專利名稱：用于柔性波導(dǎo)管的熱敏傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及光纜的保護(hù)裝置，具體地涉及構(gòu)造為基于光纖束中過量的熱產(chǎn)生警報的傳感器。
背景技術(shù)：
存在許多使用光纖線纜或電線纜的機(jī)電裝置，共同被稱為線纜，其中柔韌性是非常重要的。在某些應(yīng)用中，這些線纜經(jīng)受長時間會對線纜造成損害的重復(fù)彎曲操作。該損壞在電線纜的情況下可以引起電氣短路，或在光纖線纜的情況下由于光泄漏和熱量積聚導(dǎo)致線纜熔化。這兩種情形均可以引起安全問題和導(dǎo)致修復(fù)極其昂貴。計算機(jī)直接制版(CTP)機(jī)為該類型的問題展示了很好的示例。在CTP機(jī)中，一束光纖連接成像頭，該成像頭沿著旋轉(zhuǎn)鼓表面來回移動數(shù)次從而在連接鼓的介質(zhì)上產(chǎn)生圖像。為了檢測沿著高功率電傳輸線纜組件的熱過量，使用諸如來自ftx)tect0Wire(http:// protectowire. com/)公司的線性熱檢測器。不幸地，由于有限的結(jié)構(gòu)柔韌性，這些傳感器并不能用于某些線纜槽中。因此，本發(fā)明的目的是提供適用于柔性波導(dǎo)管的熱傳感器。本發(fā)明的目的還是提供由熱傳感器和熱檢測器檢測的信號觸發(fā)的警報模塊和聯(lián)鎖模塊。

發(fā)明內(nèi)容
簡言之，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于纖維束中的異常情況產(chǎn)生警報的設(shè)備，該設(shè)備包括纖維束內(nèi)的通風(fēng)管、適用于將空氣施加于通風(fēng)管的空氣壓縮機(jī)、與通風(fēng)管結(jié)合并耦合至通風(fēng)管上至少一個位置的至少一個傳感器。警報元件構(gòu)造為基于至少一個傳感器的異常測量產(chǎn)生警報。通過結(jié)合附圖閱讀下面的詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明顯看出本發(fā)明的這些和其他目的、特征和優(yōu)勢，在附圖中示出和描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。


圖1示出了具有氣壓傳感器和氣流傳感器的纖維束內(nèi)的通風(fēng)管；圖2示出了利用氣壓傳感器和氣流傳感器在纖維束內(nèi)的受損傷通風(fēng)管；圖3示出了纖維束內(nèi)的通風(fēng)管，電線插入了具有氣壓傳感器和氣流傳感器的該通風(fēng)管內(nèi)；圖4示出了纖維束內(nèi)受損傷的通風(fēng)管，電線插入了具有氣壓傳感器和氣流傳感器的該通風(fēng)管內(nèi)；和圖5示出了具有麥克風(fēng)傳感器的纖維束內(nèi)的通風(fēng)管。零件列表104、氣壓源108、氣流
112、通風(fēng)管116、纖維束120、氣流出口1M、進(jìn)口壓力傳感器128、進(jìn)口氣流傳感器132、出口壓力傳感器136、出口氣流傳感器140、氣流調(diào)節(jié)器144、控制器148、傳感器元件152、熱損傷區(qū)域156、測試驗(yàn)證信號160、傳感器數(shù)據(jù)采集164、在控制器和氣壓源之間的控制/狀態(tài)線168、氣流泄漏172、警報線176、通風(fēng)管開口180、在通風(fēng)管進(jìn)口處的空氣閥304、電線308、聯(lián)鎖裝置312、收縮的通風(fēng)管套筒504、在進(jìn)口的麥克風(fēng)傳感器508、在出口的麥克風(fēng)傳感器
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出了用于檢測多線纜結(jié)構(gòu)內(nèi)的過量熱的方法和設(shè)備。例如，當(dāng)配置高功率光纖耦合激光器時，應(yīng)當(dāng)引入激光器安全措施，從而避免出現(xiàn)危險狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，縱向傳感器元件將通知操作員在線纜內(nèi)和沿著線纜的熱過量，例如光纖束、電線纜管和相似的線纜結(jié)構(gòu)。例如，光纖束一般是由玻璃纖維制造的，其配置為傳輸從高功率激光器發(fā)射的光。沿著形成束的玻璃纖維的一個或多個位置中斷或切斷可以引起在一束纖維內(nèi)和沿著一束纖維產(chǎn)生過量的熱。為了示出，典型的成像裝置在其光學(xué)頭可以使用高功率光纖耦合激光二極管。由這種裝置傳遞的總光功率可以達(dá)到大約2000瓦特。使用該大小的功率電平需要提高警惕， 以便于不會發(fā)生危險情況。應(yīng)當(dāng)仔細(xì)地檢查線纜，防止光泄漏或線纜熔毀。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，在圖1中示出這種傳感器。通風(fēng)管112包括在纖維束 116中。通風(fēng)管112是利用具有預(yù)定熔解溫度且適于纖維束116穩(wěn)健運(yùn)行的材料構(gòu)造的。 氣壓源104適用于在纖維束116的操作期間將氣流108施加于通風(fēng)管112。施加的空氣在通風(fēng)管112中流動，并在氣流出口 120從通風(fēng)管112排出。氣流出口 120具有小直徑的氣流開口 176。通過氣流調(diào)節(jié)器140可以可選地調(diào)節(jié)開口直徑。
