JPS60263872A - 出来事に関する情報の検知・位置検出用装置および方法 - 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、出来事に関する情報の検知・位置検出用装置
および方法に関し、さらに詳しくは可変状態の変化に関
する情報の検知獲得、特に変化の位置検出の為の装置お
よび方法に関する。

［従来技術］ 長い経路に沿った可変状態の変化、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
圧力、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、更に可動部材、たとえば
化学プラントにおけるバルブや侵入者警報システムが取
り付けられた建物の窓の物理的位置の変化を捕捉する為
に、多くの方法が提案されている。このような種類の変
化は、本明細書では一般的に「出来事」と呼ぶことにす
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゜８００．２
１６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３００
１１５０．０号および第３２２５７４２号を参照するこ
とができる。米国特許第５９９，０４８号およびそれに
対応する昭和６０年４月１１日出願の特許願（Ｉ）（発
明の名称：可変状態に関する情報の検出・獲得用装置）
には、既知インピーダンス特性を持つ位置検出部材にお
ける電圧降下を測定することにより出来事の位置を決定
でき、出来事が起こった時に接続が形成されるシステム
の改良が開示されている。

米国特許出願第５５６，７４０号および同第５５６．８
２９号およびそれらに対応した特許出願には、位置検出
部材、帰路部材および電源部材の好ましい組み立て方法
で、それらの少なくとも１つが巻き付けられた形状を有
するような方法を記載している。米国特許第６０３，４
８４号およびそれに対応する昭和６０年４月１１日出願
の特許願（２）には、前記特許願（１）のシステムの改
良が開示されている。

先の同時に出願した２つの特許願に記載された発明の特
徴は、作動状態において、位置検出部材のインピーダン
スか、その長さに沿って既知の仕方で変化することであ
る。

更に研究の結果、特許願（１）に記載の発明の装置およ
び方法において、（ａ）それぞれが実質的なインンピー
ダンスを持つ、複数の、離れたインピーダント要素、お
よび （ｂ）それぞれがインピーダント要素の一対を物理的に
分離し、かつ電気的に接続している、複数の長い中間要
素から成る位置検出部材を用いると、非常に有利である
ことが見い出された。このような位置検出部材を用いる
場合、出来事の発生時に、それぞれが２つのインピーダ
ント要素の間にある複数の可能な接続点の１つまたはそ
れ以上において、位置検出部材に接続を行うことができ
る。その結果、第２の点（通常、位置検出部材の一端）
から第１の点までの距離に対する可能な電圧降下のプロ
ットは、インビーダント要素の対応して、プロット中に
不連続系を持つ。

［発明の構成］ 本発明の１要旨によれば、出来事の発生を監視し、出来
事の発生時に出来事に関する情報を検出・獲得する方法
において、出来事の発生時に、（１）導電性位置検出部
材と導電性第２部材との間に電気接続が形成され、 該導電性位置検出部材は、 （ａ）それぞれが実質的なインンピーダンスを持つ、複
数の、離れたインピーダント要素、および （ｂ）それぞれがインピーダント要素の一対を物理的に
分離し、かつ電気的に接続している、複数の長い中間要
素 から成り、 位置検出部材への接続は、インピーダント要素間にある
複数の可能な接続点の少なくとも１つで形成され、出来
事の少なくとも１つの特性により位置が規定される第１
の点で有効であり、接続の形成により、第１の点と既知
の位置を持つ位置検出部材上の第２の点との間の位置検
出部材の部分を含んで成る試験回路が形成され、その中
では電流は位置検出部材の第１の点と第２の点との間を
流れ、電流と位置検出部材は、第１の点と第２の点との
間の電圧降下を測定することにより、第１の点と第２の
点との間の空間的関係が決定できるようなものであり、 （２）第１の点と第２の点との間の電圧降下を得、（３
）出来事に関する情報を、ステップ（２）の測定から得
る システムを与えることを含んで成る方法が提供される。

