかであるので、周囲温度が変わることによるイオン電流の変化は無視してよい。また、煙センサ２のセンサ出力電圧ＶＳの電圧差分ΔＶＳは、煙が含まれていない場合、零であるので、周囲温度が変化しても一定である。このときのセンサ出力電圧ＶＳを初期値と称す。
一方、空気に煙が含まれる濃度（以下、煙濃度と称す。）が大きくなるに従い、イオンの煙に吸着される量が増えて、イオン電流が減少する。そして、煙センサ２のセンサ出力電圧ＶＳは、煙濃度が増えるに従い、大きくなる。このセンサ出力電圧ＶＳが大きくなる割合は、周囲温度の変化の影響を受ける。煙濃度が同じ場合、周囲温度が低いほどセンサ出力電圧は大きくなる。すなわち、周囲温度が低いほど、イオンがより多く吸着される現象を示す。
電圧差分対煙濃度データは、−２５℃から＋６５℃に亘る１℃毎の設定温度において、煙濃度を変化し、それに対応するセンサ出力電圧を計測し、そのセンサ出力電圧と初期値との差から電圧差分を算出することにより求められたものである。電圧差分対煙濃度データは、設定温度毎にテーブル化されて基準データ格納手段２３に格納されている。なお、テーブル以外に近似式（区画してもよい）を用いてもよい。
【００１８】
煙濃度算出手段２４は、温度データ処理手段２２において求められた周囲温度ＴＮから一番近い設定温度ＴＳを求める。
次に、その設定温度ＴＳの電圧差分対煙濃度データから電圧差分ΔＶＳに相当する煙濃度Ｍを求める。
火災判定手段２５は、煙濃度算出手段２４において求められた煙濃度Ｍが予め定められた火災濃度に達したとき、火災発生と判断し、火災信号を発する。
送信手段２６は、図示しないスイッチング回路による信号線間の低インピーダンス状態を維持することによって火災信号を図示しない火災受信機などに送信する。
【００１９】
このようなイオン化式煙感知器は、予め複数の周囲温度における煙濃度と電圧差分との関係が計測されて格納されており、計測された周囲温度に従って煙濃度と電圧差分との関係から煙濃度を求めるので、周囲温度に大きく依存するイオン電流から正確に煙濃度を検出することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係わるイオン化式煙感知器のブロック図である。図４は、実施の形態２のイオン化式煙感知器における煙濃度の算出を説明するための図である。
実施の形態２のイオン化式煙感知器３０は、図３に示すように、実施の形態１のイオン化式煙感知器１と信号処理部３１の基準データ格納手段３２および煙濃度算出手段３３が異なっており、その他は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明を省略する。
【００２１】
基準データ格納手段３２は、６つの設定温度＋６５、＋５５、＋２５、−５、−１５、−２５℃における電圧差分対煙濃度データが格納されている。また、それに関連して基準データ格納手段３２は、６つの設定温度＋６５、＋５５、＋２５、−５、−１５、−２５℃からなる設定温度表がさらに格納されている。
【００２２】
次に、煙濃度算出手段３３による煙濃度の算出について図４を参照して説明する。
煙濃度算出手段３３は、温度データ処理手段２２において求められた周囲温度ＴＮから上下にそれぞれ一番近い高設定温度ＴＵと低設定温度ＴＬを設定温度表から求める。例えば、周囲温度ＴＮが＋１５℃であるとき、高設定温度ＴＵは＋２５℃、低設定温度ＴＬは−５℃である。
次に、高設定温度ＴＵと低設定温度ＴＬとにおける電圧差分対煙濃度データから電圧差分ΔＶＳにそれぞれ対応する高温度煙濃度ＭＵと低温度煙濃度ＭＬを求める。
次に、周囲温度ＴＮにおける煙濃度Ｍを高温度煙濃度ＭＵと低温度煙濃度ＭＬから内挿式（１）に従って求める。
【００２３】
Ｍ＝ＭＬ＋（ＭＵ−ＭＬ）×（ＴＮ−ＴＬ）÷（ＴＵ−ＴＬ） （１）
【００２４】
なお、式（１）において高温度煙濃度ＭＵと低温度煙濃度ＭＬから直線内挿して煙濃度Ｍを求めたが、これは低設定温度ＴＬから高設定温度ＴＵの間で電圧差分が一定のとき、煙濃度がほぼ直線的に減少していると想定できるからである。
もし、電圧差分が一定のとき、煙濃度が２次曲線に沿って変化するときには、２次関数からなる内挿式に従って煙濃度を求めても良いし、さらに高次の関数を用いて内挿してもよい。
【００２５】
このようなイオン化式煙感知器は、計測された周囲温度の上下にそれぞれ一番近い２つの設定温度の電圧差分対煙濃度データから煙濃度をそれぞれ求め、その２つの煙濃度と２つの設定温度とから計測された周囲温度の煙濃度を内挿して求めるので、電圧差分対煙濃度データが少なくて済む。
【００２６】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係わるイオン化式煙感知器のブロック図である。図６は、状態情報収得システムの全体の動作のフローチャートである。図７は、火災判定サブルーチンのフローチャートである。図８は、状態情報算出サブルーチンのフローチャートである。図９は、ブリンキングサブルーチンのフローチャートである。
【００２７】
この実施の形態３に係わるイオン化式煙感知器は、状態情報取得システムに組み込まれている。
この状態情報取得システムは、天井に取り付けられて火災を検知するイオン化式煙感知器、イオン化式煙感知器に電源兼用信号線で接続され、イオン化式煙感知器に電力を供給するとともに、イオン化式煙感知器からの火災信号を受信する図示しない火災受信機、点検者がイオン化式煙感知器の状態を確認する際に、イオン化式煙感知器からの状態情報を受信・表示する受信装置としての図示しない感度テスターから構成されている。
【００２８】
また、実施の形態３に係わる信号処理部４１は、図５に示すように、実施の形態１に係わる信号処理部４と基準データ格納手段４２が異なり、信号処理部４に、タイマー計数手段４３、状態情報算出手段４４、状態情報送信手段４５、断線判別手段４６が追加されている。さらに、図示しない感度テスターに状態情報を送信する状態情報送信用発光素子４７が接続されている。その他は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明を省略する。
【００２９】
基準データ格納手段４２は、実施の形態１の基準データ格納手段２３に基準レベル上限値ＸＵ、基準レベル下限値ＸＬおよび断線判別レベルＶ０がさらに格納されている。
また、基準レベル上限値ＸＵと基準レベル下限値ＸＬとの間が、０．１％／ｆの間隔のように、例えばトータル３０段に分割された煙零レベル段Ｖ０Ｓ０１〜Ｖ０Ｓ３０とそれらに対応して予め定められたパルス間隔ＴＷ０１〜ＴＷ３０とからなる状態情報送信対応表が格納されている。
また、状態情報送信対応表は、基準レベル上限値ＸＵを越える感度異常状態に対応するパルス間隔ＴＷＵと基準レベル下限値ＸＬを下回る感度異常状態に対応するパルス間隔ＴＷＬとが含まれる。
【００３０】
タイマー計数手段４３は、所定の周期で、例えば３秒毎にタイムアップし、信号処理部４１をスリープ状態からラン状態に切り換える。そして、ラン状態に切り換える度に計数Ｃ１を１インクリメントする。そして、計数Ｃ１が３であるか否かを判定する。Ｃ１≠３であれば、出力電圧処理手段２１から火災判定を開始する。また、Ｃ１＝３であれば、計数Ｃ１を零に戻して、状態情報算出手段４４の処理を開始する。
【００３１】
状態情報算出手段４４は、入力されたデジタルセンサ出力電圧ＶＳＤと温度データ処理手段２２から得られる周囲温度ＴＮとを用いて、煙濃度算出手段２４と同様に、現在の出力を煙濃度として算出し、初期の感度、例えば１．５％／ｆとの差分を演算して現在の感度データを求める。そして、状態情報送信対応表を参照して現在の感度データに対応するパルス間隔ＴＷ（ＴＷＵ、ＴＷ０１〜ＴＷ３０、ＴＷＬ）を求める。
【００３２】
状態情報送信手段４５は、求められたパルス間隔ＴＷ（ＴＷＵ、ＴＷ０１〜ＴＷ３０、ＴＷＬ）に基づき状態情報送信用発光素子４７を発光させる。
状態情報送信用発光素子４７は、状態情報を送信する赤外ＬＥＤであり、状態情報送信手段４５からの信号により、所定の間隔の２つのパルス発光する。
【００３３】
断線判別手段４６は、入力されたデジタルセンサ出力電圧ＶＳＤを基準データ格納手段４２に格納されている断線判別レベルＶＯと比較して、断線の有無を判別する。デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤが断線判別レベルＶＯ以下のとき断線と判別する。
【００３４】
次に、このように構成された状態情報取得システムの動作について図６、図７、図８、図９を参照して説明する。
まず、状態情報取得システム全体の動作について、図６を参照して説明する。
ステップ１０１で、電源がイオン化式煙感知器４０に投入され、動作をスタートする。
ステップ１０２で、信号処理部４１のイニシャル処理が行われる。
ステップ１０３で、タイマー計数手段４３は３秒毎にタイムアップする動作を開始し、タイムアップしていないときステップ１０３を繰り返し、タイムアップしたとき信号処理部４１をスリーブ状態からラン状態に切り換えてステップ１０４に進む。
ステップ１０４で、タイマー計数手段４３は計数Ｃ１を１インクリメントしてステップ１０５に進む。
ステップ１０５で、タイマー計数手段４３は、計数Ｃ１が３であるか否かを判定する。計数Ｃ１が３のときステップ１０７へ、計数Ｃ１が３でないときステップ１０６へ進む。 ステップ１０６は火災判定サブルーチンであり、火災判定サブルーチンが完了したらステップ１０９に進む。
ステップ１０７で、タイマー計数手段４３は、計数Ｃ１を０に変更してステップ１０８に進む。
ステップ１０８は、状態情報算出サブルーチンであり、状態情報算出サブルーチンが完了したらステップ１０９に進む。
ステップ１０９はブリンキングサブルーチンであり、ブリンキングサブルーチンが完了したらステップ１０３に戻り、信号処理部４１をスリープ状態にする。
【００３５】
次に、火災判定サブルーチンの処理について図７を参照しつつ説明する。
ステップ２０１で、出力電圧処理手段２１は、デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤを取り込み、さらに、温度データ処理手段２２は、温度デジタル電圧ＶＦＤを取り込み、ステップ２０２へ進む。
ステップ２０２で、断線判別手段４６は、デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤが基準データ格納手段４２に格納されている断線判別レベルＶＯより大きいか否かを判別する。デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤが断線判別レベルＶＯ以下のとき断線と判断し、ステップ２０３へ進む。デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤが断線判別レベルＶＯを越えているとき断線なしと判断し、ステップ２０４へ進む。
ステップ２０３で、断線判別手段４６は、断線フラグＦ１をオンし、ステップ２０５へ進む。
ステップ２０４で、断線判別手段４６は、断線フラグＦ１をオフし、ステップ２０５へ進む。
ステップ２０５で、火災判定手段２５は、煙濃度算出手段２４において求められた煙濃度から火災判定し、火災と判定されたときステップ２０６へ進み、火災と判定されないとき火災判定サブルーチンから抜け出る。
ステップ２０６で、送信手段２６が図示しない火災受信機にいわゆるスイッチング動作によるインピーダンス変化などにより火災信号を送信し、火災判定サブルーチンを中止する。この詳しい動作は実施の形態１に記載しているのと同様である。
【００３６】
次に、状態情報算出ルーチンの処理について図８を参照しつつ説明する。
ステップ３０１で、出力電圧処理手段２１は、デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤを取り込み、さらに、温度データ処理手段２２は、温度デジタル電圧ＶＦＤを取り込み、ステップ２０２へ進む。
