(57)【要約】【課題】火災判定回路をより簡単に構成して、低コストな火災受信機を提供する。【解決手段】感知器回線ｌ１に接続された分圧回路１３と、分圧回路１３の出力をアナログデジタル変換するＡ／Ｄ変換器１４と、このＡ／Ｄ変換器１４を内蔵し、Ａ／Ｄ変換器１４の出力に応じて、感知器２の発報と、回線ｌ１の断線とを判定する集積回路素子１５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感知器を接続した感知器回線に給電し、該回線の電圧レベルに基づいて発報を検出する火災受信機において、
感知器回線に接続された分圧回路と、
前記分圧回路の出力をアナログデジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、
このＡ／Ｄ変換器を内蔵し、該変換器の出力に応じて、感知器の発報と回線の断線とを判定する集積回路素子とを備えた火災受信機。
【請求項２】
請求項１に記載の火災受信機において、
外部機器と通信する通信手段を更に備え、該通信手段を通じて、感知器の発報と回線の断線とを判定するための制御プログラムを更新することを特徴とする火災受信機。
【請求項３】
請求項１または２に記載の火災受信機において、
前記集積回路素子は、前記Ａ／Ｄ変換器の出力に応じて、発信機の発報を更に判定することを特徴とする火災受信機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の火災受信機において、
前記分圧回路は、感知器回線毎に設けられており、
前記集積回路素子は、前記Ａ／Ｄ変換器の出力に応じて、回線毎に、感知器の発報と回線の断線とを判定することを特徴とする火災受信機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の火災受信機において、
前記集積回路素子は、ワンチップの半導体集積回路によって構成されていることを特徴とする火災受信機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の火災受信機と、複数の感知器とを備えた防災システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感知器や発信機を接続した感知器回線に給電して、火災の発報を検出する火災受信機の改良、およびその火災受信機を用いたシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような火災受信機は、Ｐ型受信機あるいはＲ型受信機に大別される。特に後者のものは、例えば次の特許文献に記載があるように、ホトカプラやコンパレータ等からなる火災判定回路によって、感知器回線の電流あるいは電圧レベルを閾値と比較し、その比較結果を信号処理手段、すなわち集積回路素子（ＣＰＵ）に入力する構成になっている。
【０００３】
図６はそのような火災判別回路の基本構成を示している。
【０００４】
この火災受信機１００の火災判定回路は、共通端子Ｃ、感知器回線端子Ｌ１、発信機回線端子Ａを備え、感知器回線ｌ１に直流電源を供給する電源装置１０１と、ホトカプラ１０２、１０３、コンパレータ１０４、抵抗器１０５、１０６等によって構成されている。火災判定回路の出力は集積回路素子１０７に入力されている。回線ｌ１と共通線ｃとの間には、複数の感知器２と、発信機３と、終端器４とが接続されている。発信機３は発信回線ａにも接続されている。
【０００５】
