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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur. Genauer, die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur, das verwendet wird, um eine ungewöhnliche Temperatur in einem Kabel festzustellen, das verwendet wird, um Strom zu einem elektrischen Gerät zu leiten.
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Verwandter Stand der Technik
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Verschiedene Arten von industriellen Maschinen wie Robotern und Werkzeugmaschinen, die transportieren und Maschinenelemente werden mit Strom mithilfe von Kabeln versorgt. Die Stromübertragungskabel, die mit diesen Arten von Maschinen verwendet werden, bewältigen eine große Summe an Strom. Wenn Wärme nicht einfach an einer Stelle des Stromübertragungskabels oder dem Gebiet, welches das Kabel umgibt abgeleitet werden kann oder der elektrische Widerstand an einer Stelle des Kabels aufgrund eines Bruchs im Kabelkern hoch ist, dann erzeugt diese Stelle Wärme und wird heiß. Sobald ein lokaler Anstieg der Temperatur durch diese Wärmeerzeugung ausgelöst wird, kann die Temperatur der Stelle, die Wärme abstrahlt, die hitzebeständige Temperatur des Materials, welches das Kabel abdeckt, überschreiten. Deshalb wird das Kabel bevorzugt mit Detektionsmitteln, zum Feststellen einer ungewöhnlichen Temperatur bevor dieser Zustand eintritt, bereitgestellt. Zum Beispiel, in Patentdokument 1 wird eine Technologie zur Nutzung eines Thermoelements vorgeschlagen, damit die Temperatur um die Oberfläche eines Kabels, an beliebigen Stellen entlang der Längsrichtung des Kabels, gemessen werden kann. In Patentdokument 2 wird eine Technologie zum Legen thermosensitiver Drähte entlang einer Zuführung vorgeschlagen. Sobald ein Bruch in den thermosensitiven Drähten vorliegt oder die thermosensitiven Drähte einen Kurzschluss haben, kann festgestellt werden, dass die Temperatur der Zuführung auf eine ungewöhnlich hohe Temperatur angestiegen ist und die Stromversorgung zur Zuführung gestoppt werden.
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- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. S62-137529
- Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2006-337156
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Entsprechend der in Patentdokument 1 offenbarten Technologie, kann die Temperatur um die Oberfläche des Kabels an beliebigen Stellen entlang der Längsrichtung des Kabels gemessen werden. Weiter und entsprechend der in Patentdokument 2 offenbarten Technologie, ist es möglich zu bestimmen, dass die Temperatur der Zuführung auf eine ungewöhnlich hohe Temperatur angestiegen ist, wenn die thermosensitiven Drähte kurzgeschlossen sind.
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In der Technologie, die in Patentdokument 1 offenbart wird, müssen jedoch eine Vielzahl von Stellen entlang der Längsrichtung des Kabels für eine ungewöhnliche Temperatur bestimmt werden, um festzustellen, dass an keiner Stelle des Kabels ungewöhnlich hohe Temperatur ist. Dafür müssen Drähte entsprechend der zweifachen Zahl von Stellen, die abgesucht werden, vorgesehen sein. Deshalb ist es schwierig, die Drähte, die für die Temperaturbestimmung verwendet werden, auszulegen, wenn das Übertragungskabel lang ist und ungewöhnliche Temperaturen an mehreren Stellen entlang des Kabels festgestellt werden müssen. In diesem Fall können Probleme auftreten, wie dass das Kabel zu dick ist und es schwierig sein kann, die Drähte, die zur Temperaturbestimmung verwendet werden, auszulegen. In der Technologie, die in Patentdokument 2 offenbart wird, werden ungewöhnliche Temperaturen festgestellt, als Wirkung auf eine Isolierhülle, die die schmelzenden thermosensitiven Drähte und kurzgeschlossenen thermosensitiven Drähte bedeckt, wenn ungewöhnliche Wärmeerzeugung auftritt. Deshalb müssen die thermosensitiven Drähte und in manchen Fällen auch die Zuführung, die in Verbindung mit den thermosensitiven Drähten steht, jedes Mal, wenn eine ungewöhnliche Temperatur festgestellt wurde, ersetzt werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Betrachtung der oben genannten Probleme geschaffen und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur zu Verfügung zu stellen, das eine einfache Struktur hat und bestätigen kann, ob eine ungewöhnliche Temperatur an einer oder mehreren Stellen unter der Vielzahl an Stellen entlang der gesamten Länge des Kabels, erreicht wurde.
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(1) Ein Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur entsprechend der vorliegenden Erfindung (zum Beispiel, ein Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur 1, welches später beschrieben wird) ist ein Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur, das eine ungewöhnliche Temperatur in einem Kabel (zum Beispiel, ein Kabel 4, welches später beschrieben wird), das verwendet wird, um Strom zu einem elektrischen Gerät zu leiten (zum Beispiel, ein Roboter 3, welcher später beschrieben wird), feststellt, das Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur einschließend: erste und zweite Leiter (zum Beispiel, einen ersten Leiter 11 und einen zweiten Leiter 12, welche später beschrieben werden), die entlang einer Längsachsen-Richtung des Kabels angeordnet sind; und eine Vielzahl von temperaturempfindlichen elektronischen Bauteilen (zum Beispiel, Heißleiter 13, welche später beschrieben werden), die entlang der Längsachsen-Richtung des Kabels angeordnet sind und parallel mit dem ersten und dem zweiten Leiter elektrisch verbunden sind, der erste und der zweite Leiter und die Vielzahl der temperaturempfindlichen Bauteile eine elektrische Schaltung (zum Beispiel, eine elektrische Schaltung 10, welche später beschrieben wird) bilden, wobei die ungewöhnliche Temperatur basierend auf einem elektrischen Signal, von der elektrischen Schaltung erhalten, festgestellt wird.
