JP5912751B2 - 液体検知線 - Google Patents

Description

この発明は、湿潤状態又は結露の発生を検知するための液体検知線に関する。

精密機械を設置したり、書物、美術品、文化財等を保管したりする建物においては、この精密機械の故障や書物、美術品、文化財等の劣化を防ぐために、建物内の湿度管理が重要となる。この湿度管理のために警報機付きの湿度計を設置することも考えられる。しかしながら、この湿度計は建物内のピンポイント測定しかできず、建物内で湿度にばらつきが生じ得ることを考慮すると、複数の湿度計を設置する必要がある。このため、多額の設置コストを要するとともに管理が煩雑になるという問題がある。

そこで、例えば特許文献１に示されている漏液検知線の使用が考えられる。この漏液検知線は、線状の二本の電極が絶縁部材で絶縁される一方で、漏液が生じて前記絶縁部材が濡れると、両電極間が導通して、漏液を検知し得るようにしたものである。ピンポイント測定しかできない湿度計に対して、漏液検知線を用いれば、この電極に沿ったライン状の検知ができるというメリットがある。

特開２００２−２７７３４１号公報

特許文献１に示す漏液検知線は、あくまでも「漏液」を検知するものであって、電極が完全に濡れないとその検知ができないため、上記のように湿潤状態の検知を目的とする用途には不向きである。このことは、同文献の段落０００８に、結露や高湿度によって誤動作することがない、との記載があることからも明らかである。

そこで、この発明は、液体検知線の電極に沿って、湿潤状態又は結露の発生を速やかに検知することを課題とする。

上記の課題を解決するため、この発明は、複数の電極を、絶縁性の糸を編組した編組体に編み込み、各電極間には、前記糸が電極同士の離間方向に互いに重なり合うことなく介在し、湿潤環境下において前記糸が吸湿してその絶縁性が低下し、各電極間が導通状態となることで湿潤状態を検知するように液体検知線を構成した。

このように糸が互いに重なり合わないように各電極の間に介在させることで、この電極間を糸一本の太さ分まで接近させることができる。このように電極同士を接近させた場合においても、糸が乾燥している限り、各電極間の絶縁性は確保される。その一方で、湿度が上昇して糸に湿り気が生じると、その糸による絶縁性が低下して、電極間に導通（電極間の抵抗値の変化）が生じる。しかも、電極間を糸一本の太さ分まで接近し得るので、糸の絶縁性が少し低下しただけでも、その導通を明確に検知することができる。

この導通を検知することによって、速やかに湿潤状態や結露を検知することができる。この湿潤状態の検知感度は、糸の太さ（各電極間の離間距離）、糸の素材（吸湿性の度合い等）、編組の種類や編組ピッチ等の影響を受ける。このため、検知条件（検知したい湿度範囲）を考慮した上で、糸の太さ等を具体的に決定する。

この編組体を構成する糸は、綿糸やビニロン糸、ポリエステル糸等のようにそれ自体が吸湿性を有する素材であることが速やかな湿度検知を行う上で好ましいが、必ずしも吸湿性を備えている必要はない。例えば、その糸の表面が親水性を備え、その表面が湿気を帯びることによって電極間の導通を得ることができるのであれば、そのような糸を適宜採用することができる。あるいは、糸の間に隙間（空間）が形成されるように編組体を構成すると、湿潤環境下において、この隙間に湿気（水分）が保持された状態となって、この編組体を介して電流のパスが形成され、電極間が導通状態となる。この糸として、複数のフィラメントを束ねた（あるいは、それを撚り合わせた）マルチフィラメントのもの、又は、モノフィラメントのもののいずれも採用することができる。また、この糸の断面は円形状のものが好ましいが、編組体中への湿気保持のし易さ等を考慮して、多角形形状を始め、他の形状とすることもできる。

前記構成においては、前記電極の本数が二本であって、これらの電極を、その電極の長さ方向に亘って断面視８の字形に編組された前記編組体の二つの中空部にそれぞれ編み込んだようにするのが好ましい。

このように編組体を構成すると、二本の電極を並列させた状態で絶縁性を確保しつつ、液体検知線の厚さを電極の直径に糸の太さの２倍を加えた程度の厚みとすることができ、薄型化を図ることができる。このため、物品の隙間や下側等のように、厚みのある検知線を設置しにくい場所でも容易に設置することができる。

この発明は、湿潤状態を検知する液体検知線において、絶縁性の糸を編組した編組体に、前記糸が電極同士の離間方向に互いに重なり合うことなく介在するように複数の電極を編み込んだ。このようにすることにより、電極間を糸一本の太さ分程度まで近接させることができ、この糸に湿り気が生じた際の検知感度が大幅に向上する。しかも、湿度検知を電極に沿ってライン状に行うことができるため、一本の液体検知線で広範囲に亘って湿度の監視を行うことができる。このため、この湿り気によって、建物内に設置した精密機械が故障したり、保管している書物、美術品、文化財等が劣化したりするのを未然に防止することができる。

本願発明に係る液体検知線の第一参考例を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図 第一参考例に係る液体検知線を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は左側面図、（ｅ）は平面図、（ｆ）は底面図 本願発明に係る液体検知線の第一実施形態を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は左側面図、（ｅ）は平面図、（ｆ）は底面図 第一参考例及び第一実施形態における編組状態を示し、（ａ）は要部の斜視図、（ｂ）は全体の斜視図 本願発明に係る液体検知線の第二参考例を示す断面図

