(57)【要約】      （修正有）【課題】少なくとも１つの故障状態の検出を可能にし、好ましくは少なくとも１つの故障状態によって引き起こされる次の損傷又は危険が発生する前に検出する。【解決手段】少なくとも１つの作動状態において特別に添加された少なくとも１つのトレーサ２６ａを有する少なくとも１つのトレーサユニット２０ａ、及び少なくとも１つのトレーサの解放された部分を検出する少なくとも１つの検出ユニット１２ａを備えた、少なくとも１つの故障状態を検出するための検出装置１０ａを具備する。【選択図】図１
2014183736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの作動状態において特別に添加された少なくとも１つのトレーサ（２６ａ〜ｄ）を有する少なくとも１つのトレーサユニット（２０ａ〜ｄ）、及び前記少なくとも１つのトレーサ（２６ａ〜ｄ）の解放された部分を検出する少なくとも１つの検出ユニット（１２ａ〜ｄ）を備えた、少なくとも１つの故障状態を検出するための検出装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのトレーサユニット（２０ａ〜ｄ）が、少なくとも１つのキャリアエレメント（２２ａ〜ｄ、４８ａ）を有しており、該キャリアエレメントに接して及び／又は該キャリアエレメントの中に及び／又は該キャリアエレメントの上に、前記少なくとも１つのトレーサ（２６ａ〜ｄ）が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つのキャリアエレメント（２２ｂ）が、少なくとも１つの吸着体材料（２４ｂ）を有していることを特徴とする、請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのトレーサユニット（２０ａ、２０ｄ）が、前記少なくとも１つのトレーサ（２６ａ、２６ｄ）を備える少なくとも１つのコーティングを具備することを特徴とする、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つのトレーサユニット（２０ａ〜ｄ）が、少なくとも部分的に少なくとも１つのコンポーネントユニット（３０ａ〜ｄ、３６ａ）と一体形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの故障状態が、少なくとも１つのコンポーネントユニット（３０ａ〜ｃ、３６ａ）の許容できない温度変化であることを特徴とする、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項７】
前記許容できない温度変化が、前記少なくとも１つのコンポーネントユニット（３０ａ〜ｃ、３６ａ）の損傷温度よりも低く設定されている限界温度の超過であることを特徴とする、請求項６に記載の検出装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの故障状態が、圧力変化であることを特徴とする、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つのトレーサユニット（２０ａ）が、少なくとも１つの作動状態において特別に添加された少なくとも１つの別のトレーサ（２８ａ）を有していることを特徴とする、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのトレーサ（２６ａ）及び前記少なくとも１つの別のトレーサ（２８ａ）が、少なくとも大部分、さまざまなコンポーネントユニット（３０ａ、３６ａ）に接して及び／又はそれらの上に、及び／又は少なくとも１つのコンポーネントユニット（３０ａ、３６ａ）の異なるコンポーネント（３２ａ、３４ａ、３８ａ）に接して及び／又はそれらの上に配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の検出装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの検出ユニット（１２ａ）が、前記少なくとも１つの故障状態を、前記少なくとも１つのトレーサ（２６ａ）及び前記少なくとも１つの別のトレーサ（２８ａ）の信号のパターン認識によって調査するために設けられていることを特徴とする、少なくとも請求項９に記載の検出装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの検出ユニット（１２ａ〜ｄ）が、前記少なくとも１つのトレーサ（２８ａ〜ｄ）の解放の低下及び／又は中断を検出するために設けられていることを特徴とする、請求項１〜１１のうちいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの検出ユニット（１２ａ〜ｃ）が、少なくとも１つのデータインターフェース（１８ａ〜ｃ）を有しており、該データインターフェースは、検出された故障状態を上位のモニタシステムに転送するために設けられていることを特徴とする、請求項１〜１２のうちいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの検出ユニット（１２ｄ）が、少なくとも１つの信号ユニット（５０ｄ）を有し、該ユニットは、検出された故障状態を信号化するために設けられていることを特徴とする、請求項１〜１３のうちいずれか一項に記載の検出装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のうちいずれか一項に記載の検出装置（１０ａ〜ｄ）によって故障状態を検出するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの作動状態において特別に添加された少なくとも１つのトレーサを有する少なくとも１つのトレーサユニット、及び少なくとも１つのトレーサの解放された部分を検出する少なくとも１つの検出ユニットを備えた、少なくとも１つの故障状態を検出するための検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
故障状態を検知するため、例えばケーブル火災又は装置及び／又は構成部品内部のオーバプレッシャなど、故障状態を検知するために設けられている従来技術による検出装置は、故障状態によって発生する生成物、例えば焼け焦げたケーブル絶縁材によって離脱したケーブル絶縁材のプラスチック分子を検出する、という原理に基づいている。オーバプレッシャが生じると、機械的な保護被覆又は埋込みが損傷してトレーサが解放される。そのため、故障状態は、その状態が発生した時点でようやく確定することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、とくに、少なくとも１つの故障状態の検出を可能にし、しかも、好ましくは少なくとも１つの故障状態を、その故障状態によって引き起こされる次の損傷又は危険が発生する前に検出することを可能にする検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、少なくとも１つの作動状態において特別に添加された少なくとも１つのトレーサを有する少なくとも１つのトレーサユニット、及び少なくとも１つのトレーサの解放された部分を検出する少なくとも１つの検出ユニットを備えた、少なくとも１つの故障状態を検出するための検出装置である。
【０００５】
「故障状態」とは、とくに、安全な作動状態から逸脱した状態を意味するものとし、この故障状態においては、とくに、安全な作動状態で生じる条件から少なくとも大幅に逸脱している条件が優勢を占めており、例としては、とりわけ送電用構成部品、例えばケーブル又はケーブルハーネスなどの温度が急激に上昇している状態、又は容器及び／又は配管内の圧力が増加している状態、又は例えば宇宙空間において、とくに重力が低下している条件下で気圧損失が生じている状態などがある。好ましくは、検出しなければならない少なくとも１つの故障状態は、少なくとも１つの故障状態が、人に危険を及ぼす状態の発生に先行して始まるように、しかも、とくに少なくとも１つの故障状態が始まった時点では、人への危険をまだ排除することができるように選択されている。 
【０００６】
「トレーサユニット」とは、とくに、少なくとも１つの作動状態において特別に添加された少なくとも１つのトレーサを有するユニットを意味するものとし、このトレーサは、とくに少なくとも１つの作動状態において解放するために設けられ、とくに、少なくとも１つの故障状態において、時間単位当たりに解放される少なくとも１つのトレーサ量は、安全な作動状態において時間単位当たりに解放される少なくとも１つのトレーサ量よりも、少なくとも１０パーセント高く、有利には少なくとも５０パーセント高く、好ましくは少なくとも１００パーセント高い、又は少なくとも１０パーセント低く、有利には少なくとも５０パーセント低く、好ましくは少なくとも１００パーセント低い。少なくとも１つのトレーサが「少なくとも１つの作動状態において解放するために設けられている」とは、少なくとも１つのトレーサが特別に選択及び／又は配置されている、例えば特別に塗布及び／又は収容されており、これによって、少なくとも１つの作動状態において、少なくとも１つのトレーサの一部が周辺環境へ、詳細には少なくとも部分的に気体を含む周辺環境又は周辺の真空の中に移行することを意味するものとする。好ましくは、少なくとも１つのトレーサの個々の分子が気相に移行し、少なくとも部分的に気体を含む周辺環境内をランダムに分子運動することによって、及び／又は自然に発生するガス流及び／又は人工的に発生させたガス流によって、少なくとも１つの検出ユニットに到達する。「少なくとも１つの作動状態において少なくとも１つのトレーサを有する」とは、とくに、トレーサユニットが少なくとも１つのトレーサのストックを有し、トレーサが完全に排出されると、それ以上はもう使用できないことを意味するものとする。