JP2002525566A - 漏出検出用の電気センサ・ライン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、導電流体の存在を検出する電気センサ・ライン(11)であって、電気センサ導体(1)と、該センサ導体(1)を囲繞すると共に作製されるときに絶縁体間隙(4)を有するように巻回されもしくは押出し成形される導体用流体不浸透性絶縁要素(2、3)とを有する電気センサ・ライン(11)に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の分野 本発明は、導電性を有する流体を検出する電気センサ・ラインであって、電気
センサ導体と、該センサ導体を囲繞し且つ絶縁体間隙を備えた導体用流体不浸透
性絶縁体とを有する電気センサ・ラインに関する。本発明はまた、上記ラインを
使用して構築されたセンサ・ケーブル、および、斯かるセンサ・ケーブルを備え
た検出器機構、並びに、センサ・ラインを作製する方法に関する。

【０００２】 この種のセンサ・ラインは例えば、漏出を検出するために使用され得る。この
目的のためには、２本の斯かるセンサ・ラインが並置され且つ一端において測定
デバイスに接続され得る。而して、上記２本のセンサ・ラインの間にたとえば水
、酸、アルカリなどの導電性を有する流体、または他の任意の導電性流体が進入
すると、この箇所において上記２本のセンサ・ラインの各絶縁体間隙を介して両
センサ・ラインの電気的橋絡が生じると共に、これは上記測定デバイスにより評
価され得る。

【０００３】 斯かるセンサ・ラインはたとえばセンサ管の内部に使用されるが、斯かるセン
サ管は、漏出流体がセンサ・ケーブルに向けて侵入し得る為の孔を備えている。
この種のセンサ・ラインはまた、水分の発生に関し、空調システム、コンピュー
タ・ルーム、記録保管所、または、他の場所を監視すべく使用され得る。この目
的の為に斯かる場所は二重床を有し、それらの間には上述した種類のセンサ・ラ
インが設置される。

【０００４】 発明の背景 公知のセンサ・ラインには種々の機構が使用されている。

【０００５】 独国実用新案公報第６６０９０５８号(DE-U-6 609 058)はセンサ・ラインを開
示しているが、該センサ・ラインは機械的に緊張された導電性材料製の張力テー
プにより螺旋状に囲繞されたセキュリティ・ワイヤを有し、上記張力テープは上
記セキュリティ・ワイヤに沿って周期的に配置されたウェブもしくは円板により
上記セキュリティ・ワイヤから所定の径方向間隔に保持されている。上記ウェブ
もしくは円板はたとえば気体、酸、油もしくは火炎などの検出されるべき媒体に
より破壊される材料から成っていて、斯かる媒体が検出された箇所にて上記張力
テープは上記セキュリティ・ワイヤと接触し、両者間には測定可能な電気的短絡
が生ずる。

【０００６】 国際公開公報第９０／１０２０９号(WO-A-90/10209)は相互に離間された２個
のセンサ導体を有するセンサ・ケーブルを開示しているが、センサ導体の各々は
、導電性金属から成る撚り線と、導電性のポリエチレンから成る被覆とから成っ
ている。上記センサ・ケーブルの上記２本のセンサ・ラインおよび他の構成要素
は、編組(Geflecht)から成る外側被覆により囲繞される。而して、導電性の液体
が検出されるか非導電性の液体が検出されるかにより、異なる２つのメカニズム
が使用される。導電性液体が侵入する場合には、上記２本のセンサ・ラインの各
導電性被覆を介して撚り線間に電気的状態が形成され、これは当該ケーブルの外
側で測定され得る。また、非導電性液体が検出されるべきであれば上記２本のセ
ンサ・ラインの間には別体層が配置されるが、該別体層は検出対象液体により湿
潤されない限りは絶縁性であり且つ斯かる液体により湿潤されたときには溶解す
るか導電性になることから、この場合にも上記２本のセンサ・ラインの撚り線間
には電気的接続が生成される。

【０００７】 独国特許公報第４３０９２８４号(DE-A-43 09 284)は同軸センサ・ケーブルを
開示しているが、該センサ・ケーブルにおいては、絶縁性被覆により囲繞された
内側導体が、上記内側導体の上記絶縁体の回りに螺旋状に延在するスペーサによ
って、編組として構成された外側導体から所定距離に保持される。また上記外側
導体は、選択されるべき液体によりたとえば溶解されるなどして変化せしめられ
得る導体用外側カバーにより囲繞される。この導体用外側カバーは、同様にして
編組として構成された外側被覆により囲繞される。もし検出対象液体が生じたな
ら、該液体は上記外側被覆に侵入し、たとえば上記導体用外側カバーを溶解する
ことにより該導体用外側カバーを変化せしめ、上記外側導体編組を通して該外側
導体と上記内側導体の上記被覆との間の間隙に上記液体が侵入し得る。これによ
り、上記センサ・ケーブルのインピーダンスには測定可能な変化が生ずる。

【０００８】 独国特許公報第２５３３２５７号(DE-A-25 33 257)は、抵抗線と、該抵抗線を
覆う紙製絶縁体カバーと、該紙製絶縁体を覆うと共に間隙を有して巻回されたポ
リテトラフルオロエチレン(PTFE)テープから成るプラスチック巻回体と、を有す
るセンサ・ラインを開示している。検出対象液体が上記巻回間隙を通って侵入す
ると、上記紙製絶縁体の絶縁抵抗は変化する。上記抵抗線と、たとえば上記セン
サ・ラインを囲繞する金属管の形態の第2導電体との間の斯かる絶縁抵抗の変化
は、上記ラインの端部に接続された測定機器により測定され得ることから、漏出
および該漏出の箇所が測定され得る。