ステップ３０２で、状態情報算出手段４４は、レジスタに記憶されているデジタルセンサ出力電圧群ＶＳＤ（１）〜ＶＳＤ（６）を取り込んだデジタルセンサ出力電圧ＶＳＤで先入れ先出し法により更新する。なお、個数は任意の複数でよい。
ステップ３０３で、状態情報算出手段４４は、レジスタに記憶されているデジタルセンサ出力電圧群ＶＳＤ（１）〜ＶＳＤ（６）を平均化して出力電圧平均値ＶＡＶＲを算出する。
ステップ３０４で、状態情報算出手段４４は、煙濃度算出手段２４によって煙濃度Ｍを求めて煙濃度Ｍを初期の感度から増減し、現在の感度データとして算出し、この算出された現在の感度データをレジスタに記憶する。ここで、煙濃度Ｍへの換算は、電圧差分対煙濃度データがセンサ出力電圧のプラス側への変化のみでなく、センサ出力電圧が下がる場合を考慮して設定しておく必要がある。なお、通常の煙濃度はプラス側のみであることから、マイナス側については、その絶対値をとってプラス側として算出し、算出した煙濃度Ｍにマイナスをつけるようにしてもよい。
ステップ３０５で、状態情報算出手段４４は、現在の感度データを基準レベル上限値ＸＵおよび基準レベル下限値ＸＬと比較し、現在の感度データが基準レベル上限値ＸＵより大きいとき、また現在の感度データが基準レベル下限値ＸＬより小さいときステップ３０６へ進み、それ以外のときステップ３０７へ進む。
ステップ３０６で、異常フラグＦ２をオンし、状態情報算出サブルーチンから抜け出す。
ステップ３０７で、異常フラグＦ２をオフし、状態情報算出サブルーチンから抜け出す。
【００３７】
次に、ブリンキングルーチンの処理について図９を参照しつつ説明する。
ステップ４０１で、タイマー計数手段４３は、係数Ｃ１が０であるかを判別する。Ｃ１≠０であると判別されると、ブリンキングルーチンから抜け出す。
ステップ４０２で、断線フラグＦ１がオンしているかを判別する。断線フラグＦ１がオンしていると判別されると、ブリンキングルーチンから抜け出し、図示しない火災表示灯をパルス点灯させず、異常を表す。一方、Ｃ１＝０であると判別されると、ステップ４０２に進む。一方、断線フラグＦ１がオフしていると判別されると、ステップ４０３に進む。
ステップ４０３で、異常フラグＦ２がオンしているかを判別する。異常フラグＦ２がオフしていると判別されると、ステップ４０４に進む。一方、異常フラグＦ２がオンしていると判別されると、ステップ４０５に進む。
ステップ４０４で、図示しないブリンキング用トランジスタに通常のパルス点灯出力を行い、ステップ４０６へ進む。このパルス点灯出力により、ブリンキング用トランジスタがパルス的にオンし、図示しない火災表示灯はパルス点灯し、イオン化式煙感知器が正常に動作していることを視覚的に報知する。この火災表示灯のパルス点灯は、係数Ｃ１が０のときのみ行われることにより、所定の周期でパルス点灯する。いわゆるブリンキングの動作である。
ステップ４０５で、ブリンキング用トランジスタにパルス点灯出力を２回出力した後、ステップ４０６へ進む。パルス点灯出力がブリンキング用トランジスタに２回出力されると、火災表示灯が、例えば１００ｍｓの間隔で２回続けてパルス点灯するダブルブリンキングを行い、通常のブリンキングと明確に区別でき、イオン化式煙感知器の異常を視覚的に報知される。
ステップ４０６で、状態情報送信手段４５は、状態情報送信対応表を参照してレジスタに記憶されている現在の感度データに対応するパルス間隔ＴＷを求めてステップ４０７へ進む。
ステップ４０７で、状態情報送信手段４５は、求めたパルス間隔ＴＷの発光を状態情報送信用発光素子４７で行い、ブリンキングサブルーチンから抜け出す。この状態情報送信用発光素子４７の発光は２つのパルスにより形成され、これらを図示しない感度テスターによって受光することにより、感度テスターが感度データを認識して、現在の感度として表示することができる。
【００３８】
このようなイオン化式煙感知器は、実施の形態１と同様に正確な煙濃度を検出して火災判定を行うことができるとともに、煙濃度に基づいて現在の感度を正確に検出して感度テスターに表示させることができる。
また、現在の感度が許容範囲を逸脱している場合、ブリンキング動作としてダブルブリンキングを行うことにより感度異常の状態を表示させることができる。この感度に関する判別も、周囲温度に影響されずに正確に行うことができる。
【００３９】
なお、実施の形態３のイオン化式煙感知器における煙濃度の検出を実施の形態１と同様にして行ったが、実施の形態２のイオン化式煙感知器における煙濃度の検出を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施の形態１に係わるイオン化式煙感知器のブロック図である。
【図２】設定温度毎の電圧差分対煙濃度データがプロットされた図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係わるイオン化式煙感知器のブロック図である。
【図４】実施の形態２のイオン化式煙感知器における煙濃度の算出を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係わるイオン化式煙感知器のブロック図である。
【図６】状態情報収得システムの全体の動作のフローチャートである。
【図７】火災判定サブルーチンのフローチャートである。
【図８】状態情報算出サブルーチンのフローチャートである。
