JPH0769132B2 - Method and apparatus for detecting and acquiring information regarding change in variable state - Google Patents
Method and apparatus for detecting and acquiring information regarding change in variable stateInfo
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- JPH0769132B2 JPH0769132B2 JP59136437A JP13643784A JPH0769132B2 JP H0769132 B2 JPH0769132 B2 JP H0769132B2 JP 59136437 A JP59136437 A JP 59136437A JP 13643784 A JP13643784 A JP 13643784A JP H0769132 B2 JPH0769132 B2 JP H0769132B2
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Landscapes
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- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Locating Faults (AREA)
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
および装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for detecting and acquiring information regarding changes in a variable state.
[従来技術] 長い経路に沿って可変状態の変化、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、あるいは移動可能な部
材、たとえば化学プラントのバルブまたは浸入者警報シ
ステムを備えた建造物の窓の物理的位置の変化を検出
し、位置を見い出す為に、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3,800,216号および第3,991,4
13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
できる。しかし、既知の方法は、高価であり、あるいは
/または不正確であり、あるいは/または出来事が、高
いインピーダンス抵抗を持つ接続、たとえばイオン的導
電性接続エレメントを介して2つの導体間に電気的接続
を生じる場合には使用できない。PRIOR ART Variable state changes along a long path, such as the occurrence of leaks (water or other liquids or gases), insufficient or excessive pressure, too high or too low temperature, light or other forms of Many methods for detecting and finding the presence or absence of electromagnetic radiation, or changes in the physical position of movable members, such as valves in chemical plants or windows of buildings with intruder alarm systems. Is proposed. These types of changes are generally referred to herein as "events." For such a method, U.S. Pat.Nos. 1,084,910, 2,581,213, 3,248,
646, 3,384,493, 3,800,216 and 3,991,4
Reference may be made to No. 13, British Patent No. 1,481,850 and West German Published Patent Nos. 3001150.0 and 3225742. However, the known methods are expensive and / or inaccurate, and / or the event is that the connection has a high impedance resistance, for example an electrical connection between two conductors via an ionically conductive connecting element. Cannot be used if
[発明の目的と構成] 本発明者らは、液体の漏れ(以下、「出来事」というこ
ともある。)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
て)に出来事に関する情報を検知、獲得するための簡単
かつ正確な方法およびを見い出した。この方法では、出
来事が発生すると、電源部材と既知のインピーダンス特
性を持つ位置検出部材との間に少なくとも1つの電気的
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)において作られる。そこで、既知の大きさの電流
が、電気的接続を介して、位置検出部材をその一端であ
る第2の点へ流される。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る。[Objects and Structure of the Invention] The present inventors monitor the occurrence of liquid leakage (hereinafter, also referred to as “event”), and when the event occurs (that is, immediately after the event occurs, or after the event occurs). I have found a simple and accurate method and way to detect and obtain information about the event (slightly later). In this method, when an event occurs, at least one electrical connection is made between the power supply member and the position sensing member having a known impedance characteristic, the connection being at the first point (or its location) where the event occurs. Is defined by some other characteristic of the event). Then, a current having a known magnitude is caused to flow through the electrical connection to the position detecting member to a second point which is one end thereof. The voltage drop between the first and second points is measured and then the position of the first point is determined.
出来事の発生が位置検出部材と電源部材との間に単一の
または非常に短い接続を生じさせる場合、「第1の点」
は容易に確認することができる。なぜなら、それが唯一
の接続点だからである。しかし、出来事が位置検出部材
上の2またはそれ以上の離れた位置および/または有限
長さにおいて接続を作る場合、「第1の点」、すなわち
測定された電圧降下から位置が決定される点は、ある中
間点である(接続が2またはそれ以上の離れた位置にあ
る場合、それは位置検出部材と電源部材との間の接続の
無い位置になるかもしれない)。この理由から、位置検
出部材への接続は、本明細書では第1の点で「作られ
る」(effective)であるという。If the occurrence of the event causes a single or very short connection between the position sensing member and the power member, the "first point"
Can be easily confirmed. Because it is the only connection point. However, if the event makes a connection at two or more distant locations on the position sensing member and / or at a finite length, the "first point", ie the point from which the position is determined from the measured voltage drop, is , Some midpoint (if the connection is at two or more distant positions, it may be a position without a connection between the position sensing member and the power member). For this reason, the connection to the position-sensing member is referred to herein as being "effective" in the first respect.
本発明は、既知方法の1またはそれ以上の欠点を解消す
る。多くの用途において、特に重要な利点は、得られた
情報が位置検出部材への接続のインピーダンスに無関係
で有り得ることである。すなわち、得られた情報は、接
続のインピーダンスに実質的でかつ未知の変化がたとえ
起こっても、同じ状態で有り得る。The present invention overcomes one or more drawbacks of known methods. In many applications, a particularly important advantage is that the information obtained can be independent of the impedance of the connection to the position sensing member. That is, the information obtained can be in the same state even if there is a substantial and unknown change in the impedance of the connection.
本発明の一要旨によれば、長い検出経路に沿ったある位
置での液体電解質の漏れを監視し、かつ発生時に漏れを
検知し、位置を決定する方法であって、漏れの発生時
に、 (1)長い導電性位置検出部材と長い導電性電源部材と
の間に電気的接続が作られ、該接続は電解質を通過し、
実質的かつ未知のインピーダンスを有し; 位置検出部材および電源部材は、(a)相互に離されて
おり、(b)該長い検知経路に沿って配置されており、 位置検出部材は、その一端から中間点までの抵抗が分か
れば中間点の位置が決定できるような、その長さに沿っ
て既知の抵抗特性を有しており、 位置検出部材および電源部材それぞれは、長い金属芯、
および該金金属芯を電気的に包囲している導電性ポリマ
ーから成る被覆を含んでなり、該位置検出部材および該
電源部材は両者で漏れの発生時に該電気的接続を可能と
するように漏れに対して感受性であり、 位置検出部材への接続は、漏れの位置である位置検出部
材上の第1の点で作られ; 接続が作られることにより、(a)接続、(b)第1の
点と位置検出部材の一端である第2の点との間にある位
置検出部材の部分、および(c)接続ならびに位置検出
部材上の第1と第2の点間に送られるべき既知固定量の
電流を発生させる制御電流電源から成る試験回路が形成
され;かつ 電流および位置検出部材の抵抗特性は、第1および第2
の点間での電圧降下を測定することにより両点間での位
置検出部材の抵抗を計算して液体の漏れの位置を決定で
きるようになっており、 (2)第1および第2の点間の電圧降下を、参照回路の
一部を成す電圧測定器具を用いて決定し、該参照回路
は、 (a)電圧測定器具、 (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)長い検知経路に沿って配置された、絶縁された導
電性帰路部材から成り、 電圧測定器具は、(i)位置検出部材の一端である第2
の点と(ii)帰路部材との間に接続されており、帰路部
材の他端は第2の点からは遠い方の位置検出部材の端に
接続されており、 電圧測定器具は、参照回路の他の要素のインピーダンス
に比べて非常に高いインピーダンスを持ち、 (3)液体電解質の漏れの位置を前記(2)のステップ
での測定から決定するシステム を与えることから成る方法。が提供される。According to one aspect of the present invention, there is provided a method of monitoring leakage of a liquid electrolyte at a position along a long detection path, detecting the leakage when the leakage occurs, and determining the position, and 1) An electrical connection is made between the long conductive position sensing member and the long conductive power supply member, the connection passing through the electrolyte,
Has a substantially unknown impedance; the position detecting member and the power supply member are (a) separated from each other, (b) arranged along the long sensing path, and the position detecting member has one end thereof Has a known resistance characteristic along its length so that the position of the intermediate point can be determined if the resistance from the intermediate point to the intermediate point is known.
And a coating of a conductive polymer that electrically surrounds the gold metal core, the position sensing member and the power supply member both leaking to allow the electrical connection when a leak occurs. Sensitive to, the connection to the position-sensing member is made at a first point on the position-sensing member, which is the location of the leak; by making the connection: (a) connection, (b) first Of the position detecting member between the point of the position detecting member and the second point which is one end of the position detecting member, and (c) the connection and the known fixation to be sent between the first and second points on the position detecting member. A test circuit is formed which comprises a controlled current power supply for generating a quantity of current; and the resistance characteristics of the current and position sensing member are
By measuring the voltage drop between the two points, the resistance of the position detecting member between the two points can be calculated to determine the position of the liquid leak. (2) First and second points The voltage drop across is determined using a voltage measuring instrument that forms part of a reference circuit, the reference circuit comprising: (a) a voltage measuring instrument; (b) a position sensing member between the first and second points. And (c) an insulated conductive return member arranged along the long sensing path, the voltage measuring instrument comprises (i) a second end that is one end of the position detecting member.
Point (ii) is connected to the return member, and the other end of the return member is connected to the end of the position detecting member farther from the second point. (3) having a very high impedance as compared with the impedances of the other elements, and (3) providing a system for determining the location of leakage of the liquid electrolyte from the measurement in step (2) above. Will be provided.
本発明は更に、(1)長い検知経路に沿って配置され、
一端から中間点までの抵抗が分かれば中間点の位置が決
定できるような、その長さに沿って既知の抵抗特性を有
している長い導電性位置検出部材、 (2)長い検知経路に沿って延びている長い導電性電源
部材、 該位置検出部材および該電源部材それぞれは、金属芯、
および該金属芯を電気的に包囲している導電性ポリマー
から成る被覆を含んでなり、 (3)得体電解質の漏れの発生時に位置検出部材と電源
部材との間の電気的接続を起こし、接続は、電解質を通
過し、質実的かつ未知のインピーダンスを有し、漏れの
位置である第1の点で作られるような漏れに感応性の接
続手段、 (4)第1の点と位置検出部材の一端である第2の点と
の間の電圧降下を決定する電圧測定器具、 (5)漏れが位置検出部材と電源部材との間に接続を形
成した時に既知固定量の電流Iを供給する、位置検出部
材上の第2の点に電気的に接続されている制御電流電
源、および (6)長い検知経路に沿って配置された、絶縁された導
電性帰路部材から成り、 電圧測定器具は、(i)位置検出部材の一端である第2
の点と(ii)帰路部材との間に接続されており、帰路部
材の他端は第2の点からは遠い方の位置検出部材の端に
接続されており、 位置検出部材と電源部材との間に実質的かつ未知のイン
ピーダンスの電気的接続が得体電解質の漏れの発生によ
り生じ、試験回路と参照回路との形成が可能である、本
発明の方法に用いるのに適した装置を包含する。The present invention further comprises (1) a placement along a long sensing path,
A long conductive position detecting member having a known resistance characteristic along its length so that the position of the intermediate point can be determined if the resistance from one end to the intermediate point is known. (2) Along the long detection path A long conductive power supply member extending along the position detection member and the power supply member.
And a coating made of a conductive polymer that electrically surrounds the metal core, and (3) makes an electrical connection between the position detection member and the power supply member when a leakage of the obtained electrolyte occurs, and makes a connection. Is a leak-sensitive connecting means that passes through the electrolyte, has a realistic and unknown impedance, and is made at the first point which is the location of the leak, (4) The first point and the position detection member. A voltage measuring device for determining a voltage drop between a second point, which is one end of the, (5) supplying a known fixed amount of current I when the leakage forms a connection between the position detecting member and the power supply member. , A controlled current power supply electrically connected to a second point on the position sensing member, and (6) an insulated conductive return member arranged along a long sensing path, the voltage measuring instrument comprising: , (I) a second one end of the position detection member
Point (ii) and the return member, and the other end of the return member is connected to the end of the position detecting member farther from the second point. A device suitable for use in the method of the present invention, in which an electrical connection of substantially unknown impedance is produced by the occurrence of a gain electrolyte leakage during which a test circuit and a reference circuit can be formed. .
加えて、本発明は、本発明の方法および装置において位
置検出部材(および場合により電源部材)として用いる
のに適した長い物品であって、 (A)温度範囲0〜100℃において平均で0.003/℃より
小さい抵抗率の温度係数を持つ金属から成り、各長手方
向断面が10-4〜104ohm/フィートの抵抗を持つ長い芯、
および (B)導電性ポリマーから成り、芯を電気的に包囲し、
温度範囲0〜100℃の全温度で各長手方向断面が芯の抵
抗の少なくとも100倍の抵抗を持つ長いジャケットを含
んで成る物品を包含する。In addition, the present invention is a long article suitable for use as a position detection member (and optionally a power supply member) in the method and apparatus of the present invention, comprising: (A) an average of 0.003 / A long core made of metal with a temperature coefficient of resistivity less than ℃, each longitudinal section having a resistance of 10 -4 to 10 4 ohm / ft,
And (B) consisting of a conductive polymer, electrically surrounding the core,
It includes an article comprising a long jacket, each longitudinal cross section of which has a resistance of at least 100 times the resistance of the core at all temperatures in the temperature range 0-100 ° C.
以下の説明は、理解しやすいように節に分けて行う。各
節では、本発明の特定の部分毎の説明を主として行う。
しかし、本発明の異なる部分間の関係は非常に重要であ
り、これを念頭に置いて以下の説明は読まれるべきであ
る。また、図面中の特定の図に付いて説明する本発明の
特徴は、文脈からそう判断できる限り、本発明の一般的
な説明および他の図に付いても当てはまるものである。The following explanation is divided into sections for easy understanding. In each section, a specific description of the present invention will be mainly given.
However, the relationships between the different parts of the invention are very important, and the following description should be read with this in mind. Also, the features of the invention that are described with reference to the specific figures in the drawings also apply with respect to the general description of the invention and other figures, as long as the context makes it so.
1.本発明の電気的特性 本発明の基本的な電気的特性は、第1図を参照すると最
も良く理解することができる。第1図は、かなりの数の
本発明の好ましい方法および装置を模式的に示してい
る。第1図中、長い位置検出部材11、長い電源部材12、
電圧測定器具14、電源15、および長い帰路部材16が示さ
れている。電源部材は、電源を介して、位置検出部材の
一端に接続されており、出来事が無い場合、位置検出部
材と電源部材との間にはこれ以外の電気的接続は無い。
電源部材と位置検出部材との間には、(第1図には示さ
れていないが)出来事感応性接続手段がある。この出来
事感応性接続手段という用語は、連続的な出来事感応性
接続手段および複数の離れた出来事感応性接続手段を含
む意味で用いられる。出来事感応性接続手段は、ある出
来事が起こるあらゆる位置で導電性となる。第1図にお
いて、出来事が、位置検出部材の上のある場合にあるこ
と以外、位置は分からない第1の点1で起こったとす
る。出来事の結果、電気的接続Eが位置検出部材と電源
電源部材との間に作られる。電源15は、接続手段152を
介して、位置検出部材にその一端(2で示す)で接続さ
れている。この点が、本発明の方法および装置の上記説
明における「第2の点」である。(電圧測定器具が第1
と第2の点間の電圧降下を測定する為に配置される限
り、第2の点は、位置検出部材11の端部と接続点1との
間の既知の位置にあるいずれの点でもよい。)。電源
も、補助接続部材13により電源部材に接続される。複数
の接続151により模式的に示されているように、電源と
電源部材との間の接続は、電源部材上のいずれか1点ま
たはそれ以上の点で作られてよい。更にこれら接続は、
電源が位置検出部材の第1および第2の点間に既知の電
流を送りうる限り、どのようなインピーダンスを有して
もよい。従って、点1で接続を作ることにより、試験回
路が形成されることになる。試験回路は、接続、点1と
2との間の位置検出部材、電源15、補助接続部材13、お
よび(電源と接続点での電源部材との間で単一の接続15
1が作られるのでない場合)電源部材12の部分を含む。
後に更に説明するように、試験回路中のインピーダンス
の唯一の変化が電源と位置検出部材との間のインピーダ
ンスであるならば、重要な利点が得られる。この結果
は、位置検出部材と同じインピーダンス特性を持つ電源
部材、および電源部材へ点2から遠い末端においてのみ
接続されている補助接続部材を用いることにより達成さ
れる。1. Electrical Characteristics of the Invention The basic electrical characteristics of the invention can best be understood with reference to FIG. FIG. 1 schematically illustrates a number of the preferred methods and apparatus of the present invention. In FIG. 1, a long position detecting member 11, a long power source member 12,
A voltage measuring instrument 14, a power supply 15 and a long return member 16 are shown. The power supply member is connected to one end of the position detection member via the power supply, and when there is no event, there is no other electrical connection between the position detection member and the power supply member.