「特別に添加されているトレーサ」とは、とくに、構成部品の材料に加えて、構成部品の表面もしくは構成部品の被覆又は梱包に接して、及び／又は構成部品、構成部品の被覆又は梱包の中及び／又は上に配置されている物質を意味するものとし、この物質は、とくに周辺環境に対して、構成部品の材料又は構成部品の周辺環境よりも少なくとも０．１％、又は１０％、有利には少なくとも５０％、及び好ましくは少なくとも１００％高い蒸気圧を有しており、またこの物質は、少なくとも１つの検出ユニットに関して、周辺環境中に存在する少なくとも１つのトレーサの濃度がたとえほんの僅かであっても、このトレーサの検出が少なくとも１つの検出ユニットによって行われるように選択されている。とくに少なくとも１つのトレーサは、好ましくは、危険の際に生じる、とくに健康に被害を与える物質、例えば火災の際に生じるガス及び／又はケーブル火災によって分解するケーブル絶縁材の煙粒子などのエアロゾル粒子とは異なっている。とくに、少なくとも１つのトレーサは、トレーサユニット内の全量が完全に排出されても、それによって生じる濃度は人間には無害である。トレーサは、例えば、アルコール、ケトン、臭素、芳香物質などの有機物及び／又はアンモニア又は硫化水素などの無機物から形成することができる。とくに、トレーサは特別に選択されている、及び／又は特別に処理される形で塗布されているため、例えば、ケーブルの加熱によって限界温度を超過し、ケーブル絶縁材がくすぶり始める前に、又はモニタされている構成部品の僅かな圧力低下又は圧力上昇でトレーサが解放されることによって、環境条件が故障状態へと変化する際に、トレーサが故障状態の発生前に解放され、検出ユニットによって検出される。好ましくは、少なくとも１つのトレーサの分子は、その分子サイズが小さいため、トレーサの分子を取り込んでいる材料から放散することができるか、又は材料に生じた小さな機械的損傷から簡単に漏れ出ることができる。「検出ユニット」とは、とくに、少なくとも１つのトレーサを検出する少なくとも１つの検出エレメントを備えるユニットを意味するものとし、このユニットが少なくとも１つのトレーサの規定限界濃度の超過を検出した場合、このユニットは、信号、好ましくは電気信号、電子信号、機械的信号、視覚的又は聴覚的信号を送信する。基本的に、検出ユニットが少なくとも１つのトレーサを発見する検出は、さまざまな検出原理に基づくことができ、その例としては、光学的吸収測定、ガスクロマトグラフィ、ガスクロマトグラフィとそれに連結した質量分析法、赤外分光法、フーリエ変換分光法、イオン移動度分光法、イオン化検出、振動特性及び／又は容量及び／又はセンサのコンダクタンスが少なくとも１つのトレーサによって変動する方法、例えば金属酸化物センサでの方法などがある。好ましくは、電気信号は、基本的にケーブル及び／又は無線で伝達することができる。基本的に、検出ユニットは多数の検出エレメントを有することもでき、これらのエレメントは、少なくとも１つのトレーサを検出するために、又はさまざまなトレーサを検出するために設けられており、基本的には、規定の限界濃度を超過した場合に信号を発信する代わりに、複数の測定信号から１つのパターンが特定された場合にも信号を発信することができる。とくに、少なくとも１つの故障状態による危険が発生する前に、少なくとも１つの故障状態を検出することが達成可能である。
【０００７】
本発明の発展形態では、少なくとも１つのトレーサユニットが、少なくとも１つのキャリアエレメントを有しており、このキャリアエレメントに接して及び／又はキャリアエレメントの中に及び／又はキャリアエレメントの上に、少なくとも１つのトレーサが配置されている。「少なくとも１つのトレーサが、少なくとも１つのキャリアエレメントに接して及び／又はキャリアエレメントの中に及び／又はキャリアエレメントの上に配置されている」とは、少なくとも１つのトレーサがキャリアエレメントの少なくとも表面上に、及び／又はキャリアエレメントの材料の中に配置されていることを意味するものとし、このとき、少なくとも１つのトレーサは、基本的に表面全体を覆うことができる、及び／又はこのトレーサをキャリアエレメントの材料全体に混合する、及び／又は部分的にのみ塗布する及び／又は混合する及び／又は取り込むことができる。とくに、少なくとも１つのトレーサを、製造中にキャリアエレメントの少なくとも１つの表面上に塗布する、及び／又はキャリアエレメント表面を製造する際に、その表面上に配置することができる。とくに、少なくとも１つのトレーサを、少なくとも１つのキャリアエレメントを製造する際に、少なくとも１つのキャリアエレメントの材料の中に混合する、及び／又は後で取り込むことができ、このとき、キャリアエレメントは、少なくとも１つのトレーサを収容するために特別に設けられている空洞部又は細孔構造を有することができ、この細孔内に少なくとも１つのトレーサを結合させる、及び／又は取り込むことができる。