(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信器及び受信器の組み合わせの一部を形成する少なくとも１つの音送信器によって生成され、容器内で処理されておりエアレーションされている流体の中を進み、且つ前記容器内に配置されて、前記送信器及び受信器の組み合わせの一部を形成する少なくとも１つの音受信器によって受信される音信号の音速度の測定に基づいて決定される前記容器内で処理されており前記エアレーションされている流体のガス体積分率についての情報を含む信号を受信し、
且つ、
受信した前記信号及び前記送信器及び受信器の組み合わせと関連付けられている既知の距離に基づいて、前記容器内で処理されており前記エアレーションされている流体内に混入する空気を制御するための情報を含む出力信号を、前記出力信号が前記容器内で処理されており前記エアレーションされている流体への化学添加物を提供するための情報を有することを含むように、決定するように構成された信号処理部を備える装置。
【請求項２】
前記装置は、前記既知の距離離れている前記少なくとも１つの音送信器及び前記少なくとも１つの音受信器を備え、
前記音速度の測定は、前記少なくとも１つの音送信器と前記少なくとも１つの音受信器とが離れている前記既知の距離に少なくとも部分的に基づく請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記音速度の測定は、前記容器に対して同じ高さに配置される、前記少なくとも１つの音送信器のプローブ及び前記少なくとも１つの音受信器のプローブに少なくとも部分的に基づく請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記装置は、前記少なくとも１つの音送信器及び前記少なくとも１つの音受信器を備え、
前記音速度の測定は、前記少なくとも１つの音送信器が適切な周波数範囲にある周波数で前記音信号を放射して混入した空気が前記エアレーションされている流体内の音の速度を変化させることに少なくとも部分的に基づく請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記装置は前記送信器及び受信器の組み合わせを備え、前記送信器及び受信器の組み合わせは、前記容器内に配置され前記既知の距離離れている２つの前記音受信器を備え、前記音信号は、前記２つの音受信器によって受信される請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記音速度の測定は、前記２つの音受信器間の距離を知ることに少なくとも部分的に基づく請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記音速度の測定は、パルスの生成及び検出の間の記録された経過時間に基づく請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記信号処理部は、浮選プロセスにおける浮選タンク内で処理されており前記エアレーションされている流体へ前記化学添加物を提供することによって、混入する空気を制御するための情報を含む前記出力信号を提供するように構成される請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記装置は、前記少なくとも１つの音送信器及び前記少なくとも１つの音受信器を有する前記浮選タンクを備え、
処理されており前記エアレーションされている流体は、発泡剤として知られる化学物質を添加して気泡の性質を高めることによって前記浮選プロセスの効率を制御することを含む、選鉱において鉱石の分離を支援するための浮選プロセスシステムにおける前記浮選プロセスの一部を形成する請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置は、前記少なくとも１つの音送信器及び前記少なくとも１つの音受信器を有するコンクリートミキサーを備え、
処理されており前記エアレーションされている流体は、ミキサートラック又は固定されたコンクリートミキサーボックス内でコンクリートを混合することを含む、コンクリートを作るための混合プロセスの一部を形成する請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置は、前記少なくとも１つの音送信器及び前記少なくとも１つの音受信器を有する食べ物のミキサーを備え、
処理されており前記エアレーションされている流体は、アイスクリームを製造するためのリシンを添加することを含む、食べ物プロセスの一部を形成する請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
処理されており前記エアレーションされている流体は、化粧品を製造するための化粧品プロセスの一部を形成する請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
