(57)【要約】ファイバ束（１１６）内部の異常状態の警報を発生するように設計された装置。この装置は、ファイバ束の内部に構成された送気管（１１２）と、送気管に空気を供給するようになされた空気圧縮要素と、送気管とともに構成された少なくとも１つのセンサ（１２４、１２８、１３２、１３６、１４８）と、を備え、少なくとも１つのセンサが送気管上の少なくとも１つの位置に連結されている。警報要素（１７２、３０８）は、少なくとも１つのセンサの異常な測定値を知らせるように構成される。
2013506135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ束内の異常状態の警報を発生する装置であって、
前記光ファイバ束内の送気管と、
前記送気管内に空気を供給する空気圧縮要素と、
前記送気管内の異常状態を検出する少なくとも１つのセンサと、
前記少なくとも１つのセンサによる異常測定値を知らせるように構成された警報要素と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記少なくとも１つのセンサは空気流センサであることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、
前記少なくとも１つのセンサは空気圧センサであることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって、
前記送気管は、所定の溶融点を有する材料からなることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって、
前記異常状態は、前記送気管からの空気漏出であることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって、
前記異常状態は、前記送気管内の閉塞であることを特徴とする装置。
【請求項７】
光ファイバ束内の異常状態の警報を発生する方法であって、
前記ファイバ束内の送気管の中に空気流を供給するステップと、
前記送気管内の空気流を少なくとも１つのセンサで測定するステップと、
前記少なくとも１つのセンサの異常な測定値に関する警報信号を送信するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、
第二のセンサは前記送気管内の空気圧を検出することを特徴とする方法。
【請求項９】
光ファイバ束内の異常状態を検出する装置であって、
前記光ファイバ束内部の送気管と、
前記送気管に空気を供給する空気圧縮装置と、
前記送気管の入口に配置された第一の圧力センサと第一の空気流センサと、
前記送気管の出口に配置された第二の圧力センサと第二の空気流センサと、
前記入口および出口圧力センサと前記入口および出口流量センサからの圧力と流量の読み取り値を比較するコントローラと、
を備え、
前記コントローラが前記送気管内の異常状態を検出したときに、警報信号が送信されることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置であって、
前記センサのいずれか１つにより検出された異常状態によって、前記コントローラは、前記光ファイバに関連するレーザを停止させることを特徴とする装置。
【請求項１１】
電気ケーブル束内の異常状態の警報を発生する装置であって、
前記電気ケーブル束内の送気管と、
前記送気管に空気を供給する空気圧縮要素と、
前記送気管内の異常状態を検出する少なくとも１つのセンサと、
前記少なくとも１つのセンサによる異常な測定値を知らせるように構成された警報要素と、
を備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、光ケーブル用安全装置に関し、特に、光ファイバ束内の過熱状態の警報を発生するように構成されたセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバケーブルや電気ケーブル、総称してケーブルを利用した機械電気装置は数多くあり、このような装置においては、柔軟性が特に重要である。用途によっては、これらのケーブルには繰り返し曲げ動作が加えられ、これは、時間が経つと、ケーブルに損傷を与える可能性がある。このような損傷は、電気ケーブルであれば電気的ショート、光ファイバであれば光漏れや過熱によるケーブルの溶融を引き起こすかもしれない。こうした状況はいずれも、安全上の問題につながり、高コストの修理を要することになりうる。
【０００３】
コンピュータ・トゥ・プレート（ＣＴＰ）製版機は、この種の問題が発生するよい例である。ＣＴＰ製版機では、光ファイバの束がイメージングヘッドに取り付けられ、ヘッドを回転ドラムの表面に沿って何度も前後に移動させることにより、ドラムに装着された媒体上に画像を形成する。過熱検出のために、高出力の電気伝送ケーブルアセンブリに沿って、Ｐｒｏｔｅｃｔｏｗｉｒｅ（ｈｔｔｐ：／／ｐｒｏｔｅｃｔｏｗｉｒｅ．ｃｏｍ／）社等のリニア熱検出器が使用される。残念ながら、これらのセンサは、構造的柔軟性が限られているため、使用できないケーブルトレイもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２０７３８７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、フレキシブル導波路用の熱センサを提供することである。本発明の別の目的は、熱センサと熱検出器によって検出される信号によって作動される警報モジュールとインターロックモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
