(57)【要約】【課題】電気伝送路からのエネルギー漏洩を防止する方法および装置を提供する。【解決手段】伝送路からのエネルギー漏洩を防止する装置は、伝送路を「部分的に閉じられた」容器として扱う。周囲圧力とわずかに異なる圧力を有するガス流が伝送路の内部に供給され、ガスが伝送路と周囲環境の間を通過するのを可能にする導管が設けられる。次いで導管でのガス流量が検出され、監視される。流量が所定の閾値の外側に低下した場合は、電気エネルギー漏洩が示される。別の実施形態では、伝送路への入力ガスの圧力は、圧力スイッチによって絶えずチェックされ、この圧力スイッチは、伝送の完全性が損なわれた場合は圧力の変化を検出し、エネルギー源を無効にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー源に接続され、周囲環境内に位置する、部分的に閉じられた電気伝送路からのエネルギー漏洩を防止する装置であって、
あるガス圧力を有するガスを前記伝送路に注入するガス源と、
ガスがある流量で前記伝送路と前記周囲環境の間を通過するのを可能にする、前記伝送路に接続された導管と、
前記流量が所定の流量閾値の外側に低下したときに前記エネルギー源をシャットダウンする第１のモニタと
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ガス圧力が所定のガス圧力閾値の外側に低下したときに前記エネルギー源をシャットダウンする第２のモニタをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２のモニタは、前記注入されたガスの圧力を測定するガス圧力モニタと、前記測定されたガス圧力を前記所定のガス圧力閾値と比較する比較器とを備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第２のモニタは圧力スイッチを備えることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記第１のモニタは、前記流量を測定する流量モニタと、前記測定された流量を前記所定の流量閾値と比較する比較器とを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
エネルギー源に接続され、周囲環境内に位置する、部分的に閉じられた電気伝送路からのエネルギー漏洩を防止する方法であって、
（ａ）あるガス圧力を有するガスを前記伝送路に注入するステップと、
（ｂ）ガスがある流量で前記伝送路と前記周囲環境の間を通過するのを可能にするように、導管を前記伝送路に接続するステップと、
（ｃ）前記流量が所定の流量閾値の外側に低下したときに、前記エネルギー源をシャットダウンするステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
（ｄ）前記ガス圧力が所定のガス圧力閾値の外側に低下したときに、前記エネルギー源をシャットダウンするステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ｄ）は、前記注入されたガスの圧力を測定するステップと、前記測定されたガス圧力を前記所定のガス圧力閾値と比較するステップとを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ステップ（ｃ）は、前記流量を測定するステップと、前記測定された流量を前記所定の流量閾値と比較するステップとを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
マイクロ波源を核磁気共鳴測定システム内のプローブに接続し、周囲環境内に位置する、部分的に閉じられたマイクロ波導波管からのエネルギー漏洩を防止する装置であって、
前記マイクロ波源と前記プローブの間の前記導波管に挿入された結合器と、
あるガス圧力を有するガスを前記結合器を通じて前記導波管に注入するガス源と、
ガスがある流量で前記導波管と前記周囲環境の間を通過するのを可能にする、前記結合器を通じて前記導波管の内部に接続された排気導管と、
前記流量が所定の流量閾値の外側に低下したときに前記マイクロ波源をシャットダウンする第１のモニタと
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１１】
前記ガス圧力が所定のガス圧力閾値の外側に低下したときに前記マイクロ波源をシャットダウンする第２のモニタをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２のモニタは、前記注入されたガスの圧力を測定するガス圧力モニタと、前記測定されたガス圧力を前記所定のガス圧力閾値と比較する比較器とを備えることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２のモニタは圧力スイッチを備えることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１のモニタは、前記流量を測定する流量モニタと、前記測定された流量を前記所定の流量閾値と比較する比較器とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
エネルギー源に接続された、部分的に閉じられた電気伝送路からのエネルギー漏洩を防止する装置であって、
あるガス圧力を有するガスを前記伝送路に注入するガス源と、
前記ガス圧力が所定のガス圧力閾値の外側に低下したときに前記エネルギー源をシャットダウンするモニタと
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１６】