【図９】ブリンキングサブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１、３０、４０ イオン化式煙感知器、２ 煙センサ、３ 周囲温度計測部、４、３１、４１ 信号処理部、５ イオンチャンバ、６ ＦＥＴ、７ 内部電極、８ 中間電極、９ 外部電極、１０ 内部イオン室、１１ 外部イオン室、１２ イオン線源、１３、１４ ダイオード、１５ 抵抗、１６ 出力端子、２１ 出力電圧処理手段、２２ 温度データ処理手段、２３、３２、４２ 基準データ格納手段、２４、３３ 煙濃度算出手段、２５ 火災判定手段、２６ 送信手段、４３ タイマー計数手段、４４ 状態情報算出手段、４５ 状態情報送信手段、４６ 断線判別手段、４７ 状態情報送信用発光素子。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、火災に伴って発生する煙により変化するイオン電流を検出するイオン化式煙感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の煙感知器は、煙センサの周囲温度検出部の製造時と監視時とにおけるセンサ出力電圧の電圧差を演算し、電圧差と温度差との関係からこの電圧差を周囲温度差に変換する。次に、この周囲温度差を製造時の周囲温度に加えて求められた現在の温度を、温度対センサ出力補償係数テーブルに基づいて、センサ出力電圧補償係数に変換する。そして、監視時における煙センサのセンサ出力電圧に、求められたセンサ出力電圧補償係数を掛けることにより、煙センサのセンサ出力電圧を温度補償する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２０１８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、イオン化式煙感知器のセンサ出力電圧に求められたセンサ出力電圧補償係数を掛けて温度補償することでは、正確に温度補償ができないという問題がある。すなわち、周囲温度が異なると、煙濃度とイオン電流の変化との関係が違ってくるので、周囲温度に基づくセンサ出力電圧補償係数を一義的には求めることができないという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、周囲温度が変化しても正確に所定の煙濃度に達したとき火災信号を発するイオン化式煙感知器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わるイオン化式煙感知器は、煙の流入によるイオン電流の変化に伴って変化するセンサ出力電圧を出力する煙センサと、上記煙センサの周囲温度を計測する温度計測部と、複数の温度において予め計測された電圧差分対煙濃度データが格納され、上記センサ出力電圧と煙の流入のないときのセンサ出力電圧とから電圧差分を算出し、上記周囲温度に最も近い温度の電圧差分対煙濃度データから上記電圧差分に対応する煙濃度を求め、上記煙濃度が予め定められた閾値より大きくなったとき、火災信号を発する信号処理部と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係わるイオン化式煙感知器は、イオン電流の煙濃度依存性が所定の周囲温度の間隔で予め計測した値を用いることができるので、周囲温度が変化しても正確に所定の煙濃度に達したとき火災信号を発することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１のイオン化式煙感知器のブロック図である。図２は、電圧差分対煙濃度データがプロットされた図である。
イオン化式煙感知器１は、周囲の空気が一定濃度以上の煙を含むに至ったときに作動するもので、１局所の煙によるイオン電流の変化により作動する。
イオン化式煙感知器１は、図１に示すように、煙センサ２、周囲温度計測部３、信号処理部４から構成されている。
【０００９】
煙センサ２は、イオンチャンバ５とイオンチャンバ５内のイオン電流をセンサ出力電圧ＶＳとして出力するＦＥＴ６とから構成されている。
イオンチャンバ５は、内部電極７、中間電極８および外部電極９が備えられている。そして、中間電極８により所定の空間が囲まれて内部イオン室１０が形成され、外部電極９により内部イオン室１０の外側の所定の空間が囲まれて外部イオン室１１が形成される。内部電極７は、アメリシウムなどの放射性物質からなるイオン線源１２が備えられている。内部電極７は、イオン化式煙感知器１の図示しない定電圧回路から電源電力が供給されている。一方、外部電極９は、接地されている。中間電極８は、ＦＥＴ６のゲートに接続されている。
【００１０】
外部イオン室１１に煙の流入がないとき、所定の量の空気がイオン線源１２からの放射線によりイオン化され、内部電極７と中間電極８、中間電極８と外部電極９との間にイオン電流が流されている。そして、内部電極７と中間電極８との間、中間電極８と外部電極９との間にそれぞれ内部電位差ＥＩＮと外部電位差ＥＯＵＴが発生している。
煙が外部イオン室１１に流入したとき、煙粒子にイオンが吸着され、中間電極８と外部電極９との間に流れるイオン電流が減少するので、外部電位差ＥＯＵＴが大きくなる。一方、内部イオン室１０のイオン電流は変化しない。
【００１１】
ＦＥＴ６は、外部電位差ＥＯＵＴの変化に伴ってゲート電圧が変化すると、ソース電圧ＶＳが変化する。そして、このソース電圧ＶＳが信号処理部４に入力される。
【００１２】
周囲温度計測部３は、煙センサ２の周囲温度を計測するものであり、ダイオード１３、１４とこれらダイオード１３、１４と直列に接続された抵抗１５とから構成されている。
つまり、電源に抵抗１５の一端が接続され、抵抗１５の他端がダイオード１３のアノード端子に接続され、ダイオード１３のカソード端子にダイオード１４のアノード端子が接続され、ダイオード１４のカソード端子がアースされる。抵抗１５の他端とダイオード１３のアノード端子との接続端子が周囲温度計測部３の出力端子１６となる。この出力端子１６から温度アナログ電圧ＶＦが出力される。
例えば、ＰＮ接合シリコンダイオードに一定の順方向電流を流した場合、その電圧降下は常温で約０．６Ｖとなり、−２．０〜−２．５ｍＶ／℃の温度特性を示す。この順方向電圧を測定することにより、周囲温度の変化を検出することができる。
【００１３】
