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Technisches
Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Anlage, die dazu ausgelegt ist, um den Abriss oder die Zerstörung von
Bauten, wie z. B. Hochhäusern,
industriellen Gebäuden,
Kunstwerken, Felsen und allgemein jeglicher natürlichen oder zuvor errichteten
Struktur (Gebäude, öffentliche
Baustellen, unterirdische Arbeiten, Steinbrüche, etc.), mit Hilfe von Sprengstoffen zu
gewährleisten.
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Stand der Technik
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Wenn Bauten, Kunstwerke, Materialien,
etc. mit Hilfe von Sprengstoffen zerstört werden, wird eine grosse
Anzahl kleiner Sprengladungen in Löchern angebracht, die in die
Strukturen der zu zerstörenden Bauwerke
gebohrt werden.
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Heutzutage werden diese kleinen Ladungen durch
elektrische Detonatoren mittlerer oder hoher Intensität ausgelöst, die
mit Hilfe von Explodierern elektrisch gezündet werden.
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Genauer gesagt wird zur Begrenzung
von Belästigungen,
wie z. B. Vibrationen, plötzlichem Wind,
Lärm, etc.,
die Gesamtexplosion in eine Vielzahl kleiner Explosionen zerlegt,
die untereinander zeitlich beabstandet sind.
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Hierfür verwendet man gewöhnlicherweise elektrische
Detektoren mit Mikroverzögerung,
die in Serien (z. B. von 20 Einheiten) gruppiert sind. Eine zeitliche
Beabstandung (z. B. 25 Tausendstel einer Sekunde) ist zwischen jedem
Detonator einer Serie vorgesehen.
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Man verwendet auch üblicherweise
sequenzielle Explodierer, welche eine zeitlich beabstandete Zündung mehrerer
Detonator-Linien gewährleisten. Es
können
daher mehrere sequenzielle Explodierer gekoppelt werden.
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Wenn sie für die Zerstörung eines Wohngebäudes bestimmt
sind, arbeiten die bestehenden Installationen nach diesem Prinzip
mit 1500 bis 2000 Detonatoren pro Schuss. Aufgrund der Beabstandung
der durch die Installation ausgelösten Explosionen kann der Schuss
bis zu drei bis vier Sekunden dauern. Dieser Schuss erfolgt nach
vorangehender Verminung und Anbringung von Zündern, was bis zu drei bis
vier Tage, ja sogar eine Woche dauern kann.
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Mit den derzeitigen Installationen
können
ungelegene Zündungen
oder Fehlversuche während der
vorab durchgeführten
Arbeiten zur Verminung und Anbringung von Zündern auftreten.
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Die Hauptgefahr einer ungelegenen
Zündung
ergibt sich durch vagabundierende Ströme, die um die mit Zündern versehenen
Ladungen herum entstehen können.
Diese vagabundierenden Ströme können verschiedene
Ursachen haben, wie z. B. Blitzschlag, Ströme, die aus elektrischen Netzen
in der Luft oder im Boden stammen, Ströme, die aus eingeschalteten
benachbarten elektrischen Anlagen stammen (elektrische Transformatoren,
Oberleitungen von Eisenbahnen oder Strassenbahnen, Strassenlampen,
etc.) und natürliche
Ströme,
die bei der Bohrung von Tunnels unterirdisch fliessen.
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Das ungelegene Zünden der Ladungen kann als
Ursache auch die Verwendung elektrischer Geräte, wie z. B. Radios, Funkgeräte, Mobiltelefone,
etc., in der Nähe
dieser Ladungen haben.
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Eine ungelegene Zündnung der Detonatoren kann
auch während
des Transports oder während der
Lagerung z. B. aufgrund vagabundierender Ströme oder aufgrund von Unfällen verschiedener
Ursachen auftreten.
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Geht man davon aus, dass das Verminen drei
bis vier Tage, ja sogar eine Woche dauern kann, besteht auch eine
Gefahr, dass zuvor installierte Ladungen unbefugterweiseweise böswillig
mit Hilfe einer einfachen elektrischen Batterie galvanischer oder anderer
Bauart gezündet
werden.