ホトカプラ１０２は抵抗器１０５に生じる電圧Ｖ３に基づいて作動し、ホトカプラ１０３は抵抗器１０６に生じる電圧Ｖ４に基づいて作動する。より具体的には、通常時はホトカプラ１０２、１０３のいずれもがオフ、感知器２または発信機３の発報時はホトカプラ１０２がオン、ホトカプラ１０３がオフ、断線故障時はホトカプラ１０２がオフ、ホトカプラ１０３がオンになる。抵抗器１０５、１０６等の抵抗値は、ホトカプラ１０２、１０３がそのように動作するように選択されている。集積回路素子１０７は、ホトカプラ１０２、１０３のオン、オフに対応して生成されるハイまたはローレベルの信号（デジタル）を受けて、発報あるいは断線故障を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平9-180071号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記のような火災受信機では、ホトカプラやコンパレータ等、多数の電子部品を用いて火災判定回路を構成しているので、それらを実装するのに大型の基板が必要であり、コスト高になるという問題があった。そこで本発明は、火災判定回路をより簡単に構成して、低コストな火災受信機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、感知器を接続した感知器回線に給電し、該回線の電圧レベルに基づいて発報を検出する火災受信機において、感知器回線に接続された分圧回路と、前記分圧回路の出力をアナログデジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器を内蔵し、該変換器の出力に応じて、感知器の発報と回線の断線とを判定する集積回路素子とを備える。
【０００９】
前記火災受信機は、外部機器と通信する通信手段を更に備え、該通信手段を通じて、感知器の発報と回線の断線とを判定するための制御プログラムを更新してもよい。
【００１０】
前記集積回路素子は、前記Ａ／Ｄ変換器の出力に応じて、発信機の発報を更に判定してもよい。
【００１１】
前記分圧回路は、感知器回線毎に設けられ、前記集積回路素子は、前記Ａ／Ｄ変換器の出力に応じて、回線毎に、感知器の発報と回線の断線とを判定してもよい。
【００１２】
前記集積回路素子は、ワンチップの半導体集積回路によって構成されていてもよい。
【００１３】
本発明による防災システムは、前記火災受信機と複数の感知器とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による火災受信機は、感知器回線に接続された分圧回路の出力、つまりアナログ信号を、Ａ／Ｄ変換器を内蔵した集積回路素子にそのまま入力する簡単な構成なので、電子部品を実装する基板を小型化でき、コストが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による火災受信機の要部構成を示す回路図である。
【図２】本発明による火災受信機を用いた防災システムの概要図である。
【図３】分圧回路の出力とＡ／Ｄ変換器の変換出力との関係を示す図である。
【図４】（ａ）は感知器の構成を示す概念図、（ｂ）は発信機の構成を示す概念図である。
【図５】本発明による火災受信機の変形例の要部構成を示す回路図である。
【図６】従来の火災受信機の要部構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１、図２に本発明の実施形態を示す。ここに図１は火災受信機の要部構成（火災判定回路）を示す回路図であり、図２は防災システムの概要図である。
【００１７】
図１に示すように、火災受信機１は、共通端子Ｃ、感知器回線端子Ｌ１、発信機回線端子Ａと、電源装置１０と、電流制限用の抵抗器１１と、保護用のダイオード１２と、分圧回路１３と、Ａ／Ｄ変換器１４と、Ａ／Ｄ変換器１４を内蔵した集積回路素子１５を備える。なお図１は感知器回線端子数を１系統のみ示して簡略化しているが、この端子数は２系統以上であっても構わない（図５参照）。
【００１８】
電源装置１０は、例えば２４Ｖの直流電源を供給する定電圧電源である。  
【００１９】
分圧回路１３は、直列接続された抵抗器１３ａ、１３ｂで構成され、それらの接続点から導出された出力信号が、抵抗器２０を介して、集積回路素子１５のアナログ入力端子ＡＮに入力される。
【００２０】