本願発明に係る液体検知線の第一参考例を図１及び図２に示す。この液体検知線は、軟銅からなる単線に錫メッキを施したもの（直径０．６５ｍｍ）を電極１として用いている。この電極１を二本並列させるとともに、ポリエステル撚糸（直径約１８０μｍ、単に糸という。）１３本を断面視８の字形に編組して編組体２とし、この編組体２の二つの中空部に電極１を一本ずつ編み込んでいる。このように糸を８の字形に編組することによって、この糸が電極１同士の離間方向に互いに重なり合うことなく介在することとなる。両図に示す構成においては、両電極１、１が、この電極１の太さ分程度だけ離間しているが、図３に示す本願発明に係る液体検知線の第一実施形態のように、両電極１、１をさらに接近させて、両電極１、１間を編組体２の糸一本の太さ分程度まで接近させることもできる。両電極１、１の離間距離は、編組機の調節により適宜変更することができる。

この第一参考例及び第一実施形態における８の字形の編組体２の編組状態（糸の経路）を図４に示す。この編組体２には、上述したように１３本の糸が用いられている。各糸は二本の電極１、１の周りに断面視８の字を描くように引き回されている。この糸に引き回される順番に１〜１３番まで番号を付けると、１番目の糸３ａと７番目の糸３ｂが両電極１、１の間で８の字形にクロスしている。同図には図示していないが、同様に２番目の糸と８番目の糸、３番目の糸と９番目の糸、のように順次規則的に両電極１、１の間でクロスしている。そして、全ての糸がその長さ方向全体に亘ってクロスして編組体２が構成される。

この編組体２の太さ（厚さ）は使用する糸の太さに依存し、第一参考例及び第一実施形態のように直径が約１８０μｍの糸を用いた場合には、液体検知線の厚みを約１ｍｍ程度と非常に薄手にすることができる。このため、物品の隙間や下側等のように、厚みのある検知線を設置しにくい場所でも容易に設置することができる。

この８の字形の編組体２はあくまでも例示であって、各電極１間に、糸が電極１同士の離間方向に互いに重なり合うことなく介在しているのであれば、他の編組形状を採用することもできる。また、編組体２を構成する糸の本数も１３本以外に、９本、１７本等、適宜変更することができる。

本願発明に係る液体検知線の第二参考例の断面図を図５に示す。この液体検知線は、第一参考例及び第一実施形態と同じ電極１を用い、この電極１を三本並列させたものである。このように電極１を三本とすることで、そのうちの一本を断線検知のための検知線用として機能させることができる。また、電極１を三本並列させることで、二本並列の場合と比較して、検知面の面積が約１．５倍に増えるため、電極１が二本の場合よりも短時間又は低湿潤状態で検知を行うことができる。この電極１の本数は、必要に応じてさらに増やすこともできる。

上記の第一、第二参考例及び第一実施形態においては、電極１として単線を用いたが、この単線の代わりに撚り線を採用してもよい。電極１を撚り線とすることにより、液体検知線の屈曲性をさらに向上することができる。

この電極１の種類は、耐熱性等を考慮して適宜変更することができる。上記の軟銅錫メッキ線は耐熱温度が高々１２０℃程度であるが、例えばメッキの種類をニッケルとすることによって、その耐熱温度を２００℃程度まで高めることができる。さらに、軟銅錫メッキ線をステンレス線や炭素繊維の編組線に変えることで、その耐熱温度を１０００℃程度まで高めることができる。この場合、電極１を絶縁する編組体２も高温に耐え得る素材に変更する必要があり、例えば、ガラス繊維やアラミド繊維、さらに高温環境で使用される場合は、セラミックス等を使用することができる。

また、編組体２を上記の第一、第二参考例及び第一実施形態のようにポリエステル糸のみで編組する代わりに、例えば、ポリエステル糸とフッ素樹脂糸の両方を用いて編組することもできる。このポリエステル糸は親水性であるのに対し、フッ素樹脂糸は撥水性であって、性質の異なる両糸から編組体２を構成することによって、編組体２の吸湿度を自在に調節することができ、湿度の検知感度を所望通りに調節することができる。

上記の第一、第二参考例及び第一実施形態に係る液体検知線は、複数の電極１間の導通の有無から、湿潤状態を定性的に検知するものであるが、この電極１とともに温度検知線を編組体中に設け、電極１間の導通状態（抵抗値）と、温度検知線による温度測定結果とから、湿度（電極１に沿う領域の平均的な湿度）を定量的に測定する構成とすることもできる。この温度検知線として、例えば、電気抵抗値の温度係数（温度変化に対する電気抵抗値の変化率）が大きい金属線を採用し、その電気抵抗値から温度を推定する構成とするのが好ましい。

１ 電極
２ 編組体
３ａ （１番目の）糸
３ｂ （７番目の）糸

Claims (2)

1. 複数の電極（１）を、絶縁性の糸を編組した編組体（２）に編み込み、各電極（１）間には、前記糸が電極（１）同士の離間方向に互いに重なり合うことなく介在し、湿潤環境下において前記糸が吸湿してその絶縁性が低下し、各電極（１）間が導通状態となることで湿潤状態を検知する、前記電極（１）間を前記糸一本の太さ分まで接近させた液体検知線。
2. 前記電極（１）の本数が二本であって、これらの電極（１）を、その電極（１）の長さ方向に亘って断面視８の字形に編組された前記編組体（２）の二つの中空部にそれぞれ編み込んだ請求項１に記載の液体検知線。

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