JPS60157016A - センサーケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、可変状態の変化に関する情報の検知獲得方法
および装置に有用な検出・位置決定装置に関する。

［従来技術］ 長い経路に沿って、変化、たとえば（水や他の液体また
は気体の）漏れの発生、不十分なまたは過剰な圧ツバ高
すぎるまたは低すぎる温度、光または他の形の電磁放射
の存在または不存在を捕捉する為に、多くの方法が使用
され（あるいは使用の為に提案され）でいる。このよう
な種類の変化は、本明細書では一般的に「出来事」と呼
」ｆことにする。このような方法に付いては、米国特許
第１．０８４，９１０号、第２，５８１，２１３号、第
３．２４８．６４６号、第３．３８４．４９３号、第３
．８００，２１６号および第３．９９１，４１３号、英
国特許第１，４８１．８５０号ならびに西ドイツ国公開
特許第３００１１５０．０号および第３２２５７４２号
を参照することがで柊る。

米国特許出願第５０９．’８９７号および第５９９．０
４７号並びにこれらに対応する各国での出願には、出来
事の発生を監視し、出来事の発生時、すなわち出来事が
発生するやいなや、または発生後少したった時、出来事
に関する情報を検知、獲得するための改良された方法お
よび装置が開示されている。この方法では、出来事が発
生すると、電源部材と既知インピーダンス特性を持つ位
置検出部材との間に電気的接続が作られ、接続は、出来
事が発生する第１の点（またはその位置が出来事の他の
ある特性により規定される点）において有効である。そ
こで、既知量の電流が、電気的接続を介して、位置検出
部材内を位置が分かつている第２の点へと流される。第
１と第２の点間の電圧降下が測定され、次いで第１の点
の位置が決定され得る。このシステムは、第１の点の位
置決定において所望程度の正確さを与えるように選択さ
れ、好ましくはシステムが作動する温度範囲では実質的
に変化しないインピーダンスを持つ位置検出部材を好ま
しくは用いている。多くの用途において、特に重要な利
点は、獲得された情報を位置検出部材への接続のインピ
ーダンスに対して独立にで外ること、すなわち獲得され
た情報が接続のインピーダンスに実質的で未知の変化が
生じても一定に保たれることである。

米国特許出願第５９９．０４８号（米国特許出願第５０
９，８９７号の一部継続出願）には、米国特許出願第５
９９，０４７号に開示されたシステムといくらか類似し
ているが、（、）出来事の無い時に位置検出部材を電流
が流れるように電源部材が位置検出部材に接続されてい
る点、および（ｂ）出来事の発生時、電気的接続が位置
検出部材と帰路部材との間に形１＆される点において異
なっているシステムが開示されている。すなわち、米国
特許出願第５９９，０４８号は、出来事の発生を監視し
、かつ発生時に出来事に関する情報を検知、獲得する方
法であって、出来事の発生時に、（１）導電性位置検出
部材と導電性電源部材との間に電気的接続が作られ； 位置検出部材への接続は出来事の少なくとも１つの特性
により位置決定される第１の点で有効であり； 接続が作られることにより、（、）接続、（ｂ）第１の
点と位置検出部材上に既知の位置を持つ第２の点との間
にある位置検出部材上の部分、および（ｃ）試験回路の
他の要素のインピーダンスのいかなる未知部分に比べて
も非常に大きいインピーダンスを持つ電圧測定装置から
成る試験回路が形成が可能となり、 （２０，）位置検出部材へ第２の点および位置検出部材
上の他の点（第２の点からその点までの距離は第２の点
から第１の点までの距離と少なくとも同じ大鰺さである
。なお、両距離は位置検出部材に沿って測定される）で
電気的に接続され、他の部分では位置検出部材に対して
絶縁されている電源部材、 （ｂ）第１と第２の点間にある位置検出部材の部分、お
よび （ｃ）位置検出部材の第１および第２の点の開に送られ
る既知量の電流を発生する電源 から成り、電流および位置検出部材は、第１および第２
の点間の電圧降下を測定することにより第１および第２
の点の空間的関係が決定できるような参照回路を与え、 （３）第１および第２の点間の電圧降下を測定するため
に電圧測定装置を用い、 （４）出来事に関する情報を（３）での測定から獲得す
るシステムを与えることから成る方法を提供する。

