JPH021661Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、アナログ火災感知器で検出した火災
に伴なう温度、煙濃度などのアナログ火災検出信
号を受信機に入力して火災の有無を判別するよう
にしたアナログ火災報知設備における感知器の動
作試験に用いられる試験装置に関する。

従来の火災報知設備は、警戒地区に設置した火
災感知器が火災を検出すると、受信機より引き出
された一対の電源兼用信号線間を低インピーダン
スに短絡して受信機に発報電流を流し、この発報
電流を検出して火災警報を行なうようにしてい
る。

しかしながら、このような従来の所謂オン、オ
フ型の火災感知器を用いた火災報知設備では、火
災感知器よりの発報電流の有無のみで火災を判別
しているため、感知器よりの情報量が極めて少な
く、このため感知器の誤動作により誤報を生じた
り、火災に至るまでの状況並びに火災発生後の拡
大状況等の判別が困難であつた。

そこで、近年においては、火災感知器として、
温度、煙濃度などに応じたアナログ火災検出信号
をそのまま受信機に伝送し、受信機において受信
したアナログ火災検出信号から火災の有無を判別
するようにした所謂アナログ火災報知設備が提案
されている。

ところで、このようなアナログ火災報知設備に
あつても、従来の火災報知設備と同様にアナログ
火災感知器が正常に作動しているか否かの動作試
験を定期的に行なわなければならず、そのための
試験装置が必要であつた。

本考案は、上記に鑑みてなされたもので、受信
機に内蔵することにより、アナログ火災感知器が
正常に作動しているか否かの動作試験を簡単かつ
確実に行なえるようにした火災報知設備を提供す
ることを目的とする。

この目的を達成するため本考案は、受信機に火
災感知器に対し試験信号を出力する出力部と、該
出力部から試験信号を出力する際に前記火災感知
器の定常出力レベルを記憶する記憶手段と、該記
憶手段に記憶された定常出力レベルと前記出力部
からの試験信号による前記火災感知器からの試験
出力レベルとのレベル差を演算する演算手段と、
該演算手段のデータが予め定めた所定範囲から外
れたことを判別したときに警報回路を作動する判
別回路とを備え、前記火災感知器に、前記受信機
からの試験信号を受けた際に、前記受信機に対し
試験出力を送出する手段を設け、アナログ機能を
有する火災感知器が正常に動作しているか否かを
簡単に試験判別できるようにしたものである。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本考案の試験装置を備えたアナログ火
災報知装置の一実施例を示した回路ブロツク図で
ある。

まず、受信機側の構成を説明すると、１は火災
判別および感知器試験をプログラム制御により実
行するマイクロコンピユータであり、マイクロコ
ンピユータ１にはＡ／Ｄ変換器２が接続され、
Ａ／Ｄ変換器２はアナログ火災感知器よりのアナ
ログ検出信号をデイジタル信号に変換してマイク
ロコンピユータ１に入力している。また、マイク
ロコンピユータ１に対しては発報感度設定器３お
よび試験感度設定器２４が接続され、マイクロコ
ンピユータ１における火災判別のための発報基準
値の設定演算に発報感度設定器３よりの設定値が
用いられ、また動作試験を行なつたときの試験判
別に試験感度設定器２４よりの設定値を用いるよ
うにしている。

更に、マイクロコンピユータ１にはインタフエ
ース４を介して火災表示、動作試験表示等を行な
うための表示部および操作回路部が接続される。

すなわち、表示部として火災表示灯５ａ〜５
ｎ、作動灯６ａ〜６ｎ、更にブザー７が設けら
れ、火災灯５ａ〜５ｎについては表示制御回路８
を介してインタフエース４に接続され、またブザ
ー７は再鳴動回路９を介してインタフエース４に
接続される。

再鳴動回路９にはインタフエース４の出力とリ
セツトスイツチ１０の出力がオアゲート１１を介
して接続され、リセツトスイツチ１０の操作で火
災時もしくは動作試験により感知器の異常を検出
したときのブザー７の鳴動を停止すると共に、火
災判別時にあつてはブザー７の鳴動を停止した後
に他の回線の発報を検出したときのマイクロコン
ピユータ１よりの出力でブザー７を再鳴動できる
ようにしている。

