CN103797349A - 用于监视异常的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种监视装置，对具有多个部件或者产品的系统的异常进行监视。多个部件或者产品分别包含由于特定的原因而分别放出多个标记用化学物质的多种微胶囊，所述多个标记用化学物质的离子迁移率不同。监视装置具有离子迁移率传感器，该离子迁移率传感器检测多个标记用化学物质。监视装置检测标记用化学物质，由此能够识别异常事态的发生、异常事态的种类、发生位置、异常事态的程度等。

Description

用于监视异常的装置
技术领域
本发明涉及一种监视装置，该监视装置利用了能够使用离子迁移率传感器进行检测的标记物质。
背景技术
在日本特开2009-187227号公报中记载了提供一种唤起注意的作用强且安全性高的产臭味警报装置和异常事态通知方法。该文献的产臭味警报装置构成为包含臭味物容器、驱动部、检测器以及作为控制部的电路部。臭味物容器收容臭味物质。空气中的臭味物质的人无法忍受气味强度的浓度低于臭味物质的最大无作用浓度。驱动部从臭味物容器放出臭味物质。检测器检测异常事态的发生，输出检测信号。控制部被输入来自检测器的检测信号，根据检测信号使驱动部放出臭味物质。
在日本特表2008-508693号公报(国际公开WO2006/013396)中公开了一种装置，对由每个物质的离子迁移率的差引起的物理现象进行测定。在该文献中特别是记载了一种离子迁移率光谱仪，该离子迁移率光谱仪具有包含多个电极的至少一个离子频道的形状的离子滤波器。该离子迁移率光谱仪根据施加到导电层的随时间变化的电位，填充剂能够选择性地放入离子物种。电位具有驱动电场成分和横电场成分，在优选实施方式中，电极分别参与驱动电场和横电场两者的成分的生成。即使没有漂移气流也能够使用该装置。
发明内容
日本特开2009-187227号公报所记载的产臭味警报装置在发生异常事态时以人无法忍受气味强度的浓度来放出臭味物质由此对人通知异常事态的发生。在即使增加臭味的种类人也能够感知的程度中，难以通知哪里发生了哪种异常。另外，即使放出了多个臭味，在同时发生多个异常时，也难以判断发生了什么样的异常。
本发明的一个方式是一种装置，对具有多个部件或者产品的系统的异常进行监视。多个部件或者产品包含由于特定的原因而分别放出多个标记用化学物质的多种胶囊(微胶囊)，所述多个标记用化学物质的离子迁移率不同。另外，用于监视的装置具有离子迁移率传感器，该离子迁移率传感器检测多个标记用化学物质。胶囊(微胶囊)例如具备规定的耐压性，当施加规定的压力以上的压力时被破坏。胶囊还可以具备规定的耐热性、耐光性、耐候性或者耐化学药品性。
在该系统中，通过选定胶囊的材质、强度等来能够自由地设定监视原因。另外，所放出的标记用化学物质能够由于监视原因而改变或由于监视对象的部件或者产品而改变。因而，使用离子迁移率传感器来检测标记用化学物质，由此能够实现监视原因的识别、监视对象的部件或者产品的识别(包含具体的个体的识别、所设置的位置的识别等)。
本发明的另一方式之一是一种微颗粒，产生离子迁移率传感器用的信号，该微颗粒具有：离子迁移率不同的多个标记用化学物质；以及多种胶囊(微胶囊)，其分别内包多个标记用化学物质，且由于特定的原因而分别放出多个标记用化学物质。这些微颗粒可以含在产品中而提供，也可以含在半成品如涂料、树脂或者构件中提供。
本发明的其它不同的方式之一是一种监视系统，具有：包含上述所记载的微颗粒的监视对象的部件或者产品；以及离子迁移率传感器，其检测多个标记用化学物质。