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Wenn andererseits der zu zerstörende Bau die
Kernindustrie betrifft, wie dies insbesondere beim Abriss eines
Kernkraftwerks der Fall ist, können
bestehende Abriss-Installationen
mit elektrischer Zündung
nicht verwendet werden, wenn man die Störungen berücksichtigt, die in einer intensiven
radioaktiven Umgebung vorhanden sind.
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Bestehende Abriss-Installationen
mit elektrischer Zündung
sind ebenfalls mit Fehlzündungen
behaftet, welche die Abrissarbeit beeinträchtigen können. Als Ursache für diese
Fehlzündungen
kommen insbesondere elektrische Drähte in Frage, die zerschnitten
werden oder mit metallischen Massen, wie z. B. Schutzgittern, Metalleinrichtungen
der abzureissenden Gebäude,
etc., in Berührung
sind. Wenn der abzureissende Bau ein grosses Bauwerk aus Metall, wie
z. B. ein Wärmekraftwerk
ist, können
die Ursache der Fehlzündungen
auch elektrische Felder sein, die durch die gewaltige Schrottmasse
des Gebäudes
erzeugt werden.
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Darüber hinaus können die
bei den bestehenden Abriss-Installationen
verwendeten elektrischen Detonatoren gestohlen werden und sowohl während ihres
Transports oder ihrer Lagerung wie auch nach ihrer Anbringung in
dem abzureissenden Bau ohne weiteres wiederverwendet werden.
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Schliesslich muss gesagt werden,
dass, wenn eine derartige Abriss-Installation Anomalien in den Schaltkreisen
aufweist, es lange dauert und gefährlich ist, diese Anomalien
zu erfassen. Man kann zwar in der Tat herausfinden, welche Leitung
defekt ist, doch kann der genaue Ort der Schaltungsunterbrechung
nicht genau erkannt werden.
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Die US-A-5206455 beschreibt ein System, das
eine Trägerrakete
bzw. ein Startgerät
im Falle einer Fehlfunktion zerstören kann. Es werden Diodenlaser
oder Laserquellen mit gepumptem Festkörperstab verwendet, um pyrotechnische
Initialzünder über optische
Glasfaserkabel zu zünden.
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Die US-A-5031187 schlägt die Herstellung eines
ebenen Netzes in Matrixform angeordneter Diodenlaser vor, um eine
selektive Steuerung zu ermöglichen.
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Kurzbeschreibung
der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Abriss-Installation, deren originelle Auslegung es ihr gestattet, sämtliche
Unzulänglichkeiten
bestehender elektrisch gesteuerter Installationen zu beseitigen,
indem man insbesondere jegliche Gefahr einer versehentlichen oder
unbefugten böswilligen
Zündung
eliminiert, und zwar sowohl während
der Verminung und Anbringung der Zünder als auch während der
zuvor stattfindenden Lagerung und dem Transport der Bestandteile
der Installation, wenn die Installation für den Abriss bzw. die Zerstörung von
Gebäuden öder natürlichen Strukturen
verwendet wird.
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Gemäss der Erfindung wird dieses
Ergebnis erzielt, indem man bezüglich
der Zerstörung
von Gebäuden
oder von natürlichen
Strukturen eine Installation verwendet, die mindestens zwei unabhängige Gruppen
von Bestandteilen umfasst, von denen jede aufweist:
- – eine
Steuerzentrale mit mehreren Ausgängen, die
mindestens eine Laserquelle und mindestens einen Schalter zum Steuern
der Laserquelle umfasst, dessen Schliessen bzw. Einschalten das Senden
eines ersten Laserstrahls durch die Laserquelle zu mindestens einem
der Ausgänge hervorruft;
- – pyrotechnische
Initialzünder
mit optischer Steuerung, die an bestimmten Stellen einer zu zerstörenden Struktur
angeordnet sind; und
- – optische
Fasern, die jeden der pyrotechnischen Initialzünder mit einem der Ausgänge der
Steuerzentrale verbinden.
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In einer so ausgelegten Installation
erfolgt die Zündung
der pyrotechnischen Initialzünder
nur auf optischem Wege durch optische Fasern hindurcht. Diese Zündung ist
daher völlig
unempfindlich gegenüber
vagabundierenden Strömen.
Dies schafft optimale Sicherheit insbesondere dann, wenn der abzureissende
Bau sich innerhalb oder in der Nähe von
elektrischen Anlagen oder unter Oberleitungen befindet. Andererseits
hat ein Gewitter keinen Einfluss auf den Fortschritt und die Sicherheit
der Arbeiten.