［発明の構成１ 本発明者らは、上記方法に用いるのに特に適当であるが
、他の方法においても用いることができる改良された装
置を開発し、本発明を完成するに至った。

本発明の第１の要旨によれば、少なくとも１つの可変状
態における第１の状態から第２の状態への変化を検出し
、位置を決定する装置であって、（１）近末端と遠末端
を有する長い第１電気的接続手段、 （２）長い第２電気的接続手段であって、（１）近末端
と遠末端を有し、 Ｃ１１）近末端から手段上の各点までのインピーダンス
は、近末端から該魚までの長さの特性であり、 （ｉｉｉ）膣中なくとも１つの可変状態が第１の状態に
ある時は第１接続手段から絶縁されており、膣中なくと
も１つの可変状態が第２の状態にある時は、少なくとも
１つの接続点で第１接続手段に電気的に接続されるよう
になり、第２接続手段の近末端がらその接続点への距離
が該可変状態が第２の状態にある点の位置の特性である
第２接続手段、および （３）近末端および遠末端を有し、（ａ）膣中なくとも
１つの可変状態数が第１の状態にある時は、その近末端
から遠末端まで第１および第２接続手段から絶縁されて
おり、（ｂ）膣中なくとも１つの可変状態が第２の状態
にある時は、少なくともその近末端から接続点まで第１
および第２接続手段から絶縁されている長い第３電気的
接続手段を有して成り、第１、第２および第３接続手段
の少なくとも１つは巻各付は形態を持つ装置が提供され
る。

第２の要旨によれば、本発明の新規な装置を用いて、少
なくとも１つの可変状態の第１の状態から第２の状態へ
の変化を検知し、位置決定する方法が提供される。

長い接続手段の少なくとも幾つかのアッセンブリが、巻
き付けられた、好ましくは編組された形態にあると、実
質的に有利であり、次のような利点がある： （ａ）限られた原材料か呟容易に調節でトる変数、たと
えば巻外付けのピッチ、巻外付は要素の分離、および巻
外付は要素の分離に用いる手段などを変更することによ
り、非常に異なった性質、特に異なる識別距離（これは
、第２接続手段のケーブルの長さ当たりのインピーダン
スに依存する。

）および異なる感度（これは、第１および第２接続手段
の物理的分離に依存する。）を有する各種のケーブルを
製造で鰺ること。

（ｂ）容易に調節で終る変数、たとえば巻き付けのピッ
チを変更することにより、長さに沿って異なる性質を有
するケーブルを製造できること。

（ｅ）たとえば連続性の試験または接地異常検出の為に
用いられる別の長い電気的要素をケーブルｌ二組み込む
ことができること。

（ｄ）ケーブルが１を越える可変状態の変化を検出でき
るように、別の第１電気的接続手段および／または別の
＠２電気的接続手段を組み込むことかできること。

（ｅ）第１および第２接続手段の少なくとも１つが裸ワ
イヤであるケーブルを製造できること。

（ｆ）ケーブルが総ての面に順応でき、検出されるべき
変化に総ての面で同じ感度であるように、円形断面を持
つケーブルを製造できること。

（８）押出法に比べて製造が実質的に経済的に行なえる
こと。

第１、第２および第３接続手段の少なくとも１つ、好ま
しくは少なくとも２つは、巻き付けられた形態である。

特に有用な配列は、第１および第２接続手段が、好まし
くは絶縁ワイヤである第３接続手段の周囲に巻外付られ
ているものである。

巻と付けは、好ましくは一定のピッチを持つ螺旋巻外で
あるが、他の方式の巻きイ」けであってもよく、またピ
ッチをケーブルの長さに沿って変えることもで外る。巻
き（Ｊけは、好ましくは一組磯を用いて行なう。