本发明的进一步不同的其它方式之一是一种控制方法，为对具有多个部件或者产品的系统的异常(故障)进行监视的装置的控制方法。多个部件或者产品分别包含由于特定的原因而分别放出多个标记用化学物质的多种胶囊，所述多个标记用化学物质的离子迁移率不同，并且，进行监视的装置具有对多个标记用化学物质进行检测的离子迁移率传感器。而且，控制方法具有：当离子迁移率传感器检测出多个标记用化学物质中的任意个标记用化学物质时，对多个部件、或者产品中的与检测出的标记用化学物质相关联的部件或者产品进行判断。
附图说明
图1是表示监视系统的概要的图。
图2是监视对象的配管的截面图。
图3是放大示出用于检测压力的包含微颗粒的层的图。
图4是表示使用监视系统来监视异常的工艺的流程图。
图5是监视系统的不同例。
图6是放大示出用于检测温度的包含微颗粒的涂料的图。
具体实施方式
图1示出使用了产生离子迁移率传感器用信号的微颗粒的监视系统的概要。该监视系统10对在封闭或者半封闭的空间1内配置、设置或者安装的监视对象物11是否有损伤进行监视。在本例中，监视对象物11为配管，在配管的壁12上形成有包含微颗粒的监视层13。另外，监视系统10具有监视单元50，该监视单元50对在发生异常时从监视对象的配管11放出的化学物质(包含分子、化合物、组合物等)进行检测。
监视单元(监视装置、监视器)50包括：采样泵51，其对空间1内部的空气进行采样；离子迁移率传感器55，其对采样得到的气体内包含的化学物质进行测定或者检测；以及通信单元57，其通过无线LAN等单元来输出检测结果。监视单元50例如经由基站61将异常事态的信息80发送到与因特网62相连接的主机、例如个人计算机63。
监视单元50也可以包括数据库58和控制单元(处理器)59，该控制单元(处理器)59根据在数据库58内存储的信息来判断异常事态。数据库58包括对用于监视的化学物质进行确定的信息以及表示所监视的部件、产品或者原因与化学物质的关联的信息。数据库58和具有用于判断异常事态的功能的控制单元59也可以包含在主机63。
图2示出监视对象的配管11的截面。图3放大示出包含微颗粒30的监视层13。信号发生用的微颗粒30包含大小为0.1μm～5mm左右的微胶囊35以及密封在微胶囊35中的标记物质(化学物质)31。微胶囊35所内包的标记物质31是离子迁移率传感器55所检测的多个化学物质中的任意个，由离子迁移率传感器55检测出标记物质31时的光谱被登记在数据库58等。
离子迁移率传感器55例如能够采用FAIMS(FAIMS、Field Asymmetricwaveform Ion Mobility Spectrometry：场非对称质量分析仪或者DIMS、Differential Ion Mobility Spectrometry)。也可以是其它类型的离子迁移率传感器。作为FAIMS的测定对象(检测对象)的化学物质是能够离子化的化合物、组合物、分子，利用离子迁移率是每个化学物质所特有的性质，一边使其在缓冲气体中移动，一边施加差动型电压(DV、Dispersion Voltage、Vd电压、电场电压、交流电压、以后称为Vf)和补偿电压(CV、Compensation Voltage、补偿电压、直流电压、以后称为Vc)。关于检测目标的离子化的化学物质，如果适当地控制Vf和Vc的值则到达检测器而作为电流值被检测。