There is an event-sensitive connection means (not shown in FIG. 1) between the power supply member and the position detection member. The term event-sensitive connection means is used to include continuous event-sensitive connection means and a plurality of remote event-sensitive connection means. The event-sensitive connection means becomes electrically conductive everywhere an event occurs. In FIG. 1, it is assumed that the event occurs at the first point 1 whose position is unknown, except that the event is on the position detecting member. As a result of the event, an electrical connection E is made between the position sensing member and the power supply member. The power supply 15 is connected to the position detecting member at one end (shown by 2) via the connecting means 152. This point is the "second point" in the above description of the method and apparatus of the present invention. (Voltage measuring instrument is the first
The second point may be any point at a known position between the end of the position sensing member 11 and the connection point 1 as long as it is arranged to measure the voltage drop between the second point and the second point. . ). The power source is also connected to the power source member by the auxiliary connecting member 13. The connection between the power supply and the power supply member may be made at any one or more points on the power supply member, as schematically illustrated by a plurality of connections 151. Furthermore, these connections are
It may have any impedance as long as the power supply can deliver a known current between the first and second points of the position sensing member. Therefore, by making the connection at point 1, a test circuit will be formed. The test circuit consists of a connection, a position sensing member between points 1 and 2, a power supply 15, an auxiliary connection member 13, and a single connection 15 between the power supply and the power supply member at the connection point.
Includes part of power member 12 (if one is not made).
As will be explained further below, significant advantages are obtained if the only change in impedance in the test circuit is the impedance between the power supply and the position sensing member. This result is achieved by using a power supply member having the same impedance characteristics as the position detection member, and an auxiliary connection member connected to the power supply member only at the end far from the point 2.
電圧測定器具は、位置検出部材の点2へ(復帰部材16を
介して)接続され、また位置検出部材上の1またはそれ
以上の点で接続される。そのような点の第2の点から距
離は、少なくとも第1の点からの距離と同じであり、複
数の接続141として模式的に示されているごとく、これ
らの接続は未知のインピーダンスを持つか、あるいは電
圧測定器具のインピーダンスに比べて非常に小さいイン
ピーダンスを持たなければならない。従って、電圧測定
器具は参照回路を形成し、参照回路は、器具14、少なく
とも点1と2との間の位置検出部材11および帰路部材16
を含んで成る。The voltage measuring instrument is connected to point 2 of the position detecting member (via return member 16) and also at one or more points on the position detecting member. The distance of such points from the second point is at least the same as the distance from the first point, and these connections have an unknown impedance, as shown schematically as multiple connections 141. , Or it must have an impedance that is very small compared to the impedance of the voltage measuring instrument. Thus, the voltage measuring instrument forms a reference circuit which comprises the instrument 14, the position sensing member 11 and the return member 16 at least between points 1 and 2.
Comprising.
電源15および電圧測定器具14は、あらゆる便利な方法
で、位置検出部材11上の点2へ接続することができる。
従って、複数の接続153で示されるように、接続手段152
および帰路部材16は、いかなる位置においても相互に接
続することができる。The power supply 15 and the voltage measuring instrument 14 can be connected to the point 2 on the position detecting member 11 in any convenient manner.
Therefore, as shown by the plurality of connections 153, the connecting means 152
And the return member 16 can be connected to each other at any position.
次のことが分かれば、点1の位置を計算することができ
る: (a)点1と2の間を流れる電流、 (b)参照回路の各要素のインピーダンス、 (c)電圧測定器具により測定された電圧降下、 (d)点2の位置、および (e)点2の位置検出部材上の各点との間の位置検出部
材のインピーダンス。The position of point 1 can be calculated if the following is known: (a) the current flowing between points 1 and 2, (b) the impedance of each element of the reference circuit, (c) measured by a voltage measuring instrument. Voltage drop, (d) the position of point 2, and (e) the impedance of the position detecting member between each point on the position detecting member of point 2.
これらの特質が知られているシステムは、多くの異なる
方法で与えることができる。第1の点の位置が検出でき
る正確さは、電圧測定器具のインピーダンスと参照回路
の他の要素のインピーダンスのあらゆる未知部分との比
により制限され、多くの場合、器具のインピーダンスと
参照回路の他の合計インピーダンスの比が非常に大きく
なるように要素を用いるのが便利である。それ故、これ
らの比は、好ましくは少なくとも100、より好ましくは
少なくとも1000、特に好ましくは10000である。これの
理由から、第1図の接続141および153は小さい抵抗を持
つものとして示されている。対照的に、位置検出部材と
電源部材との間のインピーダンス、および試験回路の他
の要素のインピーダンスは得られた情報の精度に影響を
与えない。これは本発明の重要な利点である。Systems in which these attributes are known can be provided in many different ways. The accuracy with which the position of the first point can be detected is limited by the ratio of the impedance of the voltage measuring instrument to any unknown part of the impedance of the other elements of the reference circuit, and in many cases the impedance of the instrument and that of the reference circuit. It is convenient to use the elements so that the ratio of the total impedance of is very large. Therefore, these ratios are preferably at least 100, more preferably at least 1000, particularly preferably 10,000. For this reason, connections 141 and 153 in FIG. 1 are shown as having low resistance. In contrast, the impedance between the position sensing member and the power supply member, and the impedance of other elements of the test circuit, do not affect the accuracy of the information obtained. This is an important advantage of the present invention.
2.出来事について与えられ得る情報 本発明の方法は、ある出来事が起こったことを検知する
だけでなく、出来事についての情報を与える。多くの場
合、出来事について与えられる情報は、特に出来事が第
1の点の位置(またはその近く)で起こった場合には、
出来事の位置である。しかし、与えられる情報は、他の
情報であってよい。たとえば、ある位置での温度を監視
している場合、位置検出部材上の1つの点は温度がある
温度範囲にある場合に検出でき、他の点は、温度が異な
る温度範囲にある場合に検出できる。今述べたように、
出来事の位置は、位置検出部材の第1の点に、またはそ
の近くにあってよい。しかし、必ずしもそうなる必要は
ない。たとえば、中央の位置検出部材上の異なる点に、
電気的にまたは他の状態で1またはそれ以上の出来事検
出ステーションを接続することができ、接続点の位置は
出来事検出ステーションの位置の特性である。本発明の
方法は、出来事の幾つかの所望の情報を与えるが、必ず
しも全ての情報ではない。たとえば、方法は、所定の出
来事(たとえば、バルブの開閉)が出来事の比較的多数
の可能な位置の内から比較的少数の異なる位置の1つま
たはそれ以上で起こったことを決定するのに有益に用い
ることができ、出来事が起こった場所を正確に決定する
ために目視による検査または他の検査(これは、本発明
の別の異なる方法であってよい。)に付することができ
る。2. Information that can be given about an event The method of the present invention not only detects that an event has occurred, but also provides information about the event. In many cases, the information given about the event will be, especially if the event occurred at (or near) the location of the first point.
The position of the event. However, the information provided may be other information. For example, when monitoring the temperature at a certain position, one point on the position detection member can be detected when the temperature is in a certain temperature range, and the other point can be detected when the temperature is in a different temperature range. it can. As I said,
The location of the event may be at or near the first point on the position sensing member. But it doesn't have to be. For example, at different points on the central position detection member,
One or more event detection stations can be connected electrically or otherwise and the position of the connection point is characteristic of the position of the event detection station. The method of the present invention gives some desired information about an event, but not necessarily all. For example, the method is useful for determining that a given event (eg, opening or closing a valve) occurred at one or more of a relatively small number of different locations out of a relatively large number of possible locations of the event. And can be subjected to a visual inspection or other inspection (which may be another different method of the invention) to accurately determine where the event occurred.
3.検知できる出来事、および検知するための出来事感応
性接続手段 本発明の方法で検知される出来事は、所望の出来事であ
っても、また所望されていない出来事(故障)であって
もよい。出来事は、ある状態の存在、または単一の可変
状態の変化(たとえばある値以上の圧力の増加)、2ま
たはそれ以上の可変状態の同時または連続的変化(たと
えば、温度の上昇を伴った圧力の増加)であってよい。
出来事は、非常に短時間のみ続く可変状態の変化であっ
ても、あるいはある最小時間保持される可変状態の変化
であってもよい。出来事は、位置検出部材上の第1の点
と第2の点との間に流される電流を直接的または間接的
に可能にするあるいは生じさせるならばどのような種類
のものであってもよい。上述のように、得られる情報
は、接続のインピーダンスに無関係である。それ故、位
置検出部材と電源部材との間の接続はどのような種類の
ものであってもよく、たとえば電子的接続(これは実質
上ゼロのあるいは実質的なインピーダンスを持ちう
る。)、または電解質の存在に起因するイオン的接続、
または誘導性接続であってよい。位置検出部材と電源部
材との間に接続を生じさせる為に起こる変化は、好まし
くは可逆的変化である。しかし、本発明は永久的な変化
に対しても有用であり、その場合にはシステムを再稼動
させる前に装置を交換または修理する必要がある。シス
テムは、出来事が起こっている間のみ信号を発するよう
に、あるいは出来事が過去に起こっても信号を発するよ
うに設計されていてよい。後者の場合、通常、システム
はリセットできるように設計される。3. Detectable Events, and Event Sensitive Connections for Detecting Events detected by the method of the present invention may be desired events or undesired events (faults). An event can be the presence of a condition, or a change in a single variable state (eg, an increase in pressure above a certain value), a simultaneous or continuous change in two or more variable states (eg, a pressure with an increase in temperature). Increase).
An event may be a change in variable state that lasts only for a very short time, or a change in variable state that is held for some minimum time. The event may be of any kind that directly or indirectly enables or causes a current to flow between the first point and the second point on the position sensing member. . As mentioned above, the information obtained is independent of the impedance of the connection. Therefore, the connection between the position sensing member and the power supply member may be of any kind, for example an electronic connection (which may have substantially zero or a substantial impedance), or Ionic connection due to the presence of electrolytes,
Or it may be an inductive connection. The change that occurs to create the connection between the position detection member and the power supply member is preferably a reversible change. However, the present invention is also useful for permanent changes, in which case the equipment needs to be replaced or repaired before the system can be restarted. The system may be designed to signal only during an event, or to signal when an event has occurred in the past. In the latter case, the system is usually designed to be reset.
検知される出来事には次のような出来事が包含される
が、これらに限定されるものではない: A.位置検出部材および電源部材の露出表面間に、特に両
者の少なくとも1つの少なくとも一部が導電性ポリマー
で包囲された金属芯を有している場合、イオン性接続を
供給する水または他の電解質の存在。この場合、出来事
感応性接続手段は位置検出部材と電源部材との間の単な
る空間であってよく、あるいは電解質を集めるまたは吸
収する接続手段であってよい。Events that are detected include, but are not limited to, the following events: A. Between the exposed surfaces of the position sensing member and the power source member, and in particular at least a portion of at least one of both. The presence of water or other electrolyte that provides an ionic connection when it has a metal core surrounded by a conductive polymer. In this case, the event-sensitive connection means may simply be the space between the position detection member and the power supply member, or it may be a connection means for collecting or absorbing electrolyte.
B.第1温度T1以下の温度または第2温度T2以上の温度の
存在。このような状態を検知する1つの装置では、位置
検出部材および電源部材は、T1ではこれらを相互に絶縁
するがT2ではこれらを相互に接続する接続手段により、
物理的に接触されている。たとえば、接続手段の少なく
とも一部分は、(a)第1物質および(b)第1物質中
に分散され、温度がT1からT2へ変化した時移動性イオン
種を形成する第2物質を含んで成る。すなわち、第1物
質は、温度がT1からT2へ変化する時、相が変わる、たと
えば熔融するものであってよい。B. Presence of a temperature below the first temperature T 1 or above the second temperature T 2 . In one device for detecting such a state, the position detection member and the power supply member are isolated from each other at T 1 but are connected to each other at T 2 by connecting means.
Be in physical contact. For example, at least a portion of the connecting means comprises (a) a first substance and (b) a second substance dispersed in the first substance and forming a mobile ionic species when the temperature changes from T 1 to T 2 . Consists of That is, the first material may change phase, eg, melt, when the temperature changes from T 1 to T 2 .
温度変化を検知する他の装置では、位置検出部材および
電源部材は変形可能な絶縁媒体、たとえば少なくとも一
部分は流体(たとえば空気)である絶縁媒体により分離
されており、装置は、温度がT1からT2へ変化した時、形
状が変形し、それにより絶縁媒体を変形させることによ
りあるいは絶縁媒体自体が導電性である場合は接続手段
を絶縁媒体中に押しやって部材に接触させることによ
り、部材を接触させる接続手段を有する。接続手段は、
熱回復性ポリマーまたは熱回復性記憶金属から成ってい
てよく、あるいはバイメタルストリップから成っていて
よい。本明細書では、「記憶金属」という用語は、遷移
温度以上では強いオーステナイト状態にあり、該遷移温
度以下では弱いマルテンサイト状態にある金属合金(特
に種々の黄銅合金およびニッケルーチタン合金)であ
り、オーステナイト状態で第1の形状に加工され、マル
テンサイト状態に冷却されて変形されると、オーステナ
イト状態に加熱されるまでのその変形形状を保持し、加
熱されると元の状態に復帰する、あるいは復帰しようと
する合金を意味するものとして用いる。可逆的効果が望
まれる場合、特定のタイプの記憶金属を用いなければな
らないか、あるいは記憶金属部材を通常のスプリング金
属部材と組み合わせて接続手段を作ることができる。こ
の接続手段は、温度が遷移温度以上に上昇した時または
遷移温度以下に低下した時のいずれかに、位置検出部材
と電源部材とを接続する(詳細は添付図面を参照して後
に説明する)。形状記憶金属についての詳細な説明は、
たとえば米国特許第3,174,851号、第3,740,839号、第3,
753,700号、第4,036,669号、第4,144,104号、第4,146,3
92号、第4,166,739号および第4,337,090号に記載されて
いる。In another device for detecting the temperature variation, the position detecting member and the power supply member is deformable insulating medium, such as at least a portion are separated by an insulating medium is a fluid (e.g., air), the device temperature from T 1 When changing to T 2 , the shape is deformed, thereby deforming the insulating medium or, if the insulating medium itself is conductive, pushing the connecting means into the insulating medium to bring it into contact with the member. It has a connecting means for contacting. The connection means
It may consist of a heat-recoverable polymer or a heat-recoverable memory metal, or it may consist of a bimetallic strip. As used herein, the term "memory metal" is a metal alloy (especially various brass alloys and nickel-titanium alloys) that is in the strong austenite state above the transition temperature and in the weak martensite state below the transition temperature. , Processed into a first shape in an austenite state, cooled and deformed to a martensite state, retains the deformed shape until heated to an austenite state, and returns to the original state when heated, Alternatively, it is used to mean the alloy to be restored. If a reversible effect is desired, a particular type of memory metal must be used, or the memory metal member can be combined with a conventional spring metal member to make the connecting means. The connecting means connects the position detection member and the power supply member when the temperature rises above the transition temperature or falls below the transition temperature (details will be described later with reference to the accompanying drawings). . For a detailed description of shape memory metals,
For example, U.S. Pat.Nos. 3,174,851, 3,740,839, and 3,
753,700, 4,036,669, 4,144,104, 4,146,3
92, 4,166,739 and 4,337,090.