集積回路素子１５は、半導体集積回路、例えばＣＭＯＳプロセス等で製造された多機能ワンチップマイコンで構成される。通常、多機能ワンチップマイコンには、ＣＰＵに加えてＡ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器、タイマー、Ｉ／Ｏポート、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の周辺機器が集積され、小型パッケージに封止されている。ここでいうＡ／Ｄ変換器１４はそれらの周辺機器の一つである。
【００２１】
またそのようなワンチップマイコンは、２．５〜５Ｖ程度の直流電源で動作する仕様が一般的であることから、集積回路素子１５は、電源装置１０とは別系統の電源１６に接続されている。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換器１４は、基準電圧端子Ｖｒｅｆに入力された基準電圧をフルスケールとして、アナログ入力端子ＡＮに入力された電圧を例えば８ビットの分解能でデジタル値に変換する。
【００２３】
基準電圧端子Ｖｒｅｆに入力する基準電圧は、シャントレギュレータ１７と、抵抗器１８とによって生成している。シャントレギュレータ１７はアノードＡ、カソードＣ、リファレンスＲの３端子を有する集積回路素子である。これは、リファレンスＲに印加される電圧に基づいてアノードＡとカソードＣとの間に一定の電圧を発生させるものであるが、ここでは高精度なツェナーダイオードとして用いている。容量１９は安定化のために設けている。
【００２４】
よりローコストな構成では、シャントレギュレータ１７やツェナーダイオードを用いずに、電源１６をそのまま基準電圧端子Ｖｒｅｆに接続してもよい。
【００２５】
共通端子Ｃ、分圧回路１３、集積回路素子１５、シャントレギュレータ１７、容量１９はいずれも接地されている。感知器回線端子Ｌ１は、ダイオード１２のカソードに接続されている。
【００２６】
感知器回線ｌ１と共通線ｃとの間には、煙感知器２Ａ、発信機３、終端器４が接続されている。発信機３は発信機回線ａにも接続されている。
【００２７】
なお図中、発信機回線端子Ａに関する回路部分は省略されているが、実際には、感知器回線端子ｌ１と同様に、電流制限用の抵抗器、保護用のダイオード、分圧回路が対応して設けられ（いずれも図示なし）、その分圧回路の出力が集積回路素子１５に入力される。
【００２８】
このように火災受信機１の火災判定回路は、分圧回路１３の出力、つまりアナログ信号を、Ａ／Ｄ変換器１４を内蔵した集積回路素子１５にそのまま入力させる簡単な構成としている。つまり従来のようにホトカプラやコンパレータ等の電子部品は必要としないので、基板を小型化でき、コストが抑えられる。
【００２９】
また火災受信機１は図２に示すような箱型の筐体２１を有し、その前面に操作パネル２２が設けられている。
【００３０】
操作パネル２２は、代表灯、地区表示灯等からなる表示部２３と、警報停止ボタン、地区音響停止ボタン、復旧ボタン等からなる操作部２４と、主警報を鳴動させるスピーカ用の通音孔２５と、通常時には操作されない操作ボタン等を隠すための小扉２６が設けられている。
【００３１】
火災受信機１から導出される回線類の例として、共通線ｃ、感知器回線ｌ１〜ｌｎ、発信機回線ａ、ベル回線ｂｌ+、ベル共通線ｂｃを示しているが、それ以外に移報線、通話回線等もある（図示なし）。
【００３２】
感知器２は、共通線ｃ、感知器回線ｌ１〜ｌｎによって渡り配線され、その個数は特に制限されない。具体例としてここでは、感知器回線ｌ１には煙感知器２Ａ、熱感知器２Ｂ、発信機３および終端器４が接続され、感知器回線ｌ２には分離型煙感知器２Ｃ、終端器４が接続され、感知器回線ｌｎには炎感知器２Ｄ、終端器４が接続されている。なお発信機３は感知器回線ｌ１〜ｌｎのそれぞれに設けてもよい。その場合、全ての発信機３が発信機回線ａに接続される。
【００３３】