【０００９】 上述した公報はいずれも、検出対象液体が導電体まで侵入するのを許容すべく
、センサ・ラインの所定層が検出対象液体により変化せしめられるという事実に
基づく作用機構を有するセンサ・ラインを開示している。検出対象液体の漏出の
検出後、斯かるセンサ・ラインは比較的に長時間に亙り使用不能であるか、また
は更なる漏出検出に関して完全に使用不能でありさえする。

【００１０】 欧州特許公開公報第０２８９２５７号(EP-A-0 289 257)は、編組として構成さ
れた外側導体が、誘電層により囲繞された内側導体から、該内側導体の上記誘電
層の回りに螺旋状に通された誘電スペーサ要素により、径方向の距離を以て保持
されるという同軸センサ・ケーブルを開示している。上記各螺旋状スペーサ要素
の間には空気間隙が形成されることから、上記センサ・ケーブルの固有抵抗は本
質的に空気の誘電率により定まる。漏出が生じて検出対象液体が上記外側導体の
浸透可能編組を通って侵入したときに各スペーサ要素間の上記空気間隙は満たさ
れることから、その場合には上記センサ・ケーブルの固有抵抗が上記検出対象液
体の誘電率により本質的に決定されるが、通常、斯かる誘電率は空気の誘電率と
は相当に異なる。これにより引き起こされた固有抵抗の変化は、上記センサ・ケ
ーブルの端部において測定デバイスにより確認され得る。漏出の検出の後、該セ
ンサ・ケーブルもまた、更なる漏出の検出には比較的に長時間に亙り使用され得
ない。

【００１１】 独国特許公報第３５３５９１８号(DE-A-35 35 918)は漏出検出デバイスを開示
しているが、該デバイスは一方では平坦導電体を有し、他方では、該導体に平行
に且つ該導体から所定距離を以て配置された同軸ケーブルであって、内側導体と
、編組により構成された外側導体と、それらの間の絶縁材とを有する同軸ケーブ
ルを有している。上記外側導体の編組は、親水性ヤーンにより織成された導線の
編組から成る。上記同軸ケーブルの該外側導体と内側導体との間には絶縁材が在
る。もし上記外側導体の親水性編組内へと検出対象液体が浸透したならば、上記
同軸ケーブルの電気的挙動は変化する。上記平坦導体および上記同軸ケーブルは
相互から所定距離となる如く、絶縁性積層物から成る２つの層の間に埋め込まれ
る。一方の積層物層は連続的に平坦であり且つ上記平坦導体および同軸ケーブル
の支持体の役割を果たす。他方の積層物層は一方で上記平坦導体上および他方で
上記同軸ケーブル上でほぼ半円状に延在すると共に、他の箇所では上記第1積層
物層上に平坦に載置される。上記平坦導体と上記同軸ケーブルとの長手方向にお
いて所定間隔で離間された箇所にて、上側の積層物層の各半円領域には開口が配
備されて上記平坦導体および同軸ケーブルが露出される。

【００１２】 もし検出対象導電性液体が、上記平坦導体および同軸ケーブルの間の上記間隔
を橋絡する如き量で生じ且つ上記上側積層物層における上記平坦導体上および同
軸ケーブル上の上記開口内に侵入したなら、一方では、上記平坦導体と上記同軸
ケーブルの上記外側導体との間に電気的橋絡が形成され、他方では、上記平坦導
体と上記同軸ケーブルの上記内側導体との間で測定され得る抵抗が変化するが、
上記同軸ケーブルの上記内側導体および外側導体は上記同軸ケーブルの一端にて
電気抵抗を介して相互に接続されている。一方の測定機器は上記平坦導体と上記
同軸ケーブルの上記外側導体との間の電気抵抗を測定し、他方の測定機器は上記
平坦導体と上記同軸ケーブルの上記内側導体との間の電気抵抗を測定する、とい
う２台の測定機器を使用すると、漏出液体がいったい存在するか否か、および、
漏出液体の発生箇所を決定し得る。

【００１３】 上記同軸ケーブルおよび平坦導体の上方にのみ各開口を配置すると共に下側積
層物層により閉鎖的に覆った結果、検出し得るのは上記上側積層物層の表面に十
分な量にて達する漏出液体のみである。上記絶縁性積層物層の背面、すなわち上
記絶縁性積層物層の各開口が配備されていない側の面にしか到達しない漏出は検
出され得ない。結果として、片側に対応する低い検出感度が達成されるのみであ
る。漏出が検出される前に、漏出に関して監視されるべき液体は先ず、上記絶縁
性積層物の上側に十分な漏出液体が達するレベルに到達せねばならない。

【００１４】 更に、当該電気センサ・ラインの電気センサ導体が絶縁性被覆により完全に囲
繞され、該絶縁性被覆にはその後たとえば孔の打ち抜き又はレーザ・エネルギに
よる孔の焼却形成等による穴あけによって絶縁体間隙が導入される、という漏出
検出に利用される電気センサ・ラインが存在する。導体用絶縁体の穴あけを伴う
この種のセンサ・ラインを作製する為の従来の方法は、センサ・ラインの周囲の
一方側においてのみ、導体用絶縁体から孔が打ち抜かれ、切欠かれ、または、焼
却形成されるのを可能とする。また、穴あけにおける均一な孔間隔は、複雑な制
御システムによってのみ達成され得る。穴あけが上記ラインの周囲に関して片側
とされた結果、この場合にも片側に対応する低感度が達成されるのみである。漏
出に対して監視されるべき液体は、上記センサ・ラインの周囲の内で、穴あけに
より得られた絶縁体間隙が配置される領域上に生じねばならない。漏出に対して
監視されるべき液体は、この種のセンサ・ラインで漏出が検出される前に先ず、
穴あけにより得られた上記絶縁体間隙を通過し得る為に上記センサ・ラインの直
径に対応するレベルに到達せねばならない。