また、インタフエース４にはテストスイツチ１
２の出力がRS−FF１３を介して供給されてお
り、テストスイツチ１２の操作で火災感知器の動
作試験を行なうようにしている。

一方、アナログ火災感知器１５ａ〜１５ｎを接
続した回線Ｌ１〜Ln側には、電源スイツチ１６
に続いて電源回路１７が設けられ、試験回路１８
を介して各回線Ｌ１〜Ln毎に電流検出回路２０
ａ〜２０ｎが設けられ、電流検出回路２０ａ〜２
０ｎによりアナログ火災感知器１５ａ〜１５ｎの
アナログ検出信号に対応した線路電流を電圧に変
換してＡ／Ｄ変換器２に入力し、Ａ／Ｄ変換器２
でデイジタルデータに変換してマイクロコンピユ
ータ１にアナログ検出データを供給している。

ここで、試験回路１８はテストスイツチ１２の
操作でマイクロコンピユータ１に試験指令が与え
られたときにインタフエース４を介して与えられ
る回線選択信号に基づいて試験対象とする感知器
回線Ｌ１〜Lnのひとつに試験信号として電源回
路１７による定常監視状態での電源電圧とは異な
る試験電圧を送出する機能を有する。従つて、ア
ナログ火災感知器１５ａ〜１５ｎとしては試験回
路１８より送出された試験電圧を検出し、後の説
明で詳細に明らかにするように、試験動作を行な
つて試験動作により得られた発報電流を回線Ｌ１
〜Lnに流す試験動作機能を備えている。

尚、第１図の実施例はアナログ火災感知器１５
ａ〜１５ｎを回線Ｌ１〜Lnのそれぞれとコモン
線Lcとの間に接続した２線式の火災感知器を対
象とした試験装置を例にとるものであるが、他の
実施例として、例えば実公昭57−33508号に示さ
れる火災感知器に設けたFETのソースに試験電
圧をかけて動作試験を行なわせる電源兼用信号線
に加えて試験回線を付加した３線式のアナログ火
災感知器についてもそのまま適用することができ
る。

次に、第２図のフローチヤートを参照して第１
図のアナログ火災報知装置における動作試験を説
明する。

動作試験に際しては、受信機に設けたテストス
イツチ１２をオン操作すると、RS−FF１３がセ
ツトされ、インタフエース４を介してマイクロコ
ンピユータ１に動作試験が指令される。この試験
指令を受けたマイクロコンピユータ１は、第２図
のフローチヤートに示すように、まずブロツクａ
で試験対象とする回線番号ＮをＮ＝Ｎ＋１（但し、
Ｎは初期値として０）を求め、Ｎ＝１に対応した
第１回線Ｌ１をブロツクｂで試験対象とする回線
として選択する。続いてブロツクｃにおいて電流
検出回路２０ａで検出している非試験状態、すな
わち、定常状態での電流をＡ／Ｄ変換器２よりの
変換データからサンプリングし、例えば、この定
常電流のサンプリングはノイズ等による検出誤差
を防ぐために３パルスの平均値Ｓとして求められ
る。

次に、ブロツクｄにおいてマイクロコンピユー
タ１はインタフエース４を介してブロツクｂで選
択した回線Ｌ１に試験信号としての試験電圧を送
出するため、試験回路１８に制御指令を与え、回
線Ｌ１に試験電圧を送出する。この試験電圧の送
出により回線Ｌ１に接続したアナログ火災感知器
１５ａが試験動作状態となり、回線Ｌ１に試験動
作に対応した試験電流を流す。

従つて、ブロツクｅに示すように電流検出回路
２０ａで検出した試験電流をＡ／Ｄ変換器２でデ
イジタル変換してマイクロコンピユータ１でサン
プリングし、試験データＴを求める。このブロツ
クｅにおける試験データＴのサンプリングも、ブ
ロツクｃの定常電流Ｓの検出と同様に試験電流の
３パルス平均として検出することが望ましい。