処理されており前記エアレーションされている流体は、ペンキ又は塗液を製造するための混合プロセスの一部を形成する請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記装置は、圧電物質を駆動すること又は機械的インパルスによる前記音信号を生成するように構成された前記少なくとも１つの音送信器を備える請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置は、前記容器の外側に配置される前記少なくとも１つの音送信器を備える請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記装置は、前記容器の内側に配置される前記少なくとも１つの音送信器を備える請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記装置は、無指向性である前記少なくとも１つの音送信器を備える請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記装置は、浮選カラム又はタンクである前記容器を備える請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記装置は、前記出力信号を受信し、且つ前記化学添加物を前記容器に添加して、閉ループシステムにおいて前記エアレーションされている流体内に混入する空気を制御するように構成された化学添加装置を備える請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記装置は、
前記音信号を受信し、
前記音信号の前記音速度の測定に基づいて、前記容器内で処理されており前記エアレーションされている流体のガス体積分率を決定し、
前記容器内で処理されており前記エアレーションされている流体のガス体積分率についての情報を含む信号を提供する、ように構成されたガス体積分率メータを備える請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記装置は、小さな距離だけ離れたプロジェクタ／レシーバ対の形をとり、ミキサートラックのドラム検査ハッチに取り付けられる、前記少なくとも１つの音送信器及び前記少なくとも１つの音受信器を備える請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記プロジェクタ／レシーバ対が前記ドラム検査ハッチを通って、前記ミキサートラックの混合ドラムのキャビティの内部に取り付けられる請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記ドラム検査ハッチはキャビティを形成するように構成されており、前記プロジェクタ／レシーバ対は、前記キャビティ内に取り付けられて、ミキサードラム内のコンクリートに露出する請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記ミキサートラック上にローカルディスプレイ及び／又は通信モジュールを有しており、コンクリートの空気量の値についての情報を含む無線信号を提供するように構成された無線送信器を備える請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記装置は、小さな距離だけ離れたプロジェクタ／レシーバ対の形をとり、コンクリートを注ぐために用いられるシュート上に取り付けられて、注がれるコンクリートを連続して測定する、前記少なくとも１つの音送信器及び前記少なくとも１つの音受信器を備える請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
前記装置は、各前記音受信器が前記音信号を受信するように構成された前記音受信器のアレイを備える請求項１に記載の装置。
【請求項２７】
前記エアレーションされている流体の前記ガス体積分率は、各測定点におけるマルチパスの問い合わせに少なくとも部分的に基づいており、各前記音受信器は、各前記音送信器からの前記音信号それぞれを検出するように構成される請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記装置は、前記容器内で処理されており前記エアレーションされている流体の中を通って進む前記音信号を生成するように構成された前記音送信器のアレイと、前記音信号を受信するように構成された前記音受信器のアレイを備える請求項１に記載の装置。
【請求項２９】
前記ガス体積分率は、各測定点におけるマルチパスの問い合わせに少なくとも部分的に基づいて決定され、各前記音受信器は、各前記音送信器からの信号それぞれを検出するように構成される請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
前記音送信器のアレイ内の各前記音送信器は、各チャネルが独立して解析されることを許容するように、異なる周波数、一部のスペクトル、チャープ／変調特性を用いて選択的にエンコードされている各前記音信号を生成する請求項２８に記載の装置。
【請求項３１】
前記音信号は、遅延相関技術が用いられて送信器から受信器への各経路に対する伝達時間が検出されるように、擬ノイズ源により電圧が供給されて生成される請求項２８に記載の装置。
【請求項３２】
前記装置は、前記容器の外側に配置され、前記容器の壁の中を通して動作する前記少なくとも１つの音送信器を備える請求項１に記載の装置。
【請求項３３】
前記装置は、前記壁の中のポート内に挿入され、前記エアレーションされている流体との接触を許容する前記少なくとも１つの音送信器を備える請求項１に記載の装置。
【請求項３４】