C.ある物質の濃度の変化。物質は、たとえば気体、液
体、または気体もしくは液体中に分散された固体あって
よく、位置検出部材および電源部材は、該変化が生じる
までは両者を絶縁し、該変化の結果として両者を電気的
に接続する接続手段により物理的に接触されている。電
気的接続は、たとえば、物質と接続部材の少なくとも一
部との化学的反応の結果、たとえば移動性イオン種を放
出することにより形成されてもよい。更に、物質の存在
が接続部材の少なくとも一部の形状を変化させることが
できる。たとえば物質が導電性ポリマー製接続部材を膨
潤させる場合、あるいは物質がスプリング部材を変形状
態に保持している接着剤またはポリマーの溶剤である
か、もしくはたとえば煙感知器の中のイオン化チャンバ
ーの状態または光電管の伝導性を変化させることができ
る場合であり、これにより位置検出部材と帰路部材とを
接続するスイッチとして作用する。C. Changes in the concentration of a substance. The substance may be, for example, a gas, a liquid, or a solid dispersed in a gas or a liquid, and the position detecting member and the power supply member insulate the two until the change occurs, and electrically disconnect the two as a result of the change. Are physically contacted by connecting means for connecting to. The electrical connection may be formed, for example, by releasing a mobile ionic species, for example, as a result of a chemical reaction between the substance and at least a portion of the connecting member. Further, the presence of the substance can change the shape of at least a portion of the connecting member. For example, if the substance swells the conductive polymer connecting member, or if the substance is an adhesive or polymer solvent holding the spring member in a deformed state, or the condition of the ionization chamber in a smoke detector, or This is a case where the conductivity of the photocell can be changed, whereby it acts as a switch that connects the position detection member and the return member.
D.第1の圧力P1から第2と圧力P2への変化。位置検出部
材および電源部材は、圧力P1では両者を絶縁するが、圧
力P2では両者間の電気的接続を可能にする接続部材によ
り接触されている。たとえば、接続部材は、空気または
他の流体絶縁物質から成るような変形性のものであって
よい。D. Change from the first pressure P 1 to the second pressure P 2 . The position detection member and the power supply member insulate the two at pressure P 1 , but are in contact with each other at pressure P 2 by a connection member that enables an electrical connection therebetween. For example, the connecting member may be deformable, such as consisting of air or other fluid insulating material.
E.電磁放射の強度または他の特性の変化。位置検出部材
および電源部材は、該放射にさらされ、該変化の前には
両部材を絶縁しているが該変化の後には電気的に接続す
る接続部材により物理的に接触されている。適切な装置
は、たとえば光電管である。E. Changes in the intensity or other characteristics of electromagnetic radiation. The position detecting member and the power supply member are exposed to the radiation and are physically contacted by a connecting member that insulates both members before the change but makes an electrical connection after the change. Suitable devices are, for example, photocells.
F.たとえば製油所または他の化学プラントでのバルブの
位置の変化、すなわち位置検出部材と電源部材との間の
接続部材のスイッチの位置の変化。F. Changes in the position of valves, for example in refineries or other chemical plants, ie changes in the position of the switch of the connecting member between the position detecting member and the power supply member.
4.位置検出部材と電源部材との間の接続のインピーダン
スの範囲の設定 ある状況では、位置検出部材と電源部材との間の接続が
所定の範囲(たとえば、特定値以上、特定値以下、また
は2つの特定値の間)にあるインピーダンスを持つ場合
のみ、システムが出来事に関する信号を発するのが望ま
しいことがある。たとえば、非常に少量の電解質の存在
が非常に高い抵抗接続を形成する場合、通常システムは
出来事に関する信号を発しないのが好ましい。これらの
状況では、システムは、V/I比(ここで、Vは試験回路
中の電源の出力電圧(単位ボルト)、Iは試験回路中の
電流(単位アンペア)である。)が所定の範囲の外にあ
る場合には出来事の発生が信号とならないようにされて
いるのが好ましい。4. Setting the range of impedance of the connection between the position detection member and the power supply member In some circumstances, the connection between the position detection member and the power supply member is within a predetermined range (for example, above a certain value, below a certain value, or It may be desirable for the system to signal an event only if it has an impedance that lies between two specific values. For example, if the presence of a very small amount of electrolyte forms a very high resistance connection, then it is usually preferable that the system does not signal an event. In these situations, the system will ensure that the V / I ratio (where V is the output voltage of the power supply in the test circuit (in volts) and I is the current in the test circuit (in amps)) is within a predetermined range. It is preferable that the occurrence of the event does not signal when it is outside the.
このことは、電源が固定電流電源(これが好ましい。)
である場合、特に重要である。なぜなら、そうでなけれ
ば非常に高いインピーダンス接続を生じる出来事の発生
はボルトメータに出来事の位置についての誤った指示を
与えさせることになるからである。この理由は、固定電
流電源は、電源のコンプライアンス電圧が固定電流を試
験回路中に流すのに十分高いならば、初期の固定電流を
供給するのみであることによる。従って、試験回路のイ
ンピーダンスが高すぎるならば、試験回路中の実際の電
流は「固定」電流より小さくなり、位置検出部材上の第
1および第2の点間の電圧降下は第1の点の位置を正し
く表わさなくなる。この難点は、電流が固定値以下なら
ボルトメータ上(またはそれに付随した)表示装置を消
し去ることにより、あるいは試験回路中に、「固定」電
流以下の電流が回路に流れるのを防ぐ電流スイッチを設
けることにより、解決することができる。This means that the power supply is a fixed current power supply (which is preferred).
Is especially important. This is because the occurrence of an event that would otherwise result in a very high impedance connection would cause the voltmeter to give a false indication of the location of the event. The reason for this is that a fixed current power supply only provides an initial fixed current if the compliance voltage of the power supply is high enough to drive the fixed current into the test circuit. Therefore, if the impedance of the test circuit is too high, the actual current in the test circuit will be less than the "fixed" current and the voltage drop between the first and second points on the position sensing member will be at the first point. The position will not be represented correctly. The difficulty is that by turning off the display on the voltmeter (or its associated) if the current is below a fixed value, or in the test circuit, a current switch that prevents current below the "fixed" current from flowing into the circuit. It is possible to solve it by providing it.
出来事について与えられた情報が正しい場合でも、その
情報の搬送は望ましくないことがある。このような状況
では、定電流電源を用いると、電源の出力電圧を監視す
ることができ、出力電圧が所定の範囲になければ、情報
の搬送を防止することができる。同様に、定電圧電源を
用いても、試験回路中の電流を監視することができ、電
流が所定範囲になければ、情報の搬送を(たとえば電流
スイッチを用いることにより、もしくはボルトメータ上
のまたはに付随した表示装置を消すことにより)防止す
ることができる。Even if the information given about the event is correct, it may not be desirable to convey that information. In such a situation, if a constant current power supply is used, the output voltage of the power supply can be monitored, and if the output voltage is not within a predetermined range, information can be prevented from being conveyed. Similarly, a constant voltage power supply can also be used to monitor the current in the test circuit and, if the current is not within a predetermined range, convey information (for example by using a current switch or on a voltmeter or Can be prevented) by turning off the display device associated with.
この種のシステムでは、(情報を搬送するか否かを決定
するための)臨界パラメータは試験回路のインピーダン
スである。従って、試験回路中の唯一の可変インピーダ
ンスが接続のインピーダンスであることが望ましい。こ
れは、試験回路中に、(1)第1および第2の点間にあ
る位置検出部材の部分に直列に接続され、(2)位置検
出部材の全インピーダンスと第1および第2の点間にあ
る位置検出部材の部分のインピーダンスとの差に実質的
に等しいインピーダンスを持つ要素を含ませることによ
り達成することができる。そのような要素は、好ましく
は、位置検出部材と同じインピーダンス特性を持つ電源
部材を用いること、および試験回路が、接続が作られる
ところでは合わせて同じインピーダンスを持つ電源部材
および位置検出部材の補助部分を含むのを確実にするこ
とにより、供給される。これは、帰路部材が試験回路を
形成するようにすることにより(第9図参照)、または
第2の点から遠い方の端で電源部材に接続された補助部
材を用いることにより、行うことができる。もしそのよ
うな要素が存在するならば、システムの感度は全長にわ
たって等しくなる。そのような要素が存在しないなら
ば、位置検出部材の(第1と第2の点間の)インピーダ
ンスは可変となり、出来事を信号化する接続のインピー
ダンスの範囲を正確に固定することができなくなる。そ
のような要素が存在しない場合、接続のインピーダンス
の限界値は、位置検出部材の全長インピーダンスの、好
ましくは少なくとも2倍、より好ましくは少なくとも5
倍、特に少なくとも10倍である。In this type of system, the critical parameter (for determining whether to carry information) is the impedance of the test circuit. Therefore, it is desirable that the only variable impedance in the test circuit be the impedance of the connection. This is connected in series in the test circuit to the part of the position detection member between (1) the first and second points, and (2) between the total impedance of the position detection member and the first and second points. This can be achieved by including an element having an impedance that is substantially equal to the difference between the impedance of the portion of the position detecting member at. Such an element preferably uses a power supply member having the same impedance characteristics as the position sensing member, and the test circuit has a power supply member and an auxiliary part of the position sensing member which together have the same impedance where the connection is made. Is ensured by including. This can be done either by allowing the return member to form a test circuit (see FIG. 9) or by using an auxiliary member connected to the power member at the end remote from the second point. it can. If such elements are present, the sensitivity of the system will be equal over its entire length. In the absence of such an element, the impedance of the position sensing member (between the first and second points) would be variable and the impedance range of the connection signaling the event would not be fixed exactly. In the absence of such an element, the impedance limit of the connection is preferably at least twice the full length impedance of the position sensing member, more preferably at least 5 times.
Times, especially at least 10 times.
このようなシステムの感度は、(たとえば異なる最少の
量の漏れを信号化するように)容易に変えることができ
る。固定電流電源を用いている場合、感度は、電源のコ
ンプライアンス電圧を変えることにより、および/また
は試験回路中に既知のインピーダンスを含ませることに
より、および/または出力電圧の予備選択された範囲を
変えることにより、変化させることができる。固定電圧
電源を用いている場合、電圧の大きさを変えることがで
き、および/または既知のインピーダンスを試験回路中
に含ませることができ、および/または予備選択された
電流値を変えることができる。The sensitivity of such a system can be easily varied (eg, to signal different minimum amounts of leakage). When using a fixed current power supply, the sensitivity changes by changing the compliance voltage of the power supply, and / or by including a known impedance in the test circuit, and / or changing the preselected range of output voltages. It can be changed. When using a fixed voltage power supply, the magnitude of the voltage can be varied and / or a known impedance can be included in the test circuit and / or the preselected current value can be varied. .
本発明は、V/I比が所定範囲内にある場合にのみ情報を
報告するシステムを供給するために位置検出部材、電源
部材および帰路部材に接続するのに適した装置であっ
て、 (1)第1ターミナル、 (2)第2ターミナル、 (3)第3ターミナル、 (4)第1および第2ターミナルを電源に接続する手
段、 (5)第2および第3ターミナルの間の電圧降下を測定
する電圧測定器具、 (6)電圧測定器具により測定された電圧降下から誘導
される情報を表示する表示ユニット、 および (7)第1および第ターミナルが電源に接続され、位置
検出部材ならびに電源部材を介して相互に接続されて試
験回路を形成した時、V/I(ここで、Vは電源の出力電
圧(単位ボルト)、Iは試験回路中の電流(単位アンペ
ア)である。)の比が所定の範囲外である場合、表示ユ
ニットが情報を表示するのを防止する器具 を有して成る装置を包含する。この装置は、多くの場
合、要素(1)〜(7)を取り付けるための支持部材、
および/または要素を物理的および/または電気的に保
護するハウジングを含んでいる。The present invention is a device suitable for connecting to a position detection member, a power supply member and a return member to supply a system that reports information only when the V / I ratio is within a predetermined range, ) 1st terminal, (2) 2nd terminal, (3) 3rd terminal, (4) means for connecting 1st and 2nd terminals to a power supply, (5) voltage drop between 2nd and 3rd terminals A voltage measuring instrument for measurement, (6) a display unit for displaying information derived from a voltage drop measured by the voltage measuring instrument, and (7) a first and a first terminal connected to a power source, a position detecting member and a power source member Ratio of V / I (where V is the output voltage of the power supply (unit: Volt) and I is the current in the test circuit (unit: Ampere)) when they are connected to each other through a test circuit. Is outside the specified range If encompasses comprising a device for preventing display unit to display information device. This device often comprises a support member for mounting the elements (1) to (7),
And / or includes a housing that physically and / or electrically protects the element.
5.基準インピーダンスを用いた位置検出部材での電圧降
下の測定 「固定」電流電源を非常に小さい電流の供給のために用
いる場合、電流は「固定」値から(出力電圧がコンプラ
イアンス電圧より低い場合においても)実質的に(たと
えば約4%)変化する。他の要因も試験回路の電流を時
間に対して変化させる。これらの状況下で、好ましくは
試験回路は位置検出部材に直列に接続される基準インピ
ーダンスを含み、第1の点の位置は第1の点と第2の点
との間での電圧降下と基準インピーダンスでの電圧降下
との比から計算される。実際、この手順によって、基準
インピーダンスでの電圧降下を測定することにより試験
回路の電流が測定される。さらに詳しくは、米国特許出
願第603,484号(1984年4月24日出願。発明者:ボノニ
およびフランク)を参照されたい。5. Measurement of voltage drop at position sensing member using reference impedance If a "fixed" current power supply is used to supply a very small current, the current will change from a "fixed" value (if the output voltage is lower than the compliance voltage). Also) (e.g. about 4%). Other factors also change the test circuit current over time. Under these circumstances, preferably the test circuit includes a reference impedance connected in series with the position sensing member, the position of the first point being the voltage drop between the first point and the second point and the reference. Calculated from the ratio of the voltage drop across the impedance. In effect, this procedure measures the current in the test circuit by measuring the voltage drop across the reference impedance. For more details, see U.S. Patent Application No. 603,484 (filed April 24, 1984; inventor: Bononi and Frank).
6.位置検出部材 位置検出部材は好ましくは長い部材である。この用語
は、ある方向の長さが、他の寸法に比べて実質的に大き
い、たとえば少なくとも100倍、しばしば少なくとも100
0倍、時には少なくとも10000倍、そして少なくとも1000
00倍でさえある部材を意味するものとして用いられる。
しかしながら、位置検出部材は、シートまたは他のより
複雑な計上の部材であってもよい。6. Position detecting member The position detecting member is preferably a long member. The term is such that the length in one direction is substantially greater than the other dimension, e.g., at least 100 times, often at least 100 times.