一方ベル回線ｂｌ+、ベル共通線ｂｃには地区音響装置が接続され、その個数は特に制限されない。ここでは具体例として、ベル回線ｂ１＋にベル装置５が接続されている。
【００３４】
次いで火災受信機１の構成上の特徴および基本動作を説明する。
【００３５】
集積回路素子１５が上記のような多機能ワンチップマイコンであれば、そのアナログ入力端子ＡＮは一般に高い入力インピーダンスを有する。そのため抵抗器１３ａ、１３ｂには高い抵抗値を有するものが選択できる。そうすれば分圧回路１３を通じる電流は微弱になるので、無駄な消費電力を抑えることができ、かつ抵抗器１１に生じる電圧Ｖ１に対してもほとんど影響を与えない。
【００３６】
抵抗器１３ａ、１３ｂの抵抗値の比率は、共通端子Ｃと感知器回線端子ｌ１とが解放されたときの分圧回路１３の出力、すなわち電圧Ｖ２が、集積回路素子１５の基準電圧端子Ｖｒｅｆに入力される基準電圧を超えず、望ましくは基準電圧よりも僅かに低くなるように選択する。そうすれば、Ａ／Ｄ変換器１４によって電圧Ｖ２をデジタル値に変換するときに、ダイナミックレンジが広くなり、かつクリッピング等も生じない。
【００３７】
図３に、そのような電圧Ｖ１と、電圧Ｖ２と、Ａ／Ｄ変換器１４が変換出力するデジタル値との関係を示す。
【００３８】
感知器回線ｌ１〜ｌｎ等を流れる電流は、発信機３の発報時に最も多く、それから感知器２の発報時、通常時、回線ｌ１〜ｌｎの断線故障時の順序で少なくなる。なぜならば、感知器回線ｌ１〜ｌｎと共通線ｃとが、発信機３の発報時には発信機３と終端器４とによって導通され、感知器２の発報時には感知器２と終端器４とによって導通され、通常時には終端器４のみによって導通される。しかし断線時には、感知器回線ｌ１〜ｌｎと共通線ｃとが導通されないからである。ここに発信時の内部抵抗の値は、発信機３の方が感知器２よりも低く設定されている。
【００３９】
また感知器回線ｌ１〜ｌｎを流れる電流は、抵抗器１１を通じるので、その電流が大きいほど抵抗器１１での電圧降下が著しくなる。したがって電圧Ｖ１は、発信機３の発報時が最も低く、それから感知器２の発報、通常状態、回線ｌ１〜ｌｎの断線故障の順序で高くなる。そしてＡ／Ｄ変換器１４が変換出力するデジタル値は、そのときどきの電圧Ｖ１を分圧した電圧Ｖ２に対応しているので、集積回路素子１５は、そのデジタル値に基づいて、回線ｌ１〜ｌｎの断線故障と、通常状態と、感知器２の発報と、発信機３の発報とを判別できる。
【００４０】
具体的には、回線ｌ１〜ｌｎの断線故障と通常状態との間の閾値Ｘ、通常状態と感知器２の発報との間の閾値Ｙ、感知器２の発報と発信機３の発報との間の閾値Ｚを予め設定しておく。そうすれば、集積回路素子１５は、Ａ／Ｄ変換器１４が変換出力したデジタル値を、それらの閾値Ｘ〜Ｚと逐次比較演算して、断線故障レベル、通常レベル、感知器発報レベル、発信機発報レベルのいずれかを特定できる。
【００４１】
火災受信機１は非火災報を防止するため、感知器２の発報を判定すると、蓄積動作を開始する。蓄積動作は、例えば感知器２の発報を最初に判断してから１０秒後に感知器２を復旧させ、その後４０秒経過するまでに感知器２の発報を再び判定したときに、感知器２の発報を確定するような動作である。火災受信機１は、感知器２の発報を確定すると、代表灯や対応した地区表示灯を点灯させ、主警報を鳴動させ、更に、ベル回線ｂｌ+に給電してベル装置５を鳴動させる。なお代表灯は、感知器２、発信機３の少なくとも１つが発報したときに点灯する。また地区表示灯は、感知器回線ｌ１〜ｌｎのそれぞれに対応して設けられており、その感知器回線ｌ１〜ｌｎに接続されている感知器２または発信機３が発報したときに点灯する。
【００４２】
これに対して、火災受信機１は、上記と同様の動作によって発信機３の発報を判定した場合は、蓄積動作をせずに直ちに発信機３の発報を確定する。そして火災受信機１は、代表灯、発信機灯を点灯させ、主警報を鳴動させ、更に、ベル回線ｂｌ+に給電を介して、ベル装置５を鳴動させる。なお、発信機灯は、発信機回線ａに対応して設けられており、発信機３の少なくとも１つが発報すると点灯する。
