DE3880375T2

DE3880375T2 - Verzweigtes sensorsystem.

Info

Publication number: DE3880375T2
Application number: DE8888304957T
Authority: DE
Inventors: Heinrich Koppitsch; Francis Sparling
Original assignee: Raychem Corp
Current assignee: Raychem Corp
Priority date: 1987-06-03
Filing date: 1988-05-31
Publication date: 1993-07-29
Anticipated expiration: 2008-06-01
Also published as: JP2622400B2; JPS646839A; EP0294159B1; EP0294159A1; US4843327A; DK301188D0; NO882429D0; AU616183B2; CA1325252C; DE3880375D1; KR890000900A; ATE88575T1; DK301188A; AU1731688A; NO882429L

Description

Die Erfindung betrifft ein Sensorkabel zur Verwendung beim Detektieren und Erhalten von Information über ein Ereignis.
Die EP-Patentveröffentlichungen Nr. 133 748, 160 440, 144 211, 164 838, 160 441, 191 547, 222 012 und 242 029 geben Verfahren und Vorrichtungen zum Detektieren und Erhalten (insbesondere Lokalisieren) von Information über Änderungen von Variablen an. Solche Änderungen werden in diesen Anmeldungen und auch in der vorliegenden Anmeldung mit dem allgemeinen Begriff "Ereignis" bezeichnet. Bei einer bevorzugten Ausfü.hrungsform solcher Verfahren und bei weiteren Verfahren wird ein Sensorkabel verwendet, das zwei isolierte Drähte und zwei "nichtisolierte" Drähte aufweist, die bei Abwesenheit eines Ereignisses nicht miteinander verbunden sind, die aber bei Auftreten eines Ereignisses elektrisch miteinander verbunden werden. Die nichtisolierten Drähte können beispielsweise eine Metallseele aufweisen, die von einem leitfähigen Polymermantel umgeben ist, so daß die Drähte elektrisch verbunden werden, wenn ein Wasserleck vorliegt. Die Möglichkeit der Verbindung kann beispielsweise an allen Punkten entlang einem langen Weg oder über ausgewählte Streckenabschnitte oder an diskreten Stellen eines langen Wegs existieren; beispielsweise können die nichtisolierten Drähte Drähte sein, die mit Ausnahme von beabstandeten Stellen isoliert sind und die an einer oder mehreren dieser Stellen durch einen Schalter verbunden werden können, der durch das Auftreten eines Ereignisses an der Position dieses Schalters eingeschaltet wird.
Wenn ein solches Vierdraht-Sensorkabel verwendet wird, um Ereignisse entlang einem Weg zu detektieren, der ein oder mehrere Abzweigwege aufweist, die sich von einem Hauptweg (oder Fernleitungsweg) erstrecken, kann das Kabel einfach entlang dem Abzweigweg zu dem Ende des Abzweigwegs und dann direkt zurück zu dem Fernleitungsweg geführt werden. Dies kann jedoch zu irreführenden Ergebnissen führen, da ein Ereignis, das entlang dem Abzweig auftritt, eine Verbindung der nichtisolierten Drähte sowohl in dem abgehenden Abzweigleitungskabel als auch in dem ankommenden Abzweigleitungskabel bewirken kann. Dieses Problem kann überwunden werden, indem man das Sensorkabel nur von dem Verbindungspunkt der Fernleitungs- und Abzweigwege zu dem Ende des Abzweigwegs verlaufen läßt und indem man vier isolierte "Verbindungsdrähte" verwendet, um die entsprechenden Verbindungen von dem Ende des Abzweigs zurück zu der Fernleitung herzustellen; dies ist jedoch eine teure und unvorteilhafte Lösung, insbesondere bei beschränktem Raum, beispielsweise in einem Doppel-Containment-System.
Die EP-A-0 133 748 gibt in bezug auf ihre Figur 24 eine Anordnung zum Lokalisieren von Ereignissen entlang einem verzweigten Weg an. Bei dieser Anordnung resultiert das Auftreten eines Ereignisses darin, daß eine Verbindung zwischen einem elektrisch leitfähigen Lokalisierungselement und einem elektrisch leitfähigen Quellenelement hergestellt wird, so daß ein Meßkreis mit einer Stromquelle gebildet wird, wodurch die Messung eines Spannungsabfalls in dem Kreis genutzt werden kann, um die Stelle des Ereignisses zu bestimmen. Mit dieser angegebenen Anordnung ist es jedoch schwierig, eine zweifelsfreie Lokalisierung des Ereignisses zu gewährleisten.
Es wurde nun erkannt, daß bei einem verzweigten System, das ein Vierdraht-Sensorkabel verwendet, die beiden isolierten Drähte nicht in der Abzweigleitung benötigt werden, um die Funktionen zu erfüllen, für die sie erforderlich sind, wenn das Vierdraht-Sensorkabel Teil einer Fernleitung ist, und daß diese isolierten Drähte deshalb (a) als isolierte Verbindungsdrähte verwendet werden können, um die nichtisolierten Drähte zwischen dem Verbindungspunkt eines Abzweigs und dem Ende eines Abzweigs zu verbinden, oder (b) an dem Ende eines Abzweigs miteinander und mit ankommenden und abgehenden Enden eines der isolierten Drähte an dem Verbindungspunkt eines Abzweigs verbunden werden können, wodurch eine Schleife um den Abzweig herum für die Zwecke der Kontinuitätsprüfung gebildet wird.