次に、ブロツクｆにおいて、ブロツクｅで検出
した試験電流Ｔと、ブロツクｃで検出した定常電
流Ｓとの差（Ｔ−Ｓ）が試験感度設定器２４で設
定した試験感度に対応した所定の範囲ａに入つて
いるかどうかを判別し、アナログ火災感知器１５
ａが正常であれば、試験感度に対応した所定の範
囲ａに許容される値に相当する発報電流変化、す
なわち（Ｔ−Ｓ）が得られることから回線Ｌ１の
動作試験を終了して判別ブロツクｇに進み、選択
回線Ｎが回線数ｎに一致するかどうかを判別し、
このときＮ＝１であることから再びブロツクａに
戻り、Ｎ＝２となる第２回線の動作試験に移行す
る。

一方、判別ブロツクｆで試験電流Ｔと定常電流
Ｓとの差（Ｔ−Ｓ）が試験感度に対応した所定の
範囲ａから外れたときには、アナログ火災感知器
１５ａの動作に異常があるものと判別してブロツ
クｈに進み、マイクロコンピユータ１はインタフ
エースを介して表示制御回路８に制御信号を出力
し、アナログ火災感知器１５ａに対応して設けた
火災灯５ａの点滅駆動により感知器の異常を知ら
せると共に、再鳴動回路９によりブザー７を鳴動
して試験警報を行なう。

以下、同様に回線Ｌ２〜Lnの順に同様な感知
動作試験が繰り返され、回線番号Ｎ＝ｎとなる最
終回線の動作試験が済むと、第２図のフローチヤ
ートによる一連の動作試験を終了する。

一方、第１図のアナログ火災報知装置における
火災判別は、まず定常監視状態にあつては、一定
周期毎に各回線の線路電流を第２図のフローチヤ
ートのブロツクｃに示す３パルス平均として検出
し、この定常電流値Ｓに発報感度設定器３で設定
した発報感度に対応する所定値を加えた値を発報
基準値として作り出し、次のサンプリングでこの
発報基準値と線路電流を比較し、いずれかのサン
プリング周期で検出電流が発報基準値を上回つた
ときに火災と判別し、対応する回線の火災灯５ａ
〜５ｎを点灯すると共に、ブザー７を鳴動するよ
うになる。尚、火災判別のための発報基準値は、
検出電流のサンプリングを所定回数行なつたとき
に、そのときの検出電流に基づいて再度演算し直
すリフレツシユを行なうようにしている。また、
定常監視状態および動作試験のときには作動灯６
ａ〜６ｎが常時点灯しており、火災監視が正常に
行なわれていることを表示するようにしている。

更に、上記の実施例はテストスイツチ１２を操
作したときにすべての回線に接続したアナログ火
災感知器を自動的に動作試験する場合を例にとる
ものであつたが、キーボード等により回線番号を
指定してテストスイツチ１２を操作することによ
り特定の回線を指定して動作試験を行なうことも
できる。

尚、実施例においてはマイクロコンピユータに
て制御しているが、例えば、定常時のアナログ感
知器からの出力をコンデンサを使用した第１のホ
ールド回路にて構成し、試験時の出力をコンデン
サを使用した第２のホールド回路にて構成し、前
記第１及び第２のホールド回路のホールド出力を
差動増幅器に入力し、レベル差を取り出し、正常
かどうか判別するようなハード構成としても勿論
よい。

第３図は第１図の実施例に示したアナログ火災
感知器の具体的な回路構成を示したもので、この
アナログ火災感知器の特徴は、長期間の使用でイ
オン化式検煙部にホコリ等の汚れが付着して感知
器出力が変化した場合、この汚れに応じて試験出
力も可変させるようにしたものである。