簡潔に言えば、本発明の１つの態様によれば、ファイバ束における異常状態の警報を発生する装置が提供され、この装置は、ファイバ束内の送気管と、送気管に空気を供給するようになされた空気圧縮器と、送気管と組み合わせられ、送気管の少なくとも１つの位置に連結された少なくとも１つのセンサを備える。警報要素は、少なくとも１つのセンサの異常な測定値について警報を発生するように構成される。
【０００７】
本発明の上記およびその他の目的、特徴および利点は、当業者にとって、本発明の例示的実施形態に関する以下の詳細な説明を添付の図面を参照しながら読むことによって明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】空気圧および空気流センサを備える、ファイバ束内の送気管を示す図である。
【図２】空気圧および空気流センサを使用する、ファイバ束内の損傷を受けた送気管を示す図である。
【図３】空気圧および空気流センサを備え、送気管の中に挿入された電気ワイヤを有する、ファイバ束内の送気管を示す図である。
【図４】空気圧および空気流センサを備え、送気管の中に挿入された電気ワイヤを有する、ファイバ束内の損傷を受けた送気管を示す図である。
【図５】マイクロフォンセンサを備える、ファイバ束内の送気管を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、マルチケーブル構成内の過熱状態を検出するための方法と装置を提案する。たとえば、高出力のファイバカップルレーザを利用する場合、危険な状態を防止するために、レーザ安全策を導入するべきである。
【００１０】
本発明によれば、長さ方向に設置されるセンサ要素が、光ファイバ束、電気ケーブル配管および同様のケーブル構成等のケーブルの中およびそれに沿って発生する過熱状態をオペレータに警告する。たとえば、光ファイバ束は通常、高出力レーザから発せられる光を伝送するように構成されたガラスファイバで製作される。ファイバ束の中およびそれに沿って発生する過熱状態は、束を形成するグラスファイバが１箇所または複数の箇所に沿った破損または切断していることが原因となっている可能性がある。
【００１１】
たとえば、一般的なイメージングデバイスでは、その光学ヘッドに高出力のファイバカップルレーザダイオードが用いられているかもしれない。このようなデバイスが伝送する光パワーの合計はおよそ２０００ワットに達することがある。このような大きさのパワーを使用する場合、危険な状況が発生しないように、より強力な警戒が必要となるかもしれない。ケーブルを慎重に検査し、光漏れやケーブルの溶融を防止するべきである。
【００１２】
本発明の１つの実施形態において、このようなセンサを図１に示す。送気管１１２が、ファイバ束１１６に組み込まれている。送気管１１２は、ファイバ束１１６の安定な動作に適した、所定の溶融温度を有する材料で構成される。空気圧発生源１０４は、ファイバ束１１６の動作中に、空気流１０８を送気管１１２の中に供給するようになされている。供給された空気は送気管１１２の中を流れ、空気流出口１２０において送気管１１２から放出される。空気流出口１２０には、小さな径の空気流開口部１７６が設けられている。開口部の直径は、必要に応じて、空気流調整装置１４０によって調整してもよい。
【００１３】
センサ要素１４８がファイバ束１１６に取り付けられている。センサ要素は、さまざまな種類のセンサ、たとえば圧力センサや空気流センサまたはそれらの組み合わせ等から構成してもよい。センサは、束１１６の入口および／または出口に、および／またはファイバ束１１６に沿って配置することができる。
【００１４】
図１は、２対のセンサからなるセンサ要素１４８を示している。２つのセンサが送気管１１２の入口に取り付けられており、これらは入口圧力センサ１２４と入口空気流センサ１２８である。それに加えて、他の２つのセンサが送気管１１２の出口に取り付けられており、これらは出口圧力センサ１３２と出口空気流センサ１３６である。
【００１５】
コントローラ１４４は、制御／状態ライン１６４を通じて空気圧発生源１０４を制御する。コントローラ１４４はまた、適時、試験検証信号１５６を送信して、センサ要素１４８および送気管開口部１７６の状態を検査する。センサ要素１４８からのデータは、センサデータ収集ライン１６０を通じてコントローラ１４４によって収集され、正常動作中に読み取られるはずの予想値と比較される。検証手順では通常、所定の期間にわたって空気圧発生源１０４の動作を停止させる。その後、センサ要素１４８からのデータを読み取り、読み取られたデータを正常動作と比較する。たとえば、送気管開口部１７６がまったく詰まりのない状態であれば、送気管１１２の中に捕捉された空気が検証手順中に排出される速度は、送気管開口部１７６が部分的に詰まっている場合よりはるかに速い。それを利用して、コントローラ１４４は使用者に対し、送気管開口部１７６に関する問題に関する警報を発することができる。同様に、空気圧発生源１０４を停止させ、所定の時間が経過した後に動作を再開させることにより、センサ要素１４８からの読み取り値を正常動作時の予想読み取り値と比較し、これによって、センサ要素１４８の中の異常状態を検出すると、警報を発生する。
【００１６】