【００１５】 漏出を検出すべく部分的に穴あけされたセンサ・ラインの一部は、ブランデス
(Brandes)社から1991年2月に発行された冊子“ブランデスシステム(Brandes-Sys
tem)、原理および機能説明”に示されている。

【００１６】 発明の要約 本発明は、低費用で作製され得る電気センサ・ラインであって、良好な汎用感
度を呈し、且つ、漏出を検出した後でも可及的に迅速に新たな漏出検出の為に再
準備される、という導電性流体の発生を検出する電気センサ・ラインを提供する
という目的に基づいている。

【００１７】 これは、請求項１もしくは６に記載された電気センサ・ラインにより達成され
る。これに加えて本発明は、請求項１２で特定された形式の、本発明に係るセン
サ・ラインの作製方法、請求項２３に特定された形式のセンサ・ケーブル、およ
び、請求項２５に記載された検出器機構を提供する。これらの進展例は従属請求
項中で特定される。

【００１８】 請求項２２では本発明に係るセンサ・ラインの使用法が特定され、請求項２４
ではセンサ・ケーブルの使用法が特定される。

【００１９】 本発明は、電気センサ導体と；該センサ導体を囲繞する導体用絶縁体であって
、上記センサ導体が当該導体用絶縁体から解放される絶縁体間隙が存在する如く
隣接巻回ターン間、即ち隣接する巻回間における軸線方向巻回間隙を有して上記
センサ導体に螺旋状に巻回された少なくともひとつの流体不浸透性絶縁テープに
より構成された導体用絶縁体と；を有する電気センサ・ラインを提供する。この
目的の為には、通常の絶縁テープおよび通常の巻回機が使用され得る。

【００２０】 故に本発明は、特に検出対象流体の発生に続き直ちにもしくは少なくとも極め
て迅速に新たな流体検出の準備ができるセンサ・ライン構造を使用し、電気セン
サ・ラインの作製と同時に導体用絶縁体を巻回することで通常の電気ラインと比
較して付加的な費用なしで導体用流体不浸透性絶縁体に絶縁体間隙が配備される
という電気センサ・ラインを提供する。

【００２１】 本発明の一実施例において、上記導体用絶縁体は流体不浸透性であるだけでな
く、検出対象流体により湿潤され得ないものでもある。

【００２２】 本発明の一実施例において、上記導体用絶縁体は、当該センサ・ラインの周囲
に亙り本質的に均一に分布された重複箇所であって、当該２つの流体不浸透性絶
縁テープの軸線方向巻回間隙が重複する重複箇所にて、上記センサ導体が導体用
絶縁体から解放される絶縁体間隙が存在する如く、各々が螺旋状に且つ各々が上
記軸線巻回間隙を有すべく上記センサ導体上に逆の旋回方向で巻回された２つの
流体不浸透性絶縁テープにより構成される。

【００２３】 螺旋状に巻回された単一の絶縁テープのみを有するセンサ・ラインにおいては
、該ラインの周囲の回りで連続的に螺旋状に延在する絶縁体間隙が生ずる。漏出
が生じた正確な箇所を検出する優れた機能は、２つの絶縁テープが異なる旋回方
向を以て上記センサ導体上に螺旋状に巻回されたセンサ・ラインにより達成され
る、と言うのも、この場合には上記センサ・ラインに沿って正確に定義された箇
所に絶縁体間隙が存在するからである。

【００２４】 上記ラインの上記周囲の回りにおける分布に関する、上記絶縁体間隙の格子間
隔、および／または、それらの頻度は、螺旋状に巻回された上記２つの絶縁テー
プの幅および／または螺旋ピッチにより影響され得る。

【００２５】 電気センサ導体上への導体用絶縁体の巻回は、現在でも実施されている。絶縁
体間隙を有するという本発明のセンサ・ラインに到達する上で必要なことは、絶
縁テープが軸線方向巻回間隙を有して巻回される如く通常の巻回機の巻回パラメ
ータを変更することだけである。これが意味する処は、漏出の検出に使用される
通常のセンサ・ラインの導体用絶縁体もしくは絶縁性積層物に穴あけを行う処理
とは対照的に、且つ、上述の各文献により開示されると共に全てが付加的なセン
サ・ライン要素および付加的な作製段階を要する各センサ・ラインとも対照的に
、本発明に係るセンサ・ラインを作製する上で付加的な費用が要らない、という
ことである。故にもし本発明が適用されれば、巻回間隙を有する巻回を得るべく
巻回パラメータを幾分か変更することにより、絶縁テープで絶縁された極めて普
通の導体が流体検出用のセンサ導体へと変換される。

【００２６】 しかしながら、本発明は、巻回間隙を有して螺旋状に巻回された絶縁テープを
有するセンサ・ラインに限定されるものではない。本発明の一実施例に依れば、
電気センサ導体上に巻回される又は間欠的押出し成形により付加されることで電
気センサ導体に軸線方向に離間した流体不浸透性絶縁管状体片が付加されること
に依っても本発明のセンサ・ラインは作製され得る。此処で、間欠的押出し成形
とは、上記電気センサ導体上へ管状絶縁被覆を押出し成形する操作が周期的にも
しくは本質的に周期的に中断されることを意味する。この目的の為にも、通常の
巻回機もしくは押出成形機が使用され得ることから、各絶縁体間隙を形成する上
では通常の巻回機もしくは押出成形機を僅かに変更して制御するだけで何らの付
加的デバイスおよび処理段階も必要とされない。

【００２７】 巻回による導体用絶縁体および押出し成形による導体用絶縁体の両者に関し、
特定の用途ではセンサ・ラインに沿い非周期的間隔での絶縁体間隙の形成が有利
なこともある。しかしながら、殆どの用途に対しては、相互に周期的に離間され
た絶縁体間隙が好適である。