キャリアエレメントは、例えば、コンポーネントユニットの少なくとも１つの表面のコーティングとして、例えば変圧器の上、送電ケーブルの上又は磁気共鳴断層撮影装置のような医療用ユニット及び／又は医療機器の上など、コンポーネントユニットのコンポーネント上に取り付ける独立したエレメント（例えばコンポーネントに固定するバッジなど）として、コンポーネントユニット内に組み込まれたエレメントとして、及び／又はコンポーネントユニットの少なくとも１つのコンポーネントの材料の中に追加されるエレメントとして形成されていてもよい。「コンポーネントユニット」とは、とくに、少なくとも１つのコンポーネントを備える少なくとも１つのユニットを意味するものとし、例としては、コンピュータ又はエアコン、もしくは磁気共鳴断層撮影装置又はレントゲン装置などの医療機器など、とくに作動中にジュール効果によって加熱される装置、及び／又は例えば送電ケーブル、変圧器及び／又は電気設備及び／又は圧力の加わる設備などの機能構成部品、例えばコンピュータ又は医療機器のカバーのような装置の表面、機能構成部品の表面、実験テーブルなどのその他の装置、又は空間を境界する壁の表面などがあり、このとき、とりわけ、壁によって境界された空間には、作動する装置類及び／又は保管材料による高い火災の危険性が存在している、及び／又は壁によって境界された空間が特別な環境条件（例えば宇宙飛行では空気のない周囲の空間）に晒されている。とくに、少なくとも１つのコンポーネントユニットは、例えば、実験で作動させるレーザが間違った方向に合わせられ、このレーザによって損傷するおそれがある平面によって形成されていてもよい。少なくとも１つのトレーサは、純粋な形で少なくとも１つのキャリアエレメントに接して及び／又はキャリアエレメントの中に塗布する及び／又は結合させることができ、もしくは例えば吸着体材料に粘着している結合した形で溶液及び／又はミセルの中に吸収させることができる、及び／又はマイクロカプセルの中に取り込むことができる、及び／又はキャリアエレメントの中及び／又は上に塗布する及び／又は結合させることができる。少なくとも１つのトレーサを少なくとも１つのキャリアエレメントの材料の中に結合させる場合、トレーサは、少なくとも１つのキャリアエレメントの材料を通って放散するために設けられているか、又は被覆の機械的損傷によって解放されるように設けられている。「設けられている」とは、とくに、特別に選択されている、設計されている、及び／又は装備されていることを意味するものとする。物質が特定の機能のために設けられているとは、とくに、この物質が少なくとも１つの使用状態及び／又は作動状態において特定の機能を満たす及び／又は実施するように選択されていることを意味するものとする。とくに、少なくとも１つのトレーサを、好ましくはとくに危険に晒されているポジションに有利に取り込むことができる。
【０００８】
さらに、キャリアエレメントが、少なくとも１つの吸着体材料を有していることが提案される。「吸着体材料」とは、とくに、少なくとも１つのトレーサを、表面に吸着する及び／又は材料孔の中に吸着する、詳細には材料孔を境界している材料壁の表面又はその他の空洞部の中に吸着する材料を意味するものとする。この吸着体材料は、例えば活性炭、カーボンナノチューブなどのナノ材料、ガスクロマトグラフィ又はガス浄化装置の部分から成る静的相、マイクロカプセル、ミセル及び／又は捕捉剤によって形成することができる。少なくとも１つのトレーサは、吸着体材料を製造する際すでに、吸着体材料に吸着されている、及び／又は吸着体材料によって吸着されていてもよく、及び／又は製造中及び／又は製造後に吸着のため吸着体材料の中に取り込むこともできる。とくに、少なくとも１つのトレーサの確実な塗布を達成することができ、とりわけ正常作動条件下において多くのトレーサが解放されないように保護することができる。
【０００９】
さらに、少なくとも１つのトレーサユニットが、少なくとも１つのトレーサを備える少なくとも１つのコーティングを具備することが提案される。このコーティングは、少なくとも１つのトレーサを純粋な形に及び／又は結合した形に維持することができる。とくに、少なくとも１つのコーティングを、少なくとも１つのコンポーネントユニット製造後に後付けで任意のポジションに、詳細には危険に晒されるポジションに塗布することができる。好ましくは、このコーティングが、少なくとも１つのキャリアエレメント及び／又は少なくとも１つのコンポーネントユニットの、周辺環境に対して開放されている表面に配置されているため、少なくとも１つのトレーサの解放された部分は、少なくとも１つの検出ユニットに直接達することができる。とくに、少なくとも１つのトレーサユニットの迅速かつ確実な塗布を達成することができる。
【００１０】