微胶囊35是具有被设计成破坏温度、压力区域不重复的材质和/或壁膜的多种微胶囊中的任意个。微胶囊35的制造方法存在几种方法，但是例如存在界面聚合法、原位（in situ）法微胶囊，作为通过这些方法制造出的微胶囊的代表性胶囊，存在使用了多异氰酸酯的聚氨酯胶囊以及三聚氰胺-甲醛树脂胶囊。在由聚氨酯构成的胶囊的情况下，将多异氰酸酯与多羟基化合物两者同时溶解到油相中，将其在保护胶体水溶液中进行乳化分散，进一步升温而使其反应来形成胶囊壁。在由三聚氰胺-甲醛树脂构成的胶囊的情况下，使用水溶性的三聚氰胺-甲醛预聚物。当在使溶解有染料前体的油乳化分散在保护胶体水溶液中而成的O/W乳液中，添加该预聚物水溶液而在弱酸性区域(pH3～6)内进行加热搅拌时，高分子沉着在O/W界面而得到微胶囊。作为保护胶体，能够使用具有作为促进三聚氰胺-甲醛树脂的缩聚反应的酸催化剂的功能的物质(例如，苯乙烯磺酸类聚合物、苯乙烯与马来酸酐的共聚物、乙烯与马来酸酐的共聚物、阿拉伯树胶、聚丙烯酸等)。
微胶囊的材料和制造方法并不限定于上述方法。如果是使用前的保管或者在运输过程中产生的加压或者加热条件下不被破坏而能够充分保持内容物且在供于规定条件下的加热、加压时被破坏而能够放出内包的化学物质31的微胶囊，则没有特别限定，能够使用通过公知的各种材料和制造方法来制造出的胶囊。
关于信号产生用的微颗粒30，当微胶囊35在规定的条件下被破坏、损伤、熔解、消失时，放出在微胶囊35内内包的规定的化学物质31。因而，化学物质31的种类根据破坏的原因而改变，监视单元50检测放出到大气中的化学物质31，由此能够识别微胶囊35被破坏的原因。
并且，还能够准备微胶囊35被破坏的原因相同、包含不同种类的化学物质31的微颗粒30，将包含种类不同的化学物质31的微颗粒30设置于不同的构件、设备或者不同的位置。在该情况下，监视单元50检测放出到大气中的化学物质31，由此能够识别(确定)被破坏的构件、设备或者位置以及被破坏的原因。
监视对象的配管11的监视层13可以是包含微颗粒30的树脂，也可以是包含微颗粒30的构件。当对配管11施加过大的压力或者施加冲击而配管11的壁12产生裂纹19时，监视层13的微颗粒30被施加过大的压力。当微胶囊35的耐压以上的压力施加到微颗粒30时，微胶囊35被破坏或者损伤，放出内包(埋包、包含)的化学物质31。监视单元50在检测出所放出的化学物质31时识别检测对象的配管11损伤这一情形，将包含发生异常事态的信息80发送到计算机63。
当监视对象的配管11的不同的位置或者厚度方向的不同位置的第二监视层内包含内包有不同的化学物质31的微颗粒30时，监视单元50通过检测从微颗粒30放出的化学物质31，能够得到与裂纹19的产生位置和/或裂纹19的深度有关的信息。因而，监视单元50不仅将异常事态的原因提供给计算机63，还能够将还包含异常事态的发生位置、由异常事态引起的损伤程度的信息80提供给计算机63。
图4是表示使用监视系统10来监视异常事态的工艺的流程图。在步骤81中，当监视单元50的离子迁移率传感器55检测标记用化学物质(化合物、标记物质)31时，在步骤82中，控制单元59参照数据库58，对监视对象的部件、产品或者原因中的与检测出的标记用化学物质31相关联的部件、产品或者原因进行识别。而且，在步骤83中，输出警报或者不仅是异常事态的发生还将包含异常事态的种类、发生位置、异常事态的程度等的信息80输出到主机63。根据监视系统10的监视对象或者原因不同，监视单元50可以进行使包含监视对象的部件或者产品的装置、系统的运转强制地停止等适当的处理，接收到信息80的主机63也可以进行这种处理。
图5示出监视系统的不同例。该监视系统10也具有配置在封闭空间1的监视对象的配管11以及监视单元50。在监视对象的配管11中涂敷了多种材料(半成品)、例如涂料71～77。在各个涂料71～77中，在熔融温度不同的微胶囊35内包含有包含了分别不同种类的化学物质31的微颗粒30。