Deshalb sind die isolierten Drähte des Fernleitungskabels einfach über den Verbindungspunkt miteinander verbunden; die nichtisolierten Drähte des Abzweigs sind verbunden (a) an dem Verbindungspunkt mit den nichtisolierten Drähten, die in dem Verbindungspunkt entlang dem Fernleitungsweg ankommen (oder davon abgehen), und (b) an dem Ende des Abzweigs mit den isolierten Drähten des Abzweigs; und die isolierten Drähte des Abzweigs sind an dem Verbindungspunkt mit den nichtisolierten Drähten verbunden, die von dem Verbindungspunkt entlang dem Fernleitungsweg abgehen (oder darin ankommen). Auf diese Weise werden die Fehler, die bei einem einfachen Schleifensystem auftreten können, im wesentlichen reduziert oder beseitigt ebenso wie die Kosten für den Rückführungsabschnitt des Vierdraht-Sensorkabels oder der Nachteil und die Kosten der Verwendung von getrennten Verbindungsdrähten. Ferner können die Verbindungen, die an dem Ende der Abzweigleitung herzustellen sind, die gleichen sein wie diejenigen, die an dem Ende der Fernleitung hergestellt sind, so daß die gleiche Terminiervorrichtung verwendet werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher ein Sensorkabel zur Verwendung beim Detektieren und Erhalten von Information über ein Ereignis angegeben, wobei das Kabel aufweist
(A) ein Fernleitungskabel, das einem langen Fernleitungsweg folgt, der ein nahes Ende und ein fernes Ende hat; und das lange elektrisch leitfähige Elemente aufweist; und
(B) wenigstens ein Abzweigleitungskabel, das ebenfalls lange elektrisch leitfähige Elemente aufweist und von dem Fernleitungskabel von einem Zwischenpunkt entlang dem Fernleitungsweg verläuft und einem langen Abzweigweg von dem Zwischenpunkt zu einem fernen Punkt folgt;
wobei das Auftreten eines Ereignisses in einer elektrischen Verbindung zwischen zwei der genannten langen elektrisch leitfähigen Elemente resultiert, wobei das Kabel dadurch gekennzeichnet ist, daß
das Fernleitungskabel vier lange elektrisch leitfähige Elemente aufweist,
wobei das erste und das zweite Element jeweils entlang der Gesamtlänge des Fernleitungswegs verlaufen, jedoch an jedem Zwischenpunkt diskontinuierlich sind, um ein ankommendes Ende, das dem nahen Ende des Fernleitungswegs näher ist, und ein abgehendes Ende, das dem fernen Ende des Fernleitungswegs näher ist, zu bilden,
das dritte und das vierte Element jeweils kontinuierlich entlang der Gesamtlänge des Fernleitungswegs verlaufen,
das erste und das dritte Element an dem fernen Ende des Fernleitungskabels elektrisch miteinander verbunden sind und das zweite und das vierte Element an dem fernen Ende des Fernleitungskabels elektrisch miteinander verbunden sind;
das wenigstens eine Abzweigleitungskabel ein fünftes, sechstes, siebtes und achtes langes elektrisch leitfähiges Element aufweist, die jeweils kontinuierlich entlang der Gesamtlänge des Abzweigwegs verlaufen und an dem Zwischenpunkt ein erstes Ende sowie an dem fernen Punkt ein zweites Ende haben;
die ersten Enden des fünften, sechsten, siebten und achten Elements jeweils entweder mit den ankommenden oder abgehenden Enden des ersten und zweiten Elements verbunden sind und die zweiten Enden des fünften und sechsten Elements jeweils mit jedem der zweiten Enden des siebten und achten Elements verbunden sind;
das erste und zweite Element (a) bei Abwesenheit eines Ereignisses voneinander und von anderen Komponenten des Kabels entlang der Länge des Kabels isoliert sind mit Ausnahme der Verbindungen an jedem Zwischenpunkt und an dem fernen Ende des Fernleitungskabels und (b) bei Auftreten eines Ereignisses an einem Punkt entlang dem Fernleitungsweg an diesem Punkt elektrisch miteinander verbunden werden;
das dritte und vierte Element sowohl bei Abwesenheit eines Ereignisses als auch bei Auftreten eines Ereignisses voneinander und von anderen Komponenten des Kabels entlang der Länge des Kabels elektrisch isoliert sind mit Ausnahme der genannten Verbindungen an dem fernen Ende des Fernleitungskabels;
das fünfte und sechste Element (a) bei Abwesenheit eines Ereignisses voneinander und von anderen Komponenten des Kabels isoliert sind mit Ausnahme der genannten Verbindungen an jedem Zwischenpunkt und dem fernen Punkt und (b) bei Auftreten eines Ereignisses an einem Punkt entlang dem Abzweigweg an diesem Punkt elektrisch miteinander verbunden werden; und