本発明の他の要旨によれば、出来事に関する情報を検知
・獲得する装置であって、 （Ｉ　Ｘａ）それぞれが実質的なインピーダンスを持つ
、複数の、離れたインピーダント要素、および （ｂ）それぞれがインピーダント要素の一対を物理的に
分離し、かつ電気的に接続している、複数の長い中間要
素 から成る長い導電性位置検出部材、 （２）長い導電性第２部材、 （３）出来事の発生時に位置検出部材と第２部材止の間
に電気的接続を起こし、接続は、インピーダント要素間
にある複数の可能な独立接続点の少なくとも１つで形成
され、接続は、出来事の少なくとも１つの特性によって
規定される位置検出部材」−の第１の点で有効であるよ
うな複数の出来事感応性接続手段、 （４）導電性第３部材。

（５）第１の点および位置検出部材の一端にある第２の
点との間の電圧降下を決定する電圧測定器具、および （６）位置検出部材の第２の点に電気的に接続され、少
なくとも出来事の発生時に、位置検出部材と第２部材と
の間に電気的接続を形成させ、位置検出部材の第１の点
と第２の点との間に既知の大きさの電流を流す電源 を含んで成る装置が提供される。

本発明の第３の要旨によれば、 （１）実質的なインピーダンスを持つインピーダント要
素、 （２）比較的非常に小さいインピーダンスを持ち、イン
ピーダント要素に直列に接続されている第１導体、 （３）比較的非常に小さいインピーダンスを持ち、出来
事は無い場合には第１導体およびインピーダント要素か
ら電気的に絶縁されている第２導体、および （４）出来事の発生時に、第１および第２導体を電気的
に接続することができる出来事感応性接続手段 を有して成り、 インピーダント要素および第１導体は、長い導電性位置
検出部材の導入および導出部分に直列に接続可能であり
、第２導体は、長い導電性第２部材の導入および導出部
分に直列に接続可能である、本発明の」―記方法および
装置に用いるのに適したモジュールが提供される。モジ
コールは、しばしば、要素（１）〜（４）を固定する支
持部材、および／また（Ｊ物理的ならびに／あるいは電
気的保護を要素に与えるハウジング、および／または」
二記のようにモジュールを接続する為のターミナルを含
んでいてよい。

本発明は、独立した複数の位置の１つまたはそれ以上に
おいてのみ起こる可変状態の変化を監視するのが望まし
い場合に特に有用である。そのような状況の１つの例は
、化学プラン）・においてバルブの位置を監視する場合
である。他の例は、ヒルデインクでドアや窓の位置を監
視する場合てあ本発明はまた、可変状態の変化が多くの
異なる位置（連続的または不連続のいずれであってもよ
い）で起こり得、監視の為の適当なベースを与えるもの
として比較的少数の独立位置を選択することが可能であ
る系を監視するのに非常に有利である。このような状況
の１つの例は、タンクの下の低い点に単一の漏れ検出器
を設置して、あるいは複数の漏れ検出器をタンクの下の
分離された位置へ配置して、タンクからの漏れの存在を
適切に監視するよ・うな場合である。

先に概説したような状況では、出来事感応性接続手段か
、独立位置それぞれに配置され、各出来事感応性接続手
段の間の位置検出部材中に少なくとも１つの一インピー
ダント要素が配置される。通常、単一のインピーダント
要素を、好ましくは（１）位置検出部材の中間要素に直
列に接続できるインピーダント要素、 （２）第２部材の部分に直列に接続できる電気的接続手
段、および （３）出来事の発生時に、位置検出部材と第２部材との
間に電気的接続を形成できる出来事感応性接続手段 を有して成る出来事感応性モジュールを用いて、出来事
感応性接続手段に隣接して配置するのが便利である。

本発明は更に、多数の分岐ラインを含み、それぞれに沿
って可変状態の変化か多数の異なる点（独立てあっても
なくてもよい。）で起こるか、分岐ラインの１つに沿っ
て可変状態の変化がいつ起こり、どの分岐ラインで起こ
ったかを知るのに適したシステムを監視するのに好まし
い。そのような状況では、１つまたはそれ以上の出来事
感応性接続手段（連続的出来事感応性接続手段を包含す
る。