【００４３】
主警報、ベル装置５の鳴動は、警報停止ボタンあるいは地区音響停止ボタンの操作によって所定時間停止できる。管理者はその停止期間中に現場で火災を確認してから、それらの停止を解除し、あるいは火災要因を排除して復旧操作をすればよい。
【００４４】
図４（ａ）、図４（ｂ）に感知器２および発信機３の基本構成を示す。
【００４５】
感知器２は、図４（ａ）に示すように、煙、熱、炎等の特定火災要因（煙粒子、温度、赤外線等の物理量）を監視する感知部２ａと、感知部２ａによって制御されるスイッチ２ｂと、抵抗器２ｃとを備える。感知部２ａは、感知器回線ｌ１〜ｌｎから給電されて作動し、特定火災要因の計測値が閾値未満である間はスイッチ２ｂを開いた状態に保ち、計測値が閾値を超えるとスイッチ２ｂを閉じる。これによって感知器回線ｌ１〜ｌｎと共通線ｃとが抵抗器２ｃを通じて導通される。また感知部２ａは給電が中断されると復旧（リセット）されるようになっている。
【００４６】
一方発信機３は、図４（ｂ）に示すように、押ボタン等からなる操作部３ａと、操作部３ａによって開閉されるスイッチ３ｂ、３ｃと、抵抗器３ｄ、３ｅとを備える。操作部３ａは操作されるとスイッチ３ｂ、３ｃを閉じる。これによって感知器回線ｌ１〜ｌｎと共通線ｃとが抵抗器３ｄを通じて導通され、かつ発信機回線ａと共通線ｃとが抵抗器３ｅを通じて導通される。なお操作部３ａは操作された状態を機械的に保持する仕組みなので、復旧するには現場での操作が必要である。また発信機３に設けられた抵抗器３ｄ、３ｅは、感知器２に設けられた抵抗器２ｃよりも低い抵抗値が設定されている。
【００４７】
図５に、上記実施形態の変形例を示す。図５は図１に対応した回路図である。図１の回路図の構成要素に対応するものには共通した参照符号を付けて説明を省略する。
【００４８】
この火災受信機１は、例えばノートパソコン等の外部機器と通信するための通信手段２７を備える点に特徴がある。通信手段２７の種別、構成は特に限定されない。つまり通信手段２７は、シリアル通信、パラレル通信、ネットワーク通信、ＵＳＢ通信等、任意のメディアを介して外部機器（図示なし）と通信できれば、どのような構成であってもよい。
【００４９】
このような通信手段２７を備えた構成では、感知器２の発報と回線ｌ１〜ｌｎの断線とを判定するための制御プログラム、パラメータ（閾値）等を通信によって書き換えることが可能になる。その制御プログラムやパラメータ等は例えばＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ（図示なし）に格納すればよい。そうすれば、上記抵抗器１１、１３ａ、１３ｂの抵抗値等にバラつきがあって、製品間で発報や断線故障と判定する電圧レベルが不揃いになっても、部品交換等せずに修正することができる。すなわち、外部機器から制御プログラムやパラメータ等を調節、更新するだけで、それらの電圧レベルを均等化でき、製品の品質、歩留り等が向上する。
【００５０】
またこの火災受信機１では、複数系統の感知器回線端子Ｌ１〜Ｌｎを備え、それらの端子毎に、抵抗器１１、ダイオード１２、分圧回路１３が設けられている。集積回路素子１５は、複数のアナログ入力端子ＡＮ１〜ＡＮｎを備えており、Ａ／Ｄ変換器１４の出力に応じて、回線毎に、感知器２の発報と、回線ｌ１〜ｌｎの断線とを判定する。
【符号の説明】
【００５１】
１            火災受信機
１３          分圧回路
１４          Ａ／Ｄ変換器
１５          集積回路素子
２７          通信手段
２            感知器
ｌ１〜ｌｎ    感知器回線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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