das siebte und achte Element sowohl bei Abwesenheit eines Ereignisses als auch bei Auftreten eines Ereignisses voneinander und von anderen Komponenten des Kabels elektrisch isoliert sind mit Ausnahme der genannten Verbindungen an jedem Zwischenpunkt und dem fernen Punkt.
Im Fall eines Sensorkabels gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Detektieren und Erhalten von Information über das Ereignis bevorzugt derart, daß bei Auftreten des Ereignisses an einer Stelle entlang dem Kabel an dieser Stelle eine elektrische Verbindung entweder zwischen dem ersten und dem zweiten Element oder zwischen dem fünften und dem sechsten Element hergestellt wird; und das Herstellen der genannten Verbindung in einem System resultiert, bei dem
das erste Element (a) an dem nahen Ende des Fernleitungswegs mit einer Stromquelle und mit einer Spannungsmeßeinrichtung und (b) an dem fernen Ende des Fernleitungswegs mit dem dritten Element elektrisch verbunden ist;
(ii) das dritte Element (a) an dem nahen Ende des Fernleitungswegs mit der Spannungsmeßeinrichtung und an dem fernen Ende des Fernleitungswegs mit dem ersten Element elektrisch verbunden ist;
(iii) das vierte Element (a) an dem nahen Ende des Fernleitungswegs mit der Stromquelle und (b) an dem fernen Ende des Fernleitungswegs mit dem zweiten Element elektrisch verbunden ist;
(iv) ein Meßkreis vorhanden ist, in dem ein Strom bekannter Größe fließt und der aufweist
(a) die Teile des zweiten, sechsten und siebten Elements, die zwischen dem Verbindungspunkt und dem fernen Ende des Fernleitungswegs liegen,
(b) die Verbindung,
(c) die Teile des ersten, fünften und achten Elements, die zwischen dem Verbindungspunkt und dem nahen Ende des Fernleitungswegs liegen,
(d) das vierte Element des Fernleitungskabels und
(e) die Stromquelle,
und
(v) ein Referenzkreis vorhanden ist, der aufweist
(a) das erste, fünfte und achte Element,
(b) das dritte Element und
(c) die Spannungsmeßeinrichtung;
so daß die von der Spannungsmeßeinrichtung gemessene Spannung genutzt werden kann, um die Stelle des Verbindungspunkts zu bestimmen. Gewünschtenfalls kann die Vorrichtung derart sein, daß bei Abwesenheit eines Ereignisses kein Strom durch das erste bis achte lange Element fließt. Alternativ kann ein Strom vorhanden sein, der im Vergleich zu dem Strom bekannter Größe, der in dem Meßkreis fließt, beispielsweise für die Zwecke der Kontinuitätsprüfung, relativ klein ist.
Bei bevorzugten Vorrichtungen dieser Art ist an allen Punkten an dem Sensorkabel, an denen das Auftreten eines Ereignisses eine Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Element oder dem fünften und sechsten Element bewirken kann, die Summe (a) der Widerstandswerte des ersten, fünften und achten Elements und aller Widerstände in Reihe damit zwischen dem nahen Ende und dem Verbindungspunkt und (b) der Widerstandswerte des zweiten, sechsten und siebten Elements und aller Widerstände in Reihe damit zwischen dem Verbindungspunkt und dem fernen Ende von der Stelle des Verbindungspunkts im wesentlichen unabhängig.
Um dieses Ergebnis zu erzielen, ist es bevorzugt, daß das Sensorkabel derart angeordnet ist, daß:
(i) die ankommenden Enden des ersten und zweiten Elements an jedem Zwischenpunkt jeweils mit den ersten Enden des fünften und sechsten Elements verbunden sind oder jeweils mit den ersten Enden des siebten und achten Elements verbunden sind;
(ii) die abgehenden Enden des ersten und zweiten Elements an jedem Zwischenpunkt jeweils mit den ersten Enden des achten und siebten Elements verbunden sind oder jeweils mit den ersten Enden des fünften und sechsten Elements verbunden sind;
(iii) die zweiten Enden des fünften und achten Elements an jedem fernen Punkt verbunden sind; und
(iv) die zweiten Enden des sechsten und siebten Elements an jedem fernen Punkt verbunden sind.
Das Fernleitungskabel weist ein erstes, zweites, drittes und viertes langes elektrisch leitfähiges Element auf. Für alle Segmente der Fernleitung, entlang denen das Detektieren eines Ereignisses nicht erforderlich ist, kann das Kabel einfach vier isolierte Drähte aufweisen, die niedrigen Widerstand haben. Für alle längeren Segmente, entlang denen das Detektieren eines Ereignisses erforderlich ist, kann das Fernleitungskabel zwei niederohmige isolierte Drähte und zwei hochohmige, mit leitfähigem Polymer beschichtete Drähte aufweisen, die elektrisch miteinander verbunden werden, wenn ein Ereignis auftritt, beispielsweise ein Lecken von Wasser oder eines anderen Eletrolyten, oder ein Lecken eines Kohlenwasserstoffs oder eines anderen organischen Fluids, das ein Quellen einer