【００２８】 絶縁体間隙においてセンサ導体が露出されるという実施例、および、センサ導
体を囲繞し、絶縁体間隙にて露出され且つ所定流体のみに対する確定された透過
性を有するフィルタ層が電気センサ導体と導体用絶縁体との間に在るという実施
例、が存在する。

【００２９】 上記電気センサ導体が絶縁体間隙にて露出される場合、該電気センサ導体は、
たとえば通常の水、酸の発生などの任意の導電性流体の存在を示す。また、上記
電気センサ導体と上記導体用絶縁体との間にフィルタ層を配置することによって
、選択された導電性流体のみに対する確定された透過性を生成し得る。これが意
味する処は、上記フィルタ層に対してその導電性流体が浸透可能である場合、上
記絶縁体間隙で露出された上記フィルタ層に遭遇した導電性流体のみが上記電気
センサ導体まで侵入して斯かる流体の存在の電気的表示を引き起こす、というこ
とである。この結果、導電性を有する何らかの物質が存在するという概略的な表
示を得るのでは無く、特定の流体を検出し得ることになる。

【００３０】 上記フィルタ層に対しては、たとえばGORE-TEXの商品名で知られているような
延伸微孔性のPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)から成る特殊なフィルム等の特
殊フィルムを使用することができ、このフィルムは、たとえば油、水または他の
特定の液体もしくは気体に対して確定された透過性を有する。斯かるフィルムは
、導体用流体不浸透性絶縁体を構成する単一のもしくは複数の絶縁テープが巻回
されもしくは押出し成形される前に、上記電気センサ導体上にテープの形態で巻
回され得る。この場合に上記フィルタ層の為のテープ材料は、上記センサ導体上
に完全に覆うように巻回される。

【００３１】 巻回絶縁テープとしてひとつ以上を有する本発明のセンサ・ラインのひとつの
利点は、巻回技術により、各絶縁体間隙の間の間隔が正確に定義され得ると共に
、導体の全周の回りに各絶縁体間隙が分布され得る、ということである。故に、
上記センサ・ラインの２つ以上の側から監視対象流体が到達する結果として、よ
り高い感度が達成される。このことは、間欠的に押出し成形された導体用絶縁体
を有する本発明のセンサ・ラインに関しても同様である。

【００３２】 電気センサ・ラインのひとつの所期用途は、監視対象流体の漏出を検出するこ
とである。しかしながら、監視対象流体の発生が検出されるべき他の可能な用途
も考えられる。

【００３３】 本発明に係る形式の電気センサ・ラインは、漏出の発生箇所を決定し得るセン
サ・ケーブルを作製するために使用され得る。斯かるセンサ・ケーブルは、平行
とされた本発明に係る形式の２本のセンサ・ライン、ならびに、平行とされた２
本の基準ラインを有し得る。上記各基準ラインは検出対象流体により影響され得
ない、と言うのも例えば、各基準ラインの電気センサ導体は監視対象流体が浸透
不能な絶縁材により完全に囲繞されるからである。

【００３４】 この形式のセンサ・ケーブルを使用すれば、導電性を有する監視対象流体の発
生を検出する検出器機構が構築され得る。この場合、斯かるセンサ・ケーブルの
一端は、主として電気的測定ブリッジの形態である電気的測定デバイスに接続さ
れ、且つ、上記センサ・ケーブルの他端においては、一方では本発明に係る２本
のセンサ・ラインが、および他方では２本の基準ラインが、それぞれ短絡により
、または、上記センサ・ケーブルの他端に接続された上記測定デバイスに依存す
る大きさを有する確定された電気抵抗を介して、相互に接続される。

【００３５】 もし抵抗測定ブリッジが使用されるならば、該抵抗測定ブリッジは調節され、
上記センサ・ケーブルに沿って導電性流体が存在しないときには、出力信号を示
さない、又は、ゼロ出力信号を示すようにされる。もし上記センサ・ケーブルに
沿う任意の箇所にて監視対象流体が生じたなら、該箇所において本発明に係る２
本のセンサ・ラインの間に電気的橋絡が形成され、上記抵抗測定ブリッジに関す
る抵抗の関係が変化する。この変化から、上記センサ・ケーブルに沿う何処の箇
所で監視対象流体が発生したかを決定し得る。

【００３６】 本発明に従い且つ絶縁体間隙を有するセンサ・ライン、および、上記基準ライ
ンはいずれも、中実タイプまたは撚り線の形態のいずれの導電体を使用しても構
築され得る。これらの導体は例えば、銅、ニッケル・メッキされた銅、スズ・メ
ッキされた銅、銀メッキされた銅、スズ・メッキされた合金、銀メッキされた合
金または銅合金などの一般的な材料から成り得る。

【００３７】 上記導体用絶縁体に対して適切な材料は、ポリエステル、ペルフルオロアルコ
キシ、フルオロエチレン−プロピレン、ポリエチレンおよびポリプロピレンを含
むポリオレフィン類、ポリメチルペンテン、ポリテトラフルオロエチレンまたは
延伸膨張ポリテトラフルオロエチレンである。上記導体用絶縁体は好適にはフル
オロポリマから成り、特に好適には、延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン(ePT
FE)から成る。多層式の導体用絶縁体の場合には、全ての導体用絶縁体層は好適
にはePTFEから成る。上記導体用絶縁体はまた、押出しポリマまたは発泡ポリマ
からも成り得る。

【００３８】 延伸膨張PTFEは極めて誘電率が小さく且つ重量が小さいことから、導体用絶縁
体材料として有利である。前者、即ち極めて誘電率が小さいことにより、上記ラ
インおよびそれにより構築されたケーブルの電気特性が極めて良好となり、後者
、即ち重量が小さいことにより、上記ラインおよびそれにより構築されたケーブ
ルの取り扱いが容易とされ得る。これに加え、ePTFEを備えて構築されたライン
およびケーブルは曲げ応力下での耐用期間に関して良好な特性を有する。