0 times, sometimes at least 10,000 times, and at least 1000 times
Used to mean a member that is even 00 times.
However, the position sensing member may be a sheet or other more complex member of the register.
位置検出部材は、好ましくは容易にかつ正確に測定でき
る電圧降下を生じさせるのに十分なインピーダンスを持
つ。従って、該部材は、平均で少なくとも0.33オーム/m
(0.1オーム/フィート)、特に少なくとも3.3オーム/m
(1オーム/フィート)、たとえば3.3〜16.5オーム/m
(1〜5オーム/フィート)の抵抗を持つのが好まし
い。一方、好ましくはその抵抗は高すぎてはならず、好
ましくは平均で3.3x104オーム/m(104オーム/フィー
ト)より小さく、より好ましくは、3.3x102オーム/m(1
02オーム/フィート)より小さく、特に65.5オーム/m
(20オーム/フィート)より小さい。本発明の重要な特
徴は、作動条件下で、位置検出部材のインピーダンスが
実質的に第1の点と第2の点との間の距離にのみ依存し
ていることである。このことは、そうでないと電圧測定
器具により測定した電圧の変化から第1の点の位置を計
算することが不可能であるので、重要である。位置検出
部材は、単位長さ当たり抵抗が一定であり、電圧の変化
が第1の点と第2の点との間の距離に直接比例するよう
するため、長さに沿って均一な断面を有していてよい。
しかし、変圧変化と部材の長さを相関させるように部材
の長さに沿って既知と様式でインピーダンスが変化する
限り、これは本質的ではない。すなわち、ある状況で
は、低いインピーダンスを持つ長い中間要素により接続
された複数の離されたインピーダンスから成る位置検出
部材を用いることにより著しい利点が得られることがあ
る(これに関しては、1984年6月7日出願の米国特許出
願(発明者:ポール・ホウプトリ)を参照。)。位置検
出部材の抵抗率(従って、抵抗)に影響を与える最も一
般的な変数は、温度である。多くの物質、特に銅および
導電体として最も一般的に用いられる他の金属の抵抗は
温度により変化する。変化の程度は、多くの用途では重
要でないが、位置検出部材の長さに沿って温度が実質的
かつ予想不可能に変化することがある状況では第1の点
の位置検出に許容できない誤差をもたらす。従って、位
置検出部材は、−100℃から+500℃、好ましくは0〜10
0℃、特に0〜200℃の温度範囲にある少なくとも1つの
25度の温度領域で平均で少なくとも0.003/℃、好ましく
は少なくとも0.0003/℃、特に少なくとも0.00003/℃の
インピーダンス(通常は抵抗)の温度係数を持つべきで
ある。簡単な金属導体については、インピーダンスの温
度係数は抵抗の温度係数と同じである。銅についての値
は、約0.007/℃である。より小さい抵抗の温度係数を持
つ金属はよく知られており、コンスタンタン(Constant
an、ユーレカ(Eureka)としても知られている。)、マ
ンガニン(Manganin)およびコペル(Copel)を包含す
る。他の例は、たとえばInternational Critical Table
s,第VI巻,156〜170頁(1929年、マグロウーヒル・ブッ
ク社から出版)に掲載されている。The position detection member preferably has sufficient impedance to create a voltage drop that can be easily and accurately measured. Therefore, the member has an average of at least 0.33 ohm / m.
(0.1 ohm / ft), especially at least 3.3 ohm / m
(1 ohm / ft), eg 3.3-16.5 ohm / m
It preferably has a resistance of (1-5 ohms / ft). On the other hand, preferably its resistance should not be too high, preferably less than 3.3x10 4 ohms / m (10 4 ohms / ft) on average, more preferably 3.3x10 2 ohms / m (1
0 2 ohm / ft), especially 65.5 ohm / m
Less than (20 ohm / ft). An important feature of the invention is that, under operating conditions, the impedance of the position sensing member depends substantially only on the distance between the first point and the second point. This is important because otherwise it is not possible to calculate the position of the first point from the change in voltage measured by the voltage measuring instrument. The position detecting member has a constant resistance per unit length, and since the change in voltage is directly proportional to the distance between the first point and the second point, a uniform cross section is provided along the length. You may have.
However, this is not essential as long as the impedance changes along the length of the member in a known and known manner so as to correlate the transformation change with the length of the member. That is, in some situations, it may be possible to obtain significant advantages by using a position-sensing member consisting of a plurality of spaced-apart impedances connected by a long intermediate element having a low impedance (in this regard, June 7, 1984). See U.S. patent application filed in Japan (inventor: Paul Hoptry). The most common variable that affects the resistivity (and therefore resistance) of a position sensing member is temperature. The resistance of many materials, especially copper and other metals most commonly used as conductors, varies with temperature. The extent of the change is not critical for many applications, but in situations where the temperature may change substantially and unpredictably along the length of the position sensing member, there is an unacceptable error in locating the first point. Bring Therefore, the position detecting member is -100 ° C to + 500 ° C, preferably 0-10
At least one in the temperature range of 0 ° C., in particular 0-200 ° C.
It should have a temperature coefficient of impedance (usually resistance) of at least 0.003 / ° C, preferably at least 0.0003 / ° C, especially at least 0.00003 / ° C in the temperature range of 25 degrees. For simple metal conductors, the temperature coefficient of impedance is the same as that of resistance. The value for copper is about 0.007 / ° C. Metals with lower temperature coefficient of resistance are well known and are known as Constantan.
an, also known as Eureka. ), Manganin and Copel. Other examples are eg the International Critical Table
s, Volume VI, pp. 156-170 (published by McGraw-Hill Book, Inc., 1929).
もちろん、位置検出部材、電源部材および帰路部材が十
分強く、装着および使用中に被るストレスに耐えること
ができるように組み立てられなければならないことも重
要である。帰路部材については、これは問題とならな
い。なぜなら、該部材は通常のポリマー絶縁ジャケット
中に確実に包囲することができ、好ましくはそのように
包囲されているからである。しかしながら、電気的接触
が、位置検出部材および電源部材の中間点で必要であ
り、帰路部材の中間点でも必要となることがある。この
ことは、1またはそれ以上の部材が比較的小さい断面を
有するワイヤである時、問題となり得る。しかし、本発
明の多くの応用、特に出来事が電界質の存在である応用
では、所望の性質の優れた組み合わせが、位置検出部材
および/または金属芯と導電性ポリマーから成り該芯を
電気的に包囲する長いジャケットを含んで成る部材を用
いることにより得られることが見い出された。本明細書
では、「電気的に包囲する」とは、(両端の中間におい
て)芯に達する全ての電気経路がジャケットを通過する
ことを意味するものとして用いる。通常、導電性ポリマ
ーは完全に芯を包囲し、たとえば熔融押出法により供給
される。しかし、絶縁部分と導電部分を交互にもつジャ
ケットを用いることも可能である。Of course, it is also important that the position detection member, the power supply member and the return member be strong enough and must be assembled to withstand the stresses experienced during mounting and use. For return members this is not a problem. This is because the member can be, and preferably is, surrounded by a conventional polymer insulation jacket. However, electrical contact may be required at the midpoint between the position detection member and the power supply member, and sometimes at the midpoint of the return member. This can be a problem when one or more of the members is a wire having a relatively small cross section. However, in many applications of the present invention, particularly those in which the event is the presence of an electrolyte, an excellent combination of desired properties will consist of a position sensing member and / or a metal core and a conductive polymer to electrically connect the core. It has been found to be obtainable by using a member comprising a long jacket surrounding. "Electrically enclosed" is used herein to mean that all electrical paths to the core (in the middle of the ends) pass through the jacket. Usually, the conductive polymer completely surrounds the core and is supplied, for example, by melt extrusion. However, it is also possible to use a jacket having alternating insulating and conducting parts.
本明細書で用いる「導電性ポリマー」は、ポリマー成分
(たとえば、熱可塑性樹脂またはエラストマーもしくは
2種またはそれ以上のポリマーの混合物)と、ポリマー
成分中に分散された粒状導電性充填材(たとえば、カー
ボンブラック、グラファイト、金属粉末またはこれらの
2種またはそれ以上)を含んで成る組成物を意味する。
導電性ポリマーは、よく知られており、様々な用途と共
に次のような文献に記載されている: 米国特許第2,952,761号、第2,978,655号、第3,243,753
号、第3,351,882号、第3,571,777号、第3,757,086号、
第3,793,716号、第3,823,217号、第3,858,144号、第3,8
61,029号、第4,017,715号、第4,072,848号、第4,117,31
2号、第4,177,446号、第4,188,276号、第4,237,441号、
第4,242,573号、第4,246,468号、第4,250,400号、第4,2
55,698号、第4,271,350号、第4,272,471号、第4,304,98
7号、第4,309,596号、第4,309,597号、第4,314,230号、
第4,315,237号、第4,317,027号、第4,318,881号および
第4,330,704号;J.Applied Polymer Science19 813−815
(1975),KlasonおよびKubat;Polymer Engineering and
Science18 649−653(1978),Narkisら;西ドイツ公開
特許第2634999号、第2755077号、第2746602号、第27550
76号、第2821799号;ヨーロッパ公告特許出願第38718
号、第38715号、第38713号、第38714号、第38716号;英
国特許出願第2,076,106A号;米国特許出願第184,647
号、第250,491号、第273,525号、第274,010号、第272,8
54号、第300,709号、第369,309号および第380,400号。As used herein, "conductive polymer" refers to a polymer component (eg, a thermoplastic resin or elastomer or a mixture of two or more polymers) and a particulate conductive filler (eg, a thermoplastic resin) dispersed in the polymer component (eg, Carbon black, graphite, metal powder or a composition comprising two or more of these).
Conducting polymers are well known and have been described in various publications as well as in various applications: US Pat. Nos. 2,952,761, 2,978,655, 3,243,753.
No. 3,351,882, 3,571,777, 3,757,086,
No. 3,793,716, No. 3,823,217, No. 3,858,144, No. 3,8
61,029, 4,017,715, 4,072,848, 4,117,31
No. 2, No. 4,177,446, No. 4,188,276, No. 4,237,441,
No. 4,242,573, No. 4,246,468, No. 4,250,400, No. 4,2
55,698, 4,271,350, 4,272,471, 4,304,98
No. 7, No. 4,309,596, No. 4,309,597, No. 4,314,230,
No. 4,315,237, No. 4,317,027, No. 4,318,881 and No. 4,330,704; J. Applied Polymer Science 19 813-815.
(1975), Klason and Kubat; Polymer Engineering and
Science 18 649-653 (1978), Narkis et al .; West German Published Patents 2634999, 2755077, 2746602, 27550.
No. 76, No. 2821799; European Published Patent Application No. 38718
No. 38715, No. 38713, No. 38714, No. 38716; British Patent Application No. 2,076,106A; US Patent Application No. 184,647.
No. 250,491, 273,525, 274,010, 272,8
54, 300,709, 369,309 and 380,400.
通常、導電性ポリマーの抵抗率は、先に示した抵抗率の
好ましい温度係数をかなり越える割合で温度と共に変化
し、PTC導電性ポリマーの抵抗率は、しばしば100℃の温
度範囲で10倍またはそれ以上増加する。それ故、導電性
ポリマージャケットを含む位置検出部材では、遭遇する
可能性のある全ての温度、たとえば0〜100℃の全ての
温度において、導電性ポリマージャケットの各長手方向
断面が、芯の長手方向の抵抗より少なくとも100倍、好
ましくは少なくとも1000倍の抵抗を持つことが重要であ
る。このようにすると、(芯およびジャケットは並列に
接続されているので)ジャケットは長い導体の抵抗にな
んら実質的に関与せず、抵抗の温度変化は重要でなくな
る。Generally, the resistivity of conductive polymers changes with temperature at a rate well above the preferred temperature coefficient of resistivity shown above, and the resistivity of PTC conductive polymers is often 10 times or more over a temperature range of 100 ° C. More than that. Therefore, in a position sensing member including a conductive polymer jacket, at each temperature that may be encountered, for example, at any temperature from 0 to 100 ° C., each longitudinal cross section of the conductive polymer jacket has a longitudinal direction of the core. It is important to have a resistance of at least 100 times, preferably at least 1000 times that of In this way, the jacket does not contribute substantially to the resistance of the long conductor (because the core and the jacket are connected in parallel) and the temperature change of resistance becomes insignificant.
位置検出部材上の第2の点は、即知の位置を持たなけれ
ばならず、通常固定点である。システムが独立して生じ
る異なるタイプの出来事を検知するように設計されてい
る場合、第2の点は、好ましくは異なる出来事を検知す
るための同じ固定点である。長い位置検出部材の場合、
第2の点は通常、位置検出部材の一端または他端にあ
る。しかし、本発明はたとえば、異なる多くの出来事が
多くの第1の点を検証する場合、複数の第1の点の位置
を決定する為に複数の第2の点を同時にまたは次々に用
いることも包含する。The second point on the position detection member must have a known position and is usually a fixed point. If the system is designed to detect different types of events that occur independently, the second point is preferably the same fixed point for detecting different events. In case of long position detecting member,
The second point is usually at one end or the other end of the position detection member. However, the present invention may also use multiple second points simultaneously or one after the other to determine the position of the multiple first points, eg, where many different events verify many first points. Include.
7.電源部材 電源部材は、好ましくは位置検出部材と同じ一般的な正
常を持ち、同じ一般的な経路をたどる。従って、位置検
出部材および電源部材は、同じ長い経路を、(必ずしも
必要ではないが)多くの場合は平行してたどる長い部材
であることが好ましい。電源部材と位置検出部材の隣接
した末端が(電源を介して)相互に接続されるならば、
非常に多種の長い電気的接続部材により、出来事官能性
接続手段への必要な接続が供給され、適切な場合には、
出来事官能性接続手段も供給される。従って、電源部材
は位置検出部材と同じであっても、また異なっていても
よい。特に位置検出部材が導電性ポリマージャケットに
より電気的に包囲されたワイヤである場合、電源部材
は、好ましくは導電性ポリマージャケットにより電気的
に包囲されたワイヤである。上記6節に示した導電性ポ
リマーに関する記述は、電源部材についても適用され
る。電源部材は、好ましくは実質的にリアクランスを持
たない。試験回路に制御された電流を供給するのに必要
な入力電圧を減少させるため、電源部材は位置検出部材
より小さい長さ当たりの抵抗を持つことができる。7. Power Supply Member The power supply member preferably has the same general normal as the position detection member and follows the same general path. Therefore, it is preferable that the position detection member and the power supply member are long members that often follow the same long path (although not necessarily in parallel). If the adjacent ends of the power supply member and the position detection member are connected to each other (via the power supply),
A wide variety of long electrical connection members provide the necessary connections to the eventual sensory connection means and, where appropriate,
Event sensory connections are also provided. Therefore, the power supply member may be the same as or different from the position detection member. The power supply member is preferably a wire electrically surrounded by a conductive polymer jacket, especially when the position detection member is a wire electrically surrounded by a conductive polymer jacket. The description about the conductive polymer given in Section 6 above also applies to the power supply member. The power supply member preferably has substantially no rear lance. The power member can have a smaller resistance per length than the position sensing member to reduce the input voltage required to provide a controlled current to the test circuit.
唯一の可変インピーダンスが電源部材および位置検出部
材の間で出来事により作られる接続である試験回路を与
えるように両部材を接続する場合、電源部材は、実質的
に位置検出部材と同等であることが好ましい。A power supply member may be substantially equivalent to a position sensing member when connecting both members so that the only variable impedance is a test circuit that is the connection made by the event between the power source member and the position sensing member. preferable.