必要に応じて、制御式の空気弁１８０を送気管１１２の入り口に追加することができる。送気管１１２が閉塞した場合、空気弁１８０を入口圧力センサ１２４とともに使用し、送気管１１２に沿った閉塞位置をチェックし、推測することができる。これは、以下のステップで実現できる。
ａ）空気弁１８０を開け、捕捉された空気を送気管１１２から排出させる。
ｂ）空気弁１８０を閉じ、空気を送気管１１２の中に供給する。
ｃ）送気管１１２内が最大空気圧に達するまでの時間を測定する。
ｄ）送気管１１２の直径と、最大空気圧に達するのに要した時間から、送気管１１２の閉塞部分の長さを差し引くことにより、送気管１１２に沿った閉塞位置を予測する。
【００１７】
動作中、空気圧発生源１０４が空気流１０８を送気管１１２の中に供給し、供給された空気流１０８は空気流出口１２０から排出される。空気圧と空気流は、空気流入口と空気流出口の位置において、センサ１２４、１２８、１３２、１３６によって常時測定される。入口圧力センサ１２４と出口圧力センサ１３２によって測定された空気圧レベルが同様であることを示す同様の測定結果は、ファイバ束１１６の正常動作時に得られる。同様に、入口空気流センサ１２８と出口空気流センサ１３６により測定される等しい空気流強度レベルもまた、正常動作時に得られる。
【００１８】
危険な状態、たとえば過熱または発火等が発生すると、送気管１１２は、熱損傷部１５２によって示されるように、損傷または破壊されることがある。この場合、送気管１１２の中の空気圧は、図２に示されるように、溶融した管を破損させて、空気流の漏れ１６８を引き起こす可能性がある。
【００１９】
上記のような危険な状態は、センサ要素１４８によって検出される。発火による溶融によって送気管１１２が損傷した場合、空気流１０８は管入口と熱損傷部１５２の間に捕捉される可能性があり、その結果、入口圧力センサ１２４の圧力数値が高くなり、出口圧力センサ１３２が示す圧力はゼロとなる。この場合、空気流センサ（１２８、１３６）はどちらも、空気流を読み取らない。
【００２０】
あるいは、熱損傷部１５２に穴が開き、空気流１０８が熱損傷部１５２から出て、損傷した送気管１１２からの漏出１６８が発生することがある。この場合、空気圧センサ１２４の読み取り値は、出口圧力センサ１３２より大幅に高くなる。同様に、入口空気流センサ１２８は高い数値を示すのに対し、出力空気流センサ１３６が示す空気流はほとんどゼロである。この場合、入口空気圧センサ１２４は高い圧力値を示し、出口圧力センサ１３２の圧力値は低いか、ゼロとなる。
【００２１】
センサ要素１４８の組み合わせや種類は、それぞれのセンサ構成で違っていてもよい。たとえば、送気管１１２の出口端に１つの空気圧センサを使用して、送気管１１２の状態に関する十分な情報を生成することができる。
【００２２】
上記の読み取り値は、インターロックを作動させて、システム動作を停止させ、警報ライン１７２を通じて使用者に警報を発生するべき異常な状態を示す。このような警報は、圧力センサ（１２４、１３２）の読み取り値が異なる、または流量センサ（１２８、１３６）の読み取り値が異なる、どの段階でも発生させるべきである。
【００２３】
図３は、収縮性送気管スリーブ３１２を示す。収縮性送気管スリーブ３１２は、所定の温度で収縮する。スリーブは通常、柔軟材料で構成されるため、動作中に曲がる。このように曲がることによって、送気管１１２が閉塞して、誤った異常警報が発生される。図３は、送気管１１２に挿入された電気ワイヤ３０４を示す。電気ワイヤ３０４は、その頑丈な特徴から、収縮性送気管スリーブ３１２が曲がるのを防止する。さらに、電気ワイヤは、インターロック３０８に接続されている。発火によって熱損傷部１５２が損傷した場合（図４に示される）、電気ワイヤは自動的にインターロック３０８をセットして、レーザイメージングを停止する。
【００２４】
図５は、空気流センサと空気圧センサの代わりにマイクロフォンセンサ５０４、５０８を使用できることを示している。マイクロフォンセンサは、送気管１１２の入口および／または出口の付近に設置することができる。空気流によって発生する音響レベルが測定され、気流の強度に変換され、それによって空気流量が示される。同様に、乱流気流により発生する圧力振動の測定を空気圧の測定に利用できる。
【符号の説明】
【００２５】
１０４  空気圧発生源
１０８  空気流
１１２  送気管
１１６  ファイバ束
１２０  空気流出口
１２４  入口圧力センサ
１２８  入口空気流センサ
１３２  出口圧力センサ
１３６  出口空気流センサ
１４０  空気流調整装置
１４４  コントローラ
１４８  センサ要素
１５２  熱損傷部
１５６  試験検証信号
１６０  センサデータ収集
１６４  コントローラと空気圧発生源の間の制御／状態ライン
１６８  空気流漏出
１７２  警報ライン
１７６  送気管開口部
１８０  送気管入口の空気弁
３０４  電気ワイヤ
３０８  インターロック
３１２  収縮性送気管スリーブ
５０４  入口のマイクロフォンセンサ
５０８  出口のマイクロフォンセンサ
【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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【国際調査報告】
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