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Die vorgenannte Eigenschaft ermöglicht auch
das gefahrlose Zerstören
von Bauten, die sich in grossen städtischen Zentren befinden,
trotz der grossen Anzahl der in diesen Zentren vorhandenen elektrischen
Geräte.
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Darüber hinaus ist eine durch böswillige
Personen ausgelöste
Zündung
ausgeschlossen, da diese Personen einen Laser besitzen müssten und
dieser mit der genauen Frequenz des in der Installation verwendeten
Lasers kompatibel sein müsste.
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Da die Steuerung der Zündung auf
optischem Wege erfolgt, kann keine metallische Masse die Zündung stören. Die
Sicherheit während
des Transports und während
der Lagerung der Bestandteile ist ebenfalls gewährleistet.
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Ausserdem können Detonatoren mit optischer
Steuerung im Falle eines Diebstahls nicht verwendet werden.
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Schliesslich ermöglicht ein Rechner ohne weiteres,
den Ort eines eventuellen Bruchs in den optischen Fasern zu bestimmen.
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Bei einer ersten Ausführungsform
der Erfindung sind die Laserquellen Quellen mit gepumptem Festkörper-Stab,
die im entspannten bzw. relaxierten Modus arbeiten. Jede Steuerzentrale
umfasst somit eine einzige Laserquelle und einen ersten optischen Koppler-Teiler,
der einen optischen Primäreingang aufweist,
welcher den von der Laserquelle emittierten Laserstrahl empfangen
kann und mehrere Ausgänge aufweist,
welche die Ausgänge
der Steuerzentrale bilden.
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In jeder der Gruppen verbinden mindestens bestimmte
optische Fasern mehrere pyrotechnische Initialzünder mit einem der Ausgänge der
Steuerzentrale über
mindestens einen zweiten optischen Koppler-Teiler.
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Vorzugsweise umfasst jede Steuerzentrale einen
optischen Sekundäreingang
sowie erste Umlenkmittel, die einen zusätzlichen Laserstrahl, der in die
Steuerzentrale durch dessen optischen Sekundäreingang eindringt, zu dem
optischen Primäreingang
des ersten optischen Koppler-Teilers
dieser Steuerzentrale lenken können.
Eine zusätzliche
Laserquelle, die von allen Gruppen gemeinsam genutzt werden kann,
ist dann vorgesehen, so dass der zusätzliche Laserstrahl emittiert
wird, wenn sich dies in Folge eines Ausfalls der Laserquelle einer
der Steuerzentralen als notwendig erweist.
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Jede Steuerzentrale kann auch einen
Hilfsteuereingang und zweite Umlenkmittel aufweisen, die einen optischen
Weg bzw. Strahlengang erstellen können, welcher zwischen dem
Hilfsteuereingang und dem Eingang des optischen Koppler-Teilers dieser Steuerzentrale
abgeleitet ist. Diese Anordnung ermöglicht es insbesondere, die
Unversehrtheit der optischen Fasern mittels einer Quelle sichtbaren Lichts
zu überprüfen, die
vor den Hilfsteuereingang gebracht wird.
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Jede Steuerzentrale umfasst vorzugsweise einen
versenkbaren bzw. zurückziehbaren
Verschluss, der zwischen der Laserquelle und dem Eingang des optischen
Koppler-Teilers angeordnet werden kann.
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Die zweiten Umlenkmittel sind an
dem versenkbaren Verschluss ausgebildet, wenn letzterer eine aktive
Verschlussposition einnimmt.
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Jede Steuerzentrale kann auch einen
Sicherheitsschalter umfassen, der mit dem Steuerschalter der Laserquelle
in Serie geschaltet ist.
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Bei einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung sind die Laserquellen Diodenlaser. Jede Steuerzentrale
umfasst dann genauso viele Diodenlaser wie Ausgänge und jeder Diodenlaser ist
mit einem dieser Ausgänge
optisch verbunden.
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Bei dieser zweiten Ausführungsform
der Erfindung kann jeder der Diodenlaser mit einem gesonderten Steuerschalter
in jeder der Steuerzentralen in Reihe geschaltet sein. In diesem
Fall ist ein gemeinsamer Sicherheitsschalter mit sämtlichen
Diodenlasern jeder Steuerzentrale in Reihe geschaltet.