）か各分岐ラインに沿って配置されている。

既に説明したように、先の出願の重要な特徴は、作動条
件下で、位置検出部材のインピーダンスは第１の点と第
２の点との間の距離にのみ実質的に依存することである
。インピーダンスの許容し得る変動の程度は、第１の点
を計算するのに必要ム精度に勿論依存している。これは
、たとえば、乙しくしばしばそうであるカつ位置検出部
材に沿って温度か変化するならば、第１の点の位置を電
圧降下から計算する場合、（ａ）インピーダンスのあら
ゆる変化を温度に付いて補償すること（これは、温度変
化およびインピーダンスの温度係数が分かっている場合
にのみ行える。）または（ｂ）非常に小さいインピーダ
ンスの温度係数を持つ位置検出部材を用いること、が必
要となる。実際には、（ｂ）法か非常に好ましく、非常
に小さいインピーダンスの温度係数を持つコンスタンク
ン（Ｃｏｎｓｔａｎｔａｎ）または他の合金から作られ
た位置検出ワイヤを用いる。本発明の１つの利点は、好
ましいことであるが、隣接したインピーダント要素の各
対間の可能な接続点がせいぜい１つあるならば、出来事
に関して得られた情報の精度は、位置検出部材の要素の
１つまたはそれ以上のインピーダンスの未知の変化によ
って左右されない。たたし、第１の点と第２の点との間
の位置検出部材のインピーダンスの合計が、インビーダ
ント要素のいずれの１っのインピーダンスより実質的に
小さいことが条件である。これは、位置検出部材に沿う
、可能な電圧降下に対する距離のプロットは、不連続系
を示すことからくる。必要な唯一の情報か、出来事が２
つのインピーダント要素間のある点で起こったというこ
とであって、それ以上正確な位置を知る必要がないなら
ば、出来事の位置を１を越える可能な接続点が隣接した
インピーダント要素対間にある時ても、同じことがいえ
る。従−４７一本発明では、たとえば位置検出部材の長
い中ｉｇｊ　要素を与える為に標準絶縁銅ワイヤを用い
、位置（・λ山部材のインビーダント要素として標準抵
抗器を用いることが可能である。

好ましくは、各インピーダント要索（１、中間要素の全
部の合計インピーダンスよｌ）実’Ｑ　ｒｊに大きい、
少なくとも＋（１０倍、特に少なくと６１０００倍のイ
ンピーダンスを持つ。好ましく（Ｊｌ　インピーダント
要素および中間要素の両方が、抵抗を持つが、リアクタ
ンスは持たない。インピーダント要素として用いられる
抵抗器は、たとえば少なくともｏ、ｉオ〒ム、特に１〜
１０００オームの抵抗を持つ。インピーダント要素は、
全て同じでも、また異なっていてもよい。中間要素は、
所望の可能な接続点の位置間の距離に依存して、同じ長
さであってよい。好ましくは、各中間要素は、全長さに
わったって同じ断面を持ち、異なる中間要素も同じ断面
を持つ。

当業者なら認識できるように、複数の独立接続の「電気
的中心」は、種々の回路の全要素の抵抗が分かると、計
算することができる。しかし、位置検出部材への接続が
その長さに沿っていかなる点でも、あるいはこの長さの
延長部分に沿った任意の点で形成され得る場合には、こ
の計算ができる可能性は、価値を持たない。異なる接続
の抵抗が未知の場合にも価値がない。位置検出部材への
接続が独立点でのみ形成され得、位置検出部材のインピ
ーダンスが第２の点からの距離に対して連続的に変化す
る場合には、はとんどまたは全く価値が無い。しかしな
がら、本発明のように位置検出部材が複数の既知サイズ
の独立インピーダント要素を有して成り、試験回路の部
分を形成する種々の異なる要素のインピーダンスが既知
である時、多くの場合、適切に種々のインピーダンスを
選択することによって、電圧測定器具により示された電
圧降下から接続のどの組み合わせが形成されたかを確認
することが可能であるシステムを設計することができる
。従って本発明は、出来事の発生時に形成され得る接続
が既知のインピーダンスを持ち、インピーダント要素は
、位置検出部材と第２部材との間に接続が形成された場
合に、可能な接続の各組み合わせが、その組み合わせに
特有であるかまたは比較的少数の組み合わせの１つに特
徴的である電圧降下を生じさせるように選択されている
方法および装置を包含する。種々の可能な接続のインピ
ーダンスは、同じであっても、あるいは異なっていても
よい（実質的に０であってもよい）。従って、１つまた
はそれ以上の可能な接続は、それに関連して付加的なイ
ンピーダント要素を持ち、その可能な接続点において位
置検出部材と第２部材との間に接続が形成された時にの
み、付加的なインピーダント要素が試験回路に導入され
る。付加的な既知インピーダンスは、位置検出部材と第
２部材との間の接続および／または位置検出部材に導入
することができる。出来事が発生した時、インピーダン
ト要素は位置検出部材から除かれるようにスイッチを配
列することも可能である工この種のシステムに配置する
ことができる可能な接続の数は、とりわけ種々のインピ
ーダンスを知る精度、電圧測定器具の精度、およびシス
テムの使用によりあらゆる特定の電圧降下を示すことが
可能となる組み合わせの数に依存する。