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(2) Das Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur entsprechend (1) kann ferner eine lange flexible Leiterplatte (zum Beispiel, eine flexible Leiterplatte 20, welche später beschrieben wird) einschließen, die entlang der Längsachsen-Richtung des Kabels angeordnet ist, in welcher die elektrische Schaltung, die verwendet wird, um die ungewöhnliche Temperatur festzustellen, aus der langen flexiblen Leiterplatte gebildet werden kann, und dem ersten und dem zweiten Leiter und der Vielzahl der temperaturempfindlichen elektronischen Bauteile, die auf der langen flexiblen Leiterplatte vorgesehen sind.
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(3) In dem Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur entsprechend (2), kann die lange flexible Leiterplatte aus einer Vielzahl von FPC Untereinheiten (zum Beispiel, FPC Untereinheiten 21, welche später beschrieben werden) bestehen, vorgesehen mit dem ersten und dem zweiten Leiter und mindestens einem der temperaturempfindlichen elektronischen Bauteile; die lange flexible Leiterplatte kann zu einer gewünschten Länge, durch Verbinden einer gewünschten Anzahl von FPC Untereinheiten, ausgebildet werden; und die FPC Untereinheiten können an beiden Enden der FPC Untereinheiten verbindende Glieder (zum Beispiel, Verbindungsblöcke 23 und 24, welche später beschrieben werden), die verwendet werden, um benachbarte FPC Untereinheiten elektrisch zu verbinden, wenn die FPC Untereinheiten verbunden werden, einschließen.
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(4) In dem Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur entsprechend (1) bis (3), können die Vielzahl der temperaturempfindlichen elektronischen Bauteile Heißleiter (zum Beispiel, Heißleiter 13, welche später beschrieben werden) sein; ein elektrisches Signal übereinstimmend mit dem Widerstandswerts des Heißleiters, welches sich entsprechend zur Temperatur ändert, kann von der elektrische Schaltung erlangt werden; und eine ungewöhnliche Temperatur kann basierend auf den Ergebnissen des Vergleichs zwischen Informationen (zum Beispiel, ein Stromwert I, welcher später beschrieben wird), die auf dem elektrischen Signal beruhen und einem vorbestimmten Schwellwert, festgestellt werden.
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(5) In dem Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur entsprechend (4) kann die Vielzahl der temperaturempfindlichen elektronischen Bauteile CTR Heißleiter sein.
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(6) Ein Detektionskabel für eine ungewöhnliche Temperatur (zum Beispiel, ein Detektionskabel für eine ungewöhnliche Temperatur 26, welches später beschrieben wird), das in ein Kabel eingebaut ist, das verwendet wird, um Strom zu einem elektrischen Gerät zu leiten, wobei das Detektionskabel für ungewöhnliche Temperatur einschließen kann: eine elektrische Schaltung, gebildet aus dem ersten und zweiten Leiter und der Vielzahl an temperaturempfindlichen elektronischen Bauteilen nach einem von (1) bis (5); und einem isolierenden Röhrenglied (zum Beispiel, ein Röhrenglied 25, welches später beschrieben wird), das die elektrische Schaltung bedeckt.
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(7) Ein Kabel (zum Beispiel, ein Kabel 4, welches später beschrieben wird), das verwendet wird, um Strom zu einem elektrischen Gerät zu leiten, wobei das Kabel die elektrische Schaltung integriert, der aus dem ersten und zweiten Leiter und der Vielzahl von temperaturempfindlichen elektronischen Bauteile nach einem von (1) bis (5) gebildet wird.
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann ein Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur zur Verfügung gestellt werden, welches eine einfache Struktur hat und bestätigen kann, ob eine ungewöhnliche Temperatur an einer oder mehreren Stellen unter der Vielzahl von Stellen entlang der gesamten Länge des Kabels erreicht wurde.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Abbildung zur Darstellung der gesamten Anordnung eines Produktionssystems mit einem Kabel, das einen Roboter mit einem Stromerzeugungsgerät verbindet, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein Schaltplan zum Erklären des Detektionssystems für ungewöhnliche Temperatur gemäß der ersten Ausführungsform.
- 3 ist eine Kurve zum Zeigen der Temperaturmerkmale von CTR Heißleitern, die als temperaturempfindliche elektronische Bauteile im Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehen sind.
- 4 ist ein Ablaufdiagramm zur Darstellung der Bearbeitung der Feststellung einer ungewöhnlichen Temperatur im Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur gemäß der ersten Ausführungsform.
- 5A ist eine Abbildung zur Darstellung einer langen flexiblen Leiterplatte, die eine elektrische Schaltung ausmacht, der verwendet wird, um eine ungewöhnliche Temperatur in einem Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur festzustellen, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5B ist eine Abbildung zur Darstellung einer vergrößerten FPC Untereinheit unter einer Vielzahl von FPC Untereinheiten, das die flexible Leiterplatte im Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur ausmacht, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegen Erfindung.
- 6A ist eine Abbildung zur Darstellung der Anordnung der Kabel in einem Stromübertragungskabel im Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 6B ist eine Abbildung zur Darstellung eines Abwandlungsbeispiels zum Anordnen von Detektionskabeln für ungewöhnliche Temperatur in dem Stromübertragungskabel.