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Bei einer abgewandelten Ausführung bilden in
jeder der Steuerzentralen die Diodenlaser eine Matrix aus n Reihen
und m Spalten, wobei die Diodenlaser jeder Reihe mit einem ersten
Steuerschalter in Serie angebracht sind und die Ausgänge der
Diodenlaser jeder Spalte an einem zweiten Steuerschalter angebracht
sind.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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Es werden nun anhand nicht einschränkend aufzufassender
Beispiele verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben,
wobei:
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1 eine
Installation zum Zerstören
von Bauten darstellt, wobei eine erste Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht
wird;
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2 die
einen der Steuerblöcke
der Installation von 1 bildenden
Elemente schematisch darstellt;
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3 eine
zur 1 vergleichbare
schematische Ansicht ist, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
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4 eine
Ansicht ist, welche eine erste mögliche
Ausführungsform
einer Steuerzentrale in der Installation von 3 schematisch darstellt; und
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5 eine
zur 4 vergleichbare
Ansicht ist, welche eine abgewandelte Ausführung einer Steuerzentrale
schematisch veranschaulicht, die in der Installation von 3 enthalten ist.
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Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung
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Bei der in 1 und 2 dargestellten
ersten Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Installation für den Abriss mehrere vollständig unabhängige Gruppen,
von denen jede eine Steuerzentrale 10, eine gewisse Anzahl
pyrotechnischer Initialzünder 12 mit
optischer Steuerung sowie optische Fasern 14 aufweist,
welche jeden der pyrotechnischen Initialzünder 12 mit einem
der Ausgänge 18 der
Steuerzentrale 10 der entsprechenden Gruppe verbindet.
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In 1 sind
nur zwei unabhängige
Gruppen einer erfindungsgemässen
Abriss-Installation dargestellt. In der Praxis ist die Anzahl unabhängiger Gruppen
der Installation nicht begrenzt und kann eine beliebige Zahl grösser oder
gleich 2 sein. Gemäss
Konvention bezeichnet man mit K die Anzahl unabhängiger Gruppen der Installation.
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Jede der Steuerzentralen 10 umfasst
in diesem Fall eine einzige Laserquelle 16, die durch eine Laserquelle
mit gepumptem Festkörper-Stab
gebildet ist und im relaxierten Modus arbeitet, das heisst ohne
Auslösung
mit Hilfe von Pockels-Zellen oder jeglichen anderen ähnlichen
Mitteln. Eine derartige Laserquelle zeichnet sich durch einen relativ
langen Impulszug aus (etwa 150μs),
der in der Lage ist, eine momentane Leistung von etwa einigen 10
optischen Kilowatt zu erbringen.
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Dieser Leistungspegel der Laserquellen 16 gestattet
die Teilung des Laserstrahls nach und nach sogar im Innern jeder
Steuerzentrale 10 und danach gegebenenfalls flussabseitig
(bezogen auf den Lichtfluss) von dieser Zentrale.
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Im Innern jeder der Steuerzentralen 10,
wie man genauer in 2 sieht,
wird die Teilung des Laserstrahls durch einen ersten optischen Koppler-Teiler 22 gewährleistet.
Dieser erste optische Koppler-Teiler 22 hat einen einzigen
Eingang, der sich in dem optischen Weg der Laserquelle 16 befindet,
so dass er den durch diese Quelle emittierten Laserstrahl aufnimmt.
Der optische Koppler-Teiler 22 umfasst auch N Ausgänge, welche
die Ausgänge 18 der Steuerzentrale 10 bilden.
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In der Praxis liegt die Anzahl der
Ausgänge 18 jeder
der Steuerzentralen 10 z. B. im Bereich zwischen 4 und
12. Es muss gesagt werden, dass die Anzahl der Ausgänge 18 der
Steuerzentralen 10 jeder der Gruppen von Gruppe zu Gruppe
gleich oder unterschiedlich sein kann, ohne dass man den Bereich
der Erfindung verlässt.