前記モニタは、前記注入されたガスの圧力を測定するガス圧力モニタと、前記測定されたガス圧力を前記所定のガス圧力閾値と比較する比較器とを備えることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記モニタは圧力スイッチを備えることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気伝送路からのエネルギー漏洩を防止する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気エネルギーは、しばしば供給源から供給先へ導波管すなわち伝送路を通じて伝送される。伝送路設計は、供給源と供給先の間の幾何学的配置、および電気エネルギーの周波数およびエネルギーレベルに応じて大きく変わる。たとえばマイクロ波エネルギーは、しばしば矩形の管に似た閉じられた導波管を通じて伝送される。通常はマイクロ波伝送路は、エネルギーを供給源から供給先へエネルギーを伝送するように互いに接続された様々な導波管部分品およびマイクロ波変更構成部品から製作される。
【０００３】
伝送路部分品および構成部品の正しいアラインメントは、効率的な電気エネルギー伝送に決定的に重要である。さらに、伝送路構成部品間の何らかのミスアラインメントは、エネルギー漏洩の可能性を生じる。一部の場合には、過大なエネルギー漏洩レベルは人員および機器に対して危険となり得る。
【０００４】
このような漏洩が起きた場合にエネルギー漏洩を検出するために、または人員および機器への損傷を防止するために、様々な従来の方法が用いられてきた。たとえば１つの一般的な手法は、伝送システムが位置する領域を物理的に保護することである。この手法は、囲い込むには伝送システムが大き過ぎる場合、またはシステムを操作するために操作者がいる必要がある場合は、しばしば非実用的である。さらにこのような構成は、実際上、人員が存在するときにはエネルギー源を無効にする機構が必要となる。さらに特別な構造なしでは、通常の壁または扉はエネルギー伝送を妨げることができない。
【０００５】
別の従来の手法は、伝送路構成部品を保護金属筐体内に囲い込むことである。この手法は筐体外へのエネルギー漏洩がなくなることを確実にするが、伝送路のミスアラインメントは検出せず、これは機器の動作およびエネルギー伝送効率に影響を及ぼす。さらに伝送路の一部が取り外し可能でなければならない場合は、エネルギー源を有効にする前に取り外し可能部品が再び取り付けられることを確実にする機構がない。
【０００６】
さらに他の手法は、正しい構成部品配置を確実にするために、伝送路構成部品に取り付けられた機械的または光学的スイッチを用いることである。しかし数多くの構成部品を有するシステムでは、特に伝送路の諸部分が取り外し可能な場合は、構成部品の正しい配置を検証するのに十分多くのスイッチを配置および接続することは難しい。別の懸念は、スイッチが容易に迂回または無効化され得ることである。
【０００７】
さらに他の手法は、伝送路の一方の端部に小さな電流を印加し、同じ電流に対して伝送路の反対側の端部を監視することである。しかし一部の伝送路は、伝送路内に意図的な電気的な中断点を有する。その結果この手法は、これらの中断点より先の伝送路の諸部分は監視しないことになる。他の伝送路システムは、導電性レール上に取り付けられ、したがって隣接するマイクロ波構成部品間で正しいアラインメントがなくても導電性を有し得る。
【０００８】
さらに他の手法は、光カーテンまたは近接センサを用いることである。これは、伝送システムが位置する領域をカバーするために複数の検出器を必要とし、コスト高となる。さらにセンサは、人員または物体が伝送システム近くの領域に入ったときには検出できるが、構成部品のミスアラインメントおよび付随する潜在的なエネルギー漏洩は対処されない。
【発明の概要】
【０００９】
本発明の原理によれば、伝送路は「部分的に閉じられた」容器として扱われる。周囲圧力とわずかに異なる圧力を有するガス流が伝送路の内部に供給され、ガスが伝送路の内部と周囲環境の間を通過するのを可能にするように、伝送路と周囲の環境の間に導管が設けられる。次いで導管でのガス流量が検出され、監視される。流量が所定の閾値の外側に低下した場合は、電気エネルギー漏洩が示される。この方法は、伝送路組立体に沿った小さな定常状態の漏れを補償することができ、伝送路の長さ全体にわたってミスアラインメントを監視する。
【００１０】
別の実施形態では、伝送路への入力ガスの圧力は、圧力スイッチによって絶えずチェックされ、この圧力スイッチは、伝送の完全性が損なわれた場合は圧力の変化を検出し、エネルギー源を無効にする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の伝送路の整合性監視装置のブロック概略図である。
【図２】電気伝送路からのエネルギー漏洩を防止する例示の方法におけるステップを示すフローチャートである。
【図３】核磁気共鳴システムの導波管へのエネルギー漏洩監視装置の応用例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の監視システム１００を備える装置を示し、図２は、それを使用する方法におけるステップを示すフローチャートである。本発明の原理によれば、電気エネルギー源とエネルギー供給先の間に接続されたすべての構成部品またはそれらのサブセットを含む伝送路は、部分的に閉じられた容器１０２として扱われる。本明細書で用いられる場合、部分的に閉じられた容器とは、少なくとも１つの定常状態の漏れが存在する閉じられた容器である。図１では、システム内のすべての定常状態の漏れは一緒に扱われ、累積の漏れ１０４として示される。
【００１３】