8.帰路部材 多くの場合、帰路部材も位置検出部材と同じ一般的な形
状を持ち、同じ一般的な経路をたどる。これは、帰路部
材が位置検出部材の末端へ電気的に接続され、他の部分
では検出部材から絶縁されている場合に好ましい。一方
これは、位置検出部材および電源部材がループの形状の
経路をとる場合には必要ではない。なぜなら、位置検出
部材の両端を(電圧測定器具を介して)接続する帰路部
材は比較的短い部材でありうるからである。出来事が発
生した特に位置検出部材と電源部材との間で接続が形成
されるのみならず、帰路部材と位置検出部材との間で第
1の点または第2の点からはずっと離れた位置検出部材
上のある点において既知抵抗の電気的接続が形成される
ような他の態様では、通常帰路部材は、電源部材および
位置検出部材と同じ一般的な経路をたどる。帰路部材
は、好ましくは実質的にリアクタンスを持たず、便利に
は出来事に関する所望の情報を得るのに帰路部材の抵抗
が無視しうる程度に十分低くなるような単位長さ当たり
の抵抗、たとえば位置検出部材の単位長さ当たり抵抗の
0.01倍以下の抵抗を持つ簡単な絶縁ワイヤであってよ
い。8. Return member In many cases, the return member also has the same general shape as the position detection member and follows the same general route. This is preferable when the return member is electrically connected to the end of the position detecting member and is insulated from the detecting member in other portions. On the other hand, this is not necessary if the position detection member and the power supply member take a loop-shaped path. This is because the return member connecting both ends of the position detecting member (via the voltage measuring instrument) can be a relatively short member. Not only a connection is made between the position detection member and the power supply member where the event occurred, but also a position detection far away from the first point or the second point between the return member and the position detection member. In other embodiments, where an electrical connection of known resistance is made at some point on the member, the return member typically follows the same general path as the power member and the position sensing member. The return member preferably has substantially no reactance, conveniently the resistance per unit length such as the position such that the resistance of the return member is negligibly low to obtain the desired information about the event. Of resistance per unit length of detecting member
It may be a simple insulated wire with a resistance of 0.01 times or less.
9.長い接続部材のアッセンブリ 電源部材および位置検出部材、通常帰路部材、存在する
ならば補助部材、ならびに所望されるあらゆる長い部材
(たとえば、連続性を点検するための、または、物理的
強度を与えるための部材)は、所望の長い経路に沿って
配置できるケーブルを形成するように、あらゆる便利な
方法で一体にまとめられていてよい。所望ならば、帰路
部材または位置検出部材または他の部材は、比較的大き
く、強いものであって、他の部材が、たとえば巻き付け
より固定された、好ましくは追加の長い部材を含むこと
があるブレイドの形の補強部材であってよい。種々の巻
き付け形態に関しては、米国特許出願第556,740号およ
び第556,829号を参照することができる。9. Assembly of long connecting members Power and position sensing members, normally return members, auxiliary members, if any, and any desired long members (eg to provide continuity checking or to provide physical strength). The members may be grouped together in any convenient manner to form a cable that can be placed along the desired long path. If desired, the return member or the position sensing member or other member may be relatively large and strong and the other member may include, for example, an additional long member, preferably fixed by wrapping. It may be a reinforcing member of the form. For various wrapping configurations, reference may be made to U.S. Patent Application Nos. 556,740 and 556,829.
10.実質的に同等である位置検出部材および電源部材の
使用 非常に重要な改良は、試験回路中の唯一の可変インピー
ダンスが出来事の発生により作られたインピーダンスで
あるようなインピーダンス特性を持ち、かつそのように
接続される位置検出部材を用いることにより達成され
る。前記のように、これにより、所定範囲のインピーダ
ンスを持つ接続を作る出来事に対してのみ長さに沿った
全ての点で官能性となるシステムを設計することが可能
となる。他の重要な利点は、接続自体のインピーダンス
が測定できることである。これは、たとえば (a)一定電流電源を用いる場合、出力電圧を測定する
ことにより、 (b)一定電圧電源を用いる場合、試験回路中の電流を
測定するようにより、または (c)出来事の位置が決定された後、ボルトメータによ
り測定された電圧が出来事のインピーダンスの測定であ
るように、スイッチ配列を含ませることにより 行うことができる。10. Use of position sensing and power supply members that are substantially equivalent A very important improvement is that the only variable impedance in the test circuit is the impedance characteristic such that the impedance created by the occurrence of the event, and This is achieved by using the position detecting member so connected. As mentioned above, this allows a system to be designed that is functional at all points along its length only for the event of making a connection with a range of impedances. Another important advantage is that the impedance of the connection itself can be measured. This is done, for example, by (a) using a constant current power supply, measuring the output voltage, (b) using a constant voltage power supply, by measuring the current in the test circuit, or (c) the location of the event. Can be done by including a switch array so that the voltage measured by the voltmeter is a measurement of the impedance of the event after is determined.
位置検出部材が、複数の分離インピーダンス要素を含む
前記ホウプトリの米国特許出願に記載の種類である場
合、電源部材は、好ましくは対応する分離インピーダン
ス要素を含む。そのようなシステムを組み立てるため
に、位置検出部材、電源部材および出来事が発生した時
にこれら部材を接続する出来事官能性接続部材にインピ
ーダンス要素を供給するように位置検出部材および電源
部材に接続することができる予備組み立てモジュールを
用いるのが便利である。このようなモジュールは、新規
であり、本発明の一部である。すなわち、本発明の別の
要旨によれば、出来事に関する情報を検知し、獲得する
方法において用いるのに適した出来事感応性モジュール
であって、 (1)実質的なインピーダンスを持つ第1インピーダン
ス要素、 (2)相対的に非常に小さいインピーダンスを持ち、一
端が第1インピーダンス要素に接続されている第1導
体、 (3)第1インピーダンス要素と等しいインピーダンス
を持つ第2インピーダンス要素、 (4)相対的に非常に小さいインピーダンスを持ち、一
端が第2インピーダンス要素に接続されている第2導
体、および (5)出来事の発生時に第1および第2導体間の電気的
接続を成すことができる出来事感応性接続手段を含んで
成り、 第1インピーダンス要素および第1導体は、出来事が無
い場合、第2インピーダンス要素および第2導体から電
気的に絶縁されており、 第1インピーダンス要素と第1導体は、長い位置検出部
材の中間要素の入力および出力部分に対して直列に接続
可能であり、第2インピーダンス要素と第2導体は、長
い電源部材の中間要素の入力および出力部分に対して直
列に接続可能であるモジュールが提供される。When the position sensing member is of the type described in the Hoptori US patent application including a plurality of isolated impedance elements, the power supply member preferably includes corresponding isolated impedance elements. To assemble such a system, it is possible to connect the position-sensing member, the power-supply member, and the position-sensing member and the power-supply member so as to supply an impedance element to the event-sensing connection member that connects these members when an event occurs. It is convenient to use a pre-assembled module that can. Such a module is new and is part of the present invention. That is, according to another aspect of the present invention, an event-sensitive module suitable for use in a method of detecting and acquiring information about an event, comprising: (1) a first impedance element having a substantial impedance; (2) a first conductor having a relatively very small impedance and one end connected to the first impedance element; (3) a second impedance element having an impedance equal to the first impedance element; (4) relative A second conductor having a very small impedance at one end and being connected to a second impedance element at one end, and (5) an event sensitivity capable of making an electrical connection between the first and second conductors when an event occurs. A first impedance element and a first conductor comprising a second impedance in the absence of an event. The first impedance element and the first conductor are electrically insulated from the element and the second conductor, the first impedance element and the first conductor can be connected in series to the input and output portions of the intermediate element of the long position detection member, and the second impedance element A module is provided in which the second conductor and the second conductor are connectable in series to the input and output parts of the intermediate element of the long power member.
好ましくは、モジュールは第1導体の他端に接続された
第3インピーダンス要素、および第2導体の他端に接続
された第4インピーダンス要素を含んでおり、第3およ
び第4要素は、第1および第2要素と同じインピーダン
スを持つ。このような好ましいモジュールを用いると、
位置検出部材の入り部分が第1要素に接続され、出部分
が第2要素に接続されているか、あるいはその逆である
かは、問題とはならなくなる。同様に、電源部材の入り
部分が第2要素に接続され、電源部材の出部分が第1要
素に節続されているか、あるいはその逆であるかは問題
とはならなくなる。このことはシステムの不正確な設置
の危険性を低減させる。実際、出来事官能性接続手段
が、その中を電流がどちら向きに流れようと、同様に作
動するならば、位置検出部材が導体の1つを介して接続
され、かつ電源部材が他の導体を介して接続されている
限り、電源部材および位置検出部材の中間部分がモジュ
ールにどのように接続されているかは、問題ではない。Preferably, the module includes a third impedance element connected to the other end of the first conductor and a fourth impedance element connected to the other end of the second conductor, the third and fourth elements being the first and second elements. And has the same impedance as the second element. With such a preferred module,
It does not matter whether the entry part of the position detection member is connected to the first element and the exit part is connected to the second element, or vice versa. Similarly, it does not matter whether the input part of the power supply member is connected to the second element and the output part of the power supply member is articulated to the first element or vice versa. This reduces the risk of incorrect installation of the system. In fact, if the event-sensitive connection means operates in the same way no matter which direction the current flows through it, the position-sensing member is connected via one of the conductors and the power-supply member is connected to the other conductor. It does not matter how the intermediate parts of the power supply member and the position detection member are connected to the module as long as they are connected via.
モジュールはしばしば、要素(1)〜(5)が固定され
る支持部材、および/または物理的ならびに/もしくは
電気的に要素を保護するハウジング、および/または上
述のようにモジュールを接続するためのターミナルを含
む。The module is often a support member to which the elements (1) to (5) are fixed, and / or a housing that physically and / or electrically protects the element, and / or a terminal for connecting the modules as described above. including.
11.電力供給 第1および第2の点の間に流れる電流は、既知の大きさ
でなければならず、好ましくは制御された電流電源、た
とえばガルバノスタットにより供給される。しかし、第
1の点の位置を計算するために装置に電流測定器具が含
まれている限り、制御された電圧電源も使用可能であ
る。電流は、連続的なまたはパルス状の直流、もしくは
規則正しい正弦波または他の波形の交流であってよい。
第1と第2の点の間を流れる電流は、多くの場合、0.05
〜100mA、特に0.1〜10mA、たとえば0.5〜3mAである。し
かし、非常に長い経路について出来事を監視しなけらば
ならない場合、特に米国特許出願第603,484号に記載さ
れているように基準インピーダンスを用いる時には、さ
らに小さい電流を用いることができる。制御された電流
電源は、たとえばより低い電流レベルで検知された故障
を位置決定する場合に精度を向上するため、好ましくは
固定電流電源または所望の既知値の電流を供給するよう
に調節できる電流電源である。しかし、第1および第2
の点の間に流れる電流を測定する電流測定器具と組み合
わせて、固定電圧電源を用いることも可能である。電源
は、好ましくは常時第2の点で位置検出部材に接続さ
れ、出来事が存在しない時には、それ以外では位置検出
部材から絶縁されている。11. Power Supply The current flowing between the first and second points must be of a known magnitude and is preferably supplied by a controlled current source, eg a galvanostat. However, a controlled voltage source can also be used as long as the device includes a current measuring instrument to calculate the position of the first point. The current may be continuous or pulsed direct current, or alternating sinusoidal or other waveform alternating current.
The current flowing between the first and second points is often 0.05
~ 100mA, especially 0.1-10mA, for example 0.5-3mA. However, if events must be monitored for very long paths, even smaller currents can be used, especially when using a reference impedance as described in US Patent Application No. 603,484. The controlled current source is preferably a fixed current source or a current source that can be adjusted to provide a desired known value of current, for example to improve accuracy when locating a fault detected at a lower current level. Is. But first and second
It is also possible to use a fixed voltage power supply in combination with a current measuring instrument that measures the current flowing between the points. The power supply is preferably always connected to the position detecting member at the second point and is otherwise insulated from the position detecting member when no event is present.
12.電圧測定器具 電圧測定器具は、どのような形式のものでもよく、適切
な器具は当業者にはよく知られている。好ましくは、電
圧測定器具は、少なくとも10000ohm、好ましくは少なく
とも1megohm、特に少なくとも10megohmの抵抗をもつボ
ルトメータである。12. Voltage Measuring Instruments Voltage measuring instruments may be of any type and suitable instruments are well known to those skilled in the art. Preferably, the voltage measuring device is a voltmeter with a resistance of at least 10000 ohm, preferably at least 1 megohm, especially at least 10 megohm.
13.装置の各要素間の物理的、電気的関係 第1図に付いての説明において簡潔に説明したように、
本発明の装置の各要素の物理的および電気的関係は、広
範に変えることができる。第2〜24図は、第1図に一般
的に示した回路の特定の例であって、かつ本発明の好ま
しい態様である多くの異なる配列を示す。第2〜24図の
それぞれには、電源15、電圧測定器具14、位置検出部材
11、電源部材12および帰路部材16がある。位置検出部材
は、抵抗体として示されているが、これは位置検出部材
に電源部材が接続される第1の点の位置を正確に検出で
きるのに電圧降下が十分大きいように、多少の抵抗を持
つ必要があるからである。電源部材は、いくつかの図面
では簡単な低抵抗導体として、また他の図面では位置検
出部材と同じ抵抗部材として、示されている。帰路部材
は簡単な低抵抗導体として示され、これが好ましいが、
帰路部材は、既知の抵抗である限り実質的な抵抗を持っ
ていてよい。接続E、E1、E2およびE3は、試験回路の一
部を成すならば、抵抗体として示されているが、これ
は、本発明はこれらの接続が不確定で、高い抵抗を持つ
ことを許容するからである(もちろん、これら接続は実
質的にゼロの抵抗または実質的な既知の抵抗を持ってい
てよい。)。一方、これらと接続が参照回路の一部を成
すならば、簡単な導体として示されているが、これは、
これらの接続は既知で好ましくは小さい抵抗を持つこと
を要求するからである。多くの図面では、スイッチS、
S1およびS2が示されている。ゼロ抵抗電子接触を形成す
る簡単なスイッチに加え、試験回路には他の手段も採用
することができる。また、既知抵抗の接続を与える他の
手段を参照回路に用いることができる。第2〜29図の内
の多くの図面では、電源は制御された電流電源として示
されているが、第3図および第26図では、電源はバッテ
リであり、試験回路は電流計154を含んでいる。第4図
では、電源は制御された電圧交流電源であり、試験回路
は再び電流計154を含んでいる。13. Physical and electrical relationships between the elements of the device As briefly described in the description of FIG. 1,
The physical and electrical relationships of the elements of the device of the invention can vary widely. 2-24 show the many different arrangements that are specific examples of the circuit generally shown in FIG. 1 and which are the preferred embodiment of the present invention. Each of FIGS. 2 to 24 includes a power supply 15, a voltage measuring instrument 14, and a position detecting member.