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Wie dies schon schematisch und nur
teilweise in 1 dargestellt
wurde, ermöglichen
die optischen Fasern 14 eine Verbindung jedes der Ausgänge 18 der
Steuerzentralen 10 je nach Bedarf mit einem oder mehreren
der pyrotechnischen Initialzünder 12 der
betreffenden Gruppe.
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Man hat daher im Oberteil von 1 den Fall eines pyrotechnischen
Initialzünders 12 dargestellt, dessen
optischer Eingang unmittelbar mit einem der Ausgänge 18 der entsprechenden
Steuerzentrale 10 durch eine optische Faser 14 verbunden
ist, ohne dass ein Organ auf dem Weg der optischen Faser zwischengeschaltet
ist.
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Vielmehr sind alle anderen Verbindungen, die
zwischen den Ausgängen
der Steuerzentralen 10 und den optischen Eingängen der
pyrotechnischen Initialzünder 12 dargestellt
sind, derart ausgelegt, dass sie mehrere pyrotechnische Initialzünder 12 mit ein
und demselben Ausgang 18 verbinden. Hierfür werden
zwischen den betreffenden Ausgängen 18 und
den zur Verbindung mit diesen Ausgängen vorgesehenen Initialzündern 12 zweite
optische Koppler-Teiler 20 zwischengeschaltet.
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Genauer gesagt hat jeder der zweiten
optischen Koppler-Teiler 20 einen
einzigen Eingang, der mit einem der Ausgänge 18 der entsprechenden Steuerzentrale 10 über eine
erste optische Faser 14 verbunden ist, sowie mehrere Ausgänge, von
denen jeder mit einem der pyrotechnischen Initialzünder 12 über eine
entsprechende optische Faser 14 verbunden ist.
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Die zweiten optischen Koppler-Teiler 20,
die in der Installation verwendet werden, können allesamt identisch oder
unterschiedlich sein. Die Anzahl der Ausgänge liegt z. B. zwischen vier
und zwölf.
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Beim Auswählen der Anzahl der Ausgänge der
Koppler-Teiler 22 und 20 muss man darauf achten,
dass die jedem der pyrotechnischen Initialzünder 12 zugeführte Leistung
und Energie ausreichend ist, um seine Zündung zu gewährleisten.
In der Tat hängen
die zugeführte
Leistung und Energie von den Eigenschaften der in der Steuerzentrale 10 enthaltenen Laserquelle 16 und
von der gesamten Abschwächung
ab, die sich aus der kaskadenartigen Anordnung mehrerer Koppler-Teiler auf dem oder
den betreffenden Wegen ergibt.
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Diese Beobachtung wird durch den
angenäherten
Ausdruck der einem beliebigen Initialzünder 12 zur Verfügung stehenden
Leistung PD (in dBw) bestätigt, die
durch die folgende Formel gegeben ist für den Fall einer Gruppe, welche
eine Steuerzentrale 18 mit N Ausgängen und einen zweiten optischen
Koppler-Teiler 20 mit M Ausgängen aufweist, der zwischen einen
der Ausgänge
der Steuerzentrale 10 und den betreffenden pyrotechnischen
Initialzünder 12 geschaltet
ist.
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PD = PS + 10 log(1/N)
+ 10 log(1/X) + Σ,wobei
- – PS
die von der Laserquelle gelieferte Leistung darstellt ( in dBω)
und
- – Σ die Summe
der Verluste ist, die der optischen Verbindung und den optischen
Kopplern zuschreibbar sind.
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Die pyrotechnischen Initialzünder 12 sind Detonatoren
mit optischer Steuerung, welche das Zünden explosiver Ladungen steuern
können,
die in Löchern
angebracht werden, welche in die Strukturen der zu zerstörenden Struktur
gebohrt werden. Die Detonatoren mit optischer Steuerung können je
nach Bedarf entweder durch Verzögerungs-Detonatoren, an
die man einen optischen Eingang angepasst hat, oder durch vorhandene
Opto-Detonatoren, die für
die Raumfahrtindustrie ausgelegt sind, gebildet werden, wie z. B.
solche, die z. B. in den Dokumenten FR-A-2615609 und FR-A-2646901
beschrieben sind.