- 6C ist eine Abbildung zur Darstellung eines Abwandlungsbeispiels zum Anordnen von Detektionskabeln für ungewöhnliche Temperatur in dem Stromübertragungskabel.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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(Erste Ausführungsform)
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Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist unten ausführlich mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine Abbildung zur Darstellung der gesamten Anordnung eines Produktionssystems, das ein Kabel 4, das einen Roboter 3 mit einem Stromversorgungsgerät 2 verbindet, einschließt.
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Das Produktionssystem schließt das Stromversorgungsgerät 2, den Roboter 3 als eine Industriemaschine, und das Kabel 4, welches den Roboter 3 mit dem Stromversorgungsgerät 2 verbindet, ein.
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Das Kabel 4 überträgt Strom vom Stromversorgungsgerät 2 zum Roboter 3, der als ein elektrisches Gerät fungiert. Da ein hoher Strom verwendet wird, um den Roboter 3 zu steuern, kann das Kabel 4 Wärme in Abhängigkeit vom Zustand des Kabels 4 erzeugen. Zum Beispiel, wenn eine Stelle des Kabels 4 oder ein Gebiet, welches das Kabel 4 umschließt, nicht einfach so Wärme ableiten kann, oder elektrischer Widerstand an einer Stelle des Kabels aufgrund eines Bruchs im Kabelkern oder ähnlichem Grund, groß ist, kann diese Stelle Wärme erzeugen und heiß werden. Wenn das Kabel 4 nicht in einer geraden Linie verlegt ist (zum Beispiel, gewunden ist wie in 1 gezeigt), wird manchmal Wärme an einer Stelle erzeugt, die nicht gerade ist.
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Der Produktionsroboter hat bewegende Teile und benötigt eine Vielzahl von Kabel. Deshalb ist es schwierig, die Kabel auszulegen und die oben beschriebenen Probleme können in den Kabeln auftreten.
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Wenn die Temperatur lokal ansteigt, aufgrund von erzeugter Wärme, kann die Temperatur der Stelle, an der die Wärme erzeugt wurde, die wärmebeständige Temperatur des Materials, das das Kabel 4 umhüllt, überschreiten. Deshalb wird in dieser Ausführungsform das Kabel 4 mit einem Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur 1 zur Bestimmung der ungewöhnlichen Temperatur ausgestattet.
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2 ist ein Schaltplan zum Erklären des Detektionssystems für ungewöhnliche Temperatur 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 2 dargestellt, schließt das Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur 1 einen ersten Leiter 11 und einen zweiten Leiter 12 als ein Paar von Leitern ein. Das Leiterpaar 11 und 12 wird, z.B., aus Zuleitungsdrähten gebildet und sind entlang der Längsachsen-Richtung des Kabels 4 ausgelegt.
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Eine Vielzahl von Heißleitern 13, die als temperaturempfindliche elektronische Bauteile fungieren, sind in Längsachsen-Richtung des Kabels 4 angeordnet. Kontaktpunkte an jedem Ende von jedem Heißleiter 13 sind mit dem ersten Leiter 11 und dem zweiten Leiter 12 elektrisch verbunden. Mit anderen Worten, die Vielzahl der Heißleiter 13 ist mit dem Heißleiterpaar 11 und 12 verbunden, damit eine Parallelverbindung geschaffen wird. In dieser Ausführungsform bilden das Leiterpaar 11 und 12 und die Vielzahl von Heißleitern 13 eine elektrische Schaltung 10, die verwendet wird, um eine ungewöhnliche Temperatur zu bestimmen.
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Wie in 2 dargestellt, schließt das Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur 1 eine elektrische Signalmessungseinheit 14 ein, die Strom als ein elektrisches Signal misst, der von der elektrischen Schaltung 10 erhalten wird. Die elektrische Signalmessungseinheit 14 schließt eine Nennspannungsquelle 15, ein Amperemeter 16 und einen Schalter 17 ein. Gleichstrom, der von der Nennspannungsquelle 15 ausgegeben wird, fließt in die elektrische Schaltung 10, wenn der Schalter 17 eingeschaltet ist. Das Amperemeter 16 misst einen Stromwert des Stroms, der durch die elektrische Schaltung 10 fließt. Ein Anomalie-Detektor 18 im Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur 1 stellt eine ungewöhnliche Temperatur aufgrund des Stromwertes fest, der durch die elektrische Signalmessungseinheit 14 ermittelt wurde. In dieser Ausführungsform sind die elektrische Signalmessungseinheit 14 und der Anomalie-Detektor 18 in einem Steuergerät (nicht gezeigt) vorgesehen. Das Steuergerät und das Stromversorgungsgerät 2 können vereint ausgebildet sein.
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3 ist eine Kurve zum Zeigen der Temperaturmerkmale der Heißleiter 13, die als temperaturempfindliche elektronische Bauteile agieren. In dieser Ausführungsform sind die Heißleiter 13 CTR Heißleiter.
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Mit einem NTC Heißleiter, der allgemein als Temperatursensor verwendet wird, steigen die Widerstandswerte relativ zur Temperatur exponentiell an. Dieses Merkmal kann verwendet werden, um einfach die Temperatur vom gemessenen Widerstandswert zu berechnen. Jedoch ist das Hauptziel dieser Ausführungsform, zu bestätigen, dass keine Stellen vorhanden sind unter der Vielzahl von Stellen entlang der gesamten Länge des Kabels, die eine ungewöhnliche Temperatur erreicht haben, und folglich die Temperatur nicht im Detail überprüft werden muss. Wenn elektrische Signale verwendet werden, die von der elektrischen Schaltung erhalten werden, in dem eine Vielzahl von Heißleitern parallel verbunden ist, werden temperaturempfindliche elektronische Bauteile, in denen der Widerstandswert stark um eine vorbestimmte Temperatur schwankt, verwendet, damit eine ungewöhnliche Temperatur mit hoher Sensibilität festzustellen. In diesem Fall ist die vorbestimmte Temperatur eine Temperatur, die als eine ungewöhnliche Temperatur festgestellt wird.