さらに、少なくとも１つのトレーサユニットが、少なくとも部分的に少なくとも１つのコンポーネントユニットと一体形成されていることが提案される。「少なくとも１つのトレーサユニットが、少なくとも部分的に少なくとも１つのコンポーネントユニットと一体形成されている」とは、とくに、少なくとも１つのトレーサユニットと少なくとも１つのコンポーネントユニットとが、少なくとも１つの共通のエレメントを有していることを意味するものとする。とくに、少なくとも１つのトレーサを、少なくとも１つのコンポーネントユニットの少なくとも１つのコンポーネントの上に塗布する、詳細には、例えば連続する、部分的又は点別のコーティング方法によって直接塗布することができる、及び／又は少なくとも１つのコンポーネントユニットの少なくとも１つのコンポーネント材料の中に組み込むことができる、及び／又は少なくとも１つのコンポーネントの製造時及び／又は少なくとも１つのコンポーネント材料の製造時に、少なくとも１つのコンポーネントの中に取り込むことができる。とくに、危険に晒されている及び／又は保護の必要なポジションへの直接的な接触を達成することができ、少なくとも１つのトレーサユニットのための独立した構成部品を節約することができる。
【００１１】
さらに、少なくとも１つの故障状態が、少なくとも１つのコンポーネントユニットの許容できない温度変化であることが提案される。「許容できない温度変化」とは、とくに、少なくとも１つのコンポーネントユニットの少なくとも１つのコンポーネントの温度変化、好ましくは加熱によって、少なくとも１つのコンポーネントユニットの温度が、正常な作動モードで想定されている温度範囲から離れることを意味するものとする。好ましくは、許容できない温度変化が、少なくとも１つのトレーサの解放された部分が検出されても、少なくとも１つのコンポーネントユニットは高い確率でまだ損傷していないように選択されている。とくに、少なくとも１つのコンポーネントユニットの許容できない加熱は、材料の分解及び／又は火災によって少なくとも１つのコンポーネントユニットの損傷を引き起こす、少なくとも１つのコンポーネントユニットの加熱よりも小さい。とくに、火災の危険を検出することが可能となり、それによって安全性を高めることができる。
【００１２】
さらに、許容できない温度変化が、少なくとも１つのコンポーネントユニットの損傷温度よりも低く設定されている限界温度の超過であることが提案される。とくに、火災の発生前に火災の危険を検出することが可能となり、それによって安全性を高めることができる。
【００１３】
さらに、少なくとも１つの故障状態が、圧力変化であることが提案される。「圧力変化」とは、とくに、あらかじめ設定されている空気圧及び／又はガス圧の限界値を下回る圧力低下又は上回る圧力上昇を意味するものとする。とくに、ほぼ真空の条件下、例えば宇宙船の中などでは、圧力低下が大きな危険となるが、それは、圧力低下によって、生命維持に重要であり、かつ限定的にしか持ち込まれていない大気気体の損失が生じ、さらに構造的損傷が引き起こされるおそれがあるからである。とくに、安全性を高めることができる。
【００１４】
さらに、少なくとも１つのトレーサユニットが、少なくとも１つの作動状態において特別に添加された少なくとも１つの別のトレーサを有していることが提案される。基本的に、少なくとも１つのトレーサ及び少なくとも１つの別のトレーサは、互いに混合されてもよく、あるいは互いに別々になっていてもよい。とくに、検出ユニットは、少なくとも１つのトレーサを検出するための検出エレメントと、少なくとも１つの別のトレーサを検出するための検出エレメントとを有しているため、少なくとも１つのトレーサ用の検出エレメントが故障しても、少なくとも１つの故障状態は、少なくとも１つの別のトレーサの検出によって引き続き検出可能である。もう１つの故障状態を検出するために、少なくとも１つの別のトレーサを設けることもでき、これによって、少なくとも１つのトレーサユニットを使って、少なくとも２つの故障状態を検出することができる。基本的には、少なくとも１つのトレーサと少なくとも１つの別のトレーサとを、同一の故障状態を異なる場所で検出するために設けることができる。とくに、検出の確率及び検出の確実性の向上及び／又は異なる故障状態の検出が達成可能となり、また、とくに追加的に、故障状態の空間分解も達成することができる。
【００１５】
さらに、少なくとも１つのトレーサ及び少なくとも１つの別のトレーサが、少なくとも部分的に、さまざまなコンポーネントユニットに接して及び／又はそれらの上に、及び／又は少なくとも１つのコンポーネントユニットの異なるコンポーネントに接して及び／又はそれらの上に配置されていることが提案される。とくに、故障状態の発生源となっている位置特定を容易にすることが可能となる。
【００１６】
さらに、少なくとも１つの検出ユニットが、少なくとも１つの故障状態を、少なくとも１つのトレーサ及び少なくとも１つの別のトレーサの信号のパターン認識によって調査するために設けられていることが提案される。とくに、少なくとも１つの検出ユニットは、例えば８種類のトレーサなど、多数のトレーサの信号のパターン認識によって故障状態を調査することができる。基本的に、この検出ユニットは、８種類程度のトレーサからの信号のパターン認識によって少なくとも１つの故障状態を調査するためにも形成することができる。とくに、化学的に類似した物質を含む混合気が発生した場合でも、少なくとも１つの検出ユニットの検出エレメントがそれらの物質に応答し、より多くのトレーサの特殊な信号を検出することにより、少なくとも１つの故障状態をより確実に検出することが可能となる。