信号処理部４は、出力電圧処理手段２１、温度データ処理手段２２、基準データ格納手段２３、煙濃度算出手段２４、火災判定手段２５、送信手段２６から構成されている。信号処理部４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。インタフェース回路は、２つのアナログ・デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）を有している。一方のＡ／Ｄ変換回路は、ＦＥＴ６のソースに接続され、ソース電圧ＶＳが入力される。また、他方のＡ／Ｄ変換回路は、周囲温度計測部３の出力端子１６が接続され、温度アナログ電圧ＶＦが入力される。
なお、以下の説明ではＡ／Ｄ変換の分解能を２５６ステップとする例をあげているが、これに限るものではなく、適切な分解能を採用してもよい。
【００１４】
出力電圧処理手段２１は、センサ出力電圧として、ＦＥＴ６から入力されるアナログのソース電圧ＶＳを、２５６ステップのデジタルセンサ出力電圧ＶＳＤに変換する。さらに、基準データ格納手段２３から基準電圧値ＶＭＩＮを読み出す。そして、デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤを基準電圧値ＶＭＩＮと比較し、デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤが基準電圧値ＶＭＩＮ未満のとき、そのデジタルセンサ出力電圧ＶＳＤにより基準電圧値ＶＭＩＮを更新し、基準データ格納手段２３に記憶する。
さらに、出力電圧処理手段２１は、デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤと基準電圧値ＶＭＩＮとの電圧差分ΔＶＳを求める。
なお、基準電圧値ＶＭＩＮを測定の度に測定値と比較し、更新する例をあげたが、製造時に計測された煙センサ２のセンサ出力電圧を基準電圧値ＶＭＩＮとして固定してもよい。
【００１５】
温度データ処理手段２２は、周囲温度計測部３から入力される温度アナログ電圧ＶＦを２５６ステップの温度デジタル電圧ＶＦＤに変換する。そして、背景技術に示したような手順で基準データ格納手段２３に保管されている基準温度、基準電圧および電圧差対温度差データ（変換テーブルまたは関係式）を利用して温度デジタル電圧ＶＦＤに相当する周囲温度ＴＮを求める。
【００１６】
基準データ格納手段２３は、製造時に計測された煙の流入がないときの煙センサ２のデジタルセンサ出力電圧ＶＳＤにより初期化された基準電圧値ＶＭＩＮ、製造時の周囲温度である基準温度、製造時の周囲温度における温度デジタル電圧Ｖｆである基準電圧、予め計測された周囲温度計測部３の温度差と温度デジタル電圧ＶＦＤの出力差との関係を示す電圧差対温度差データ、予め計測された設定温度毎の煙濃度と電圧差分との関係を示す電圧差分対煙濃度データが格納されている。
【００１７】
ここで、煙濃度と電圧差分の関係について図２を参照して説明する。図２は、複数の設定温度における電圧差分対煙濃度データをプロットした図である。
イオン電流は、煙が含まれていない空気の場合、イオン線源が一定であれば温度依存性がわずかであるので、周囲温度が変わることによるイオン電流の変化は無視してよい。また、煙センサ２のセンサ出力電圧ＶＳの電圧差分ΔＶＳは、煙が含まれていない場合、零であるので、周囲温度が変化しても一定である。このときのセンサ出力電圧ＶＳを初期値と称す。
一方、空気に煙が含まれる濃度（以下、煙濃度と称す。）が大きくなるに従い、イオンの煙に吸着される量が増えて、イオン電流が減少する。そして、煙センサ２のセンサ出力電圧ＶＳは、煙濃度が増えるに従い、大きくなる。このセンサ出力電圧ＶＳが大きくなる割合は、周囲温度の変化の影響を受ける。煙濃度が同じ場合、周囲温度が低いほどセンサ出力電圧は大きくなる。すなわち、周囲温度が低いほど、イオンがより多く吸着される現象を示す。
電圧差分対煙濃度データは、−２５℃から＋６５℃に亘る１℃毎の設定温度において、煙濃度を変化し、それに対応するセンサ出力電圧を計測し、そのセンサ出力電圧と初期値との差から電圧差分を算出することにより求められたものである。電圧差分対煙濃度データは、設定温度毎にテーブル化されて基準データ格納手段２３に格納されている。なお、テーブル以外に近似式（区画してもよい）を用いてもよい。
【００１８】
煙濃度算出手段２４は、温度データ処理手段２２において求められた周囲温度ＴＮから一番近い設定温度ＴＳを求める。
次に、その設定温度ＴＳの電圧差分対煙濃度データから電圧差分ΔＶＳに相当する煙濃度Ｍを求める。
火災判定手段２５は、煙濃度算出手段２４において求められた煙濃度Ｍが予め定められた火災濃度に達したとき、火災発生と判断し、火災信号を発する。
送信手段２６は、図示しないスイッチング回路による信号線間の低インピーダンス状態を維持することによって火災信号を図示しない火災受信機などに送信する。
【００１９】
このようなイオン化式煙感知器は、予め複数の周囲温度における煙濃度と電圧差分との関係が計測されて格納されており、計測された周囲温度に従って煙濃度と電圧差分との関係から煙濃度を求めるので、周囲温度に大きく依存するイオン電流から正確に煙濃度を検出することができる。
【００２０】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係わるイオン化式煙感知器のブロック図である。図４は、実施の形態２のイオン化式煙感知器における煙濃度の算出を説明するための図である。
実施の形態２のイオン化式煙感知器３０は、図３に示すように、実施の形態１のイオン化式煙感知器１と信号処理部３１の基準データ格納手段３２および煙濃度算出手段３３が異なっており、その他は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明を省略する。
【００２１】