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Deshalb werden CTR Heißleiter als die Heißleiter 13 in dieser Ausführungsform verwendet. In CTR Heißleitern nimmt der Widerstandswert stark ab, wenn ein vorbestimmter Temperaturbereich überschritten wird. Zum Beispiel nimmt der Widerstandswert drei oder mehr Stellen ab, wenn der vorbestimmte Temperaturbereich überschritten ist.
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Dieses Merkmal ist besonders vorteilhaft, wenn eine Vielzahl von Heißleitern parallel verbunden ist. So kann, wenn eine Vielzahl von (z.B. zehn) Heißleitern parallel verbunden ist, der Widerstandswert der gesamten elektrischen Schaltung 10 über 1 Stelle abnehmen, bis zum Normalzustand. Wenn, zum Beispiel, 100 Heißleiter parallel zusammengebracht werden, nimmt der Widerstandswert der gesamten elektrischen Schaltung 10 um zwei Stellen ab. Mit anderen Worten, der Widerstandswert im Normalzustand nimmt entsprechend der verwendeten Menge an parallel verbundenen Heißleitern ab. Deshalb können mit einer Schaltungsanordnung, in der der Widerstandswert niedrig im Normalzustand ist, Anomalien, die durch einen Temperaturanstieg verursacht werden, nicht mit hoher Sensibilität bestimmt werden, wenn elektronische Bauteile verwendet werden, die keine starke Abnahme im Widerstandswert aufgrund eines Temperaturanstiegs, vorweisen.
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Mit den CTR Heißleitern, auf der anderen Seite, nimmt der Widerstandswert stark ab, wenn ein vorbestimmter Temperaturbereich überschritten wird. Deshalb können Anomalien, verursacht durch einen Temperaturanstieg, durch Nutzung der CTR Heißleiter mit sehr hoher Sensibilität ermittelt werden, sogar dann, wenn eine Schaltungsanordnung mit einer Vielzahl an parallel zusammengebrachten Heißleitern verwendet wird.
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Beachte, dass die Temperatur, bei der der Widerstandswert im CTR Heißleiter stark abnimmt, bestimmt werden kann, indem das Material, welches verwendet wird, um den Heißleiter herzustellen, gewechselt wird. Die CTR Heißleiter gemäß dieser Ausführungsform sind so gesetzt, dass sich der Widerstandswert bei einer vorbestimmten Temperatur in einem Temperaturbereich von vorzugsweise 50°C bis 100°C, noch bevorzugter von 60°C bis 80°C, stark verringert. Indem die vorbestimmte Temperatur innerhalb dieses Temperaturbereiches angesetzt wird, kann eine ungewöhnliche Temperatur im Kabel 4 festgestellt werden, bevor das Schalungsmaterial des Kabels 4 beschädigt ist.
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Die elektrische Schaltung 10, die durch das Leiterpaar 11 und 12 und der Vielzahl von Heißleitern 13 gebildet wird, wird beispielsweise in das Kabel 4 eingebaut.
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Bearbeitung der Feststellung einer ungewöhnlichen Temperatur wird nun mit Bezug zum Ablaufdiagramm der 4 beschrieben. Zuerst in Schritt S11 wird der Schalter 17 eingeschaltet, um die Bearbeitung der Bestimmung einer ungewöhnlichen Temperatur zu starten. Danach fließt Strom von der Nennspannungsquelle 15 zur elektrischen Schaltung 10 und das Amperemeter 16 ermittelt einen Stromwert I des fließenden Stroms.
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Im Normalzustand haben die Vielzahl der Heißleiter 13 hier einen hohen Widerstandswert. Deshalb hat der Stromwert I im Normalzustand einen niedrigen Wert. Andererseits, wenn eine Stelle unter der Vielzahl von Stellen entlang der gesamten Länge des Kabels einen Temperaturanstieg aufweist, nimmt der Widerstandswert des Heißleiters 13 an dieser Stelle stark ab. Da zu diesem Zeitpunkt die Vielzahl an Heißleiter parallel verbunden sind, verringert sich der Widerstandswert der gesamten elektrischen Schaltung 10 und als Reaktion steigt der Stromwert I stark an. Dies geschieht sogar dann, wenn die Temperatur nur eines Heißleiters 13 angestiegen ist.
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Dann, in Schritt S12, wird der Stromwert I mit einem vorbestimmten Schwellwert verglichen. Wenn der Stromwert I größer als der vorbestimmte Schwellwert ist (Schritt S12: JA), kann wenigstens eine Stelle unter der Vielzahl an Stellen entlang der gesamten Länge des Kabels 4 mit einem Temperaturanstieg bestimmt werden. Deshalb wird in Schritt S13 dieser Temperaturanstieg als ungewöhnliche Temperatur ermittelt. Wird eine ungewöhnliche Temperatur ermittelt, wird ein Betreiber über den ungewöhnlichen Zustand informiert, indem zum Beispiel eine Anzeigevorrichtung in einem Steuergerät (nicht gezeigt) verwendet wird. Alternativ kann ein Alarm ertönen oder der Betrieb der Industriemaschine (zum Beispiel, ein Roboter) kann angehalten werden.