【００３９】 上述の文献により開示された全てのセンサ・ラインにおいては、検出対象流体
を吸収し、その結果として電気的挙動が変化する層が存在し、且つ／又は、セン
サ・ラインの導電体もしくは内側導体が流体不浸透性絶縁材の無間隙絶縁層によ
り検出対象流体に関して完全に遮断される一方、本発明に係るセンサ・ラインに
おいては、導体用絶縁体の材料が流体不浸透性であり且つ検出対象流体に依る導
体用絶縁体材料の電気的作用に対する変化は提供されず、検出対象流体は導体用
絶縁体間隙を介して直接的に、または、検出対象流体が選択的に浸透可能である
フィルタ層を介してセンサ導体まで侵入し、その結果として検出されると共にセ
ンサ・ラインに沿って位置が確認される。

【００４０】 次に、好適実施例を用い、本発明、ならびに、本発明の目的および利点の更な
る側面を更に詳細に説明する。

【００４１】 好適実施例の詳細な説明 図１は本発明に係るセンサ・ライン11の側面図であるが、該センサ・ライン11
は、撚り線の形状の電気センサ導体1と、内側左巻層2および外側右巻層3の形態
で各々が螺旋状に巻回された２つの流体不浸透性絶縁テープとを有している。上
記左右の巻回方向は、図１の右側からラインの長手方向に見た時の方向を指して
いる。上記２つの絶縁テープの各々は、隣接する各巻回ターンの間に巻回間隙を
有して巻回されており、図１においては、左巻層2の隣接巻回ターン間の巻回間
隙はW2により表されると共に右巻層3の隣接巻回ターン間の巻回間隙はW3により
表されている。巻回間隙W2およびW3は絶縁体間隙4において重複し、該箇所にて
センサ導体1が露出される。２つの絶縁テープの各々の絶縁テープ幅、巻回間隙W
2、W3および巻回ピッチなどのパラメータによって、上記ラインの周囲に関し及
び上記ラインの長手方向範囲に関して絶縁体間隙4が生ずる位置が影響され得る
。たとえば各絶縁体間隙4が、上記ラインの周囲の径方向にて相互に対向した側
においてのみ生じる、または、上記ラインの周囲の回りにおける２箇所以上に分
布される、という配置構成に到達し得る。上記ラインの長手方向においては、各
絶縁体間隙4を離間している格子を選択することにより、上記センサ・ラインの
長手方向において該センサ・ラインの感度分解能に影響を与えることが出来る。
上記センサ・ラインの単位長さ当たりに配備される絶縁体間隙4が多いほど、監
視対象流体が生ずる箇所の検出に関する分解能は高くなる。

【００４２】 本発明の実用例においてセンサ・ラインは、導体用絶縁体が２度の巻回操作に
おいてセンサ導体1上に巻回されることにより作製される。この目的の為に、約1
.2mmの直径を有する導線が使用される。

【００４３】 第1の巻回操作においては流体不浸透性ePTFEから成る第1絶縁テープ2が上記導
線上に巻回されるが、該テープは巻回操作の前後において約4mmの幅および約0.1
5mmの厚みを有している。上記巻回は、上記導線の長手軸線に関して13.12°の巻
回角度を以て行われる。この巻回操作の後では、上記導線の表面の90％が第1絶
縁テープ2により覆われる。上記導線およびその上に巻回された第1絶縁テープ2
は、全体として約1.5mmの直径を有する。

【００４４】 第2の巻回操作においては第1絶縁テープ2上に第2絶縁テープ3が巻回される。
この目的の為に、第1絶縁テープ2と同一の寸法を有する流体不浸透性ePTFEのテ
ープが使用されるが、15.21°の巻回角度により巻回される。

【００４５】 この巻回操作の後では、導線および第1絶縁テープ2を含むユニットの表面の93
％が第2絶縁テープ3により覆われる。上記導線およびその上に巻回された絶縁テ
ープ2および3は、全体として約1.8mmの直径を有する。

【００４６】 この様にして作製されたセンサ・ライン11は、軸線方向において約4mm毎に絶
縁体間隙4を有している。

【００４７】 図１に示された実施例の改変例においては、単一の流体不浸透性絶縁テープの
みが特に、やはり隣接巻回ターン間に巻回間隙を有してセンサ導体1上に螺旋状
に巻回される。この場合には、絶縁体間隙は、センサ導体1の回りに連続的に螺
旋状に巻き付くようになり、図１の巻回間隙W2もしくはW3の一方に対応するよう
になる。

【００４８】 図２は本発明に係るセンサ・ラインの実施例を示しているが、ここでは２つの
巻回層の各々に対し、軸線方向間隔を有して相互に並行して巻回された２つの流
体不浸透性絶縁テープ、すなわち、２つの左巻層2a、2bおよび２つの右巻層3a、
3bが使用される。この場合には、更に多数の絶縁体間隙4が上記ラインの長手方
向において存在し、該ラインの周囲の回りに分布されるという結果になる。

【００４９】 図２の実施例が図１の実施例と異なるのは、センサ導体1と流体不浸透性巻回
層2a、2bおよび3a、3bとの間において、センサ導体1を完全に囲繞して各絶縁体
間隙4の箇所にて解放されるフィルタ層5が配備された点のみである。フィルタ層
5はたとえば、オイル、水または他の所定液体もしくは気体に対して確定された
透過性を有する延伸微孔性PTFEの巻回層である。

【００５０】 図３は、絶縁体から成る流体不浸透性管状片6の形態の導体用絶縁体を有し、
上記絶縁管状体の各片6の間における軸線方向絶縁体間隙7を備えた本発明のセン
サ・ラインの一例を示している。絶縁管状体の各片6は、巻回により、または、
間欠的押出し成形により作製され得る。後者の操作の場合には各絶縁体間隙7を
形成すべく、センサ導体1上への絶縁材押出し成形操作は反復的に中断される。
センサ・ライン11により達成されることが望まれる感度特性により、絶縁管状体
の各片6の軸線方向長さは均一もしくは別々とされ得る。