Komponente in dem Kabel verursacht und dadurch eine elektrische Verbindung bewirkt; die hochohmigen Drähte sind bevorzugt identisch und haben einen Widerstandsbelag, der unter den Betriebsbedingungen im wesentlichen unveränderlich ist. Das Fernleitungskabel kann ferner voneinander beabstandete Stellen aufweisen, an denen bei Auftreten eines Ereignisses, beispielsweise durch die Betätigung eines Schalters, eine Verbindung zwischen dem Quellen- und Lokalisierungselement erfolgt. Eine Form von Schalter ist ein Paar von mit leitfähigem Polymer beschichteten Drähten, die sich von dem Fernleitungskabel erstrecken; der eine Draht ist mit dem Quellenelement und der andere mit dem Lokalisierungselement verbunden. Das Paar von Drähten kann Teil eines Zonenkabels sein, das sich von dem Fernleitungskabel erstreckt und das zusätzlich zwei isolierte niederohmige Drähte aufweist, die als eine Schleife verbunden sind, um Teil des Rückführungselements zu bilden und somit das Prüfen der Kontinuität des Systems zu ermöglichen.
Das Abzweigleitungskabel kann die gleichen Eigenschaften haben, wie sie oben für das Fernleitungskabel beschrieben sind, mit der Ausnahme, daß wenigstens ein Teil der Abzweigleitung Elemente aufweist, die bei Auftreten eines Ereignisses elektrisch verbunden werden. Die Erfindung ist jedoch besonders brauchbar, wenn das Abzweigleitungskabel zwei niederohmige isolierte Drähte (die gleich oder verschieden sein können) und zwei mit leitfähigem Polymer beschichtete Drähte (die bevorzugt gleich sind) aufweist, insbesondere wenn wenigstens ein Teil des Fernleitungskabels im wesentlichen die gleiche physische Konstruktion wie das Abzweigleitungskabel hat. Insbesondere unter solchen Umständen ist es bevorzugt, Widerstände in den Verbindungen zwischen den mit leitfähigem Polymer beschichteten Drähten anzuordnen; dies resultiert in Diskontinuitäten in den möglichen Meßwerten der Spannungsmeßeinrichtung, so daß trotz eines kleinen Fehlers in dem Meßwert die Stelle des Ereignisses als in der Fernleitung bzw. der Abzweigleitung liegend identifiziert werden kann.
Bevorzugt ist das Sensorkabel gemäß der Erfindung derart, daß wenigstens eines der Abzweigleitungskabel wenigstens ein Zonenkabel aufweist, das von dem Abzweigleitungskabel von einem Unter-Zwischenpunkt verläuft und einem langen Zonenweg von dem Unter-Zwischenpunkt zu einem fernen Zonenpunkt folgt, wobei das Zonenkabel ein neuntes, zehntes, elftes und zwölftes langes elektrisch leitfähiges Element aufweist, die jeweils kontinuierlich entlang der Gesamtlänge des Zonenwegs verlaufen und ein erstes Ende an dem Unter-Zwischenpunkt und ein zweites Ende an dem fernen Zonenpunkt haben;
das fünfte und sechste Element jeweils kontinuierlich entlang der Gesamtlänge des Abzweigwegs verlaufen, entweder das siebte oder das achte Element entlang der Gesamtlänge des Abzweigwegs verläuft und das jeweils andere des siebten und achten Elements entlang der Gesamtlänge des Abzweigwegs verläuft, jedoch an jedem Unter-Zwischenpunkt diskontinuierlich ist, um ein ankommendes Ende, das dem Zwischenpunkt näher ist, und ein abgehendes Ende, das dem fernen Punkt näher ist, zu bilden;
die ersten Enden des neunten und zehnten Elements jeweils mit dem fünften und sechsten Element an dem Unter-Zwischenpunkt verbunden sind;
das neunte und zehnte Element (a) bei Abwesenheit eines Ereignisses voneinander und von anderen Komponenten des Kabels isoliert sind mit Ausnahme der Verbindungen an dem Unter-Zwischenpunkt und (b) bei Auftreten eines Ereignisses an einem Punkt entlang dem Zonenweg an diesem Punkt elektrisch miteinander verbunden werden;
die nahen Enden des elften und zwölften Elements jeweils mit den ankommenden und abgehenden Enden des siebten oder achten Elements an dem Unter-Zwischenpunkt verbunden sind und die fernen Enden des elften und zwölften Elements an dem fernen Zonenpunkt miteinander verbunden sind;
das elfte und zwölfte Element sowohl bei Abwesenheit eines Ereignisses als auch bei Auftreten eines Ereignisses voneinander und von anderen Komponenten des Kabels isoliert sind mit Ausnahme der genannten Verbindungen an dem Unter- Zwischenpunkt und an dem fernen Zonenpunkt; und
das Kabel angrenzend an jeden Unter-Zwischenpunkt zwei identische Widerstände aufweist, wobei einer Teil des fünften Elements vor dem Unter-Zwischenpunkt und der andere Teil des sechsten Elements nach dem Unter-Zwischenpunkt bildet.