本発明を、図面を参照して説明する。

第１図は、米国特許出願第５０９，８９７号および米国
特許出願第４５７，８８２号に開示された一般的な回路
を示しており、該回路は、位置検出部材Ｉ１．第２（ま
たは電源）部材１２および第３　（または帰路）部材１
６を有しており、第２部材１２は定電流電源１５を介し
て位置検出部材１１の末端（２）に接続されるが、出来
事の無い場合には位置検出部材から絶縁されており、第
３部材１６は、電圧測定器具１４を介して位置検出部材
の両端に接続されている。第１図のシステムは、前記両
米国特許出願に示されたものとは、位置検出部材が低抵
抗中間要素１１２によって分離された複数の別々の抵抗
器１１１を含んでいる点で異なっている。第１図°およ
び他の図面では、全ての中間要素が、同じ短い長さを持
つのもとして描かれているが、実際には異なる長さでも
、また短くても長くてもよく、たとえば１ｍ以下から数
百ｍにも及ぶ。位置検出部材および第２部材に沿った離
れた位置１こ、出来事官能性接続手段が配置され、スイ
ッチ５として描かれているが、出来事の発生時に２つの
部材間になんらかの種類の接続を形成し得る接続手段な
らばいずれでもよい。

第２図は、第１図と同様であるが、同時出願の特許願（
＋）に記載された一般的な種類のシステムを示している
。すなわち、このシステムでは、第２（電源）部材１２
は位置検出部材の両端に接続され、第３（帰路）部材１
６は位置検出部材の末端（２）に接続され、そうでなけ
れば、出来事官能性手段のみを介して位置検出部材に接
続され、出来事官能性手段は、このシステムでは、位置
検出部材と帰路部材との間に既知インピーダンスの接続
を形成する。ちょうど第１図のシステムが米国特許第５
０９，８９７号および第４５７，８８２号のシステムと
は異なっているように、インピープント要素（抵抗器１
１１）および中間要素１１２を用いている点で第２図の
システムも特許願（１）のシステムと異なっている。

第３図も第１図と類似しているが、同時出願の特許願（
２）に開示された改良、すなわち、位置検出部材に直列
に接続された参照抵抗器Ｒｆおよび参照抵抗器および位
置検出部材それぞれに接続されたポルドータ１４１およ
び＋４２の使用を包含している。このようにすると、出
来事発生によりスイッチ（Ｓ）が閉じられた位置は、位
置検出部材での電圧降下と参照抵抗器での電圧降下とを
比較することにより決定することができる。

第４図も第１図と同様であるが、抵抗器１１２の代わり
に抵抗器１１４，１１５．１１６．１１７を用い、対応
するスイッチＳ力咄来事発生時に閉じた時に試験回路に
組み込まれる抵抗器６１゜６２．６３．６４．６５を含
んでいる。抵抗器１１４’、１１５．１１’６，１１７
，６１，６２，６３．６４．６５のサイズは、スイッチ
の可能な組み合わせそれぞれが独特の電圧降下をもたら
すように選択される。