【００５１】 図４は、概略的な断面図を備えた斜視図によりセンサ・ケーブル13の一例を示
している。この種のセンサ・ケーブルは、図１に示された絶縁体間隙4を有する
構造の２本のセンサ・ライン11と、基準導電体17および該基準導電体17を完全に
被覆する基準導電体用流体不浸透性絶縁体18を各々が有する２本の基準ライン15
とを具備する。２本のセンサ・ライン11および２本の基準ライン15はそれぞれ、
各対で相互に関して対角線的に配置され、４本のライン11、15の間の中心には間
隔材すなわち充填材19が配置される。４本のラインの周囲上において上記センサ
・ケーブル23は管状の保護網状体もしくは保護編組20を備え、該保護編組20によ
り上記センサ・ケーブルの４本のライン11および15は一体的に保持され且つ保護
される。保護編組20には監視対象流体が浸透可能であり、斯かる流体は各絶縁体
間隙4へと侵入し得る。保護編組20は、ポリアミド(ナイロン)、KEVLAR(ケブラー
：登録商標)もしくはePTFE(延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン)などの材料で
構築され得る。

【００５２】 保護編組20は、センサ・ケーブル13の全長に亙り延在する。但し図４は、セン
サ・ケーブル13の長さの一部上においてのみ保護編組20を示し、残りの部分では
個々のライン11および15の構造をより視認しやすくしている。

【００５３】 図５は、漏出を検出する測定デバイス用のケーブル機構23の概略図を示してい
る。このケーブル機構23は、図４に示された構造を有するセンサ・ケーブル13を
備え、明瞭化および簡略化の為にセンサ・ケーブル13の４本のライン11、15は相
互に並置して示されているが、実際にはこれらのラインは図４に示された様式で
撚り合わされる。但しセンサ・ケーブル13の４本のライン11、15は実際に、図５
に示された様式で撚り合わされずに相互に並置されて平行に延在しても良い場合
もある。図５は、絶縁体間隙4を備えた本発明の２本のセンサ・ライン11が中心
に配置される一方で２本の基準ライン15が該センサ・ケーブル13の外側を構成す
るという配置方法を示している。但し、たとえばセンサ・ライン11および基準ラ
イン15が相互に常に交互に追随するという図４のような４本のライン11、15の別
の配置も可能である。尚、図５において各絶縁体間隙4は概略的にのみ示されて
いる。

【００５４】 図５のセンサ・ケーブル13の４本のライン11、15は、図５におけるそれらの左
側端部においてソケット接点25により終端し、図５におけるそれらの右側端部に
おいてはプラグ接点27により終端する。各ソケット接点25はソケット・ハウジン
グ29により収容される一方、各プラグ接点27はプラグ・ハウジング31により収容
される。各ソケット接点25およびソケット・ハウジング29はソケット・コネクタ
33を構成するが、該ソケット・コネクタ33は、嵌合式プラグ・コネクタ・ハウジ
ング37と該嵌合式プラグ・コネクタ・ハウジング37内に収容され得る嵌合式ピン
接点39とを備える嵌合式プラグ・コネクタ35内に差込まれ得る。各嵌合式ピン接
点39は、たとえば各々が10ｋΩの抵抗値を有する終端抵抗R5およびR6に接続され
るが、R5は２本のセンサ・ライン11の終端を成すべく使用され且つR6は２本の基
準ライン15の終端を成すべく使用される。

【００５５】 各プラグ接点27およびプラグ・ハウジング31はプラグ・コネクタ41を構成する
が、該プラグ・コネクタ41は、嵌合式ソケット・コネクタ・ハウジング45および
嵌合式ソケット接点47を有する嵌合式ソケット・コネクタ43へと差込まれ得る。
各嵌合式ソケット接点47はフィード・ケーブル49の一端に接続されると共に、該
フィード・ケーブル49の他端は、測定値表示デバイスを有する(図５では不図示
の)測定機器に繋がる接続線51に接続される。

【００５６】 夫々のライン抵抗のために、センサ・ライン11および基準ライン15は両者とも
に確定された電気抵抗を有し、該電気抵抗は夫々の終端抵抗R5またはR6と共に、
各接続線51に接続された測定機器により測定され得る。図５において53により示
されるケーブル13に沿う箇所にて導電性を有する流体の漏出が生じたなら、２本
のセンサ・ライン11の各導電体1はこの箇所にて電気的に橋絡される。故に、各
センサ・ライン11に接続された２個のプラグ接点27間で測定され得る電気抵抗は
、漏出が存在しないときに測定される抵抗とは異なる。監視されたシステムにお
ける第1の漏出箇所は、測定された抵抗変化を用いて確認され得る。

【００５７】 漏出を検出すべく及び漏出の箇所を決定すべく、絶縁体間隙4を備えた２本の
センサ・ライン11のみを使用することが本質的に可能である。この場合には、絶
対的抵抗変化が測定される。

【００５８】 当該測定機構のセンサ・ケーブル13が図４および図６に示された様式で一対の
センサ・ライン11および一対の基準ライン15を有すると共に、図６に示された様
式の抵抗測定ブリッジが用いられる、という測定機構が好ましい。この場合には
２本の基準ライン15に対する２本のセンサ・ライン11の相対抵抗変化が測定され
、４本のライン11、15の全てに作用するたとえば温度影響などの干渉の影響は無
い。

【００５９】 図６は、それ自体が公知である抵抗ブリッジであって、図４に示された形式の
もしくは図５に示された形式のセンサ・ケーブル13の第1端部が接続され得る抵
抗ブリッジの一例を示している。図５のケーブル機構において、４本の接続線51
はa乃至dにより特定され、各コネクタ41および43がプラグ接続を形成したときに
接続線aおよびdは２本の基準ライン15に接続され且つ接続線bおよびcは２本のセ
ンサ・ライン11に接続される。