【００１７】
さらに、少なくとも１つの検出ユニットが、少なくとも１つのトレーサの解放の減少及び／又は中断を検出するために設けられていることが提案される。このことは、少なくとも１つの故障状態で発生する化学物質の一般的な検出方法とは逆のモードとなる。とくに、少なくとも１つのトレーサは、正常な条件下において、少なくとも１つの検出ユニットの強い信号変動を引き起こす量が解放され、故障状態が発生すると、大幅に少ない量のトレーサが放出されるように設けられており、このことは、例えば、許容できない加熱によって、ほぼ揮発性のトレーサが、このトレーサを塗布している及び／又は取り込んでいる材料と化合して、ほぼ不揮発性になることによって行われる。とくに、安全性を高めることができる。
【００１８】
さらに、少なくとも１つの検出ユニットが、少なくとも１つのデータインターフェースを有しており、このデータインターフェースは、検出された故障状態を上位のモニタシステムに転送するために設けられていることが提案される。「上位のモニタシステム」とは、とくに、少なくとも１つの構成部品、装置及び／又は空間及び有利には多数の構成部品、装置及び／又は空間を検出装置によってモニタし、少なくとも１つの検出装置によって検出された故障状態を少なくとも１つの出力装置によって、少なくとも視覚的、光学的及び／又は聴覚的に表示するモニタシステムを意味するものとする。好ましくは、この上位のモニタシステムが、少なくとも１つのメモリユニットを具備しており、このメモリユニットの中には、故障状態の少なくとも１つの情報が、その他の追加情報、例えば故障状態の時刻及び場所などと一緒にメモリされる。とくに、安全性を高めることができる。
【００１９】
さらに、少なくとも１つの検出ユニットが、少なくとも１つの信号ユニットを有し、このユニットは、検出された故障状態を信号化するために設けられていることが提案される。「信号ユニット」とは、とくに、聴覚的、視覚的、電気的及び／又は機械的信号を発信するために設けられているユニットであり、信号を発信するために信号装置を有しているユニットを意味するものとし、その例としては、サイレン、スピーカ、ベル、警告灯、機械的又は電子的インジケータボード、メカニズムによって開くインジケータパネル及び／又はディスプレイなどがある。好ましくは、信号ユニットが、検出ユニットによってモニタされるスペース内に、及び／又は検出ユニットによってモニタされる構成部品の近くに配置されている。基本的に、この検出装置はメモリユニットを具備することができ、このメモリユニットの中には、故障状態の少なくとも１つの情報が、その他の追加情報、例えば故障状態の時刻及び場所などと一緒にメモリされる。とくに、高い確実性によって、少なくとも可能性のある危険状態及び／又は兆候のある危険状態への注意を喚起することができる。
【００２０】
さらに、本発明に基づく検出装置を用いて故障状態を検出する方法が提案される。
【００２１】
その他の利点は、以下の図から説明される。図には、本発明の４つの実施例が示されている。これらの図、説明及び請求項には、組合せの形で多数の特徴が含まれている。当業者は、これらの特徴を個々においても有利なものとみなし、その他の有効な組合せにまとめるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に基づく、トレーサユニットを備える検出装置の略図である。
【図２】本発明に基づく検出装置のトレーサユニットの詳細図である。
【図３】トレーサユニットの代替の実施形態を備える代替の検出装置の図である。
【図４】トレーサユニットの代替の実施形態を備えるもう１つの代替の検出装置の図である。
【図５】本発明に基づく、トレーサユニットを備えるもう１つの代替の検出装置の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、少なくとも１つの作動状態において特別に添加されたトレーサ２６ａを有するトレーサユニット２０ａ、及びトレーサ２６ａの解放された部分を検出する検出ユニット１２ａを備えた、少なくとも１つの故障状態を検出するための、本発明に基づく検出装置１０ａを示している。トレーサユニット２０ａは、キャリアエレメント２２ａを有し、このキャリアエレメントに接してトレーサ２６ａが配置されている。トレーサユニット２０ａは、部分的にコンポーネントユニット３０ａのコンポーネント３４ａと一体形成されており、トレーサ２６ａによるコーティングを備え、このコーティングは、キャリアエレメント２２ａと一体形成されているコンポーネント３４ａの表面上に配置されている。従って、トレーサユニット２０ａは、部分的にコンポーネントユニット３０ａと一体形成されている。