第５．６．７図は、第４図に示した一般的なシステムに
特に有用なモジュールの回路図である。

モジュールにおける出来事発生により作動されるゲージ
スイッチＳｌ、Ｓｔ、Ｓｓを用いることにより、 （１）第５図では、付加抵抗器＋１９が位置検出部材に
導入され、 （２）第６図では、抵抗器ＩＩＩが位置検出部材から除
かれて、抵抗器６１が接続に導入され、（３）第７図で
は、抵抗器ＩＩＩが位置検出部材から除かれて、抵抗器
１２０が位置検出部材に導入される。

この種のモジュールは、独特の電圧降下を生じさせる出
来事の可能な組み合わせの数を増すのに用いることがで
きる。

第８図は、多数の分岐線を含み、分岐線のそれぞれに沿
って出来事が発生し得、出来事は分岐線の１つでいつ発
生したか、どの分岐線が出来事に巻き込まれているかを
知る必要があるシステムを組み立てる場合に用いるのに
適したモジュールを示している。従って、第８図では、
モジュールは第１図に示したシステムの電源部材１２に
接続される長い第１導体、第１図に示したシステムの位
置検出部材１１に接続される長い第２導体＋２４ならび
に抵抗器１１１および出来事が発生した時に導体１１４
と１２４とを接続する複数の出来事官能性モジュールＳ
を含んで成る分岐線４０を供給する提供する。一方、導
体１１４および１２４は、裸線、または分岐線に沿った
任意の点で十分な量の電界質が存在するならば接続され
得る導電性ポリマーで被覆されたワイヤであってよい。

４、

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は、本発明の方法および装置の回路図、およ
び 第５〜８図は、本発明の出来事感応性モジコールの回路
図である。 ５・・・スイッチ、１１・・・位置検出部材、１２・・
第２部材、１４・電圧測定器具、１５・電源、１６・・
第３部材、６１，６２，６３，６４　．６５・・抵抗器
、１２・・・抵抗器、１１２・・・中間要素、１１４．
１１５，１１６，１１７・・・抵抗器。 特許出願人　レイケム・コーホレインジン代　理　人　
弁理士　青白　葆　ばか２名ｂリー８ 手続補正書（、う） 昭和６０年５月２２日 特許庁長官　殿 １事件の表示 昭和６（）年特許願第　７８２４７　号２発明の名称 出来事に関する情報の検知・位置検出用装置および方法
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カリフオルニア、メン
ロパーク、コンスチチューション・ドライブ３００番 名称　レイケム・コーポレイション ４代理人 ５補正命令の日付　：　自　発