11, a power supply member 12 and a return member 16. Although the position sensing member is shown as a resistor, it does have some resistance so that the voltage drop is large enough to accurately detect the position of the first point where the power member is connected to the position sensing member. Because it is necessary to have. The power supply member is shown as a simple low resistance conductor in some drawings and as the same resistance member as the position sensing member in other drawings. The return member is shown as a simple low resistance conductor, which is preferred,
The return member may have a substantial resistance as long as it has a known resistance. The connections E, E 1 , E 2 and E 3 are shown as resistors if they form part of the test circuit, which means that the present invention makes these connections indeterminate and has a high resistance. (Of course, these connections may have a substantially zero resistance or a substantially known resistance). On the other hand, if these and their connections form part of the reference circuit, they are shown as simple conductors, but this is
This is because these connections require a known and preferably low resistance. In many drawings, switch S,
S 1 and S 2 are shown. In addition to simple switches that form zero resistance electronic contacts, other means can be employed in the test circuit. Also, other means of providing a known resistor connection can be used in the reference circuit. While in many of Figures 2-29 the power source is shown as a controlled current source, in Figures 3 and 26 the power source is a battery and the test circuit includes an ammeter 154. I'm out. In FIG. 4, the power supply is a controlled voltage AC power supply and the test circuit again includes an ammeter 154.
各要素間の可能な異なる関係を、第2〜29図を例として
用いて、説明する。The different possible relationships between each element will be explained using FIGS. 2 to 29 as an example.
(A)電源は、第2〜7図および第12〜29図に描かれて
いるように位置検出部材上の第2の点の近くに、または
第8〜9図に描かれているように第2の点から離れた位
置検出部材の端の近くに、配置することができる。多く
の場合、電源および電圧測定器具は、第2〜5図および
第7〜29図に描かれているように、相互に接近して配置
される。(A) The power source may be located near the second point on the position sensing member, as depicted in Figures 2-7 and 12-29, or as depicted in Figures 8-9. It can be located near the edge of the position-sensing member away from the second point. In many cases, the power supply and voltage measuring instruments are placed close to each other, as depicted in Figures 2-5 and 7-29.
(B)たとえば第10図に示されているように、装置は1
またはそれ以上のスイッチを含み、これらを一団とし
て、あるいは独立に作動させることにより、第2の点が
位置検出部材の一端にある第1配列(第2図参照)か
ら、第2の点が位置検出部材の他の端にある第2配列
(第9図参照)へと位置検出部材と電源部材との間の接
続の切り換えを行う。これにより、最初に出来事が発生
した一端からの距離の測定、次に出来事が発生した他の
端からの距離の測定が可能となる、 (C)装置は、出来事の発生が電源部材と位置検出部材
との間での接続だけでなく、第5、7、19および20図に
示されているように、帰路部材と位置検出部材との間で
の接続も生じさせるようなものとすることも可能であ
る。このようなシステムは、たとえば定長(cut−to−l
ength)装置を提供す場合に価値のあるものとなる。位
置検出部材と帰路部材との間の接続の形成は、たとえば
一団となったスイッチを用いることによる位置検出部材
と電源部材との間の接続の形成の直後の結果であってよ
く、あるいは一方の接続を生じさせる状態が他の接続を
生じさせてもよい。これら2つの可能性を第5図に示
す。別に、位置検出部材と帰路部材との間の接続は、位
置検出部材と電源部材との間の接続を生じさせた状態と
は異なる状態の存在の結果であってもよい。この可能性
を第7、19および20図に示す。(B) For example, as shown in FIG.
By including more or more switches and operating them as a group or independently, the second point is positioned from the first array (see FIG. 2) where the second point is at one end of the position detection member. The connection between the position detection member and the power supply member is switched to the second array (see FIG. 9) at the other end of the detection member. This makes it possible to measure the distance from one end where the event first occurred and then the distance from the other end where the event occurred. Not only the connection with the member but also the connection between the return member and the position detecting member may be generated as shown in FIGS. 5, 7, 19 and 20. It is possible. Such a system is, for example, a cut-to-l
ength) It will be of value when providing the equipment. The formation of the connection between the position detection member and the return member may be the result immediately after the formation of the connection between the position detection member and the power supply member, for example by using a group of switches, or one of The conditions that cause a connection may cause another connection. These two possibilities are shown in FIG. Alternatively, the connection between the position detection member and the return member may be the result of the presence of a different condition than the condition that caused the connection between the position detection member and the power supply member. This possibility is shown in Figures 7, 19 and 20.
(D)たとえば第11図に示されているように、装置は1
またはそれ以上のスイッチを含んでいてよく、スイッチ
は一団となって、あるいは別個に作動してよい。これに
より、装置は第12図に描かれたような電気システムに変
換される。該システムでは、 (a)電流は、電源により位置検出部材の全長に流さ
れ、 (b)帰路部材は、電圧測定器具を介して位置検出部材
上の第2の点に接続され、他の部分では位置検出部材か
ら絶縁されており、かつ (c)第2のまたは異なるタイプの出来事が発生した場
合、既知インピーダンスの接続が位置検出部材と帰路部
材との間に形成され、これにより、電圧測定器具、第1
および第2の点の間にある位置検出部材ならびに帰路部
材の部分、および既知インピーダンスの接続から成る参
照回路が作られる。なお、電圧測定器具は、参照回路の
他の要素のインピーダンスを未知部分に比べて非常に大
きい既知インピーダンスを持つ。(D) For example, as shown in FIG.
It may include more or more switches, and the switches may act as a group or separately. This transforms the device into an electrical system as depicted in FIG. In the system, (a) an electric current is caused to flow through the entire length of the position detecting member by a power source, and (b) a return member is connected to a second point on the position detecting member via a voltage measuring instrument, and the other part is connected. Is isolated from the position-sensing member, and (c) when a second or different type of event occurs, a connection of known impedance is formed between the position-sensing member and the return member, which results in a voltage measurement. Instrument, first
And a portion of the return member and the return member between the second point and a connection of known impedance is created. The voltage measuring instrument has a known impedance in which the impedance of the other elements of the reference circuit is much larger than that of the unknown portion.
(E)たとえば第13図に示されているように、出来事
は、複数の離れた位置それぞれでの特定の状態の存在か
ら成っていてよく、位置検出部材と電源部材との間の接
続は、直列に接続された複数の状態官能性部材から成る
出来事官能性接続部材を介して作られる。該状態官能性
部材はそれぞれ、該離れた位置に配置され、それぞれ
は、その位置に該状態が存在する時は導電性であり、そ
の位置に該状態が存在しない時は導電性ではない。(E) As shown, for example, in FIG. 13, the event may consist of the presence of a particular condition at each of a plurality of distant positions, the connection between the position sensing member and the power member being: Made via an event-functional connection member consisting of a plurality of state-functional members connected in series. Each of the state-functional members is disposed at the distant location and each is conductive when the state is present at that location and not conductive when the state is not present at that location.
(F)たとえば第14図に示されているように、出来事
は、複数の離れた位置の少なくとも1箇所での特定の状
態の存在から成っていてよく、位置検出部材と電源部材
との間の接続は、並列に接続された複数の状態官能性部
材から成る出来事官能性接続部材を介して作られる。該
状態官能性部材はそれぞれ、該離れた位置に配置され、
それぞれは、その位置に該状態が存在する時は導電性で
あり、その位置に該状態が存在しない時は導電性ではな
い。(F) The event may consist of the presence of a particular condition in at least one of a plurality of remote locations, as shown in FIG. 14, for example, between the position sensing member and the power supply member. The connection is made via an event-functional connection member consisting of a plurality of state-functional members connected in parallel. The condition-sensing members are respectively disposed at the remote positions,
Each is conductive when the condition is present at that position and is not conductive when the condition is not present at that position.
(G)たとえば第15図に示されているように、出来事
は、第1の位置での第1状態の存在および第2の位置
(第1の位置に近接していてよい。)での第2状態の存
在で成っていてよく、位置検出部材と電源部材との間の
接続は、(a)第1の位置にあり、第1の位置に第1状
態が存在する時は導電性であり、第1の位置に第1状態
が存在しない時は導電性ではない第1の状態官能性部材
および(b)第2の位置にあり、第2の位置に第2状態
が存在する時は導電性であり、第2の位置に第2状態が
存在しない時は導電性ではなく、かつ第1の状態官能性
部材に直列に接続されている第2の状態官能性材から成
る出来事官能性接続部材を介して作られる。(G) As shown, for example, in FIG. 15, the event occurs at the first position in the presence of the first state and at the second position (which may be in proximity to the first position). It may consist of the presence of two states, the connection between the position detection member and the power supply member is (a) at the first position and conductive when the first state exists at the first position. A first state functional member that is not conductive when the first state does not exist at the first position and (b) is at the second position and conductive when the second state exists at the second position. And an event functional connection comprising a second state functional material that is electrically conductive and is not conductive when the second state is not present in the second position and that is connected in series to the first state functional member. Made through the members.
(H)たとえば第16図に示されているように、出来事は
第1の位置での第1状態の存在または第2の位置(第1
の位置に近接していてよい。)での第2状態の存在でな
っていてよく、位置検出部材と電源部材との間の接続
は、(a)第1の位置にあり、第1の位置に第1状態は
存在する時は導電性であり、第1の位置に第1状態が存
在しない時は導電性ではない第1の状態官能性部材およ
び(b)第2の位置にあり、第2の位置に第2状態が存
在する時は導電性であり、第2の位置に第2状態が存在
しない時は導電性ではなく、かつ第1の状態官能性部材
に並列に接続されている第2の状態官能性部材から成る
出来事官能性接続部材を介して作られる。(H) For example, as shown in FIG. 16, the event is the presence of a first state at a first position or a second position (first
May be close to the position. ), The connection between the position detection member and the power supply member is (a) at the first position, and when the first state exists at the first position, A first state that is electrically conductive and is not electrically conductive when the first state does not exist at the first position and (b) the second position and the second state exists at the second position. Comprises a second state functional member which is electrically conductive when not in contact with the first state functional member and which is not electrically conductive when there is no second state in the second position. The event is made via a functional connecting member.
(I)たとえば第17図に示されているように、システム
は、2またはそれ以上の電源部材を含むこともでき、電
源部材は、(各電源部材について異なる)特定の状態が
存在している時、それぞれ位置検出部材に接続される。
この場合、出来事は、位置検出部材および電源部材が続
いている長い経路に沿った任意の点での2つ(またはそ
れ以上)の状態を1つの存在である。システムは、1つ
を除いて他の全ての電源部材を切り離し、よって特定の
状態のいずれが存在しているかを決定することが可能と
なるように、たとえば第17図に示されているようにスイ
ッチを含んでいてよい。(I) The system may also include two or more power supply members, such as shown in FIG. 17, wherein the power supply members are in a particular condition (different for each power supply member). At this time, each is connected to the position detecting member.
In this case, the event is the presence of one (two or more) states at any point along the long path followed by the location member and the power member. The system allows all but one power supply to be disconnected, thus allowing it to determine which particular condition is present, for example as shown in FIG. It may include a switch.
(J)たとえば第18図に示されているように、システム
は、補助電源部材を含んでいてよく、該補助電源部材
は、電源に接続されており、特定の第2状態が存在する
場合に電源部材(または他の補助電源部材)に接続され
ることになる。この第2状態は、電源部材を位置検出部
材に接続させた第1状態とは異なる。この場合、出来事
は、経路に沿った1またはそれ以上の任意の点での補助
電源部材を電源部材に接続させることになる第2状態、
および経路に沿った1またはそれ以上の点での電源部材
と位置検出部材とを接続させることになる第1状態の存
在である。(J) The system may include an auxiliary power member, for example as shown in FIG. 18, which is connected to a power source when a particular second condition exists. It will be connected to the power supply member (or other auxiliary power supply member). This second state is different from the first state in which the power supply member is connected to the position detection member. In this case, the event is a second condition that will cause the auxiliary power member to connect to the power member at any one or more points along the path,
And the existence of a first state which will connect the power supply member and the position detection member at one or more points along the path.
(K)たとえば第19図および第20図に示されているよう
に、システムは、少なくとも1つの補助復帰部材を含ん
でいてよく、該補助帰路部材は、電圧測定器具に接続さ
れており、第2状態が存在する場合に帰路部材に接続さ
れることになる。この第2状態は、電源部材を位置検出
部材に接続させた第1状態とは異なる。帰路部材は、第
19図に示されているように、第2の点から遠い位置検出
部材の端に接続することができる。この場合、出来事
は、経路に沿った1またはそれ以上の点での第1状態、
および経路に沿った1またはそれ以上の点での第2状態
の存在であり、与えられる情報は第2の点に最も近い第
1状態の位置である。(K) As shown, for example, in FIGS. 19 and 20, the system may include at least one auxiliary return member, the auxiliary return member being connected to a voltage measuring instrument, If there are two states, it will be connected to the return member. This second state is different from the first state in which the power supply member is connected to the position detection member. The return member is
As shown in FIG. 19, it can be connected to the end of the position detecting member remote from the second point. In this case, the event is the first state at one or more points along the path,
And the presence of a second state at one or more points along the path and the information given is the position of the first state closest to the second point.
一方、第20図に示されているように、帰路部材は第3状
態の結果として位置検出部材に接続されるようにするこ
とができる。On the other hand, as shown in FIG. 20, the return member may be connected to the position detecting member as a result of the third state.
(L)たとえば第21図に示されているように、装置がル
ープ状で長い経路に沿うようにすることも可能である。
こうすれば、帰路部材は、長い経路に沿う必要はなく、
電圧測定器具を介して、位置検出部材の両端を簡単に結
ぶことができる。(L) It is also possible for the device to be looped along a long path, for example as shown in FIG.
This way, the return member does not have to follow a long path,
Both ends of the position detecting member can be easily tied via the voltage measuring instrument.
(M)たとえば第22図に示されているように、複数の出
来事検出ステーション(同じまたは異なる出来事を検出
することができる。)を位置検出部材から離れた位置に
配置し、位置検出部材と電源部材との間のスイッチ(た
とえば、電磁的に作動されるリレー)へ電気的に(また
は他の状態で)接続することが可能である。(M) As shown in FIG. 22, for example, a plurality of event detection stations (which can detect the same or different events) are arranged at positions distant from the position detecting member, and the position detecting member and the power source are arranged. It is possible to electrically (or otherwise) connect to a switch (eg, an electromagnetically actuated relay) between the members.
(N)たとえば第23図に示されているように、出来事検
出が離れたゾーンにおいてのみ必要な場合、位置検出部
材は(a)複数の離れた長い位置検出要素(第23図中の
144A、114B、114Cおよび114D)および(b)複数の離れ
た長い中間要素(第23図中の115A、115Bおよび115C)を
含むことができ、該位置検出要素はそれぞれは、接続が
形成される一連の点を与え、好ましくは比較的大きい単
位長さ当たりの抵抗を持ち、該中間要素は、位置検出要
素を物理的かつ電気的に接続するが、電源部材には直接
接続されることにはならず、好ましくは比較的小さい抵
抗を持つ。このシステムは、たとえば検知および位置決
定が街路に沿って相互に離された複数の家屋のそれぞれ
で必要とされるが、家屋の中間では必要でない場合に用
いることができるであろう。(N) If event detection is required only in remote zones, as shown, for example, in FIG. 23, then the position sensing member is (a) a plurality of remote long position sensing elements (in FIG. 23).
144A, 114B, 114C and 114D) and (b) may include a plurality of spaced apart long intermediate elements (115A, 115B and 115C in FIG. 23), each of the position sensing elements being formed a connection. Given a series of points, preferably having a relatively large resistance per unit length, the intermediate element physically and electrically connects the position sensing element, but is not directly connected to the power supply member. , And preferably has a relatively low resistance. This system could be used, for example, where sensing and location is required at each of a plurality of houses separated from each other along the street, but not in the middle of the houses.