Ein sehr brauchbares Merkmal der Vorrichtung, die das Sensorkabel der vorliegenden Erfindung verwendet, ist, daß sie an einem Einbauort aus vorterminierten Kabeln und vormontierten Verbindungs- und Terminiereinheiten, die in einer Fabrik hergestellt werden können, zusammengebaut werden kann, wodurch die Notwendigkeit, Verdrahtungen an Ort und Stelle vorzunehmen, mit dem damit verbunden Risiko eines Fehlers beseitigt ist. Die verschiedenen Verbindungs- und Terminiereinheiten können als flexible Kabelbäume oder in Kästen montiert (und gewünschtenfalls abgedichtet) werden.
Nachstehend wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der jede der Figuren ein Stromdiagramm einer Vorrichtung ist, die aufweist:
(A) eine Konstantstromquelle (100);
(B) ein hochohmiges Voltmeter (200);
(C) ein Fernleitungskabel, das ein nahes Ende (300) und ein fernes Ende (400) hat und das aus einer Vielzahl von Segmenten besteht, wobei jedes Segment ein erstes Element (11, 12, 13 usw.), ein zweites Element (21, 22, 23 usw.), ein drittes Element (31, 32, 33 usw.) und ein viertes Element (41, 42, 43 usw.) aufweist; und
(D) wenigstens ein Abzweigleitungskabel, das von einem Zwischenpunkt (500) entlang dem Fernleitungsweg zu einem fernen Punkt (600) verläuft und das aus ein oder mehr Segmenten besteht, wobei jedes Segment ein fünftes Element (51, 52, 53 usw.), ein sechstes Element (61, 62, 63 usw.), ein siebtes Element (71, 72, 73 usw.) und ein achtes Element (81, 82, 83 usw.) aufweist.
In jeder der Figuren umrahmen die Strichlinien Komponenten, die in einer Fabrikationsanlage geeignet vormontiert werden können, (beispielsweise als ein Kasten oder ein flexibler Kabelbaum), mit geeigneten Verbindungseinrichtungen für die Kabel, die den Rest der Vorrichtung bilden. Die vormontierten Teile und die Kabel können dann am Einbauort montiert werden.
Nachstehend wird auf Figur 1 Bezug genommen, die gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ein Fernleitungskabel, mit dem zwei identische Abzweigleitungskabel verbunden sind, aufweist. Das Segment des Fernleitungskabels, das dem nahen Ende 300 am nächsten ist, weist vier niederohmige isolierte Drähte 11, 21, 31 und 41 auf und verläuft entlang einem Weg, entlang dem das Detektieren eines Ereignisses nicht erforderlich ist. Das zweite, dritte und vierte Segment des Fernleitungskabels weisen zwei niederohmige isolierte Drähte 32, 33 und 34 sowie 42, 43 und 44 und zwei identische hochohmige, mit leitfähigem Polymer beschichtete Drähte 12, 13 und 14 sowie 22, 23 und 24 auf, die miteinander verbunden werden, wenn ein Ereignis auftritt, beispielsweise ein Austreten von Wasser oder eines Kohlenwasserstoffs. An jedem Zwischenpunkt 500 sind das Fernleitungskabel und das Abzweigleitungskabel mit einem vormontierten T-Verbinder 501 verbunden, der das Auftreten eines Ereignisses nicht detektiert, der die gezeigten Verbindungen herstellt und der vier identische Widerstände 1, 2, 3 und 4 aufweist. Das Abzweigleitungskabel hat ein einziges Segment, das von dem Zwischenpunkt 500 zu dem fernen Punkt 600 verläuft und das die gleiche physische Konstruktion wie das zweite Segment des Fernleitungskabels hat und zwei niederohmige isolierte Drähte 71 und 81 und zwei identische hochohmige, mit leitfähigem Polymer beschichtete Drähte 51 und 61 aufweist, die miteinander verbunden werden, wenn ein Ereignis auftritt. An dem fernen Punkt 600 ist das Abzweigleitungskabel mit einer vormontierten Abschlußeinrichtung 601 verbunden, die die gezeigten Verbindungen herstellt. Das letzte Segment des Fernleitungskabels ist mit einer vormontierten Abschlußeinrichtung 602 verbunden, die die gezeigten Verbindungen herstellt und die mit der Abschlußeinrichtung 601 identisch sein kann.
Die Drähte 11, 12, 51 und 13, die Widerstände 1 und 2 und die Verbindungen zwischen ihnen bilden gemeinsam ein Lokalisierungselement. Die Drähte 21, 22, 61 und 23, die Widerstände 3 und 4 und die Verbindungen zwischen ihnen bilden gemeinsam ein Quellenelement.
Wenn das Auftreten eines Ereignisses bewirkt, daß eine Verbindung an einem einzigen Punkt entlang den Fernleitungs- oder Abzweigleitungskabeln (d. h. zwischen den Elementen 12 und 22 oder den Elementen 51 und 61 oder den Elementen 13 und 23) hergestellt wird, hängt die von dem Voltmeter gemessene Spannung von dem Widerstand des Lokalisierungselements zwischen dem nahen Ende 300 und dem Verbindungspunkt ab. Durch Kenntnis des Widerstandsbelags der verschiedenen Komponenten oder durch vorheriges Erstellen eines Systemplans zeigt die gemessene Spannung die Stelle des Ereignisses an. Die Widerstände 1, 2, 3 und 4 gewährleisten, daß ein Bediener trotz eines kleinen Fehlers in der Spannungsmessung zwischen einem Ereignis an einem Ende des Fernleitungskabels nahe einem T-Verbinder und einem Ereignis an dem Ende eines Abzweigleitungskabels nahe einem T-Verbinder oder an dem Ende eines Abzweigleitungskabels nahe einer Abschlußeinrichtung 601 unterscheiden kann.