基準データ格納手段３２は、６つの設定温度＋６５、＋５５、＋２５、−５、−１５、−２５℃における電圧差分対煙濃度データが格納されている。また、それに関連して基準データ格納手段３２は、６つの設定温度＋６５、＋５５、＋２５、−５、−１５、−２５℃からなる設定温度表がさらに格納されている。
【００２２】
次に、煙濃度算出手段３３による煙濃度の算出について図４を参照して説明する。
煙濃度算出手段３３は、温度データ処理手段２２において求められた周囲温度ＴＮから上下にそれぞれ一番近い高設定温度ＴＵと低設定温度ＴＬを設定温度表から求める。例えば、周囲温度ＴＮが＋１５℃であるとき、高設定温度ＴＵは＋２５℃、低設定温度ＴＬは−５℃である。
次に、高設定温度ＴＵと低設定温度ＴＬとにおける電圧差分対煙濃度データから電圧差分ΔＶＳにそれぞれ対応する高温度煙濃度ＭＵと低温度煙濃度ＭＬを求める。
次に、周囲温度ＴＮにおける煙濃度Ｍを高温度煙濃度ＭＵと低温度煙濃度ＭＬから内挿式（１）に従って求める。
【００２３】
Ｍ＝ＭＬ＋（ＭＵ−ＭＬ）×（ＴＮ−ＴＬ）÷（ＴＵ−ＴＬ） （１）
【００２４】
なお、式（１）において高温度煙濃度ＭＵと低温度煙濃度ＭＬから直線内挿して煙濃度Ｍを求めたが、これは低設定温度ＴＬから高設定温度ＴＵの間で電圧差分が一定のとき、煙濃度がほぼ直線的に減少していると想定できるからである。
もし、電圧差分が一定のとき、煙濃度が２次曲線に沿って変化するときには、２次関数からなる内挿式に従って煙濃度を求めても良いし、さらに高次の関数を用いて内挿してもよい。
【００２５】
このようなイオン化式煙感知器は、計測された周囲温度の上下にそれぞれ一番近い２つの設定温度の電圧差分対煙濃度データから煙濃度をそれぞれ求め、その２つの煙濃度と２つの設定温度とから計測された周囲温度の煙濃度を内挿して求めるので、電圧差分対煙濃度データが少なくて済む。
【００２６】
実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係わるイオン化式煙感知器のブロック図である。図６は、状態情報収得システムの全体の動作のフローチャートである。図７は、火災判定サブルーチンのフローチャートである。図８は、状態情報算出サブルーチンのフローチャートである。図９は、ブリンキングサブルーチンのフローチャートである。
【００２７】
この実施の形態３に係わるイオン化式煙感知器は、状態情報取得システムに組み込まれている。
この状態情報取得システムは、天井に取り付けられて火災を検知するイオン化式煙感知器、イオン化式煙感知器に電源兼用信号線で接続され、イオン化式煙感知器に電力を供給するとともに、イオン化式煙感知器からの火災信号を受信する図示しない火災受信機、点検者がイオン化式煙感知器の状態を確認する際に、イオン化式煙感知器からの状態情報を受信・表示する受信装置としての図示しない感度テスターから構成されている。
【００２８】
また、実施の形態３に係わる信号処理部４１は、図５に示すように、実施の形態１に係わる信号処理部４と基準データ格納手段４２が異なり、信号処理部４に、タイマー計数手段４３、状態情報算出手段４４、状態情報送信手段４５、断線判別手段４６が追加されている。さらに、図示しない感度テスターに状態情報を送信する状態情報送信用発光素子４７が接続されている。その他は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明を省略する。
【００２９】
基準データ格納手段４２は、実施の形態１の基準データ格納手段２３に基準レベル上限値ＸＵ、基準レベル下限値ＸＬおよび断線判別レベルＶ０がさらに格納されている。
また、基準レベル上限値ＸＵと基準レベル下限値ＸＬとの間が、０．１％／ｆの間隔のように、例えばトータル３０段に分割された煙零レベル段Ｖ０Ｓ０１〜Ｖ０Ｓ３０とそれらに対応して予め定められたパルス間隔ＴＷ０１〜ＴＷ３０とからなる状態情報送信対応表が格納されている。
また、状態情報送信対応表は、基準レベル上限値ＸＵを越える感度異常状態に対応するパルス間隔ＴＷＵと基準レベル下限値ＸＬを下回る感度異常状態に対応するパルス間隔ＴＷＬとが含まれる。
【００３０】
タイマー計数手段４３は、所定の周期で、例えば３秒毎にタイムアップし、信号処理部４１をスリープ状態からラン状態に切り換える。そして、ラン状態に切り換える度に計数Ｃ１を１インクリメントする。そして、計数Ｃ１が３であるか否かを判定する。Ｃ１≠３であれば、出力電圧処理手段２１から火災判定を開始する。また、Ｃ１＝３であれば、計数Ｃ１を零に戻して、状態情報算出手段４４の処理を開始する。
【００３１】
状態情報算出手段４４は、入力されたデジタルセンサ出力電圧ＶＳＤと温度データ処理手段２２から得られる周囲温度ＴＮとを用いて、煙濃度算出手段２４と同様に、現在の出力を煙濃度として算出し、初期の感度、例えば１．５％／ｆとの差分を演算して現在の感度データを求める。そして、状態情報送信対応表を参照して現在の感度データに対応するパルス間隔ＴＷ（ＴＷＵ、ＴＷ０１〜ＴＷ３０、ＴＷＬ）を求める。
【００３２】
状態情報送信手段４５は、求められたパルス間隔ＴＷ（ＴＷＵ、ＴＷ０１〜ＴＷ３０、ＴＷＬ）に基づき状態情報送信用発光素子４７を発光させる。
状態情報送信用発光素子４７は、状態情報を送信する赤外ＬＥＤであり、状態情報送信手段４５からの信号により、所定の間隔の２つのパルス発光する。
【００３３】
断線判別手段４６は、入力されたデジタルセンサ出力電圧ＶＳＤを基準データ格納手段４２に格納されている断線判別レベルＶＯと比較して、断線の有無を判別する。デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤが断線判別レベルＶＯ以下のとき断線と判別する。
【００３４】
次に、このように構成された状態情報取得システムの動作について図６、図７、図８、図９を参照して説明する。
まず、状態情報取得システム全体の動作について、図６を参照して説明する。
ステップ１０１で、電源がイオン化式煙感知器４０に投入され、動作をスタートする。
ステップ１０２で、信号処理部４１のイニシャル処理が行われる。