１を越える接続手段が巻き付は形態を持つ場合、巻外付
けられた接続手段は、好ましくは相互に平行である。す
なわち接続手段は同しピッチで同様に巻き付けられる。

接続手段は、一方または双方の接続手段上の絶縁材（接
続手段に電界質が接触で軽るように孔が設けられていて
よい）から成るジャケットおよび／または同時に巻き付
けられる絶縁スペーサにより相互に分離することができ
る。

この態様では、第１および第２接続手段の少なくとも１
つは、好ましくは導電性ポリマーの被覆を持つ金属ワイ
ヤである。また、特にケーブルが、導電性ポリマーを溶
解または損傷するような環境もしくは導電性ポリマーに
より損傷されるような環境で用いられるものである場合
、両方の接続手段とも裸ワイヤであってよい。このよう
なケーブルは、たとえば非導電性有機溶媒（たとえば、
燈油や他の炭化水素類）の中の水よすこは他の電界質の
検知、特に「ストリーマ−」、すなわち船舶の後方に引
かれ、非導電性液体の中に含浸された複数のソナー装置
を含むケーブルへの海水の侵入検知に有用である。

一方、巻き付けられた接続手段は、離れた位置で交差す
るように、異なる巻き付は形態をとることができる。こ
れは、一方を時計廻りに、他方を反時計廻りに、同じま
たは異なるピッチで巻外付けるか、あるいは両方を同じ
方向へ異なるピッチで答る巻外付けることによ１）、達
成される。この別法において好ましい態様では、交差部
において第１および第２接続手段は、可変状態が第１状
態にある場合には電気的絶縁体であり、可変状態が第２
状態にある場合には第１および第２接続手段間の電気的
接続を形成するまたは可能にするセパレーターにより分
離され得る。従ってセパレーター（第１および第２接続
手段の一方または双方の上のジャケットの形であってよ
い）は、導電性覧こなるか、または接触するように押し
付けられて巻き付けられた第１およびｆＩＳ２接続手段
間に直接の接触を可能にするように軟化し流動する材料
から作ることができる。

先に簡単に説明したように、本発明の新規な装置（ケー
ブル）は、１またはそれ以上の第１接続手段および１ま
たはそれ以上の第２接続手段を含んでいてよい。これら
の接続手段と、第１および第２接続手段を通常の状態で
相互に絶縁しておくための手段とは、ケーブルが１を越
える可能状態の変化を検知するように選択される。加え
て、ケーブルは、単に補強するために存在する別の長１
１手段、または変化を検知する、たとえば連続性の試験
または接地異常検出のための従来のシステムの部分とし
て用いることがで鯵る導電性であってよい長い手段を含
むことができる。

ケーブルが、第１、第２および第３接続手段（別の第１
および／または別の第２接続手段、またはある池の機能
、たとえば連続性試験のための付加的接続手段を包含す
る）に加えて、１またはそれ以上の電気的接続手段を含
む場合、この追加手段は、好ましくはやはり巻き付は形
態を持ち、＠ｉ、ｆｆ１２および第３接続手段の１また
はそれ以上に対して平行であってよく、あるいは第２お
よび第３接続手段と離れた点で交差するように逆方向ま
たは異なるピッチを有することができる。

先に引用した米国特許出願において詳細に検討されてい
るように、この方法の条件において、第２接続手段のイ
ンピーダンスはケーブルの長さに沿って既知の状態で変
化しなければならない。第１状態から第２状態への可変
状態の変化の位置検出における誤差範囲が、環境の温度
変化によって許容されない程度にならないようにするた
めに、第２接続手段が、−１００°Ｃから＋５１）　０
℃、好ましく０〜１００℃の温度範囲での少なくとも１
箇所の２５℃の温度幅において、０．００３／’Ｃより
小さいインピーダンスの温度係数を持つのが望ましい。