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Wenn der Stromwert I kleiner oder gleich dem vorbestimmten Schwellwert ist (Schritt S12: NEIN), wird festgestellt, das da keine Stellen unter der Vielzahl an Stellen entlang der gesamten Länge des Kabels 4 sind, die eine ungewöhnliche Temperatur aufweisen und der Betrieb kehrt zu Schritt S11 zurück. Diese Bearbeitung wird zu vorbestimmten Zeiten, die vorher durch einen Betreiber festgelegt wurden, oder zu Zeiten basierend auf manuellem Betrieb durch den Betreiber, wiederholt.
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Indem die Bearbeitung zur Bestimmung ungewöhnlicher Temperaturen wie oben beschrieben ausgeführt wird, kann eine ungewöhnliche Temperatur, die an einer oder mehreren Stellen unter der Vielzahl an Stellen entlang der gesamten Länge des Kabels auftritt, mit einer einfachen Systemeinstellung und ohne Umlegen der Vielzahl der Drähte zur Temperaturbestimmung, bestätigt werden. Zusätzlich können die Temperaturmerkmale der Heißleiter 13 und der Schwellwert, der verwendet wird, um eine ungewöhnliche Temperatur zu bestimmen, angemessen festgelegt werden, damit ein ungewöhnlicher Zustand im Kabel 4 zu entsprechenden Zeiten bestätigt werden kann. Deshalb muss das Kabel 4 und die elektrische Schaltung 10, die verwendet werden, um ungewöhnliche Temperaturen jedes Mal zu bestimmen, wenn eine ungewöhnliche Temperatur festgestellt wurde, nicht ersetzt werden.
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In dieser Ausführungsform werden CTR Heißleiter als die temperaturempfindlichen elektronischen Bauteile verwendet, aber es können anstelle der CTR Heißleiter auch NTC Heißleiter verwendet werden. In diesem Fall, obwohl etwas Sensibilität verloren geht, wenn die Temperatur bestimmt wird, ist es möglich den Widerstandswert und die Temperatur bis zu einem gewissen Grad miteinander zu verbinden.
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Die temperaturempfindlichen elektronischen Komponenten sind nicht auf Heißleiter beschränkt. Zum Beispiel können temperaturabhängige Schalter, die ein-/ausschalten in Reaktion auf Temperatur oder eine temperaturempfindliche Schaltung, integriert mit Elementen wie Heißleitern, verwendet werden. Zwei oder mehr Leiter können so vorgesehen sein, der Anzahl der Kontaktklemmen in der Schaltung zu entsprechen.
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In dieser Ausführungsform wird eine ungewöhnliche Temperatur festgestellt, indem der Stromwert als Information basierend auf dem elektrischen Signal, das vom Schaltkreis 10 erlangt wurde, verwendet wird, jedoch ist die Information basierend auf dem elektrischen Signal, das verwendet wird, um eine ungewöhnliche Temperatur festzustellen, nicht auf einen Stromwert beschränkt. Zum Beispiel kann ein Widerstandswert, berechnet auf Grundlage eines Stromwertes, verwendet werden. Alternativ können verschiedene Arten von Informationen, die entsprechend von Merkmalen der temperaturempfindlichen elektronischen Schaltung erhalten wurden, verwendet werden.
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In dieser Ausführungsform schließt das Detektionssystem zur Bestimmung ungewöhnlicher Temperatur 1 den Schalter 17 ein, jedoch kann das Detektionssystem zur Bestimmung ungewöhnlicher Temperatur 1 eine Anordnung aufweisen, wo der Schalter 17 nicht vorgesehen ist und der Stromwert beobachtet wird, indem ständig Strom von einer Nennspannungsquelle bereitgestellt wird. In diesem Fall kann die ungewöhnliche Temperatur in Echtzeit festgestellt werden.
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In dieser Ausführungsform ist die elektrische Schaltung 10, der aus dem Leiterpaar 11 und 12 und der Vielzahl von Heißleitern 13 gebildet wird, in das Kabel 14 eingebaut, jedoch kann die elektrische Schaltung 10 auch entlang der Außenhülle des Kabels 4 ausgelegt sein.
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Die elektrische Schaltung 10 kann ebenso als ein Kabel zur Bestimmung ungewöhnlicher Temperatur gestaltet sein, dass von einem isolierenden Röhrenglied abgedeckt ist. Das Kabel zur Bestimmung ungewöhnlicher Temperatur kann in das Kabel 4 eingebaut oder entlang der Außenhülle des Kabels 4 ausgelegt sein.
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Die Anzahl der vorgesehenen Heißleiter 13 ist wenigstens zwei, jedoch können mehr Heißleiter 13 zur Verfügung gestellt werden, damit eine ungewöhnliche Temperatur entlang der gesamten Länge des Kabels 4 festgestellt werden kann. Zum Beispiel sind für ein kurzes Kabel 4 mit einer Länge von ein bis drei Metern, vorzugsweise drei bis 20 Heißleiter 13, zum Beispiel, fünf bis zehn Heißleiter 13, zur Verfügung gestellt. Die Anzahl der Heißleiter 13 wird vorzugsweise entsprechend der Länge des Kabels 4 geändert. Zum Beispiel werden für ein Kabel 4, das etwa 10 Meter lang ist, möglichst 10 bis 100 Heißleiter 13 vorgesehen. Der Abstand zwischen den Heißleitern beträgt vorzugsweise 10 cm bis einen Meter, bevorzugter Weise 10 cm bis 20 cm.