In Figur 1 sind die Verbindungen in den T-Verbindern zwischen den Elementen 51 und 12, 61 und 22, 71 und 23 sowie 81 und 13. Da jedoch die Elemente 71 und 81 einen wesentlich niedrigeren Widerstand als die Elemente 51 und 61 haben, könnten Ergebnisse, die im wesentlichen gleich sind, erhalten werden, indem man die Verbindungen zwischen 51 und 12 (wie vorher), 81 und 13 (wie vorher), 61 und 23 sowie 71 und 22 herstellt; und Ergebnisse, die gleich präzise oder im wesentlichen ebenso präzise sind, bei denen jedoch Stellen an der Abzweigleitung von dem fernen Punkt anstelle des Zwischenpunkts gemessen wurden, könnten erhalten werden, indem man die Verbindungen zwischen 12 und 71, 22 und 81, 51 und 23 sowie 61 und 13 (gleich präzise) oder zwischen 12 und 71, 22 und 51, 81 und 23 sowie 61 und 13 (im wesentlichen ebenso präzise) herstellt.
Figur 2 zeigt zwei Abzweigleitungen, es könnte aber jede Anzahl von Abzweigleitungen vorgesehen sein.
Nachstehend wird auf Figur 2 Bezug genommen, die ein System zeigt, das das Auftreten eines Ereignisses in einer von einer Vielzahl von Zonen, aber nicht anderswo detektiert und die Zone identifiziert, in der das Ereignis stattgefunden hat, aber nicht die Stelle des Ereignisses in der Zone identifiziert. Zwischen den Zonen weisen sowohl das Fernleitungskabel als auch das Abzweigleitungskabel vier isolierte niederohmige Drähte auf. In jeder Zone verläuft ein erster mit leitfähigem Polymer beschichteter Draht von dem Lokalisierungselement, und ein zweiter mit leitfähigem Polymer beschichteter Draht verläuft von dem Quellenelement, und zwar nahe dem ersten Draht, aber nicht in Berührung damit; bei Auftreten eines Ereignisses irgendwo in der Zone werden der erste und der zweite Draht in elektrischen Kontakt gebracht und verbinden dadurch das Quellen- und das Lokalisierungselement. Widerstände sind in dem Lokalisierungselement angeordnet, so daß die von dem Voltmeter gemessene Spannung die Zone identifiziert, in der ein Ereignis stattgefunden hat, und Abgleichwiderstände sind in dem Quellenelement angeordnet.
Das Segment des Fernleitungskabels, das dem nahen Ende 300 am nächsten ist, weist vier niederohmige Drähte 11, 21, 31 und 41 auf. An dem Zwischenpunkt 500 sind das Fernleitungskabel und das Abzweigleitungskabel mit einem vormontierten T-Verbinder 501 verbunden, der die gezeigten Verbindungen herstellt. Das erste Segment des Abzweigleitungskabels hat die gleiche physische Konstruktion wie das Fernleitungskabel und enthält vier niederohmige isolierte Drähte und ist mit einem T-Zonen-Verbinder 701 verbunden, der die gezeigten Verbindungen zwischen einem Zonenkabel und dem ersten und zweiten Segment des Abzweigleitungskabels herstellt und der die Widerstände 5 und 6 enthält. Das Zonenkabel hat die gleiche physische Konstruktion wie das Abzweigleitungskabel von Figur 1 und enthält zwei niederohmige isolierte Drähte 171 und 181 sowie zwei mit leitfähigem Polymer beschichtete Drähte 151 und 161. Es ist jedoch sowohl an den T-Zonen-Verbinder 701 als auch an die Zonen- Abschlußeinrichtung 801 anders angeschlossen; die Drähte 171 und 181 sind als eine Schleife zwischen isolierten Drähten 81 und 82 verbunden, so daß es möglich ist, eine Kontinuitätsprüfung des Zonenkabels durchzuführen. Das zweite Segment des Abzweigleitungskabels enthält ebenfalls vier isolierte Drähte 52, 62, 72 und 82. Das zweite Segment ist mit einem weiteren T-Zonen-Verbinder 702 verbunden, der gleich wie 701 ist und mit dem ein zweites Zonenkabel verbunden ist, das isolierte Drähte 271 und 281 und mit leitfähigem Polymer beschichtete Drähte 251 und 261 aufweist und in der Zonen-Abschlußeinrichtung 802 terminiert. Eine Abschlußeinrichtung 603, die gleich wie die in Figur 1 verwendete Abschlußeinrichtung 601 sein kann, stellt die geeigneten Verbindungen an dem Ende der Abzweigleitung her.
Das zweite Segment des Fernleitungskabels, das vier isolierte Drähte 12, 22, 32 und 42 aufweist, ist über einen Endzonen-Verbinder 901 mit einem Zonenkabel verbunden, das dem in den anderen Zonen entspricht, das zwei isolierte Drähte 371 und 381 und zwei mit leitfähigem Polymer beschichtete Drähte 351 und 361 aufweist und das mit einer Zonen-Abschlußeinrichtung 803 verbunden ist.