【００６０】 図６に示された抵抗測定ブリッジは第1の対の対角的回路点P1およびP2を有す
るが、該対角的回路点P1およびP2に対し、一方では入力電圧U_Eが印加され、他方
では図５の接続線aおよびcが接続され得る。これに加え、上記抵抗測定ブリッジ
は第2の対の対角的回路点P3およびP4を有するが、該対角的回路点P3およびP4か
らは出力電圧U_Aが取り出され得る。更に、図５の接続線bおよびdはP3に接続され
得る。

【００６１】 図６における電気抵抗Radはたとえば、２本のセンサ・ライン11の各ライン抵
抗と、それらの各センサ導体1をセンサ・ケーブル１３の第2端部において接続す
る終端抵抗R5との合計を表す。また、電気抵抗Rbcはたとえば、２本の基準ライ
ン15の各ライン抵抗と、それらの２本の基準導電体17をセンサ・ケーブル13の第
2端部において接続する終端抵抗R6との合計を表す。抵抗R1およびR2は上記抵抗
ブリッジに属する抵抗であり、上記測定デバイスに収容される。

【００６２】 そして上記測定機構は、上記抵抗ブリッジが平衡される如く、すなわち、入力
電圧U_Eが供給されたときに、センサ・ケーブル13に沿って検出対象流体が存在せ
ず、従って各センサ導体1の各ライン抵抗がセンサ・ケーブル13の全長に亙り作
用する場合には、ゼロに等しい出力電圧U_Aが生じるように設定される。しかしな
がら、センサ・ケーブル13の２本のセンサ導体1を電気的に橋絡する導電性流体
がセンサ・ケーブル13に沿う任意の箇所にて存在すれば、対応する抵抗の値、つ
まり示された例では上記抵抗ブリッジの抵抗Radの値が、減少される。この結果
として出力電圧U_Aが生ずるが、その値に基づき、導電性を有する流体が生じた箇
所に関する結論が導かれ得る。

【００６３】 実用的用途においてセンサ・ケーブル13は約1,000mの長さを有し得る。センサ
・ライン11もまたより長い長さを有し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明に係るセンサ・ラインの第１実施例の側面図を示す。

【図２】 図２は本発明に係るセンサ・ラインの第２実施例を斜視図で示している。

【図３】 図３は本発明に係るセンサ・ラインの第３実施例を斜視図で示している。

【図４】 図４はセンサ・ケーブルの断片を斜視図で示している。

【図５】 図５は漏出検出に使用され得るケーブル機構の一例を示している。

【図６】 図６は抵抗測定ブリッジの簡単な例を示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ， ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ブロインガルト，ハインツ ドイツ連邦共和国，デー−91887 レッテ ンバッハ，ブライテンローハー シュトラ ーセ ９ (72)発明者 ヘンネック，クラウス ドイツ連邦共和国，デー−91781 バイセ ンブリュック，エルビン−シュルホフ−シ ュトラーセ １ Ｆターム(参考） 2G067 AA19 AA22 BB11 BB22 CC02 CC03 DD23 EE08 5G315 BA07 BA13