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Das Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur entsprechend dieser Ausführungsform stellt eine ungewöhnliche Temperatur in einem Kabel, das einen Roboter als ein Industriegerät mit einem Stromversorgungsgerät verbindet, fest. Jedoch ist das Kabel nicht auf Stromübertragung zu einem Industriegerät beschränkt. Ähnlich zum Kabel für ein Industriegerät gemäß der ersten Ausführungsform, kann Wärme in einer Vielfalt von verschiedenen Gründen erzeugt werden, da eine relativ große Summe an Strom durch das Kabel fließt, welches verwendet wird, um Strom zu einem elektrischen Gerät zu leiten. Deshalb kann das Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur gemäß dieser Ausführungsform als ein System verwendet werden, das eine ungewöhnliche Temperatur in einem Kabel feststellt, das verwendet wird, um Strom an diverse Arten von elektrischen Geräten zu übertragen.
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Mit dem Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur gemäß dieser Ausführungsform werden die folgenden Auswirkungen erzielt.
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(1) Das Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur 1 gemäß dieser Ausführungsform schließt den ersten und zweiten Leiter 11 und 12, die entlang der Längsachsen-Richtung des Kabels 4 angeordnet sind, und die Vielzahl der Heißleiter 13, die entlang der Längsachsen-Richtung des Kabels 4 angeordnet und parallel elektrisch verbunden mit dem ersten und zweiten Leiter 11 und 12 sind, ein, in dem der erste und zweite Leiter 11 und 12 und die Vielzahl an Heißleitern 13 eine elektrische Schaltung 10 bilden, und die ungewöhnliche Temperatur festgestellt wird, basierend auf einem elektrischen Signal, welches von der elektrischen Schaltung 10 erhalten wird. Als Ergebnis kann mit einer einfachen Anordnung bestätigt werden, ob eine ungewöhnliche Temperatur an einer oder mehreren Stellen unter der Vielzahl von Stellen entlang der gesamten Länge des Kabels, erreicht wurde.
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(2) In dem Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur 1 gemäß dieser Ausführungsform wird eine ungewöhnliche Temperatur festgestellt, basierend auf Ergebnissen eines Vergleichs zwischen dem Stromwert als ein elektrisches Signal aufgrund eines Widerstandswerts des Heißleiters 13, der entsprechend der Temperatur variiert, und dem vorbestimmten Schwellwert. Bei Anwendung einer Schaltkreisanordnung in der die Heißleiter 13 als temperaturempfindliche elektronische Bauteile verwendet werden, kann mit Ergebnissen des Vergleichs mithilfe eines Schwellwert einfach bestätigt werden, ob eine ungewöhnliche Temperatur an einer oder mehreren Stellen unter der Vielzahl an Stellen entlang der gesamten Länge des Kabels erreicht wurde.
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(3) In dem Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur 1 gemäß dieser Ausführungsform werden CTR Heißleiter als die Vielzahl von temperaturempfindlichen elektronischen Bauteilen verwendet. Bei Anwendung einer Schaltkreisanordnung in der CTR Heißleiter als temperaturempfindliche elektronische Bauteile verwendet werden, kann eine Anomalie aufgrund eines Temperaturanstiegs mit extrem hoher Sensibilität festgestellt werden, sogar, wenn die Heißleiter parallel angeschlossen sind. Die Nutzung von CTR Heißleitern ist besonders effektiv, wenn eine Schaltkreisanordnung verwendet wird, in der eine Vielzahl an Heißleitern parallel angeschlossen sind, und ist ebenso vereinbar mit der Feststellung einer ungewöhnlichen Temperatur in einem langen Kabel 4.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden die Bestandteile, die dieselben in der ersten Ausführungsform sind, mit denselben Bezugszeichen versehen und eine ausführliche Beschreibung dieser wird ausgelassen.
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5A ist eine Abbildung zur Darstellung einer langen flexiblen Leiterplatte 20, die eine elektrische Schaltung 10 ausmacht, der verwendet wird, um eine ungewöhnliche Temperatur festzustellen. Die lange flexible Leiterplatte 20 wird durch Verbinden einer Vielzahl an FPC Untereinheiten 21 gebildet.
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5B ist eine Abbildung zur Darstellung einer vergrößerten FPC Untereinheit 21 unter einer Vielzahl von FPC Untereinheiten 21, das die flexible Leiterplatte 20 ausmacht. Wie in 5B dargestellt ist die FPC Untereinheit 21 eine Untereinheit der flexiblen Leiterplatte 20, befestigt mit dem Leiterpaar 11 und 12 und einem oder einer Vielzahl von Heißleitern 13, die als temperaturempfindliche elektronische Bauteile fungieren.
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Die FPC Untereinheit 21 wird aus einer weichen und dünnen Basisfolie 22, hergestellt aus Polyamid oder einem ähnlichen Material, dem Leiterpaar 11 und 12, welche auf die Basisfolie 22 laminiert sind, den Heißleitern 13, die als temperaturempfindliche elektronische Bauteile fungieren und auf der Basisfolie 22 angebracht sind, während sie elektrisch mit dem Heißleiterpaar verbunden sind, und einem Paar verbindender Blöcke 23 und 24, die als Verbindungsglieder agieren und an beiden Enden des Leiterpaars 11 und 12 vorgesehen sind, gebildet.
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In dieser Ausführungsform besteht das Leiterpaar 11 und 12 aus einer geraden leitenden Schicht und ist beispielsweise aus Kupferfolie oder Silberpaste hergestellt.
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CTR Heißleiter werden vorzugsweise als die Heißleiter 13 verwendet, jedoch können auch, ähnlich zur ersten Ausführungsform, NTC Heißleiter verwendet werden. Alternativ können andere temperaturempfindliche elektronische Bauteile anstelle der Heißleiter verwendet werden. Im Beispiel welches in 5B dargestellt ist, werden drei Heißleiter 13 in einer FPC Untereinheit vorgesehen, jedoch kann auch nur ein Heißleiter 13 in einer FPC Untereinheit 21 vorgesehen werden. Weiter können auch zwei Heißleiter 13 oder vier oder mehr Heißleiter 13 vorgesehen werden.