コンポーネントユニット３０ａは、ガスレーザとして形成されているコンポーネント３２ａによって形成されており、このコンポーネントは、多数のケーブル４２ａ（図２）を備えるケーブルハーネスとして形成されているコンポーネント３４ａを介してもう１つのコンポーネントユニット３６ａと接続されており、このユニットは、電源供給として形成されているコンポーネント３８ａを有している。トレーサ２６ａは、コーティングとして、コンポーネント３４ａのケーブル絶縁材４０ａの上に塗布されている。検出装置１０ａを用いて検出される故障状態は、コンポーネントユニット３０ａの許容できない温度変化によって形成されており、許容できない温度変化は、少なくとも１つのコンポーネントユニット３０ａの損傷温度よりも低く設定されている限界温度の超過である。損傷温度は、ケーブル絶縁材４０ａの分解温度に相当する。トレーサ２６ａの蒸気圧が原因で、コンポーネントユニット３０ａの正常な作動条件下においては、トレーサ２６ａのいくつかの分子がコーティングから気相に移行し、大気を通じてトレーサ２６ａの検出のために特別に設計された検出エレメント１４ａへ達し、この検出エレメントが光学的吸収測定によってトレーサ２６ａを検出する。基本的に、検出エレメント１４ａは、例えばトレーサ２６ａによって変化する金属酸化物センサの電気的コンダクタンスなど、別の方法を用いてトレーサ２６ａを検出することもできる。正常な作動条件下での蒸気圧によって到達可能なトレーサ２６ａの濃度は、検出エレメント１４ａの検出限界値よりも低く、このとき、正常作動条件はコンポーネントユニット３０ａの安全な作動状態の作動条件に相当する。しかし、許容できない加熱が生じると、より多くのトレーサ２６ａの部分がコーティングから蒸発し、その結果生じる検出エレメント１４ａでのトレーサ２６ａの濃度が検出限界値を超過するため、故障状態が検出される。トレーサ２６ａは、許容できない加熱で限界温度の超過が生じた場合、解放速度が上昇することを目的として特別に選択されているため、限界温度を超えた場合、正常な作動条件下よりも、時間単位当たり少なくとも１パーセント多い分子が解放される。基本的には、限界温度を超えた場合に、物質の分子が気相に移行することを妨げるか、又は移行確率を大幅に低下させる反応を起こす物質も、トレーサ２６ａとして選択することが可能である。この場合、検出装置１０ａは、故障状態によって発生が少なくとも強まる物質が検出されることにより故障状態を検出するその他の一般的なモードとは逆のモードで作動し、検出ユニット１２ａは、このバリエーションにおいて、トレーサ２８ａの解放の低下及び／又は中断を検出するために設けられている。検出ユニット１２ａは、さらに、検出した故障状態を上位のモニタシステムに転送するためのデータインターフェース１８ａを有している。
【００２４】
トレーサユニット２０ａは、特別に添加された別のトレーサ２８ａを有し、このトレーサは、もう１つのキャリアエレメント４８ａの上に、コンポーネントユニット３６ａのコンポーネント３８ａの表面と一体形成されている。従って、トレーサ２６ａ及び別のトレーサ２８ａは、さまざまなコンポーネントユニット３０ａ、３６ａに配置されている。代替の方法として、これらのトレーサを、例えばコンポーネントユニット３０ａの異なるコンポーネント３２ａ、３４ａの上に配置することもできるであろう。別のトレーサ２８ａは、トレーサ２６ａと同じ故障状態を検出するために設計されているが、基本的に、別のトレーサ２８ａは、トレーサ２６ａに割り当てられている故障状態とは異なる別の故障状態を検出するために選択されていてもよい。検出ユニット１２ａは、もう１つの検出エレメント１６ａを有し、この検出エレメントは、別のトレーサ２８ａを検出するために特別に設計されている。異なるトレーサ２６ａ、２８ａのための異なる検出エレメント１４ａ、１６ａを用いて、故障状態の位置特定が可能であるため、故障状態を引き起こしている故障源を素早く発見することができる。もう１つの代替の実施形態では、検出ユニット１２ａが、個々の限界濃度の超過を検出する代わりに、トレーサ２６ａ及び別のトレーサ２８ａからの信号のパターン認識を用いて、少なくとも１つの故障状態を調査するために設けられている。
【００２５】
基本的には、トレーサ２６ａ及び／又は別のトレーサ２８ａを、コンポーネントユニット３０ａの限界温度を下回っている温度検出のために特別に選択することもでき、このことと、検出装置１０ａの、とくに逆モードでの作動とを組み合わせることができる。さらに、トレーサ２６ａ及び／又は別のトレーサ２８ａは、例えばガス配管などの構成部品における圧力上昇を検出するために設けることもできる。
【００２６】
図３〜５は、本発明のその他の３つの実施例を示している。以下の説明および図は、主としてこれらの実施例間の違いに限定され、同一の名称で表される構成部品に関して、とくに同じ符号を持つ構成部品に関しては、基本的に、その他の実施例の図及び／又は説明も参照することができ、とくに図１〜２の説明を参照することができる。実施例を区別するため、図１〜２の実施例の符号には文字ａが付けられている。図３〜５の実施例には、文字ａの代わりに文字ｂ〜ｄが用いられている。