Claims

1. Sensorkabel zur Verwendung beim Detektieren und Erhalten von Information über ein Ereignis, wobei das Kabel aufweist:

(A) ein Fernleitungskabel, das einem langen Fernleitungsweg folgt, der ein nahes Ende (300) und ein fernes Ende (400) hat; und das lange elektrisch leitfähige Elemente aufweist; und

(B) wenigstens ein Abzweigleitungskabel, das ebenfalls lange elektrisch leitfähige Elemente aufweist und von dem Fernleitungskabel von einem Zwischenpunkt (500) entlang dem Fernleitungsweg verläuft und einem langen Abzweigweg von dem Zwischenpunkt (500) zu einem fernen Punkt (600) folgt;

wobei das Auftreten eines Ereignisses in einer elektrischen Verbindung zwischen zwei der genannten langen elektrisch leitfähigen Elemente resultiert, dadurch gekennzeichnet, daß

das Fernleitungskabel vier lange elektrisch leitfähige Elemente aufweist,

wobei das erste (11, 12, ...) und das zweite (21, 22, 30 ...) Element jeweils entlang der Gesamtlänge des Fernleitungswegs verlaufen, jedoch an jedem Zwischenpunkt (500) diskontinuierlich sind, um ein ankommendes Ende, das dem nahen Ende (300) des Fernleitungswegs näher ist, und ein abgehendes Ende, das dem fernen Ende (400) des Fernleitungswegs näher ist, zu bilden,

das dritte (31, 32, ...) und das vierte (41, 42, ...) Element jeweils kontinuierlich entlang der Gesamtlänge des Fernleitungswegs verlaufen,

das erste und das dritte Element an dem fernen Ende (400) des Fernleitungskabels elektrisch miteinander verbunden sind und das zweite und das vierte Element an dem fernen Ende (400) des Fernleitungskabels elektrisch miteinander verbunden sind;

das wenigstens eine Abzweigleitungskabel ein fünftes (51), sechstes (61), siebtes (71) und achtes (81) langes elektrisch leitfähiges Element aufweist, die jeweils kontinuierlich entlang der Gesamtlänge des Abzweigwegs verlaufen und an dem Zwischenpunkt (500) ein erstes Ende sowie an dem fernen Punkt (600) ein zweites Ende haben;

die ersten Enden des fünften, sechsten, siebten und achten Elements jeweils entweder mit den ankommenden oder abgehenden Enden des ersten und zweiten Elements verbunden sind und die zweiten Enden des fünften und sechsten Elements jeweils mit jedem der zweiten Enden des siebten und achten Elements verbunden sind;

das erste und zweite Element (a) bei Abwesenheit eines Ereignisses voneinander und von anderen Komponenten des Kabels entlang der Länge des Kabels isoliert sind mit Ausnahme der Verbindungen an jedem Zwischenpunkt (500) und an dem fernen Ende (400) des Fernleitungskabels und (b) bei Auftreten eines Ereignisses an einem Punkt entlang dem Fernleitungsweg an diesem Punkt elektrisch miteinander verbunden werden;

das dritte und vierte Element sowohl bei Abwesenheit eines Ereignisses als auch bei Auftreten eines Ereignisses voneinander und von anderen Komponenten des Kabels entlang der Länge des Kabels elektrisch isoliert sind mit Ausnahme der genannten Verbindungen an dem fernen Ende (400) des Fernleitungskabels;

das fünfte (51) und sechste (61) Element (a) bei Abwesenheit eines Ereignisses voneinander und von anderen Komponenten des Kabels isoliert sind mit Ausnahme der genannten Verbindungen an jedem Zwischenpunkt (500) und dem fernen Punkt (600) und (b) bei Auftreten eines Ereignisses an einem Punkt entlang dem Abzweigweg an diesem Punkt elektrisch miteinander verbunden werden; und

das siebte (71) und achte (81) Element sowohl bei Abwesenheit eines Ereignisses als auch bei Auftreten eines Ereignisses voneinander und von anderen Komponenten des Kabels elektrisch isoliert sind mit Ausnahme der genannten Verbindungen an jedem Zwischenpunkt (500) und dem fernen Punkt (600).