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Die Verbindungsglieder werden in Form von Verbindungsblöcken 23 und 24, dargestellt in 5B, zur Verfügung gestellt, jedoch können die Verbindungsglieder Verbindungsgebiete sein, die mit Durchgangslöchern ausgebildet sind. Die Verbindungsblöcke 23 und 24 haben dieselbe dimensionale Beziehung an beiden Enden der FPC Untereinheit 21. In dieser Ausführungsform sind die Verbindungsblöcke 23 und 24 ebenso an der Rückseitenfläche (nicht gezeigt) der Basisfolie 22 gebildet
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Deshalb können, wenn benachbarte FPC Untereinheiten 21 verbunden werden, das Paar von Verbindungsblöcken 23 und 24 auf der Vorderseitenfläche einer FPC Untereinheit 21 und das Paar von Verbindungsblöcken 23 und 24 auf der Rückseitenfläche einer anderen FPC Untereinheit so hergestellt werden, dass sie gegenseitig aneinander angrenzen, so als entsprächen sie einander und mithilfe eines Metallverbindungsverfahrens wie Ultraschallschweißen verbunden werden. Durch Verbinden der FPC Untereinheiten 21 auf diese Art können benachbarte FPC Untereinheiten 21 verbunden werden, währenddessen die elektrische Verbindung leicht gewährleistet werden kann. Verschiedenen Arten von Verbindungsverfahren wie Löten, Hartlöten, Diffusionsschweißen und Laserschweißen können als das Metallverbindungsverfahren verwendet werden.
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Wenn Verbindungsgebiete mit Durchgangslöchern als Verbindungsglieder verwendet werden, können die Durchgangslöcher zum Verbinden benachbarter FPC Untereinheiten mit Lötzinn gefüllt sein. Um mechanische Festigkeit zu gewährleisten, können Kleber oder andere Verstärkungsmittel zusätzlich zum oben beschriebenen Metallverbindungsverfahren verwendet werden, damit die mechanische Verbindungsstärke verstärkt wird.
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In Betrachtung zur Reduzierung der Bestandteile werden benachbarte FPC Untereinheiten 21 bevorzugt mithilfe eines Metallverbindungsverfahrens wie oben beschrieben, direkt zusammengebracht. Jedoch können FPC Untereinheiten 21 mithilfe von Verbindungsmitteln, die eine elektrische Verbindung zwischen den Verbindungsgliedern der benachbarten FPC Untereinheiten 21 gewährleisten, verbunden werden.
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Das Leiterpaar 11 und 12 und die Heißleiter 13 können auf der Rückseitenfläche der Basisfolie 22 zusätzlich zur Vorderseitenfläche der Basisfolie 22 angebracht sein, damit die Anzahl der Stellen an denen ungewöhnliche Temperatur festgestellt werden kann, erhöht wird.
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Die Anordnung der Kabel im Stromübertragungskabel 4, wenn ein Detektionskabel für ungewöhnliche Temperatur 26, einschließlich der elektrischen Schaltung 10, gebildet aus der flexiblen Leiterplatte 20, in das Stromübertragungskabel 4 eingebaut ist, wird als Nächstes mit Bezug zu 6 beschrieben.
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6A ist eine Querschnittsabbildung des Stromübertragungskabels 4. In dieser Ausführungsform ist das Stromversorgungsgerät eine drei-Phasen-Wechselstromquelle, die dreiphasigen Wechselstrom liefert, und es wird ein drei-Phasen vier-Drähte System als das Stromübertragungskabel verwendet. Deshalb werden die vier Drähte 6 bezeichnet durch die Symbole U, V, W und G in 6A in einem Mantelglied 5 des Stromübertragungskabels 4 angeordnet, während diese durch das isolierende Mantelglied bedeckt sind. Der Draht G bezeichnet einen neutralen Draht.
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Die elektrische Schaltung 10, die aus der flexiblen Leiterplatte 20 gebildet wird, ist mit einem isolierendem Röhrenglied 25 überzogen, um das Detektionskabel für ungewöhnliche Temperatur 26 zu formen. Das Detektionskabel für ungewöhnliche Temperatur 26 ist in das Mantelglied 5 des Stromübertragungskabels 4 eingebaut und ist in der Mitte der vier Drähte 6 angeordnet. In dieser Ausführungsform wird Wärme ungewöhnlich in den Drähten im Stromübertragungskabel 4 erzeugt und somit wird, wie in 6A dargestellt, das Detektionskabel für ungewöhnliche Temperatur 26 bevorzugt so angeordnet, dass Kontakt mit den vier Drähten 6 hergestellt wird. Beachte, dass im Beispiel, welches in 6A dargestellt wird, die Heißleiter 13 auf beiden Seiten der flexiblen Leiterplatte 20 angebracht sind.
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Indem die oben beschriebene Anordnung angewendet wird, können ungewöhnliche Temperaturen, welche durch erzeugte Wärme im Stromübertragungskabel 4 hervorgerufen werden, mit hoher Sensibilität mit einer einfachen Anordnung festgestellt werden.