图6作为示例而示出涂料75熔解的状态。涂料71～77期望是耐热性不同的涂料。关于涂料75，当配管11的周围温度达到规定温度时熔解，并且，微胶囊35也被熔解。因而，放出内包在微胶囊35内的化学物质31，监视单元50对放出的化学物质31进行识别，由此能够获知配管11的周围或者内部的温度。并且，如果准备包含具有相同耐热性的微胶囊35且不同的化学物质31内包在微胶囊35内的微颗粒30并涂敷到配管11的不同位置，则监视单元50能够获知沿着配管11的配管11到达的温度以及到达该温度的位置。因而，监视单元50不仅将异常事态发送到计算机63，还能够将还包含异常事态的发生位置、发生内容的信息80发送到计算机63。
这样，信号产生用微颗粒30，通过组合微胶囊35的特性与内包在微胶囊35内的化学物质31，除了与设置了微颗粒30的环境有关的信息以外，能够将对设置了微颗粒30的位置和设备、构件等进行确定的信号(信息)介由化学物质31提供给监视单元50。因而，即使是监视对象的物品、位置等在视觉上从监视单元50看不到或者测定设备无法进入或者无法安装测定设备的物品或者位置，监视单元50也能够使用化学物质31获取到异常事态的信号。
信号产生用微胶囊35并不限定于具备规定的耐压性、耐热性的微胶囊。能够提供具备了耐候性、耐光性、耐化学药品性等的微胶囊35，能够通过组合微颗粒30与具备了离子迁移率传感器55的监视单元50来检测出各种条件的产生。
具备了离子迁移率传感器55的监视单元50并不限定于固定的监视单元，也可以是移动型、例如移动终端。通过采用信号产生用微颗粒30，能够将异常事态的发生积极地且适当地传递到监视单元50。另外，不仅是设备的损伤，即使是由任何事态产生的碎片、灰尘、异物等，如果包含信号产生用微颗粒30，则也能够通过检测从该碎片等放出的化学物质31，来容易地检测出碎片的存在。因而，能够预防异物混入到食品中这样的事态的发生。

Claims (7)

1.一种装置，对具有多个部件或者产品的系统的异常进行监视，
所述多个部件或者产品分别包含多种胶囊，所述多种胶囊由于特定的原因而分别放出多个标记用化学物质，所述多个标记用化学物质的离子迁移率不同，并且，
该装置具有离子迁移率传感器，该离子迁移率传感器检测所述多个标记用化学物质。
2.根据权利要求1所述的装置，
所述多种胶囊分别具备规定的耐压性、耐热性、耐光性、耐候性或者耐化学药品性。
3.一种微颗粒，产生离子迁移率传感器用的信号，该微颗粒具有：
离子迁移率不同的多个标记用化学物质；以及
多种胶囊，其分别内包所述多个标记用化学物质，且由于特定的原因而分别放出所述多个标记用化学物质。
4.根据权利要求3所述的微颗粒，
所述多种胶囊分别具备规定的耐压性、耐热性、耐光性、耐候性或者耐化学药品性。
5.一种半成品，包含权利要求3或者4所述的微颗粒。
6.一种监视系统，具有：
包含权利要求3或者4所述的微颗粒的监视对象的部件或者产品；以及
离子迁移率传感器，其检测所述多个标记用化学物质。
7.一种控制方法，其为对具有多个部件或者产品的系统的异常进行监视的装置的控制方法，
所述多个部件或者产品分别包含多种胶囊，所述多种胶囊由于特定的原因而分别放出多个标记用化学物质，所述多个标记用化学物质的离子迁移率不同，并且，所述装置具有对所述多个标记用化学物质进行检测的离子迁移率传感器，
该控制方法具有：当所述离子迁移率传感器检测出所述多个标记用化学物质中的任意个标记用化学物质时，对所述多个部件、产品或者原因中的与检测出的标记用化学物质相关联的部件、产品或者原因进行判断。
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