新規ケーブルには、所望により絶縁材料の外編組が供給
されていてよい。

次に、添付図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１〜４図は、本発明の装置の模式的断面図である。こ
こで特に注意すべきことは、ケーブルの中心と種々の長
い要素との間の距離は、実際には図に示したようには一
定ではなく、要素が相互に織り交ざっているので変化す
ること、および第３図を除き、要素間の種々の交差部は
図示されていないことである。なお第３図は、第１およ
び第２接続手段の交差部での相互作用が重要である態様
を示すものである。第１図において、第１接続手段は、
導電性ポリマージャケット５により包囲された金属、た
とえば銅のコア１から成り、第２接続手段は、導電性ポ
リマージャケット６により包囲された、温度に対して抵
抗率が実質的に変化しない金属、たとえばコペル（Ｃｏ
ｐｅｌ）のコア２がら成る。第１および第２接続手段は
、長い絶縁部材１１と共に、金属、たとえば銅の第３接
続手段３を包囲している絶縁ジャケット４の周囲で編組
を形成している。第１および第２接続手段は相互に平行
である。

第２図において、第１および第２接続手段はそれぞれ、
たとえば銅またはコペルの裸ワイヤ１および２である。

第１、第２および第３接続手段は、絶縁部材１１および
付加的な絶縁ワイヤ８（たとえば連続性試験用）と共に
、ｔＩＳｌおよび第２接続手段は相互に平行にして、絶
縁コア７の周囲で編組を形成している。

第３図は、第１図と同様であるが、別の第１接続手段お
よび別の第２接続手段も含んでおり、一方は時計廻り、
他方は反時計廻りに巻き付けられている。別の第１接続
手段は、金属コア１２を含んで成り、該コアは、可変状
態が第１状態にある時には絶縁体であるが、可変状態が
第２状態にある時には溶解するあるいは除去される材料
のジャケット５２により包囲されている。別の第２接続
手段２２は、抵抗率が温度に対して実質的に変化しない
金属から成る裸ワイヤである。従って、第３図の装置は
、接続手段１および２の間に接続を形成する出来事と接
続手段１２および２２の間に接続を形成する出来事との
いずれでも検知および位置決定することができる。

第４図は、絶縁コア７がなく、第３接続手段が裸ワイヤ
である（従って、第１および第２接続手段と平行に配置
される）ことを除き、第２図の装置と同様である。

第５図は、本発明の方法を示す回路図である。

接続手段１．２および３は、近来端Ｎから遠来端Ｆに向
かうにつれ、巻き付は形態で供給される。

第２接続手段は、方法の条件下では実質的に一定である
単位長さ当たりの抵抗を持つ。制御電流電源９が、第１
接続手段の近末端と第２接続手段の近末端との開に接続
され、非常に高い入力抵抗電圧計１０が、第２接続手段
の近末端と第３接続手段の近末端との間に接続される。

第２接続手段の遠末端と第３接続手段の遠末端は相互に
接続される。これらの接続は、他の要素に比べて非常に
低い抵抗を持つ。制御電流電源のコンプライアンス電圧
が、第１および第２接続手段の間に何等かの電流を流す
のに十分な程大きくない限り、電圧計は電圧を測定しな
い。しかし、第４図に示すように、第１および第２接続
手段が点Ａで接続されると、このようにして形成された
試験回路に制御電流が流れ、電圧計の抵抗が点ＡとＦと
の開における第３接続手段と第２″接続手段の合計抵抗
よりはるかに大きいので、電圧計により測定された電圧
は点ＡとＮとの間の距離に比例する。点Ａにおける接続
が異常な状態の発生に起因するならば、異常の位置を計
算することができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は、それぞれ異なる態様の本発明の第５図は
、本発明の方法を示す回路図である。 １・・・第１接続手段、２・・・第２接続手段、３・・
・第３接続手段、４・・・絶縁ジャケット、５．６・・
・ジャケット、７・・・絶縁コア、８・・・絶縁ワイヤ
、１１・・・絶縁部材、１２・・・金属コア、２２・・
・別の第２接続手段、５２・・・ジャケット。 特許出願人　レイケム・コーポレイション代　理　人　
弁理士　青　山　葆　ほか２名図面の浄魯（内容に変更
なし） 〃 特許庁長官　殿 １．事件の表示 昭和５９年特許願第　２５４９４４　号２、発明の名称 可変状態の変化の検知・位置決定装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　アメリカ合衆国９４０２５カリ７オルニア、ノン
ロパーク、コンスチチューシクン・ドライブ３００番 名称　レイケム・コーポレイシａン ４代理人 住所　大阪府大阪市東区本町２−１０　本町ビル内−氏
名　弁理士（６２１４）青　山　イ　（よヵ、２　ｇ　
ｊ、”’パ　１５、補正命令の日付：　自　発