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性を有する流体の発生を検出する電気センサ・ライン(1
   1)であって、 電気センサ導体(1)と、 該センサ導体(1)を直接的に囲繞する導体用流体不浸透性絶縁体であって、上
   記センサ導体が当該導体用絶縁体から解放される絶縁体間隙(4)が存在する如く
   隣接巻回ターン間における軸線方向巻回間隙(W2、W3)を有して上記センサ導体(1
   )上に螺旋状に巻回された少なくともひとつの絶縁テープ(2、3；2a、2b、3a、3b
   )により構成された導体用流体不浸透性絶縁体と、 を有する電気センサ・ライン(11)。
2. 【請求項２】 前記導体用絶縁体は、 当該センサ・ラインの周囲に亙り本質的に均一に分布された重複箇所であって
   、当該少なくとも２つの流体不浸透性絶縁テープ(2、3；2a、2b、3a、3b)の軸線
   方向巻回間隙(W2、W3)が重複する重複箇所にて、前記センサ導体が導体用絶縁体
   から解放される絶縁体間隙(4)が存在する如く、各々が螺旋状に且つ各々が上記
   軸線方向巻回間隙(W2、W3)を有すべく上記センサ導体(1)上に逆の旋回方向に巻
   回された少なくとも２つの流体不浸透性絶縁テープ(2、3；2a、2b、3a、3b)、 により構成される、請求項１記載のセンサ・ライン。
3. 【請求項３】 ほぼ径方向にて相互に対向して配置された少なくとも２個の
   絶縁体間隙(4)が、前記ラインの周囲に亙り分布される、請求項２記載のセンサ
   ・ライン。
4. 【請求項４】 前記流体不浸透性絶縁テープ(2、3；2a、2b、3a、3b)は等し
   いテープ幅である、請求項２もしくは３に記載のセンサ・ライン。
5. 【請求項５】 前記流体不浸透性絶縁テープ(2、3；2a、2b、3a、3b)は同一
   の旋回ピッチにより巻回される、請求項２乃至４のいずれかに記載のセンサ・ラ
   イン。
6. 【請求項６】 導電性を有する流体の発生を検出する電気センサ・ライン(1
   1)であって、 電気センサ導体(1)と、 該センサ導体を直接的に囲繞する導体用流体不浸透性絶縁体であって、上記セ
   ンサ導体(1)が当該導体用絶縁体から解放される軸線方向絶縁体間隙(7)が間に存
   在すべく軸線方向に離間された絶縁管状体片(6)により構成された導体用流体不
   浸透性絶縁体と、 を有する電気センサ・ライン(11)。
7. 【請求項７】 前記絶縁管状体片(6)は巻回される、請求項６記載のセンサ
   ・ライン。
8. 【請求項８】 前記絶縁管状体片(6)は押出し成形される、請求項６記載の
   センサ・ライン。
9. 【請求項９】 前記センサ導体(1)は前記絶縁体間隙(4)において露出される
   、請求項１乃至８のいずれかに記載のセンサ・ライン。
10. 【請求項１０】 前記センサ導体(1)および前記導体用流体不浸透性絶縁体
    の間には、上記センサ導体(1)を囲繞し、前記絶縁体間隙(4)にて露出され、且つ
    、所定流体のみに対する確定された透過性を有するフィルタ層(5)が配置される
    、請求項１乃至８のいずれかに記載のセンサ・ライン。
11. 【請求項１１】 相互に並行して延在する請求項１乃至１０のいずれかに記
    載の２本のセンサ・ライン(11)と、 上記各センサ・ライン(11)と並行して延在し且つ検出対象流体により影響され
    得ない２本の基準ライン(15)と、 を有するセンサ・ケーブル(13)。
12. 【請求項１２】 導電性を有する流体の発生を検出する電気センサ・ライン
    (11)を作製する方法であって、 導電体(1)が作製される段階と、 上記センサ導体が当該導体用絶縁体から解放される絶縁体間隙(4)が形成され
    る如く、少なくともひとつの流体不浸透性絶縁テープ(2、3；2a、2b、3a、3b)が
    、隣接巻回ターン間における軸線方向巻回間隙(W2、W3)を有して上記センサ導体
    (1)に直接的に螺旋状に巻回される段階と、 を有する電気センサ・ライン(11)の作製方法。
13. 【請求項１３】 当該センサ・ラインの周囲に亙り本質的に均一に分布され
    た重複箇所であって、当該少なくとも２つの流体不浸透性絶縁テープ(2、3；2a
    、2b、3a、3b)の軸線方向巻回間隙(W2、W3)が重複する重複箇所にて、前記セン
    サ導体が導体用絶縁体から解放される絶縁体間隙(4)が形成される如く、各々が
    螺旋状に且つ各々が上記軸線方向巻回間隙(W2、W3)を有すべく、少なくとも２つ
    の流体不浸透性絶縁テープ(2、3；2a、2b、3a、3b)が一方が他の上になって上記
    導体(1)上に逆の旋回方向で巻回される、 請求項１２記載の方法。
14. 【請求項１４】 ほぼ径方向にて相互に対向して配置された少なくとも２個
    の絶縁体間隙(4)が、前記ラインの周囲に亙り分布される、請求項１３記載の方
    法。
15. 【請求項１５】 前記導体(1)上には、等しいテープ幅の流体不浸透性絶縁
    テープ(2、3；2a、2b、3a、3b)が巻回される、請求項１３もしくは１４に記載の
    方法。
16. 【請求項１６】 前記流体不浸透性絶縁テープ(2、3；2a、2b、3a、3b)は同
    一の螺旋ピッチで巻回される、請求項１３乃至１５のいずれかに記載の方法。
17. 【請求項１７】 導電性を有する流体の発生を検出する電気ライン(11)を作
    製する方法であって、 導電体(1)が作製される段階と、 流体不浸透性であり且つ軸線方向に離間された絶縁管状体片(6)の形態の導体
    用絶縁体が上記導電体(1)に直接的に付加され、上記管状体片の間に、上記セン
    サ導体(1)が当該導体用流体不浸透性絶縁体から解放される絶縁体間隙(7)が形成
    される段階と、 を有する電気ライン(11)の作製方法。
18. 【請求項１８】 前記絶縁管状体片(6)は巻回される、請求項１７記載の方
    法。
19. 【請求項１９】 前記絶縁管状体片(6)は押出し成形される、請求項１７記
    載の方法。
20. 【請求項２０】 前記センサ導体(1)は前記絶縁体間隙(4)にて露出される、
    請求項１２乃至１９のいずれかに記載の方法。
21. 【請求項２１】 前記センサ導体(1)と、前記流体不浸透性絶縁管状体片(6)
    から成る導体用絶縁体との間には、上記センサ導体(1)を囲繞し、前記絶縁体間
    隙(4)にて解放され、且つ、所定流体のみに対する確定された透過性を有するフ
    ィルタ層(5)が配置される、請求項１２乃至１９のいずれかに記載の方法。
22. 【請求項２２】 相互に並行して延在する２本のセンサ・ライン(11)と、 各センサ・ライン(11)と並行して延在し且つ検出対象流体により影響され得な
    い２本の基準ライン(15)と、 を有するセンサ・ケーブル(13)のための請求項１乃至１０のいずれかに記載の
    センサ・ライン(11)の使用法。
23. 【請求項２３】 相互に並行して延在する請求項１乃至１０のいずれかに記
    載の２本のセンサ・ライン(11)と、 各センサ・ライン(11)と並行して延在し且つ検出対象流体により影響され得な
    い２本の基準ライン(15)と、 を有するセンサ・ケーブル(13)。
24. 【請求項２４】 前記センサ・ケーブル(13)の電気的挙動における変化を示
    す評価デバイスを使用して導電性を有する流体の発生を検出する検出器機構のた
    めの、請求項２３記載のセンサ・ケーブルの使用法。
25. 【請求項２５】 請求項２３記載のセンサ・ケーブル(13)と、 上記センサ・ケーブル(13)の電気的挙動における変化を示す評価デバイスと、
    を有する、 導電性を有する流体の発生を検出する検出器機構。
26. 【請求項２６】 前記センサ・ケーブル(13)のライン(11、15)の抵抗値を含
    む抵抗ブリッジ回路(Rad、Rbc、R1、R2)を有する、請求項２５記載の検出器機構
    。