伝送路の電気的整合性を監視する方法はステップ２００で開始して、ステップ２０２へ進み、そこではガス源１０６からガスが、ガス入力端１０８を通じて伝送路１０２へ注入される。典型的にはガスは、周囲圧力とわずかに異なる圧力にある。この圧力は、周囲圧力よりわずかに高く、または周囲圧力よりわずかに低くすることができる。以下の説明では、この圧力は周囲圧力よりわずかに高いものとする。しかし当業者には、本発明の原理から逸脱せずに、周囲圧力よりわずかに低い圧力も用い得ることが理解されよう。一実施形態ではガス圧力は、１．５ＰＳＩ（１０．３ｋＰａ）から３．５ＰＳＩ（２４．１ｋＰａ）である。ガス圧力モニタ１１２は、たとえば図１に示されるように接続部１１０によってガス入力端１０８に取り付けられる。ガスは、ガス導管１１４を通じて伝送路システム１０２から出る。ガス導管１１４はガス流量モニタ１１６に接続され、それを通ってガスは最終的に１１８にてシステムから出る。図１は、ガスが１１８にて大気へ出るように示しているが、当業者にはガス排出口に対して他の構成をなし得ることが理解されよう。
【００１４】
ステップ２０４では、監視システムの設置時に、伝送路からの排気ガス流量が所定の最小量、たとえば１ＳＬＰＭとなるように入力ガス圧力が調整される。この調整は、それぞれの伝送路組立体における小さな定常状態のガスの漏れ１０４を補償する。
【００１５】
ステップ２０６で動作時には、ガスフローモニタ１１６は、排気ガス流量を絶えず監視する。伝送路構成部品間の何らかのミスアラインメントまたは位置ずれにより、追加のガスが流出できるようになり、したがって流量モニタ１１６を通るガスの流れを減少させる。流量モニタ１１６の出力は比較器１２２に接続され、比較器１２２は流量モニタ１１６の出力を、たとえば１ＳＬＰＭに設定することができる所定の最小流量閾値１２０と比較する。排気流量モニタ出力信号が、ステップ２１０で決定された最小流量閾値より低下した場合は、比較器出力信号は状態を変化し、ステップ２１４にて伝送路ミスアラインメントが修正されるまでエネルギー源をシャットオフする。方法は次いでステップ２１６で終了する。当業者には比較器１２２は、等価な機械的または電気機械的機構体によって置き換え得ることが理解されよう。
【００１６】
あるいはステップ２１０で、モニタ１１６によって検出された排気ガス流量が閾値未満ではないと判定された場合は、方法はステップ２０６に戻って排気ガス流量の監視を継続する。
【００１７】
別の実施形態では、排気ガス流量の監視に加えて、ステップ２０８にて伝送路への入力ガスの圧力が圧力モニタ１１２によって絶えずチェックされる。圧力モニタ１１２の出力は比較器１２８に接続され、比較器１２８はそれを最小圧力閾値１２６と比較する。伝送路の整合性が損なわれた場合は圧力モニタ１１２の出力は、ステップ２１２で検出されるように閾値より低下することになり、エネルギー源は、ステップ２１４に示されるようにシャットオフされる。次いで方法はステップ２１６で終了する。当業者には比較器１２８は、等価な機械的または電気機械的機構体によって置き換え得ることが理解されよう。
【００１８】
あるいはステップ２１２で、モニタ１１２によって検出された入力ガス圧力が閾値未満ではないと判定された場合は、方法はステップ２０６に戻って入力ガス圧力の監視を継続する。
【００１９】
図３は、核磁気共鳴装置３００において用いられるマイクロ波導波管への本発明の監視装置の応用例を示す。マイクロ波導波管は、導波管部分品３０２、３０６、３１０、３１４、および３１６を含む複数の構成部品を備える。導波管部分品は、コーナコネクタ３０８、３１２、および３１８によって互いに接続される。他の構成部品として減衰器３０４および３２０を含むことができる。導波管は、図の右側（図３には示さず）にあり導波管部分品３０２に接続されたマイクロ波源から、図の左側のＮＭＲプローブ３２２へマイクロ波エネルギーを伝導する。導波管は、台板３２４および立ち上がり板３２６を備える導電性スタンド上に支持される。
【００２０】
ガス源３２８（図３には示さず）からの加圧ガスは、供給源圧力を一定の低い圧力に低減するために圧力調節器３３２に印加される。この圧力は、圧力ゲージ３３４によって監視することができる。低い圧力のガスは、導波管部分品３１４と３１６の間に接続された結合器３４２へ導管３３８を通じて供給される。結合器３４２は、加圧ガスを導波管伝送路の内部に注入する。
【００２１】
結合器３４２はまた、導管３４４を通じてガスが伝送路から出ることを可能にする。導管３４４は、ガス流量モニタ３４６に接続される。排気ガスは、流量モニタ３４６から導管３４８を通じてガス排出口３５０（図３には示さず）に出る。動作時には流量モニタ３４６は、流量信号を信号調整電子回路３４０に供給する。さらに、ガス入力圧力が所定の最小ガス圧力閾値より低くなった場合は、その状態を圧力スイッチ３３６が検出し、信号調整電子回路３４０に通知する。信号調整電子回路３４０は、排気ガス流量が所定の最小流量閾値より低下したときに流量信号３５２を発生する。信号調整電子回路３４０はまた、入力ガス圧力が所定の最小ガス圧力閾値より低下したことを圧力スイッチ３３６が示したときに、ガス圧力信号３５４を発生する。信号３５２または３５４を用いてマイクロ波エネルギー源をターンオフすることができる。
【００２２】
したがって本発明のシステムは、導波管のミスアラインメントおよび整合性の破綻を検出することができる。さらに、加圧ガス源の故障も検出されるようになる。
【００２３】
本発明についてそのいくつかの実施形態を参照して示し説明してきたが、当業者には添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、本明細書で形態および詳細において様々な変更をなし得ることが理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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