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Bei der Architektur der so ausgelegten
Abriss-Installation bzw. Installation zur Zerstörung werden alle Initialzünder ein
und derselben Gruppe gleichzeitig gezündet. Hingegen ermöglicht die
Unabhängigkeit
zwischen den Gruppen deren getrennte Ansteuerung mit programmierten
Verzögerungen. Gleichermassen
ist es somit möglich,
eine Redundanz der pyrotechnischen Initialzünder sicherzustellen, indem
man an benachbarten Stellen Initialzünder anbringt, die unterschiedlichen
Gruppen angehören.
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Wie in 2 genauer
dargestellt ist, umfasst jede der. Steuerzentralen 10 eine
Stromversorgungsschaltung für
die Laserquelle 16. Diese Stromversorgungsschaltung umfasst
in Serie zwicken einer Eingangs-Verbindungseinrichtung, die an eine äussere Quelle
(nicht dargestellt) und die Laserquelle
16 angeschlossen
werden kann, einen Sicherheitsschalter 24, einen Niederspannung/Hochspannung-Wandler 26
sowie einen Steuerschalter 28 für die Laserquelle 16.
Wenn die Versorgungsschaltung mit der äusseren Stromversorgungsquelle
verbunden wird, nimmt die Verwendung der Laserquelle 16 an,
dass jeder der Schalter 24 und 28 geschlossen
ist.
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Der durch die Laserquelle 16 während ihrer Verwendung
emittierte Laserstrahl wird über
eine Anpassungsoptik 30 zu dem Eingang des optischen Koppler-Teilers 22 übertragen.
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Flussaufseitig von der Anpassungsoptik 30 (bezüglich des
Lichtflusses) ist ein versenkbarer Verschluss 32 in dem
optischen Weg angeordnet, der die Laserquelle 16 mit dem' Eingang des optischen Koppler-Teilers 22 verbindet.
Dieser versenkbare Verschluss 32 wird durch einen Motor 34 angesteuert,
der seine Bewegung ermöglicht
zwischen einer versenkten passiven Position, in welcher der Verschluss 32 nicht
in dem vorgenannten optischen Weg angeordnet ist, und einer in 2 dargestellten aktiven
Verschlussposition, in welcher der Verschluss in den optischen Weg
gebracht wird.
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Der versenkbare Verschluss 32 und
der Sicherheitschalter 24 bilden zwei Sicherheitsorgane, welche
jegliche Gefahr einer ungelegenen Zündung infolge eines unerwarteten
Schliessens des Steuerschalters 28 unterdrücken.
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Wie in 2 schematisch
dargestellt ist, besitzt der versenkbare Verschluss 32 eine
geneigte reflektierende Fläche 32a,
die zu der Anpassungsoptik 30 gekehrt ist, wenn der Verschluss
seine aktive Schliessposition einnimmt. Diese geneigte reflektierende
Fläche 32a des
versenkbaren Verschlusses 32 bildet Umlenkmittel, welche
in der Lage sind, einen Lichtstrahl, der in die Steuerzentrale 10 über einen (nicht
dargestellten) Hilfssteuereingang eintritt, zum Eingang des optischen
Koppler-Teilers 22 zu lenken, oder hingegen einen Lichtstrahl,
der von einer oder mehreren der durch die optischen Fasern 14 gebildeten
Leitungen stammt, zu diesem Hilfssteuereingang zu lenken.
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Diese Anordnung ermöglicht es,
auf unterschiedliche Arten die Unversehrtheit der Installation zu überprüfen. Somit
kann eine bekannte begrenzte Leistung über den Hilfssteuereingang
eingespeisst werden. Das Ausmass des an jeden der optischen Ausgänge zurückgegebenen
Bruchteils kann somit mit der voraussehenden Berechnung verglichen
werden, um eine erste Überprüfung durchzuführen.
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Umgekehrt kann die Messung durchgeführt werden,
indem man eine bekannte Leistung von dem Ende der als fehlerhaft
angenommenen Leitung einspeist, wobei man unter Umständen ein
herkömmliches
Reflektometrie-Mittel verwendet, das gegenüber von dem Hilfseingang angebracht
wird. Ein eventueller Fehler kann somit lokalisiert werden, da jede Leitung
in der Richtung zu ihrem Ende zu dem Steuerblock 10 hin
unabhängig
ist.