傳感器元件148連接纖維束116。可以根據(jù)不同類型的傳感器構(gòu)造傳感器元件，例如氣壓傳感器和氣流傳感器或其組合。這些傳感器可以定位在纖維束116的進(jìn)口和/或出口，和/或沿著纖維束116。圖1示出了由兩對傳感器構(gòu)成的傳感器元件148。兩個傳感器連接通風(fēng)管112的進(jìn)口，一個是進(jìn)口壓力傳感器124，另一個是進(jìn)口氣流傳感器128。此外，另外的兩個傳感器連接通風(fēng)管112的出口，一個是出口壓力傳感器132，另一個是出口氣流傳感器136?？刂破?44通過控制/狀態(tài)線164控制氣壓源104?？刂破?44有時還發(fā)送測試驗(yàn)證信號156，從而檢查傳感器元件148和通風(fēng)管開口 176的狀態(tài)?？刂破?44通過傳感器數(shù)據(jù)采集線160采集來自傳感器元件148的數(shù)據(jù)，并且該數(shù)據(jù)與應(yīng)該在正常操作期間讀取的期望值進(jìn)行比較。驗(yàn)證過程一般包括在預(yù)定時間間隔使得氣壓源104的操作停止。該步驟將在從傳感器元件148讀取數(shù)據(jù)和將讀取數(shù)據(jù)與正常操作數(shù)據(jù)比較之后進(jìn)行。作為一個示例，當(dāng)通風(fēng)管開口 176完全清空無任何阻塞時，在驗(yàn)證過程期間堵塞在通風(fēng)管112中的空氣比在通風(fēng)管開口 176部分阻塞的情況中從通風(fēng)管112中排空的更快。通過控制器144可以關(guān)于通風(fēng)管開口 176的可能問題向用戶產(chǎn)生警報。相似地，通過使氣壓源104停止和在預(yù)定時間間隔之后重啟氣壓源，來自傳感器元件148的讀數(shù)與在正常操作元件中的預(yù)期讀數(shù)相比較，因此當(dāng)檢測到傳感器元件148中出現(xiàn)異常情況時，可以產(chǎn)生警報。可選地，在通風(fēng)管112進(jìn)口處可以增加可控空氣閥180。在沿著通風(fēng)管112阻塞的情況中，可以結(jié)合進(jìn)口壓力傳感器1 檢查和估計沿著通風(fēng)管112的阻塞位置。這可以通過以下步驟實(shí)現(xiàn)a)打開空氣閥180使得阻塞的空氣從通風(fēng)管112中排出。b)關(guān)閉空氣閥180和將空氣施加于通風(fēng)管112。c)測量通風(fēng)管112中達(dá)到最大氣壓所需的時間。d)通過通風(fēng)管112直徑和達(dá)到最大氣壓所需的時間估計沿著通風(fēng)管112的阻塞位置，據(jù)此推斷通風(fēng)管112的阻塞段的長度。在操作中，氣壓源104將氣流108施加于通風(fēng)管112，施加的氣流108將從氣流出口 120處排出。通過在氣流進(jìn)口位置和氣流出口位置的傳感器124、128、132和136不斷地測量氣壓和氣流。顯示由進(jìn)口壓力傳感器124和出口壓力傳感器132測量的相似氣壓水平的相似測量結(jié)果將表明纖維束116正在進(jìn)行正常操作。相似地，由進(jìn)口氣流傳感器1 和出口氣流傳感器136測量的相同流動強(qiáng)度水平也將表明纖維束116正在進(jìn)行正常操作。在危險事件的情況中，例如熱過量或失火，通風(fēng)管112可能會如熱損傷區(qū)域152表明的那樣受損或毀壞。在該情形中，通風(fēng)管112內(nèi)的氣壓可以折斷正在熔化的管子，引起氣流泄漏168，如圖2中所示。由傳感器元件148檢測以上所述的危險情形。在通風(fēng)管112由于被火熔化而受損的情況中，氣流108阻塞在管子進(jìn)口和熱損傷區(qū)域152之間，導(dǎo)致進(jìn)口壓力傳感器124出現(xiàn)較高的壓力讀數(shù)，然而，出口壓力傳感器132將顯示沒壓力。在該情況中，氣流傳感器(1 ， 136)均不會讀取到任何氣流?？商鎿Q地，可以在熱損傷區(qū)域152中產(chǎn)生孔，使得氣流108從熱損傷區(qū)域152中排出且從受損通風(fēng)管112中泄露出去168。在該情形中，氣壓傳感器IM的讀數(shù)將顯示出比出口壓力傳感器132高得多的結(jié)果。相似地，進(jìn)口氣流傳感器1 將顯示出較高值，然而出口氣流傳感器136將顯示出無氣流。在該情形中，氣壓傳感器IM將讀取高壓力，且出口壓力傳感器132將顯示低壓力或無壓力。不同的傳感器元件148或其組合在傳感器結(jié)構(gòu)中有區(qū)別。例如，可以在通風(fēng)管112 的出口末端使用單個氣壓傳感器，并且產(chǎn)生關(guān)于通風(fēng)管112狀態(tài)的充分信息。這些讀數(shù)將表明引起調(diào)用聯(lián)鎖裝置使系統(tǒng)操作停止的異常情況，并通過警報線 172向用戶產(chǎn)生警報。