ステップ１０３で、タイマー計数手段４３は３秒毎にタイムアップする動作を開始し、タイムアップしていないときステップ１０３を繰り返し、タイムアップしたとき信号処理部４１をスリーブ状態からラン状態に切り換えてステップ１０４に進む。
ステップ１０４で、タイマー計数手段４３は計数Ｃ１を１インクリメントしてステップ１０５に進む。
ステップ１０５で、タイマー計数手段４３は、計数Ｃ１が３であるか否かを判定する。計数Ｃ１が３のときステップ１０７へ、計数Ｃ１が３でないときステップ１０６へ進む。 ステップ１０６は火災判定サブルーチンであり、火災判定サブルーチンが完了したらステップ１０９に進む。
ステップ１０７で、タイマー計数手段４３は、計数Ｃ１を０に変更してステップ１０８に進む。
ステップ１０８は、状態情報算出サブルーチンであり、状態情報算出サブルーチンが完了したらステップ１０９に進む。
ステップ１０９はブリンキングサブルーチンであり、ブリンキングサブルーチンが完了したらステップ１０３に戻り、信号処理部４１をスリープ状態にする。
【００３５】
次に、火災判定サブルーチンの処理について図７を参照しつつ説明する。
ステップ２０１で、出力電圧処理手段２１は、デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤを取り込み、さらに、温度データ処理手段２２は、温度デジタル電圧ＶＦＤを取り込み、ステップ２０２へ進む。
ステップ２０２で、断線判別手段４６は、デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤが基準データ格納手段４２に格納されている断線判別レベルＶＯより大きいか否かを判別する。デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤが断線判別レベルＶＯ以下のとき断線と判断し、ステップ２０３へ進む。デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤが断線判別レベルＶＯを越えているとき断線なしと判断し、ステップ２０４へ進む。
ステップ２０３で、断線判別手段４６は、断線フラグＦ１をオンし、ステップ２０５へ進む。
ステップ２０４で、断線判別手段４６は、断線フラグＦ１をオフし、ステップ２０５へ進む。
ステップ２０５で、火災判定手段２５は、煙濃度算出手段２４において求められた煙濃度から火災判定し、火災と判定されたときステップ２０６へ進み、火災と判定されないとき火災判定サブルーチンから抜け出る。
ステップ２０６で、送信手段２６が図示しない火災受信機にいわゆるスイッチング動作によるインピーダンス変化などにより火災信号を送信し、火災判定サブルーチンを中止する。この詳しい動作は実施の形態１に記載しているのと同様である。
【００３６】
次に、状態情報算出ルーチンの処理について図８を参照しつつ説明する。
ステップ３０１で、出力電圧処理手段２１は、デジタルセンサ出力電圧ＶＳＤを取り込み、さらに、温度データ処理手段２２は、温度デジタル電圧ＶＦＤを取り込み、ステップ２０２へ進む。
ステップ３０２で、状態情報算出手段４４は、レジスタに記憶されているデジタルセンサ出力電圧群ＶＳＤ（１）〜ＶＳＤ（６）を取り込んだデジタルセンサ出力電圧ＶＳＤで先入れ先出し法により更新する。なお、個数は任意の複数でよい。
ステップ３０３で、状態情報算出手段４４は、レジスタに記憶されているデジタルセンサ出力電圧群ＶＳＤ（１）〜ＶＳＤ（６）を平均化して出力電圧平均値ＶＡＶＲを算出する。
ステップ３０４で、状態情報算出手段４４は、煙濃度算出手段２４によって煙濃度Ｍを求めて煙濃度Ｍを初期の感度から増減し、現在の感度データとして算出し、この算出された現在の感度データをレジスタに記憶する。ここで、煙濃度Ｍへの換算は、電圧差分対煙濃度データがセンサ出力電圧のプラス側への変化のみでなく、センサ出力電圧が下がる場合を考慮して設定しておく必要がある。なお、通常の煙濃度はプラス側のみであることから、マイナス側については、その絶対値をとってプラス側として算出し、算出した煙濃度Ｍにマイナスをつけるようにしてもよい。
ステップ３０５で、状態情報算出手段４４は、現在の感度データを基準レベル上限値ＸＵおよび基準レベル下限値ＸＬと比較し、現在の感度データが基準レベル上限値ＸＵより大きいとき、また現在の感度データが基準レベル下限値ＸＬより小さいときステップ３０６へ進み、それ以外のときステップ３０７へ進む。
ステップ３０６で、異常フラグＦ２をオンし、状態情報算出サブルーチンから抜け出す。
ステップ３０７で、異常フラグＦ２をオフし、状態情報算出サブルーチンから抜け出す。
【００３７】
次に、ブリンキングルーチンの処理について図９を参照しつつ説明する。
ステップ４０１で、タイマー計数手段４３は、係数Ｃ１が０であるかを判別する。Ｃ１≠０であると判別されると、ブリンキングルーチンから抜け出す。
ステップ４０２で、断線フラグＦ１がオンしているかを判別する。断線フラグＦ１がオンしていると判別されると、ブリンキングルーチンから抜け出し、図示しない火災表示灯をパルス点灯させず、異常を表す。一方、Ｃ１＝０であると判別されると、ステップ４０２に進む。一方、断線フラグＦ１がオフしていると判別されると、ステップ４０３に進む。
ステップ４０３で、異常フラグＦ２がオンしているかを判別する。異常フラグＦ２がオフしていると判別されると、ステップ４０４に進む。一方、異常フラグＦ２がオンしていると判別されると、ステップ４０５に進む。
ステップ４０４で、図示しないブリンキング用トランジスタに通常のパルス点灯出力を行い、ステップ４０６へ進む。このパルス点灯出力により、ブリンキング用トランジスタがパルス的にオンし、図示しない火災表示灯はパルス点灯し、イオン化式煙感知器が正常に動作していることを視覚的に報知する。この火災表示灯のパルス点灯は、係数Ｃ１が０のときのみ行われることにより、所定の周期でパルス点灯する。いわゆるブリンキングの動作である。