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Der Hilfssteuereingang kann ausserdem
von dem Bediener verwendet werden, der die Verbindung der pyrotechnischen
Initialzünder 12 herstellt,
um zu bestätigen,
dass es sich um die richtige Leitung handelt, indem einfach eine
Lichtquelle 36 (2)
sichtbar gemacht wird, die vor dem Hilfssteuereingang angebracht
wird und aus dem sichtbaren Bereich ausgewählt ist.
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Ausserdem ist jede der Steuerzentralen 10 mit
einem optischen Sekundäreingang 40 und
mit Umlenkmitteln ausgestattet, die es ermöglichen, einen zusätzlichen
Laserstrahl zu dem Eingang des optischen Koppler-Teilers 22 durch
die Anpassungsoptik 30 hindurch zu lenken für den Fall,
dass die Laserquelle 16 dieser Steuerzentrale fehlerhaft
ist.
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Wie in 2 schematisch
gezeigt wurde, ist der optische Sekundäreingang 40 mit einer
geeigneten Anpassungsoptik ausgestattet, und die Umlenkmittel umfassen
ein feststehendes Umlenkorgan, wie z. B. einen Spiegel 42,
sowie ein bewegliches Umlenkorgan, wie z. B. einen Spiegel 44.
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Das bewegliche Umlenkorgan 44 wird
durch einen Motor 46 angesteuert, der seine Verschiebung ermöglicht zwischen
einer versenkten passiven Position (2)
und einer aktiven Position. In dieser letzten Position lenkt die
bewegliche Umlenkvorrichtung 44 den zusätzlichen Laserstrahl 44,
der in die Steuerzentrale 10 über ihren Sekundäreingang 40 eindringt, zu
dem Eingang des optischen Koppler-Teilers 22. Genauer gesagt
wird er zusätzliche
Laserstrahl, der über
den Sekundäreingang 40 in
die Steuerzentrale 10 zurückkehrt, mittels der feststehenden
Umlenkvorrichtung 42 zu der beweglichen Umlenkvorrichtung 44 umgelenkt,
und diese wird zwischen dem Ausgang der Laserquelle 16 und
dem versenkbaren Verschluss 32 angeordnet, wenn sie in
ihre aktive Position gebracht wird.
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Die gesamte Installation umfasst
ausserdem eine zusätzliche
Laserquelle 48 (1),
die allen Gruppen gemeinsam ist und während eines Schusses verwendet
werden kann, falls die Laserquelle 16 einer der Steuerzentralen 10 sich
als fehlerhaft erweist. Hierfür
wird die zusätzliche
Laserquelle 48 an den optischen Sekundäreingang 40 der entsprechenden
Steuerzentrale 10 herangeführt.
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Es wird nun unter Bezugnahme auf
die 3 bis 5 eine zweite Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich
von der ersten im wesentlichen durch die Art der Laserquellen, die
hier durch Diodenlaser 16 gebildet sind. Da die von einem
Diodenlaser abgegebene Leistung und Energie wesentlich niedriger
sind als die von einer Laserquelle mit gepumptem Festkörper-Stab
abgegebene, wie in der beschriebenen ersten Ausführungsform, verwendet man in
diesem Fall eine gesonderte Laserquelle für jeden pyrotechnischen Initialzünder 12,
und das Vorhandensein optischer Koppler-Teiler ist ausgeschlossen.
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Wie in 3 gezeigt,
lehnt sich jedoch die allgemeine Architektur der Installation sehr
nahe an die zuvor anhand von 1 beschriebene
Architektur an. Somit besteht die Installation aus einer gewissen
Anzahl unabhängiger
Gruppen, von denen jede eine Steuerzentrale 10 aufweist
mit mehreren Ausgängen 18,
pyrotechnischen Initialzündern 12 und optischen
Fasern 14, welche die Ausgänge 18 jeder Steuerzentrale
mit den pyrotechnischen Initialzündern 12 verbinden.
Genauer gesagt ist die Anzahl der Ausgänge 18 in diesem Fall
gleich wie die der pyrotechnischen Initialzünder 12, und eine
optische Faser 14 verbindet jeden der Ausgänge 18 einzeln
mit einem der pyrotechnischen Initialzünder 12.