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも１つの可変状態における第１の状態から
   第２の状態への変化を検出し、位置を決定する装置であ
   って、 （１）近末端と遠末端を有する長い第１電気的接続手段
   、 （２）長い第２電気的接続手段であって、（ｉ）近末端
   と遠末端を有し、 （ｉｉ）近末端がら手段上の各点までのインビーグン又
   は、近末端から該７αまでの長さの特性であり、 （ｉｉｉ）該受なくとも１つの可変状態が第１の状態に
   ある時は第１接続手段から絶縁されており、該受なくと
   も１つの可変状態が第２の状態にある時は、少な（とも
   １つの接続点で第１接続手段に電電的に接続されるよう
   になり、第２接続手段の近末端からその接続点への距離
   が該可変状態が第２の状態にある点の位置の特性である
   第２＃ｆ？続手段、および （３）近末端および遠末端を有し、（、）該受なくとも
   １つの可変状態数が第１の状態にある時は、その近末端
   から遠末端まで第１および第２接続手段から絶縁されて
   おり、（ｂ）該受なくとも１つの可変状態が第２の状態
   にある時は、少なくともその近末端から接続点まで第１
   および第２接続手段から絶縁されている長い第３電気的
   接続手段を有して成り、第１、第２および第３接続手段
   の少なくとも１つは巻き付は形態を持つ装置。 ２、第３電気的接続手段が電気絶縁材により包囲されて
   おり、第１および第２接続手段が、第３接続手段および
   その電気的絶縁材の周囲に巻き（＝１けられている第１
   項記載の装置。 ３、第１、第２および第３電気的接続手段の少なくとも
   １つがブレード部分を形成している第１項または第２項
   記載の装置。 ４、第１および第２電気的接続手段が相互に平行に巻き
   （；Ｉけられているｆｐ、１〜３項のいずれかに記載の
   装置。 ５、第１および第２電気的接続手段の少なくとも１つが
   、導電性ポリマーのジャケットにより電気的に包囲され
   た長い金属コアを含んで成る第１〜４項のいずれかに記
   載の装置。 ６、第１および＠２２電気的接続段が裸ワイヤであり、
   装置は第１および第２電気的接続手段の間にある電気的
   絶縁部材を更に有して成る第１〜４項のいずれかに記載
   の装置。 ７、第１および１２電気的接続手段が、該受な（とも１
   つの可変状態が第１の状態にある時は電気的絶縁材であ
   り、該受なくとも１つの可変状態が第２の状態にある時
   は第１および第２接続手段を接続する部材により、相互
   に分離されている第１〜４項のいずれかに記載の装置。 ８、第１および第２電気的接続手段が、離れた位置で交
   差するように、異なる巻き付は形態を持つ第１〜３項の
   いずれかに記載の装置。 ９、第２電気的接続手段が、−１００℃から＋５００℃
   の温度範囲での少なくとも１箇所の２５°Ｃの温度幅に
   おいて、０．００３／’Ｃより小さいインピーダンスの
   温度係数を持つ第１〜８項のいずれかに記載の装置。 １０、第２電気的接続手段が、０°Ｃから１００℃の温
   度範囲において、０．００３／’Ｃより小さい抵抗の温
   度係数を持つ第９項記載の装置。