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Beachte, dass bevorzugter Weise das Röhrenglied 25 des Detektionskabels für ungewöhnliche Temperatur 26 eine isolierte Röhre mit hoher thermischer Leitfähigkeit ist und vorzugsweise eine EPDM Röhre oder eine Silikonkautschukröhre ist. Ein thermischer Schrumpfschlauch kann als das Röhrenglied 25 verwendet werden, um die Luftschicht zwischen den Heißleitern 13 und der Röhrenschicht 25 zu beseitigen und thermische Leitfähigkeit von der Wärme erzeugenden Stelle zu den Heißleitern 13 zu verbessern. Zum Beispiel können ungewöhnliche Temperaturen mit hoher Sensibilität festgestellt werden, wenn ein thermischer EPDM Schrumpfschlauch oder ein thermischer Silikonkautschuk-Schrumpfschlauch verwendet werden. Zusätzlich kann der Raum zwischen den Heißleitern 13 und dem Röhrenglied 25 mit einem wärmeableitendem Füllmaterial gefüllt sein.
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6B und 6C sind Abbildungen zur Darstellung von Abwandlungsbeispielen zum Anordnen von Detektionskabeln für ungewöhnliche Temperatur 26 im Stromübertragungskabel 4. Im Beispiel welches in 6B dargestellt wird, sind die vier Detektionskabel für ungewöhnliche Temperatur 26 abwechselnd angeordnet, so dass sie sich mit den vier Drähten 6 abwechseln. Im Beispiel welches in 6C dargestellt wird, sind die vier Detektionskabel für ungewöhnliche Temperatur 26 alle in der Mitte der vier Drähte 6 angeordnet. Indem die Anzahl der Detektionskabel für ungewöhnliche Temperatur 26 erhöht wird, kann eine ungewöhnliche Temperatur sogar mit noch höherer Sensibilität festgestellt werden.
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Mit dem Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur gemäß dieser Ausführungsform werden folgende Auswirkungen, zusätzlich zu den in der ersten Ausführungsform erhaltenen Auswirkungen (1) bis (3), erzielt.
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(4) Das Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur 1 gemäß dieser Ausführungsform schließt ferner ein flexible Leiterplatte 20, die entlang der Längsachsenrichtung des Kabels 4 angeordnet ist, in dem die elektrische Schaltung 10, die verwendet wird, um ungewöhnliche Temperatur festzustellen, aus der flexiblen Leiterplatte 20 gebildet wird, und die ersten und zweiten Leiter 11 und 12 und die Vielzahl der Heißleiter 13, die auf der langen flexiblen Leiterplatte 20 vorgesehen sind, ein. Deshalb kann mit einer einfachen Anordnung bestätigt werden, ob eine ungewöhnliche Temperatur an einer oder mehreren Stellen unter der Vielzahl von Stellen entlang der gesamten Länge des Kabels erreicht wurde. Insbesondere ist es einfach, die elektrische Schaltung 10, die verwendet wird, um eine ungewöhnliche Temperatur festzustellen, herzustellen und zu verkabeln, denn die elektrische Schaltung 10 ist aus der flexiblen Leiterplatte 20 gebildet.
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(5) Im Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur 1 gemäß dieser Ausführungsform kann die lange flexible Leiterplatte 20, durch Verbinden einer gewünschten Anzahl von FPC Untereinheiten 21, bis zu einer gewünschten Länge gestaltet werden; und die FPC Untereinheiten 21 schließen an beiden Enden der FPC Untereinheiten 21 Verbindungsblöcke 23 und 24 ein, die verwendet werden, um benachbarte FPC Untereinheiten 21 elektrisch zu verbinden, wenn die FPC Untereinheiten 21 verbunden werden. Dementsprechend kann die elektrische Schaltung 10 zum Feststellen ungewöhnlicher Temperatur zu einer gewünschten Länge geformt werden, indem eine angemessene Anzahl an FPC Untereinheiten 21 entsprechend der Länge des Kabels 4, das zur Feststellung ungewöhnlicher Temperatur verwendet wird, verbunden wird. Mit anderen Worten, die FPC Untereinheiten 21 können zu einer Einheit verbunden werden, um verschiedenen Längen von Kabeln 4 zu entsprechen. Zusätzlich wird das Ersatzteilmanagement erleichtert, da die FPC Untereinheiten 21 als eine Einheit gebildet sind. Die Herstellung ist ebenfalls einfach, da die Länge einer FPC Untereinheit 21 kurz ist.
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(6) Das Detektionskabel für ungewöhnliche Temperatur 26 gemäß dieser Ausführungsform schließt die elektrische Schaltung 10 und das isolierende Röhrenglied welches die elektrische Schaltung 10 ummantelt, ein. Deshalb ist es einfach das Detektionskabel für ungewöhnliche Temperatur 26, das zur Feststellung ungewöhnlicher Temperatur verwendet wird, zu verbauen.
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(7) Das Stromübertragungskabel 4 gemäß dieser Ausführungsform umfasst die elektrische Schaltung 10. Deshalb kann eine ungewöhnliche Temperatur, die durch abgestrahlte Wärme im Stromübertragungskabel 4 hervorgerufen wurde, mit hoher Sensibilität festgestellt werden.
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Beachte, das die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und jegliche Änderung und Modifizierung innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung einschließt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Detektionssystem für ungewöhnliche Temperatur
- 2
- Stromversorgungsgerät
- 3
- Roboter (elektrisches Gerät)
- 4
- Kabel
- 10
- elektrische Schaltung
- 11
- erster Leiter
- 12
- zweiter Leiter
- 13
- Heißleiter
- 14
- elektrische Signalmessungseinheit
- 18
- Anomalie-Detektor
- 20
- flexible Leiterplatte
- 21
- FPC Untereinheit
- 23, 23
- Verbindungsblöcke
- 25
- Röhrenglied
- 26
- Detektionskabel für ungewöhnliche Temperatur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP S62137529 [0002]
- JP 2006337156 [0002]