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Bei der Basislösung dieser zweiten Ausführungsform
der Erfindung, die in 4 gezeigt
ist, umfasst jede der Steuerzentralen 10 genauso viele
Diodenlaser 16 wie Ausgänge 18,
wobei der aus jeder Diode austretende Laserstrahl zu einem entsprechenden
Ausgang gelenkt wird. Übrigens
sind sämtliche
Diodenlaser 16 in einer Stromversorgungsschaltung elektrisch
parallel geschaltet, die vorgesehen ist, um mit einer äusseren
Niederspannung-Stromversorgungsquelle
verbunden zu werden, wie dies in 3 bei
49 gezeigt ist.
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Genauer gesagt ist ein Steuerschalter 28 an jedem
der Diodenlaser 16 flussaufwärts von ihnen in Serie geschaltet.
Anders ausgedrückt,
wenn man die Anzahl der Ausgänge 18 der
Steuerzentrale 10 mit N bezeichnet, umfasst die elektrische
Schaltung N parallel Zweige, die aufeinanderfolgend einen Steuerschalter 28 und
einen Diodenlaser 16 enthalten. Innerhalb der Steuerzentrale 10 sind
alle diese Zweige an einer gemeinsamen Versorgungsleitung angeschlossen,
die einen Sicherheitsschalter 24 aufweist. Flussabwärts sind
die unterschiedlichen parallelen Zweige an einer Rückleitung 25 angeschlossen,
welche den Schaltkreis zu der Niederspannung-Stromversorgungsquelle 49 schliesst.
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Für
jede der einzeln betrachteten Diodenlaser 16 sind der Sicherheitsschalter 24;
der dieser Diode entsprechende Steuerschalter 26 und der
Diodenlaser selbst in Serie geschaltet.
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Bei der in 4 gezeigten Architektur wird jeder der
Diodenlaser 16 durch einen getrennten Steuerschalter 28 unabhängig angesteuert.
Es gibt daher genauso viele Steuerschalter wie pyrotechnische Initialzünder 12 zur
Ansteuerung. Dies bietet den Vorteil, dass die Ansteuerung der Zündungen völlig frei
erfolgen kann.
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In 5 wurde
eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform
der Erfindung dargestellt, welche es gestattet, die Anzahl der Steuerschalter 28 zu
verringern. In diesem Fall weist jede Steuerzentrale 10 immer
genauso viele Diodenlaser 16 wie Ausgänge 18 auf. Anstatt
in getrennten parallelen Zweigen in der elektrischen Schaltung geschaltet
zu werden, sind die Diodenlaser 16 allerdings untereinander
derart elektrisch verbunden, dass sie eine Matrix aus n Reihen und
m Spalten bilden.
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Genauer gesagt sind die Diodenlaser 16 jeder
Reihe mit einem ersten Steuerschalter 28a in Serie geschaltet,
und die Ausgänge
der Diodenlaser 16 jeder Spalte sind untereinander verbunden
und an eine Rückleitung 25 angeschlossen,
die einen zweiten Steuerschalter 28b enthält.
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Bei dieser Anordnung ist es möglich, die
Diodenlaser 16 der am weitesten links gelegenen Spalte
einzeln anzusteuern, indem der Schalter 28a der entsprechenden
Leitung geschlossen wird und der Schalter 28b an den Ausgang
dieser Spalte angeschlossen wird. Hingegen ist die Einzelsteuerung
der in den anderen Spalten angeordneten Diodenlaser nicht möglich. Somit
kann die Steuerung irgendeines Diodenlasers der Matrix nur durch
gleichzeitiges Ansteuern sämtlicher
Diodenlaser erfolgen, die sich auf derselben Leitung und flussaufwärts befinden,
das heisst links von dem betrachteten Diodenlaser in 5.
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Die soeben unter Bezugnahme auf 5 beschriebene Anordnung
hat allerdings den Vorteil, dass sie die Anzahl der Steuerschalter
wesentlich verringert, da sie anstatt zur Gesamtzahl der Dioden gleich
zu sein (z. B. 100 für
jede Gruppe) in diesem Fall gleich der Summe der Anzahl der Reihen
und der Anzahl der Spalten der Diodenmatrix ist (z. B. ungefähr 20).
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Bei der zweiten Ausführungsform,
die soeben anhand von 3 bis
5 beschrieben wurde, kann ein angenommenes Versagen einer der Reihen mittels
herkömmlicher Überwachungsvorrichtungen (Reflektometrie,
Echometrie) von deren Ende aus erfasst werden.