【００２７】
図３には、少なくとも１つの作動状態において特別に添加されたトレーサ２６ｂを有するトレーサユニット２０ｂ、及びトレーサ２６ｂの解放された部分を検出する検出ユニット１２ｂを備えた、少なくとも１つの故障状態を検出するための代替の検出装置１０ｂが示されている。トレーサユニット２０ｂは、キャリアエレメント２２ｂを有し、このキャリアエレメントは、多数のケーブル４２ｂを備えるケーブルハーネスとして形成されている、コンポーネントユニット３０ｂのコンポーネント３２ｂのケーブル絶縁材４０ｂと一体形成されている。キャリアエレメント２２ｂは、活性炭によって形成されている吸着体材料２４ｂを有し、トレーサ２６ｂはこの材料に接し、かつこの材料の中に吸着されている。
【００２８】
少なくとも１つの作動状態において特別に添加されたトレーサ２６ｃを有するトレーサユニット２０ｃ、及びトレーサ２６ｃの解放された部分を検出する検出ユニット１２ｃを備えた、少なくとも１つの故障状態を検出するための検出装置１０ｃのもう１つの代替の実施形態では（図４）、トレーサユニット２０ｃのキャリアエレメント２２ｃが、ケーブルハーネスとして形成されている、コンポーネントユニット３０ｃのコンポーネント３２ｃのケーブル４２ｃの心線と一体形成されている。コンポーネントユニット３０ｃのコンポーネント３２ｃに許容できない加熱が生じた場合、正常な作動条件に比べて増加した量のトレーサ２６ｃが、ケーブル４２ｃからコンポーネント３２ｃのケーブル絶縁材４０ｃを通って検出ユニット１２ｃまで放散し、この検出ユニットでは検出エレメント１４ｃにおいてトレーサ２６ｃの濃度上昇が検出され、それによって故障状態が検出される。
【００２９】
少なくとも１つの作動状態において特別に添加されたトレーサ２６ｄを有するトレーサユニット２０ｄ、及びトレーサ２６ｄの解放された部分を検出する検出ユニット１２ｄを備えた、少なくとも１つの故障状態を検出するための検出装置１０ｄのもう１つの代替の実施形態が図５に示されている。検出装置１０ｄによって検出される故障状態は、圧力低下によって形成される圧力変化である。トレーサ２６ｄは、この場合、壁４６ｄの表面上にコーティングとして配置されており、従って、この壁はトレーサユニット２０ｄのキャリアエレメント２２ｄと一体形成されている。壁４６ｄは、コンポーネントユニット３０ｄを形成する。壁４６ｄは、宇宙船の場合、周辺を取り囲む真空に対して、宇宙カプセルの空間４４ｄを境界している。壁４６ｄが、例えば亀裂などで損傷した場合、大気は空間４４ｄから周辺の真空へと漏出し、圧力低下が生じる。大気の漏出により、トレーサ２６ｄの検出エレメント１４ｄでの濃度が減少する。逆モードで作動する検出ユニット１２ｄは、トレーサ２６ｄの濃度があらかじめ規定された限界濃度を下回った場合に故障状態を検出し、この限界濃度は、この濃度を下回っても、空気の欠乏によって人間が危険に晒されることにはなり得ないように選択されている。検出ユニット１２ｄは信号ユニット５０ｄを有し、このユニットは、検出された故障状態を信号化するために設けられている。信号ユニット５０ｄは、サイレンと組み合わされた警告灯として形成されており、この警告灯は、圧力低下が検出された場合に、聴覚的信号及び視覚的信号を発信し、この信号によって、空間４４ｄにいる人間に圧力低下への注意が喚起される。検出ユニット１２ｄはデータインターフェース１８ｄを有し、このデータインターフェースを用いて、検出ユニット１０ｄによって検出された故障状態が上位のモニタシステムに報告され、このモニタシステムでは、検出された故障状態が、故障発生の場所と時刻に関する追加情報と一緒にメモリユニットの中に保存される。
【符号の説明】
【００３０】
１０            検出装置
１２            検出ユニット
１４            検出エレメント
１６            検出エレメント
１８            データインターフェース
２０            トレーサユニット
２２            キャリアエレメント
２４            吸着体材料
２６            トレーサ
２８            トレーサ
３０            コンポーネントユニット
３２            コンポーネント
３４            コンポーネント
３６            コンポーネントユニット
３８            コンポーネント
４０            ケーブル絶縁材
４２            ケーブル
４４            空間
４６            壁
４８            キャリアエレメント
５０            信号ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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