(O)本発明の方法は、第24図に描かれているように、
分岐した経路に沿って出来事の位置検出を行うのにも用
いることができる。しかし、このように分岐システムを
用いる場合、電圧測定器具が第1の分岐点を越えた距離
での出来事を示したならば、故障について2またはそれ
以上の可能な位置が存在する。所望により、制御された
電流電源およびボルトメータを(好ましくは検知システ
ムとして同時に装着された低抵抗引込リード線を介し
て)分岐点で導体に接続することにより、位置を正確に
決定することができる。(この方策は、分岐システムに
おいて、出来事の一般的な領域が示された後、出来事の
位置を更に正確に与えようとするために用いることもで
きる。)。一方、異なる周波数の交流電源を連続的に用
いることができ、一度にただ1つの分岐のみが試験でき
るようにフィルターを異なる分岐に配置することもでき
る。(O) The method of the present invention, as depicted in FIG.
It can also be used to locate events along a bifurcated path. However, when using a branching system in this manner, there are two or more possible locations for failure if the voltage measuring instrument indicates an event at a distance beyond the first branch point. If desired, a controlled current source and voltmeter can be connected to the conductor at a branch point (preferably via a low resistance drop lead simultaneously mounted as a sensing system) to allow for accurate position determination. . (This strategy can also be used in a bifurcation system to try to more accurately give the location of an event after the general area of the event has been shown.). On the other hand, AC power supplies of different frequencies can be used continuously and the filters can be placed in different branches so that only one branch can be tested at a time.
(P)たとえば第9図および第25〜29図に示されている
ように、電源部材が位置検出部材と同じインピーダンス
特性を持ち、試験回路の唯一の可変インピーダンスが接
続のインピーダンスであるように接続することも可能で
ある。第9、25、26、28および29図では、位置検出部材
および電源部材は一定の単位長さ当たり抵抗を持つ連続
抵抗体として示されている。第27図には、複数の抵抗体
111(位置検出部材中)および121(電源部材中)、さら
に複数の低抵抗中間要素112、122を含む位置検出部材お
よび電源部材が示され、これら抵抗体は同一または異な
る抵抗R1〜Rmを持つことができる。第25、26、28および
29図の出来事接続Eは、中間の大きさの抵抗体として示
されている。第27図では、出来事接続はスイッチSの1
つまたはそれ以上を閉じることにより形成される。スイ
ッチは、それらに直列になった、同一または異なった抵
抗体RA〜RNを持つ。(P) As shown in FIGS. 9 and 25 to 29, for example, the power supply member has the same impedance characteristic as the position detection member, and the only variable impedance of the test circuit is the connection impedance. It is also possible to do so. In FIGS. 9, 25, 26, 28 and 29, the position detecting member and the power supply member are shown as continuous resistors having a constant resistance per unit length. Fig. 27 shows multiple resistors
111 (in the position detection member) and 121 (in the power supply member), and a position detection member and a power supply member including a plurality of low resistance intermediate elements 112, 122 are shown, which resistors have the same or different resistances R 1 to Rm. Can have 25th, 26th, 28th and
Event connection E in Figure 29 is shown as a medium sized resistor. In FIG. 27, the event connection is switch S 1
Formed by closing one or more. Switch them to become in series with the same or different resistor R A to R N.
第27図には、位置検出部材に直列接続された基準抵抗体
Rf、および基準低抗体での電圧降下を測定するボルトメ
ータ141も示されている。これによって、2つのボルト
メータで測定された電圧降下の比から接続の位置を計算
することができる。FIG. 27 shows a reference resistor connected in series with the position detecting member.
Also shown is Rf, and a voltmeter 141 that measures the voltage drop over the reference low antibody. This allows the position of the connection to be calculated from the ratio of the voltage drops measured by the two voltmeters.
第28図は、電源の出力電圧を測定する第2のボルトメー
タを含む以外は、第25図と同様である。接続Eのインピ
ーダンスは、出力電圧から計算することができる(電源
が所望の「固定」電流を送り出す限り)。FIG. 28 is similar to FIG. 25 except that it includes a second voltmeter that measures the output voltage of the power supply. The impedance of connection E can be calculated from the output voltage (as long as the power supply delivers the desired "fixed" current).
第29図は、やや第25図に似ているが、図示されているご
とく、帰路部材に接続できる(こうして第25図に示され
たようになる)ように、あるいは位置検出部材の近い端
から切断されて電源部材の近い端に接続できるようにス
イッチ161を含んでいる。後者の形態では、ボルトメー
タで測定された電圧は、接続Eのインピーダンスの測定
である。FIG. 29 is somewhat similar to FIG. 25, but as shown, so that it can be connected to the return member (thus as shown in FIG. 25) or from the near end of the position sensing member. A switch 161 is included so that it can be disconnected and connected to the near end of the power supply member. In the latter form, the voltage measured by the voltmeter is a measurement of the impedance of connection E.
14.電圧降下と距離の関係 電圧測定器具により測定された電圧降下と第1の点およ
び第2の点の間の距離との関係は、装置の設計に依存す
る。接続は位置検出部材の長さに沿った任意の点で形成
でき、位置検出部材は長さに沿って均一なインピーダン
スを持つ場合、関係は、第30図に示したように均一な傾
きの直線となる。出来事感応性接続部材が不連続で、位
置検出部材への接続は離れた点でのみ可能な場合、第31
図に示したような、点の集まりとなる。位置検出部材
が、第23図に示されているように位置検出ゾーンと接続
ゾーンに分割され、位置検出ゾーン任意の点で接続可能
な場合、関係は第32図のようになる。14. Relationship between voltage drop and distance The relationship between the voltage drop measured by the voltage measuring instrument and the distance between the first point and the second point depends on the design of the device. Connections can be made at any point along the length of the position sensing member, and if the position sensing member has a uniform impedance along the length, the relationship is a straight line with a uniform slope, as shown in Figure 30. Becomes No. 31 if the event-sensitive connection member is discontinuous and connection to the position sensing member is possible only at a remote point.
It is a collection of dots as shown in the figure. When the position detecting member is divided into a position detecting zone and a connecting zone as shown in FIG. 23 and the position detecting zone can be connected at any point, the relationship becomes as shown in FIG.
15.特殊な出来事感応性接続手段 第33〜38図は、本発明の装置の断面図を示す。第33図お
よび第34図の装置は、金属芯121および導電性ポリマー
被覆122を持つ電源部材;温度変化に対して実質的に不
変の抵抗を有する金属から成る芯111および導電性ポリ
マー被覆112を持つ位置検出部材;および金属から成
り、ポリマー製絶縁ジャケット161により包囲された帰
路部材を含む。15. Special Event Sensitive Connections Figures 33-38 show cross-sectional views of the device of the invention. The apparatus of FIGS. 33 and 34 includes a power supply member having a metal core 121 and a conductive polymer coating 122; a metal core 111 and a conductive polymer coating 112 having a resistance that is substantially invariant to temperature changes. And a return member made of metal and surrounded by a polymer insulating jacket 161.
第33図では、凹表面を持つポリマー絶縁接続部材20が電
源部材および位置検出部材の間に存在し、要素は、孔を
持ち従って液体透過性の絶縁ジャケット91により一体に
結合されている。第33図に示された装置の周囲に電解質
がない限り、位置検出部材および電源部材の間に電気的
接続はない。しかし、装置が電解質にさらされたなら、
位置検出部材と電源部材との間にイオン的接続が形成さ
れる。In FIG. 33, a polymer insulating connecting member 20 having a concave surface is present between the power supply member and the position detecting member, and the elements are joined together by an insulating jacket 91 which has holes and is therefore liquid permeable. There is no electrical connection between the position sensing member and the power supply member unless there is electrolyte around the device shown in FIG. But if the device is exposed to electrolytes,
An ionic connection is formed between the position detection member and the power supply member.
第34図では、部材21が位置検出部材と電源部材との間に
存在し、要素は絶縁ジャケット92により包囲されてい
る。通常の状態では、部材21は位置検出部材と電源部材
との間の電気的接続を妨げるが、部材21は、出来事が発
生すると導電体となる物質から成るか、または含んでい
る。たとえば、部材21は、発泡構造がある出来事により
壊された時移動性イオン種を形成する物質を含む有機ポ
リマー発泡体から成っていてよい。そのような出来事と
してはたとえば、柔軟なジャケット92を通して伝えられ
る過剰な圧力を含む出来事、または発泡体を熔融する過
剰な温度を含む出来事、またはジャケット92に侵入し
(この為にジャケットには孔が設けられていてよい)、
発泡部材と反応する化合物の存在を含む出来事などがあ
る。部材21は、圧縮された時導電性となる物質で作られ
ていてよい。In FIG. 34, the member 21 is present between the position detecting member and the power supply member, and the element is surrounded by the insulating jacket 92. Under normal conditions, the member 21 prevents the electrical connection between the position detecting member and the power supply member, but the member 21 is made of or contains a substance which becomes a conductor when an event occurs. For example, the member 21 may be composed of an organic polymer foam that includes a material that forms mobile ionic species when the foam structure is destroyed in some event. Such an event may be, for example, an event involving excessive pressure transmitted through the flexible jacket 92, or an event involving excessive temperature to melt the foam, or penetrating into the jacket 92 (for which there may be holes in the jacket). May be provided),
Such events include the presence of compounds that react with the foam component. Member 21 may be made of a material that becomes conductive when compressed.
第35図は、過剰温度故障状態を検知するための装置の断
面図である。位置検出部材11および電源部材12は、絶縁
ストリップ20により分離された金属ストリップであり、
導体間に空気ギャップ21を規定する。帰路部材16および
それを包囲する絶縁ジャケット161も存在する。金属ス
トリップ7および8から成るバイメタル製Cクリップが
絶縁パッド78を介してストリップ11および12の中央部分
に取り付けられており、通常の状態では、クリップは示
されたように開いた位置にあるが、温度がある値を越え
るとクリップは閉じ、ストリップ11および12を電気的に
接触させるように構成され、配列されている。適当なC
クリップは、ばね鋼部材および記憶金属部材から構想さ
れている。たとえば、通常の状態で内側の部材7がばね
鋼で作られ、外側の部材8がマルテンサイト状態の記憶
金属から作られており、部材7により延伸形態に保持さ
れていたとすると、温度が記憶金属の遷移温度に達した
場合、部材8は、部材7の弾性的抵抗に打ち勝ち、スト
リップ11および12を接触させるように回復する。FIG. 35 is a sectional view of an apparatus for detecting an over temperature fault condition. The position detection member 11 and the power supply member 12 are metal strips separated by an insulating strip 20,
An air gap 21 is defined between the conductors. There is also a return member 16 and an insulating jacket 161 surrounding it. A bimetal C-clip consisting of metal strips 7 and 8 is attached to the central portion of strips 11 and 12 via an insulating pad 78, and under normal conditions the clips are in the open position as shown, The clip closes when the temperature exceeds a certain value and is constructed and arranged to electrically contact the strips 11 and 12. Suitable C
The clip is envisioned from a spring steel member and a memory metal member. For example, if the inner member 7 is normally made of spring steel and the outer member 8 is made of a memory metal in the martensitic state and is held in the stretched configuration by the member 7, the temperature will be When the transition temperature of is reached, the member 8 overcomes the elastic resistance of the member 7 and recovers to bring the strips 11 and 12 into contact.
第36図は、いくぶん第35図に似ているが、温度が特定の
水準以下に低下した時にストリップ12をワイヤ11に電気
的に接触させるため、バイメタル部材を用いている。ス
トリップ12は、ばね鋼から作られた内側部材7および記
憶金属から作られた外側部材を8を持つCクリップに接
続されている。Cクリップは、孔付絶縁部材20中の空気
ギャップ21によってワイヤ11から分離されている。通常
の状態では、記憶金属部材8はオーステナイト状態にあ
って、ストリップ11および12の間に接触がないようにば
ね鋼部材7を圧縮された形状に保持している。温度が記
憶金属の遷移温度以下に低下すると、部材8は弱いマル
テンサイト状態に変換され、ばね鋼部材は延伸してスト
リップ12とワイヤ11の間に電気的接続を生じさせる。FIG. 36 is somewhat similar to FIG. 35, but uses a bimetallic member to electrically contact strip 12 with wire 11 when the temperature drops below a certain level. The strip 12 is connected to a C-clip with an inner member 7 made of spring steel and an outer member 8 made of memory metal. The C-clip is separated from the wire 11 by an air gap 21 in the perforated insulation member 20. Under normal conditions, the memory metal member 8 is in the austenitic state, holding the spring steel member 7 in its compressed configuration so that there is no contact between the strips 11 and 12. When the temperature drops below the transition temperature of the memory metal, the member 8 is transformed into a weak martensitic state and the spring steel member stretches to create an electrical connection between the strip 12 and the wire 11.
第35図および第36図では、一般にCクリップは、不連続
な、離れている複数の部材から成る。けれども、連続C
クリップも満足のいくものである。In Figures 35 and 36, the C-clip generally consists of a plurality of discrete, spaced apart members. However, continuous C
The clip is also satisfying.
第37図および第38図には、たとえば侵入者警報装置とし
て床被覆の下に配置される、圧力の増加を検知する装置
が示されている。電源部材12は金属ストリップの形状で
あり、上表面に孔21を持つ絶縁ポリマーシートで包囲さ
れている。位置検出部材11は、定抵抗金属ワイヤであ
り、該ワイヤは、絶縁シート22により部材12から離され
ており、孔21を横切る。帰路部材16は第2導体の下に配
置され、全ての点で該導体から絶縁されている。種々の
要素は、柔軟なポリマージャケット92により包囲されて
いる。通常の状態では、位置検出部材および電源部材は
電気的に接続されていない。しかし、絶縁ジャケットの
上表面への圧力が十分に増加すると、位置検出部材が孔
21を通して電源部材に接触させられる。FIGS. 37 and 38 show a device for detecting an increase in pressure, which is arranged under the floor covering, for example as an intruder alarm device. The power supply member 12 is in the form of a metal strip and is surrounded by an insulating polymer sheet having holes 21 on its upper surface. The position detection member 11 is a constant resistance metal wire, which is separated from the member 12 by an insulating sheet 22 and traverses the hole 21. The return member 16 is located below the second conductor and is insulated from it at all points. The various elements are surrounded by a flexible polymer jacket 92. In a normal state, the position detection member and the power supply member are not electrically connected. However, if the pressure on the upper surface of the insulation jacket increases sufficiently, the position detection member
It is made to contact the power supply member through 21.
次に実施例を示し本発明を具体的に説明する。Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.
実施例1 第2図に示した回路を作成した。制御された電流電源
は、18ボルトのコンプライアンス電圧を持つガルバノス
タットであり、0.001アンペアの制御された電流を発生
した。ボルトメータは、1megohmの入力インピーダンス
および200mAのフルスケール読みを有していた。電源部
材は、導電性ポリマー組成物の熔融押出ジャケットによ
り包まれた30AWG銅ワイヤ(直径約0.032cm)であった。
ジャケットの厚さは約0.1cm(0.04インチ)であった。
導電性ポリマー組成物は、25℃で約3ohm・cmの抵抗率を
持ち、熱可塑性ゴム(商品名:TPR−5490)に分散された
カーボンブラック(約45重量部)を含む。このゴムは、
ポリプロピレンとエチレン/プロピレンゴム(約55重量
部)のブレンドと考えられる。位置検出部材は、銅ワイ
ヤの代わりに30AWGコンスタンタンワイヤ(直径約0.032
cm)を用いる以外は電源部材と同じであった。第2導体
の抵抗は、9.65ohm/cm(2.940ohm/フィート)であっ
た。帰路部材は、12AWG銅ワイヤ(直径約0.28cm)であ
り、ポリマー絶縁ジャケットで包まれていた。Example 1 The circuit shown in FIG. 2 was prepared. The controlled current source was a galvanostat with an 18 volt compliance voltage and produced a controlled current of 0.001 amps. The voltmeter had an input impedance of 1 megohm and a full scale reading of 200 mA. The power supply was a 30 AWG copper wire (about 0.032 cm in diameter) wrapped by a melt extruded jacket of conductive polymer composition.