まず構成を説明すると、受信機よりの一対の電
源兼用信号線が接続されるアナログ火災感知器１
５の端子ａ，ｂに続いてダイオードＤ１〜Ｄ４を
用いたダイオードブリツジが設けられ、このダイ
オードブリツジは端子ａ，ｂに対し受信機よりの
電源兼用信号線を無極性接続できるようにしてい
る。このダイオードブリツジに続いて、コンデン
サＣ１および定電圧回路３２が設けられ、アナロ
グ火災感知器２の各回路部に一定の電源電圧、例
えば13ボルトを供給している。

３５はイオン化式検煙部であり、イオン化式検
煙部３５は外部電極３６、中間電極３７および放
射線源３９を備えた内部電極３８で構成され、外
部電極３６と中間電極３７との間に外部よりの煙
が流入する外部チヤンバーを形成し、また中間電
極３７と内部電極３８との間に外部よりの煙の流
入がない内部チヤンバーを形成している。

このイオン化式検煙部３５の中間電極３７は、
電界効果トランジスタ（以下FETという）４０
のゲートＧに接続され、このFET４０としては
第４図に示すVg−Id特性をもつた絶縁ゲート形
FET、すなわちMOS−FETが使用される。FET
４０のソースＳは増幅器３３に入力接続され、更
に増幅器３３の出力はトランジスタ３４のベース
に接続され、トランジスタ３４によりダイオード
Ｄ５および抵抗Ｒ５を介して受信機よりの電源兼
用信号線間にイオン化式検煙部３５の検出出力に
応じた検出電流をアナログ火災検出信号として流
すようにしている。

次にアナログ火災感知器２の動作試験を行なう
回路として試験装置より送出された試験電圧を検
出するため、ツエナダイオードZDが設けられ、
試験装置よりの試験電圧が例えば30ボルトであつ
たとすると、ツエナダイオードZDのツエナ電圧
は27ボルトに定められている。このツエナダイオ
ードZDのカソード側は抵抗Ｒ６を介してトラン
ジスタ４４のベースに接続され、試験電圧による
ツエナダイオードZDの導通で抵抗Ｒ４およびコ
ンデンサＣ２でなるベースバイアス回路を備えた
トランジスタ４４を導通するようにしている。ト
ランジスタ４４のコレクタは抵抗Ｒ３，Ｒ２およ
びFET４２を介して定電圧回路３２に接続され、
抵抗Ｒ２とＲ３の接続点よりイオン化式検煙部３
５に電源電圧を供給している。

ここで、FET４２としては第５図に示すVgs−
Id特性をもつた接合型FETが使用され、FET４
０のソースＳをFET４２のゲートＧに帰還接続
し、更にFET４０のソース負荷となる抵抗Ｒ１
をFET４０と４２の各ソースＳ間に接続してお
り、FET４０と４２によりイオン化式検煙部３
５に付着したホコリ等の汚れに対する補償回路を
形成している。

次に第３図のアナログ火災感知器１５における
汚れの付着に対する試験出力の補償機能を説明す
る。

まず、イオン化式検煙部３５のチヤンバインピ
ーダンスZchに対しFET４２のソースドレイン間
インピーダンスZfと抵抗Ｒ２の値は Zch≫Zf Zch≫R2 となる関係に定められており、従つて試験動作を
行なわない定常監視状態にあつてはイオン化式検
煙部３５に定電圧回路３２で定まる電源電圧Ｅが
そのまま供給された状態にある。

ここで、イオン化式検煙部３５における電極間
電圧、すなわちチヤンバー電圧に対するイオン電
流の関係は第６図のグラフに示す関係にあり、ま
た外部チヤンバー電圧Ｖ１と内部チヤンバー電圧
Ｖ２に対するイオン電流の特性は第７図の実線で
示す関係にあり、内部チヤンバーのイオン電流特
性と外部チヤンバーのイオン電流特性の交点とな
るＡ点を動作点とするイオン電流が流れている。
従つて、火災による煙が外部チヤンバー室に流入
した場合には、内部チヤンバー室のイオン電流は
変化せず、外部チヤンバー室のイオン電流が煙の
流入により減少して破線で示す特性となり、動作
点はＡ点からＢ点に移行し外部チヤンバー電圧Ｖ
１が上昇すると共に内部チヤンバー電圧Ｖ２が相
対的に減少し、煙の流入によりΔVとなるチヤン
バー電圧、すなわち中間電極３７の電圧変化を生
ずる。