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　出来事の発生を監視し、出来事の発生時に出来事に
   関する情報を検出・獲得する方法において、出来事の発
   生時に、 （＋）導電性位置検出部材と導電性第２部材との間に電
   気接続が形成され、 該導電性位置検出部材は、 （ａ）それぞれが実質的なインンピーダンスを持つ、複
   数の、離れたインピーダント要素、および （ｂ）それぞれがインピータント要素の一対を物理的に
   分離し、かつ電気的に接続している、複数の長い中間要
   素 から成り、 位置検出部材への接続は、インピーダント要素間にある
   複数の可能な接続点の少なくとも１つで形成され、出来
   事の少なくとも１つの特性により位置が規定される第１
   の点で有効であり、接続の形成により、第１の点と既知
   の位置を持つ位置検出部材上の第２の点との間の位置検
   出部材の部分を含んで成る試験回路が形成され、その中
   では電流は位置検出部材の第１の点と第２の点との間を
   流れ、電流と位置検出部材は、第１の点と第２の点との
   間の電圧降下を測定することにより、第１の点と第２の
   点との間の空間的関係が決定できるようなしのであり、 （２）第■の点と第２の点との間の電圧降下を得、（３
   ）出来事に関する情報を、ステップ（２）の測定から得
   る システムを与えることを含んで成る方法。 ２　インビーダント要素の一対間に単一の可能な接続点
   が有り、インピーダント要素のそれぞれが実質的に同一
   である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、インピーダント要素および中間要素か、抵抗は持つ
   かりアクタンスは持たず、インピーダント要素それぞれ
   が少なくとも０．１オーム、好ましくは１〜１００オー
   ムの抵抗を持つ特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の方法。 ４、インピーダント要素それぞれのインピーダンスと中
   間要素全部のインピーダンスとの比が少なくとも１００
   、好ましくは少なくとも１０００である特許請求の範囲
   第１〜３項のいずれかに記載の方法。 ５、可能な接続点の少なくとも１つがそれに関連して付
   加的なインピーダント要素を持し、その可能な接続点に
   おいて位置検出部材と第２部材との間に接続が形成され
   た時にのみ、付加的なインピーダント要素が試験回路に
   導入され、インピーダント要素および付加的なインピー
   ダント要素は、接続の可能な各組み合イっせが第１の点
   と第２の点との間に独特の電圧降下を生じさせるように
   選択される特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載
   の方法。 ６、システムが、複数の出来事感応性モジュールを含ん
   で成り、それぞれが （ａ）該インピーダント要素 （ｂ）比較的非常に小さいインピーダンスを持ち、イン
   ピーダント要素に直列に接続されている第１導体、 （Ｃ）比較的非常に小さいインピーダンスを持ち、出来
   事は無い場合には第１導体およびインピーダント要素か
   ら電気的に絶縁されている第２導体、および （ｄ）出来事の発生時に、第１および第２導体を電気的
   に接続することができる出来事感応性接続手段 を有して成り 第１導体およびインピーダント要素は位置検出部材の一
   部を形成し、第２導体は第２部材を形成し、位置検出部
   材および第２部材のそれぞれは、出来事感応性モジュー
   ルに接続された複数の中間要素を有して成る特許請求の
   範囲第１〜５項のいずれかに記載の方法。 ７、第１および第２導体の少なくとも１つが、導電性ポ
   リマーから成るジャケットで電気的に包囲された金属コ
   アを含んで成り、出来事が、位置検出部材と第２部材と
   の間に電気的接続を形成するのに十分な程度まで電界質
   の濃度上昇させることである特許請求の範囲第６項記載
   の方法。 ８、特許請求の範囲第１〜７項のいずれかに記載の方法
   により出来事に関する情報を検知・獲得する装置であっ
   て、 （１）（ａ）それぞれが実質的なインピーダンスを持つ
   、複数の、離れたインビーダント要素、および （ｂ）それぞれかインピーダント要素の一対を物理的に
   分離し、かつ電気的に接続している、複数の長い中間要
   素 から成る長い導電性位置検出部材、 （２）長い導電性第２部材、 （３）出来事の発生時に位置検出部材と第２部材との間
   に電気的接続を起こし、接続は、インピーダント要素間
   にある複数の可能な独立接続点の少なくとも１つで形成
   され、接続は、出来事の少なくとも１つの特性によって
   規定される位置検出部村上の第１の点で有効であるよう
   な複数の出来事感応性接続手段、 （４）導電性第３部材。 （５）第１の点および位置検出部材の一端にある第２の
   点との間の電圧降下を決定する電圧測定器具、および （６）位置検出部材の第２の点に電気的に接続され、少
   なくとも出来事の発生時に、位置検出部材と第２部材と
   の間に電気的接続を形成させ、位置検出部材の第１の点
   と第２の点との間に既知の大きさの電流を流す電源 を含んで成る装置。 ９、（１）実質的なインピーダンスを持つインピーダン
   ト要素、 （２）比較的非常に小さいインピーダンスを持ち、イン
   ビーダント要素に直列に接続されている第１導体、 （３）比較的非常に小さいインピーダンスを持ち、出来
   事は無い場合には第１導体およびインピーダント要素か
   ら電気的に絶縁されている第２導体、および （４）出来事の発生時に、第１および第２導体を電気的
   に接続することができる出来事感応性接続手段 を有して成り、 インビーダント要素および第１導体は、長い導電性位置
   検出部材の導入および導出部分に直列に接続可能であり
   、第２導体は、長い導電性第２部材の導入および導出部
   分に直列に接続可能である、特許請求の範囲第１〜７項
   のいずれかに記載の出来事に関する情報を検出・獲得す
   る方法に用いるのに適したモジュール。