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

(i) die ankommenden Enden des ersten (11, 12, 13, ...) und zweiten (21, 22, 23, ...) Elements an jedem Zwischenpunkt (500) jeweils mit den ersten Enden des fünften (51) und sechsten (61) Elements verbunden sind oder jeweils mit den ersten Ende des siebten (71) und achten (81) Elements verbunden sind;

(ii) die abgehenden Enden des ersten (11, 12, 13, ...) und zweiten (21, 22, 23, ...) Elements an jedem Zwischenpunkt (500) jeweils mit den ersten Enden des achten (81) und siebten (71) Elements verbunden sind oder jeweils mit den ersten Enden des fünften (51) und sechsten (61) Elements verbunden sind;

(iii) die zweiten Enden des fünften (51) und achten (81) Elements an jedem fernen Punkt (600) verbunden sind; und

(iv) die zweiten Enden des sechsten (61) und siebten (71) Elements an jedem fernen Punkt (600) verbunden sind.

3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die physische Konstruktion wenigstens eines Teils des Fernleitungskabels mit der physischen Konstruktion wenigstens eines Teils des wenigstens einen Abzweigleitungskabels identisch ist.

4. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil sowohl des fünften als auch des sechsten Elements einen metallischen Draht aufweist, der von einem leitfähigen Polymer elektrisch umgeben ist.

5. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es vier identische Widerstände (1, 2, 3, 4) angrenzend an jeden Zwischenpunkt aufweist, wobei die Widerstände jeweils eine der genannten Verbindungen zwischen den ersten Enden des fünften, sechsten, siebten und achten Elements und den ankommenden und abgehenden Enden des ersten und zweiten Elements herstellen.

6. Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fernleitungskabel eine Vielzahl von vor-terminierten Kabellängen aufweist, wobei jede Länge einen Teil des ersten, zweiten, dritten und vierten Elements aufweist; daß jedes Abzweigleitungskabel eine vor-terminierte Kabellänge aufweist, die das fünfte, sechste, siebte und achte Element aufweist; daß an jedem Zwischenpunkt die vorterminierten Längen und das Fernleitungskabel sowie die Abzweigleitungskabel durch identische Terminiereinheiten terminiert sind; und daß das Fernleitungskabel und die Abzweigleitungskabel durch identische Terminiereinheiten terminiert sind.

7. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß

wenigstens eines der Abzweigleitungskabel wenigstens ein Zonenkabel aufweist, das von dem Abzweigleitungskabel von einem Unter-Zwischenpunkt (700) verläuft und einem langen Zonenweg von dem Unter-Zwischenpunkt (700) zu einem fernen Zonenpunkt (800) folgt, wobei das Zonenkabel ein neuntes (151, 251), zehntes (161, 261), elftes (171, 271) und zwölftes (181, 281) langes elektrisch leitfähiges Element aufweist, die jeweils kontinuierlich entlang der Gesamtlänge des Zonenwegs verlaufen und ein erstes Ende an dem Unter-Zwischenpunkt (700) und ein zweites Ende an dem fernen Zonenpunkt (800) haben;

das fünfte (51, 52) und sechste (61, 62) Element jeweils kontinuierlich entlang der Gesamtlänge des Abzweigwegs verlaufen, entweder das siebte (71, 72) oder das achte (81, 82) Element entlang der Gesamtlänge des Abzweigwegs verläuft und das jeweils andere des siebten (71, 72) und achten (81, 82) Elements entlang der Gesamtlänge des Abzweigwegs verläuft, jedoch an jedem Unter-Zwischenpunkt (700) diskontinuierlich ist, um ein ankommendes Ende, das dem Zwischenpunkt (500) näher ist, und ein abgehendes Ende, das dem fernen Punkt (600) näher ist, zu bilden;

die ersten Enden des neunten (151, 251) und zehnten (161, 261) Elements jeweils mit dem fünften (51, 52) und sechsten (61, 62) Element an dem unter-Zwischenpunkt (700) verbunden sind;

das neunte und zehnte Element (a) bei Abwesenheit eines Ereignisses voneinander und von anderen Komponenten des Kabels isoliert sind mit Ausnahme der Verbindungen an dem Unter- Zwischenpunkt und (b) bei Auftreten eines Ereignisses an einem Punkt entlang dem Zonenweg an diesem Punkt elektrisch miteinander verbunden werden;

die nahen Enden des elften und zwölften Elements jeweils mit den ankommenden und abgehenden Enden des siebten oder achten Elements an dem Unter-Zwischenpunkt (700) verbunden sind und die fernen Enden des elften und zwölften Element an dem fernen Zonenpunkt (800) miteinander verbunden sind;

das elfte und zwölfte Element sowohl bei Abwesenheit eines Ereignisses als auch bei Auftreten eines Ereignisses voneinander und von anderen Komponenten des Kabels isoliert sind mit Ausnahme der genannten Verbindungen an dem Unter-Zwischenpunkt (700) und an dem fernen Zonenpunkt (800); und

das Kabel angrenzend an jeden Unter-Zwischenpunkt zwei identische Widerstände aufweist, wobei einer (5) Teil des fünften Elements vor dem Unter-Zwischenpunkt (700) und der andere (6) Teil des sechsten Elements nach dem Unter-Zwischenpunkt (700) bildet.