この中間電極３７における煙の流入による電圧
変化ΔVは第３図のFET４０におけるソースゲー
ト間電圧Vgsを増加させ、第４図の特性グラフか
ら明らかなように、Vgsの増加でFET４０のドレ
イン電流Id１が増加し、煙の流入に応じたアナロ
グ検出出力を生ずるようになる。

この定常状態と煙流入時におけるイオン化式検
煙部３５における外部チヤンバー電圧Ｖ１と内部
チヤンバー電圧Ｖ２の相対関係は第８図Ａ，Ｂに
示される。

次に受信機側に接続した試験装置より試験電圧
を受けた時は、ツエナダイオードZDが導通する
ことでトランジスタ４４がオンし、イオン化式検
煙部３５と並列に抵抗Ｒ３を接続することによ
り、抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ２とFET４２の合成イ
ンピーダンスで定まる分圧電圧がチヤンバー電圧
として供給され、イオン化式検煙部３５のチヤン
バー電圧が下げられる。すなわち、トランジスタ
４４のオンにより V1＋V2＝Ｅ×R3／（Zf＋R2＋R3） …(1) となるチヤンバー電圧が加えられることとなり、
FET４２と抵抗Ｒ２の電圧降下ΔEだけ低いチヤ
ンバー電圧に変化する。

この試験時におけるチヤンバー電圧は第８図Ｃ
に示され、第７図に示した外部チヤンバー電圧と
内部チヤンバー電圧の特性から内部チヤンバー電
圧Ｖ２に対し外部チヤンバー電圧Ｖ１の比率が大
きくなり、動作点B′に応じた中間電極３７の電
極電圧をFET４０のゲートＧに入力するように
なり、その結果FET４０のソース・ゲート間の
電圧Vgsを増加させることで受信機側に接続した
試験装置における異常判別の上限と下限の間とな
る一定感度の試験出力を生ずるようにしている。

次に、イオン化式検煙部３５にホコリ等の汚れ
が付着した場合の補償動作を説明する。

長期間使用後の試験時においてイオン化式検煙
部３５に汚れが付着していた場合、すなわち外部
よりの煙の流入を受ける外部チヤンバーにホコリ
等の汚れが付着していた場合には、付着物の微粒
子に放射線源３９から出るアルフア線によりイオ
ン化された空気分子が付着し、その結果、イオン
電流が減少するようになる。このイオン電流の減
少に対し煙流入時と同様にFET４０のソースゲ
ート間電圧Vgsが上昇し、第４図の特性グラフか
ら明らかなように、FET４０のドレイン電流Id
１が増加する。このFET４０のドレイン電流Id
１は抵抗Ｒ１を通じて流れることから、抵抗Ｒ１
の電圧降下が増え、その結果、FET４２のゲー
トソース間電圧Vgsが上昇する。このFET４２の
ゲートソース間電圧Vgsの増加に対しFET４２
は、第５図に示す特性をもつことから、ゲートソ
ース間電圧Vgsの増加に対し、そのドレイン電流
Id２が増加し、その結果、第９図のグラフに示す
ようにFET４２のドレイン電流Id２の減少に対
しFET４２のソースドレイン間のインピーダン
スZfが減少する。

このように、イオン化式検煙部３５に対する汚
れの付着によりFET４２のインピーダンスZfが
減少した状態でアナログ火災感知器１５の動作試
験を行なつたとすると、試験電圧によるトランジ
スタ４４のオンによる外部チヤンバー電圧が汚れ
の付着がない時より増加し、汚れの付着により定
常状態での感知器出力が増加している分だけ試験
時の検出出力も増え、感知器に汚れの付着があつ
ても常に一定感度となる試験出力を得ることがで
きる。