在壓力傳感器(124、13 讀取不同值或氣流傳感器(128、136)讀取不同值的任何情形下均會產(chǎn)生這種警報。圖3示出了收縮的通風(fēng)管套筒312。收縮的通風(fēng)管套筒312將在預(yù)定溫度收縮。 套筒通常是由柔性材料構(gòu)造的，因此在操作期間可以彎曲。這樣的彎曲將會引起通風(fēng)管112 中出現(xiàn)阻塞，并產(chǎn)生錯誤的異常警報。圖3示出了插入通風(fēng)管112的電線304。由于其堅(jiān)固的特征，電線304將防止收縮的通風(fēng)管套筒312彎曲。此外，電線將連接聯(lián)鎖裝置308。 在火引起熱受損區(qū)域152(如圖4中所示)中出現(xiàn)損傷的情況中，電線將自動設(shè)定聯(lián)鎖裝置 308，從而停止激光器成像。圖5示出了代替氣流傳感器和氣壓傳感器使用的麥克風(fēng)傳感器504、508。麥克風(fēng)傳感器可以放置在接近通風(fēng)管112的進(jìn)口和/或出口處。測量由氣流產(chǎn)生的聲頻水平，并將其轉(zhuǎn)換為用流動強(qiáng)度表示，因此表明氣流級。相似地，測量由氣流湍流產(chǎn)生的壓力波動可以用于氣壓測量。
權(quán)利要求
1.一種對光纖束中的異常情況發(fā)出警報的設(shè)備，所述設(shè)備包含 所述光纖束內(nèi)的通風(fēng)管；將空氣供送至所述通風(fēng)管的空氣壓縮元件；用于檢測所述通風(fēng)管中的異常情況的至少一個傳感器；和被配置為通知由所述至少一個傳感器檢測到的異常測量的警報元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個傳感器是氣流傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個傳感器是氣壓傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述通風(fēng)管是由具有預(yù)定熔點(diǎn)的材料構(gòu)成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述異常情況是所述通風(fēng)管中的空氣泄漏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述異常情況是所述通風(fēng)管中的阻塞。
7.一種對光纖束中的異常情況發(fā)出警報的方法，所述方法包括以下步驟 將氣流施加到所述光纖束內(nèi)的通風(fēng)管中；利用至少一個傳感器測量所述通風(fēng)管內(nèi)的氣流；和發(fā)送關(guān)于所述至少一個傳感器的異常測量的警報信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中第二傳感器檢測在所述通風(fēng)管中的氣壓。
9.一種用于檢測光纖束內(nèi)的異常情況的設(shè)備，所述設(shè)備包含 所述光纖束內(nèi)的通風(fēng)管；用于將空氣供應(yīng)至所述通風(fēng)管的空氣壓縮機(jī)； 位于所述通風(fēng)管進(jìn)口處的第一壓力傳感器和第一氣流傳感器； 位于所述通風(fēng)管出口處的第二壓力傳感器和第二氣流傳感器； 用于比較來自所述進(jìn)口與出口壓力傳感器和所述進(jìn)口與出口氣流傳感器的壓力讀數(shù)和流量讀數(shù)的控制器；和其中一旦所述控制器檢測到所述通風(fēng)管中的異常情況就發(fā)送警報信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中由所述傳感器中的任何一個傳感器檢測到的異常情況都會引起所述控制器關(guān)閉與所述光纖相關(guān)聯(lián)的激光器。
11.一種對電線纜束中的異常情況發(fā)出警報的設(shè)備，所述設(shè)備包含 所述電線纜束內(nèi)的通風(fēng)管；用于將空氣供送至所述通風(fēng)管的空氣壓縮元件； 用于檢測所述通風(fēng)管中的異常情況的至少一個傳感器；和被配置為通知由所述至少一個傳感器檢測到的異常測量的警報元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對纖維束(116)內(nèi)的異常情況發(fā)出警報的設(shè)備。該設(shè)備包括構(gòu)造在纖維束內(nèi)的通風(fēng)管(112)、適用于將空氣施加到通風(fēng)管內(nèi)的空氣壓縮元件、被構(gòu)造為結(jié)合通風(fēng)管的至少一個傳感器(124、128、132、136、148)，其中至少一個傳感器耦合通風(fēng)管上的至少一個位置。警報元件(172、308)被構(gòu)造為對至少一個傳感器的異常測量發(fā)出通知。
文檔編號G01M3/28GK102575970SQ201080042590
公開日2012年7月11日 申請日期2010年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者T·奧爾帕克, V·博卡托夫斯基 申請人:伊斯曼柯達(dá)公司