The jacket thickness was about 0.1 cm (0.04 inch).
The conductive polymer composition has a resistivity of about 3 ohm · cm at 25 ° C. and contains carbon black (about 45 parts by weight) dispersed in a thermoplastic rubber (trade name: TPR-5490). This rubber is
It is considered to be a blend of polypropylene and ethylene / propylene rubber (about 55 parts by weight). The position sensing element is a 30 AWG constantan wire (diameter about 0.032) instead of copper wire.
cm) was the same as the power supply member except that it used. The resistance of the second conductor was 9.65 ohm / cm (2.940 ohm / ft). The return member was 12 AWG copper wire (about 0.28 cm in diameter) and was wrapped in a polymer insulation jacket.
多数の試験において、湿ったスポンジを位置検出部材お
よび電源部材の間に配置して両者間の電気的接続を行わ
せたが、試験の間には部材を乾燥した。理論から予想さ
れた通り、湿ったスポンジまでの距離(m)は、次の等
式から計算することができた: 式中、Vは、ボルトメータにより記録された電圧(ボル
ト)である。実際の距離と計算値dとの間の誤差は、0.
1%以下であった。In a number of tests, a damp sponge was placed between the position sensing member and the power supply member to make an electrical connection between them, but the member was dried during the test. As expected from theory, the distance (m) to the wet sponge could be calculated from the equation: Where V is the voltage (volts) recorded by the voltmeter. The error between the actual distance and the calculated value d is 0.
It was less than 1%.
実施例2 実施例1で用いたガルバノスタットおよびボルトメータ
を用いて第2図の装置を作成した。作動が第37図および
第38図のものとしていくぶん似ている装置を次のように
して作成した。電源部材を供給するために、銅ホイルの
ストリップを架橋ポリフッ化ビニリデンのチューブの内
底表面に取り付けた。位置検出部材を供給するために、
30AWGコンスタンタンワイヤ(直径約0.0332cm)をポリ
フッ化ビニリデンチューブの内上表面へ、銅ストリップ
とは径方向反対側に固定した。ワイヤは、全長にわたっ
てチューブと実質的に接触して保持されるように、一定
間隔毎にチューブ内で編まれていた。帰路部材は、30AW
G絶縁銅ワイヤ(直径約0.032cm)であった。Example 2 Using the galvanostat and voltmeter used in Example 1, a device shown in FIG. 2 was prepared. An apparatus whose operation was somewhat similar to that of Figures 37 and 38 was made as follows. A strip of copper foil was attached to the inner bottom surface of the crosslinked polyvinylidene fluoride tube to provide the power supply. In order to supply the position detection member,
A 30 AWG constantan wire (about 0.0332 cm in diameter) was fixed to the inner upper surface of the polyvinylidene fluoride tube on the side opposite to the copper strip in the radial direction. The wire was braided in the tube at regular intervals so that it was held substantially in contact with the tube over its entire length. Return member is 30AW
It was a G insulated copper wire (diameter about 0.032 cm).
多くの試験において、近い末端から離れた位置でチュー
ブの上表面に圧力を加えた。チューブは弾性的に変形さ
れ、位置検出部材と電源部材とを接触させた。その結
果、ボルトメータの読みが得られ、それから圧力点の位
置を計算することができた。In many tests, pressure was applied to the upper surface of the tube at a distance from the near end. The tube was elastically deformed to bring the position detection member and the power supply member into contact with each other. As a result, a voltmeter reading was obtained, from which the position of the pressure point could be calculated.
第1図は、本発明の方法の一般化された模式的回路図、 第2〜30図は、本発明の方法および装置の模式的回路
図、 第30〜32図は、第1の点と第2の点との間の電圧降下が
本発明の異なるシステムにおいてどのように変化しうる
かを示すグラフ、および 第33〜38図は、本発明の装置の模式的断面図である。 1……第1の点、2……第2の点、7,8……金属ストリ
ップ、11……位置検出部材、12……電源部材、13……補
助接続部材、14……電圧測定器具、15……電源、16……
帰路部材、20……ポリマー絶縁接続部材、21……電気ギ
ャップ、2……絶縁シート、78……絶縁パッド、91,92
……絶縁ジャケット、111……抵抗体、112……中間要
素、114……位置検出要素、121……抵抗体、122……中
間要素、141……ボルトメータ、152……接続手段、153
……、154……電流計、161……スイッチ、E,E1,E2およ
びE3……接続、S,S1およびS3……スイッチ。FIG. 1 is a generalized schematic circuit diagram of the method of the present invention, FIGS. 2 to 30 are schematic circuit diagrams of the method and apparatus of the present invention, and FIGS. 30 to 32 are the first points. Graphs showing how the voltage drop to and from the second point can vary in different systems of the invention, and Figures 33-38 are schematic cross-sections of the device of the invention. 1 ... First point, 2 ... Second point, 7,8 ... Metal strip, 11 ... Position detection member, 12 ... Power supply member, 13 ... Auxiliary connection member, 14 ... Voltage measuring instrument , 15 …… power supply, 16 ……
Return member, 20 …… Polymer insulation connection member, 21 …… Electrical gap, 2 …… Insulation sheet, 78 …… Insulation pad, 91,92
...... Insulation jacket, 111 ...... Resistor, 112 ...... Intermediate element, 114 ...... Position detection element, 121 ...... Resistor, 122 ...... Intermediate element, 141 ...... Voltmeter, 152 ...... Connection means, 153
..., 154 ... ammeter, 161 ... switch, E, E 1 , E 2 and E 3 ... connection, S, S 1 and S 3 ... switch.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 618109 (32)優先日 1984年6月7日 (33)優先権主張国 米国(US) 審判番号 平5−12404 (72)発明者 ジエイムス・パトリツク・リード アメリカ合衆国94123カリフオルニア、サ ン・フランシスコ、ビーチ・ストリートナ ンバー10 1745番 (72)発明者 ピーター・エル・ブルツクス アメリカ合衆国カリフオルニア、ロス・ア ルトス、グレン・アルト611番 (72)発明者 トーマス・ダブリユ・トールズ アメリカ合衆国カリフオルニア、サン・フ ランシスコ、ジヤクソン・ストリート3034 番 (72)発明者 ラリー・ラツセル・リーダー アメリカ合衆国95129カリフオルニア、サ ン・ホセ、リトルオーク・ドライブ1182番 (56)参考文献 特開 昭53−75519(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (31) Priority claim number 618109 (32) Priority date June 7, 1984 (33) Country of priority claim United States (US) Judgment No. 5-12404 (72) Inventor James Ames Patrick Reid United States 94123 California, San Francisco, Beach Street Number 10 1745 (72) Inventor Peter El Burtuks United States California, Los Altos, Glenn Alt 611 (72) Inventor Thomas D'Abrieu Thors USA California, San Francisco, San Francisco, Jackson Street No. 3034 (72) Inventor Larry Rutsel Leader USA 95129 California, San Jose, Little Oak Drive 1182 No. (56) Reference Patent Sho 53-75519 (JP, A)
Claims (4)
解質の漏れを監視し、かつ発生時に漏れを検知し、位置
を決定する方法であって、漏れの発生時に、 (1)長い導電性位置検出部材と長い導電性電源部材と
の間に電気的接続が作られ、該接続は電解質を通過し、
実質的かつ未知のインピーダンスを有し; 位置検出部材および電源部材は、(a)相互に離されて
おり、(b)該長い検知経路に沿って配置されており、 位置検出部材は、その一端から中間点までの抵抗が分か
れば中間点の位置が決定できるような、その長さに沿っ
て既知の抵抗特性を有しており、位置検出部材および電
源部材それぞれは、長い金属芯、および該金属芯を電気
的に包囲している導電性ポリマーから成る被覆を含んで
なり、該位置検出部材および該電源部材は両者で漏れの
発生時に該電気的接続を可能とするように漏れに対して
感受性であり、 位置検出部材への接続は、漏れの位置である位置検出部
材上の第1の点で作られ; 接続が作られることにより、(a)接続、(b)第1の
点と位置検出部材の一端である第2の点との間にある位
置検出部材の部分、および(c)接続ならびに位置検出
部材上の第1と第2の点間に送られるべき既知固定量の
電流を発生させる制御電流電源から成る試験回路が形成
され;かつ 電流および位置検出部材の抵抗特性は、第1および第2
の点間での電圧降下を測定することにより両点間での位
置検出部材の抵抗を計算して液体の漏れの位置を決定で
きるようになっており、 (2)第1および第2の点間の電圧降下を、参照回路の
一部を成す電圧測定器具を用いて決定し、該参照回路
は、 (a)電圧測定器具、 (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)長い検知経路に沿って配置された、絶縁された導
電性帰路部材から成り、電圧測定器具は、(i)位置検
出部材の一端である第2の点と(ii)帰路部材との間に
接続されており、帰路部材の他端は第2の点からは遠い
方の位置検出部材の端に接続されており、 電圧測定器具は、参照回路の他の要素のインピーダンス
に比べて非常に高いインピーダンスを持ち、 (3)液体電解質の漏れの位置を前記(2)のステップ
での測定から決定するシステム を与えることから成る方法。1. A method for monitoring the leakage of a liquid electrolyte at a certain position along a long detection path and detecting the leakage when the leakage occurs to determine the position of the leakage. An electrical connection is made between the conductive position sensing member and the long conductive power supply member, the connection passing through the electrolyte,
Has a substantially unknown impedance; the position detecting member and the power supply member are (a) separated from each other, (b) arranged along the long sensing path, and the position detecting member has one end thereof Has a known resistance characteristic along its length so that the position of the intermediate point can be determined if the resistance from the intermediate point to the intermediate point is known. The position sensing member and the power supply member both comprise a coating of a conductive polymer that electrically surrounds the metal core, the position sensing member and the power source member being resistant to leaks to allow the electrical connection in the event of a leak. Sensitive, the connection to the position-sensing member is made at the first point on the position-sensing member, which is the location of the leak; by making the connection: (a) connection, (b) first point The second point, which is one end of the position detection member, Forming a test circuit consisting of a portion of the position sensing member between the two, and (c) a connection and a controlled current power supply that produces a known fixed amount of current to be sent between the first and second points on the position sensing member. And the resistance characteristics of the current and position sensing members are
By measuring the voltage drop between the two points, the resistance of the position detecting member between the two points can be calculated to determine the position of the liquid leak. (2) First and second points The voltage drop across is determined using a voltage measuring instrument that forms part of a reference circuit, the reference circuit comprising: (a) a voltage measuring instrument; (b) a position sensing member between the first and second points. And (c) an insulated conductive return member arranged along a long sensing path, the voltage measuring device comprises (i) a second point at one end of the position detecting member and (ii) The other end of the return member is connected to the return member, and the other end of the return member is connected to the end of the position detecting member farther from the second point. It has much higher impedance than that of (3) The position of leakage of liquid electrolyte is It said method comprising providing a system for determining the measurements in steps).
供給し、接続の抵抗が非常に高ければIよりも小さい電
流を供給する電源であり、液体の漏れの位置は、ステッ
プ3において第1および第2の点間の電流が実質的に該
固定値Iである場合にのみ決定される第1項に記載の方
法。2. The power supply is a power supply that supplies a current with a fixed value I in a normal environment, and supplies a current smaller than I if the resistance of the connection is very high. The method according to claim 1, which is determined only when the current between the first and second points is substantially at the fixed value I.
いインピーダンス特性を持ち、電源は、試験回路中で、 (a)第1の点と第2の点との間の位置検出部材の抵抗
と (b)試験回路の一部を形成している電源部材の部分の
抵抗との 和が第1の点の位置に対して独立しているように、位置
検出部材と電源部材とに接続されている第1項または第
2項に記載の方法。3. The power supply member has substantially the same impedance characteristic as that of the position detecting member, and the power supply has: (a) a position detecting member between a first point and a second point in the test circuit; Connected to the position detection member and the power supply member so that the sum of the resistance and (b) the resistance of the part of the power supply member forming a part of the test circuit is independent of the position of the first point. The method according to claim 1 or 2, which is provided.
端から中間点までの抵抗が分かれば中間点の位置が決定
できるような、その長さに沿って既知の抵抗特性を有し
ている長い導電性位置検出部材、 (2)長い検知経路に沿って延びている長い導電性電源
部材、 該位置検出部材および該電源部材それぞれは、金属芯、
および該金属芯を電気的に包囲している導電性ポリマー
から成る被覆を含んでなり、 (3)液体電解質の漏れの発生時に位置検出部材と電源
部材との間の電気的接続を起こし、接続は、電解質を通
過し、実質的かつ未知のインピーダンスを有し、漏れの
位置である第1の点で作られるような漏れに感応性の接
続手段、 (4)第1の点と位置検出部材の一端である第2の点と
の間の電圧降下を決定する電圧測定器具、 (5)漏れが位置検出部材と電源部材との間に接続を形
成した時に既知固定量の電流Iを供給する、位置検出部
材上の第2の点に電気的に接続されている制御電流電
源、および (6)長い検知経路に沿って配置された、絶縁された導
電性帰路部材から成り、 電圧測定器具は、(i)位置検出部材の一端である第2
の点と(ii)帰路部材との間に接続されており、帰路部
材の他端は第2の点からは遠い方の位置検出部材の端に
接続されており、 位置検出部材と電源部材との間に実質的かつ未知のイン
ピーダンスの電気的接続が液体電解質の漏れの発生によ
り生じ、試験回路と参照回路との形成が可能である。長
い検知経路に沿ったある位置での液体電解質の漏れを監
視し、かつ発生時に漏れを検知し、位置を決定する装
置。4. (1) It has a known resistance characteristic along its length such that it is arranged along a long detection path and the position of the intermediate point can be determined if the resistance from one end to the intermediate point is known. A long conductive position detecting member, (2) a long conductive power source member extending along a long detection path, each of the position detecting member and the power source member has a metal core,
And a coating made of a conductive polymer that electrically surrounds the metal core, and (3) causes an electrical connection between the position detection member and the power supply member when a leakage of the liquid electrolyte occurs and connects the position detection member and the power supply member. Is a leak-sensitive connecting means passing through the electrolyte, having a substantially unknown impedance and being made at the first point which is the location of the leak, (4) The first point and the position sensing member. A voltage measuring device for determining a voltage drop between a second point, which is one end of the, (5) supplying a known fixed amount of current I when the leakage forms a connection between the position detecting member and the power supply member. , A controlled current power supply electrically connected to a second point on the position sensing member, and (6) an insulated conductive return member arranged along a long sensing path, the voltage measuring instrument comprising: , (I) a second one end of the position detection member
Point (ii) and the return member, and the other end of the return member is connected to the end of the position detecting member farther from the second point. A substantial and unknown impedance electrical connection between the two occurs due to the leakage of the liquid electrolyte, allowing the formation of a test circuit and a reference circuit. A device that monitors liquid electrolyte leakage at a location along a long sensing path and detects the leakage as it occurs and determines its position.
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