尚、上記の実施例は２線式のアナログ火災感知
器の動作試験を例にとるものであつたが、受信機
より電源線と信号線を個別に引き出した３線式の
アナログ火災感知器についても同様に適用するこ
とができる。

以上、説明してきたように本考案によれば、受
信機より引き出された信号線に火災による物理的
現象の変化をアナログ的に検出する火災感知器を
接続し、この火災感知器よりのアナログ火災検出
信号を受信機で判別して火災を警報する火災報知
設備を対象として、受信機に、火災感知器に対し
試験信号を出力する出力部と、該出力部から試験
信号を出力する際に前記火災感知器の定常出力レ
ベルを記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶さ
れた定常出力レベルと前記出力部からの試験信号
による前記火災感知器からの試験出力レベルとの
レベル差を演算する演算手段と、該演算手段のデ
ータが予め定めた所定範囲から外れたことを判別
したときに警報回路を作動する判別回路とを備
え、前記火災感知器に、前記受信機からの試験信
号を受けた際に、前記受信機に対し試験出力を送
出する手段を設けたことで、遠隔的にアナログ火
災感知器の動作試験を行なつて感知器の動作状態
を知ることができ、火災感知器の信頼性が向上で
きる。更に、アナログ機能を有する火災感知器の
定常時の出力レベルと、試験時の出力レベルとの
差を取つて判断していることから、汚れ等のノイ
ズの影響を受けず、正確な試験が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の試験装置を含んだアナログ火
災報知設備の一例を示したブロツク図、第２図は
第１図の実施例による本考案の試験動作を示した
フローチヤート、第３図は本考案の試験装置によ
り動作試験が行なわれるイオン化式煙感知器の具
体例を示した回路図、第４，５図は第３図の感知
回路で用いるFET４０，４２の各Vgs−Id特性を
示したグラフ図、第６図は第４図の感知器におけ
るチヤンバー電圧とイオン電流の関係を示したグ
ラフ図、第７図は第４図の感知器におけるイオン
電流を外部チヤンバー電圧および内部チヤンバー
電圧の各々について示したグラフ図、第８図は第
４図の感知器における定常時、火災検出時および
試験時のチヤンバー電圧の相互関係を示した説明
図、第９図は第４図の感知器回路におけるFET
４２のドレイン電流に対するインピーダンス変化
を示したグラフ図である。 １：マイクロコンピユータ、２：Ａ／Ｄ変換
器、３：発報感度設定器、４：電源回路、５ａ〜
５ｎ：火災灯、６ａ〜６ｎ：作動灯、７：ブザ
ー、８：表示制御回路、９：再鳴動回路、１０：
リセツトスイツチ、１１：オアゲート、１２：テ
ストスイツチ、１３：RS−FF、１５ａ〜１５
ｎ：アナログ火災感知器、１６：電源スイツチ、
１７：電源回路、１８：試験回路、２０ａ〜２０
ｎ：電流検出回路、２４：試験感度設定器、３
２：定電圧回路、３３：増幅器、３４，４４：ト
ランジスタ、３５：イオン化式検煙部、３６：外
部電極、３７：中間電極、３８：内部電極、３
９：放射線源、４０，４２：FET。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 受信機より引き出された信号線に火災による物
   理的現象の変化をアナログ的に検出する火災感知
   器を接続し、該火災感知よりのアナログ火災検出
   信号を受信機で判別して火災を警報する火災報知
   設備において、 前記受信機に、前記火災感知器に対し試験信号
   を出力する出力部と、該出力部から試験信号を出
   力する際に前記火災感知器の定常出力レベルを記
   憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された定常
   出力レベルと前記出力部からの試験信号による前
   記火災感知器からの試験出力レベルとのレベル差
   を演算する演算手段と、該演算手段のデータが予
   め定めた所定範囲から外れたことを判別したとき
   に警報回路を作動する判別回路とを備え、 前記火災感知器に、前記受信機からの試験信号
   を受けた際に前記受信機に対し試験出力を送出す
   る手段を設けたことを特徴とする火災報知設備。