ステップ４０５で、ブリンキング用トランジスタにパルス点灯出力を２回出力した後、ステップ４０６へ進む。パルス点灯出力がブリンキング用トランジスタに２回出力されると、火災表示灯が、例えば１００ｍｓの間隔で２回続けてパルス点灯するダブルブリンキングを行い、通常のブリンキングと明確に区別でき、イオン化式煙感知器の異常を視覚的に報知される。
ステップ４０６で、状態情報送信手段４５は、状態情報送信対応表を参照してレジスタに記憶されている現在の感度データに対応するパルス間隔ＴＷを求めてステップ４０７へ進む。
ステップ４０７で、状態情報送信手段４５は、求めたパルス間隔ＴＷの発光を状態情報送信用発光素子４７で行い、ブリンキングサブルーチンから抜け出す。この状態情報送信用発光素子４７の発光は２つのパルスにより形成され、これらを図示しない感度テスターによって受光することにより、感度テスターが感度データを認識して、現在の感度として表示することができる。
【００３８】
このようなイオン化式煙感知器は、実施の形態１と同様に正確な煙濃度を検出して火災判定を行うことができるとともに、煙濃度に基づいて現在の感度を正確に検出して感度テスターに表示させることができる。
また、現在の感度が許容範囲を逸脱している場合、ブリンキング動作としてダブルブリンキングを行うことにより感度異常の状態を表示させることができる。この感度に関する判別も、周囲温度に影響されずに正確に行うことができる。
【００３９】
なお、実施の形態３のイオン化式煙感知器における煙濃度の検出を実施の形態１と同様にして行ったが、実施の形態２のイオン化式煙感知器における煙濃度の検出を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明の実施の形態１に係わるイオン化式煙感知器のブロック図である。
【図２】設定温度毎の電圧差分対煙濃度データがプロットされた図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係わるイオン化式煙感知器のブロック図である。
【図４】実施の形態２のイオン化式煙感知器における煙濃度の算出を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係わるイオン化式煙感知器のブロック図である。
【図６】状態情報収得システムの全体の動作のフローチャートである。
【図７】火災判定サブルーチンのフローチャートである。
【図８】状態情報算出サブルーチンのフローチャートである。
【図９】ブリンキングサブルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１、３０、４０ イオン化式煙感知器、２ 煙センサ、３ 周囲温度計測部、４、３１、４１ 信号処理部、５ イオンチャンバ、６ ＦＥＴ、７ 内部電極、８ 中間電極、９ 外部電極、１０ 内部イオン室、１１ 外部イオン室、１２ イオン線源、１３、１４ ダイオード、１５ 抵抗、１６ 出力端子、２１ 出力電圧処理手段、２２ 温度データ処理手段、２３、３２、４２ 基準データ格納手段、２４、３３ 煙濃度算出手段、２５ 火災判定手段、２６ 送信手段、４３ タイマー計数手段、４４ 状態情報算出手段、４５ 状態情報送信手段、４６ 断線判別手段、４７ 状態情報送信用発光素子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙の流入によるイオン電流の変化に伴って変化するセンサ出力電圧を出力する煙センサと、
上記煙センサの周囲温度を計測する温度計測部と、
複数の温度において予め計測された電圧差分対煙濃度データが格納され、上記センサ出力電圧と煙の流入のないときのセンサ出力電圧とから電圧差分を算出し、上記周囲温度に最も近い上記温度の電圧差分対煙濃度データから上記電圧差分に対応する煙濃度を求め、上記煙濃度が予め定められた閾値より大きくなったとき、火災信号を発する信号処理部と、
を有することを特徴とするイオン化式煙感知器。
【請求項２】
上記信号処理部は、
上記周囲温度に上下にそれぞれ最も近い２つの温度の電圧差分対煙濃度データから上記電圧差分に対応する２つの煙濃度を求め、２つの上記煙濃度を用いて内挿し、上記周囲温度における煙濃度を求めることを特徴とする請求項１に記載するイオン化式煙感知器。
【請求項１】
煙の流入によるイオン電流の変化に伴って変化するセンサ出力電圧を出力する煙センサと、
上記煙センサの周囲温度を計測する温度計測部と、
複数の温度において予め計測された電圧差分対煙濃度データが格納され、上記センサ出力電圧と煙の流入のないときのセンサ出力電圧とから電圧差分を算出し、上記周囲温度に最も近い上記温度の電圧差分対煙濃度データから上記電圧差分に対応する煙濃度を求め、上記煙濃度が予め定められた閾値より大きくなったとき、火災信号を発する信号処理部と、
を有することを特徴とするイオン化式煙感知器。
【請求項２】
上記信号処理部は、
上記周囲温度に上下にそれぞれ最も近い２つの温度の電圧差分対煙濃度データから上記電圧差分に対応する２つの煙濃度を求め、２つの上記煙濃度を用いて内挿し、上記周囲温度における煙濃度を求めることを特徴とする請求項１に記載するイオン化式煙感知器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１１８６９（Ｐ２００６−１１８６９Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１８８６３５（Ｐ２００４−１８８６３５）
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月２５日（２００４．６．２５）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
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