前記装置は、音の信号を前記エアレーションされている流体の中に伝達するのに向いていて、圧力又は機械的／電気的励起によることを含んでいるダイアフラムを駆動することによって、低い周波数の音を生成するように構成される前記少なくとも１つの音送信器を備える請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
更に、前記装置は、内部に前記エアレーションされている流体を有する前記容器に関して配置され、前記エアレーションされている流体の中を進む前記音信号を生成するように構成される前記少なくとも１つの音送信器を備える請求項１に記載の装置。
【請求項３６】
更に、前記装置は、前記容器内に配置され、前記少なくとも１つの音送信器によって生成された前記音信号を受信し且つ前記音信号についての情報を含んでいる前記信号を提供するように構成された前記少なくとも１つの音受信器を備える請求項１に記載の装置。
【請求項３７】
送信器及び受信器の組み合わせの一部を形成する少なくとも１つの音送信器によって生成され、容器内で処理されておりエアレーションされている流体の中を進み、且つ前記容器内に配置されて、前記送信器及び受信器の組み合わせの一部を形成する少なくとも１つの音受信器によって受信される音信号の音速度の測定に基づいて決定される前記容器内で処理されている前記エアレーションされている流体のガス体積分率についての情報を含む信号を受信することと、
受信した前記信号及び前記送信器及び受信器の組み合わせと関連付けられている既知の距離に基づいて、前記容器内で処理されており前記エアレーションされている流体内に混入する空気を制御するための情報を含む出力信号を、前記出力信号が前記容器内で処理されている前記エアレーションされている流体への化学添加物を提供するための情報を有することを含むように、決定すること、
を備える方法。
【請求項３８】
前記容器内で処理されており前記エアレーションされている流体に混入する空気を制御するための情報を含む前記出力信号を提供すること、
を備える請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
送信器及び受信器の組み合わせの一部を形成する少なくとも１つの音送信器によって生成され、容器内で処理されておりエアレーションされている流体の中を進み、且つ前記容器内に配置されて、前記送信器及び受信器の組み合わせの一部を形成する少なくとも１つの音受信器によって受信される音信号の音速度の測定に基づいて決定される前記容器内で処理されており前記エアレーションされている流体のガス体積分率についての情報を含む信号を受信する手段と、
受信した前記信号及び前記送信器及び受信器の組み合わせと関連付けられている既知の距離に基づいて、前記容器内で処理されており前記エアレーションされている流体内に混入する空気を制御するための情報を含む出力信号を、前記出力信号が前記容器内で処理されており前記エアレーションされている流体への化学添加物を提供するための情報を有することを含むように、決定する手段と、
を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関係出願の相互参照
本発明は、２０１０年３月９日に出願された仮特許出願第６１／３１１，９９３号（ＷＦＶＡ／ＣｉＤＲＡ  出願番号  ７１２−２．３３８／３５）と、２０１０年３月９日に出願された仮特許出願第６１／３１２，０２３号（ＷＦＶＡ／ＣｉＤＲＡ  出願番号  ７１２−２．３４０／３７）と、２０１１年３月２日に出願された仮特許出願第６１／４４８，４４３号（ＷＦＶＡ／ＣｉＤＲＡ  出願番号  ７１２−２．３５３／４７及び５１）の利益を主張し、これらすべてを参照して本明細書に取り込まれる。
【０００２】
本発明は、浮選タンク、カラム又は容器内のエアレーションされた流体（ａｅｒａｔｅｄ  ｆｌｕｉｄ：通気した流体）又は液体のガス体積分率（ＧＶＦ）を決定するための技術に関し、特に、浮選タンク、カラム又は容器内のエアレーションされた流体及び液体のガス体積分率（ＧＶＦ）を決定して、エアレーションされた流体又は液体に関するプロセスを制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来技術では、対流する渦の圧力不安定性の速度の測定及び媒体の音速の決定による２相流れの組成による媒体の流速を決定する方法の使用が知られている。流れの組成は、１００％の一方の流体から他方の両極の間で変化するので、音速は、２つのそれぞれの物質の音速の値の間で決定論的に変化する。既知の技術では、音速の決定は、流れを伝搬する音を受動的に聴くことを用いて行われた。
【０００４】
従来技術では、パイプ中を通って流れる物質を通る音の速度を測定することに頼る多くの技術が発展してきた。これらの技術は、既知の、ソナー（ｓｏｎａｒ：音波探知機）に基づくＧＶＦメータ、密度計及びポテンシャル質量分率計（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  ｍａｓｓ  ｆｒａｃｔｉｏｎ  ｍｅｔｅｒ）を用いることを含む。これらの技術では、受動的なアレイ状のセンサシステムが用いられて、パイプ内に含まれる材料を通って進む音の存在及び速度が検出される。これらの物質は、１相の均一な流体から２又は３相のガス、液体及び固体の混合物までに広がり得る。測定システムは受動的であるので、測定のために外部で作られた音に頼る。これらの音は、しばしば、ポンプ又はバルブのような、パイプ内又はパイプに取り付けられた他の装置から生じる。
【０００５】
更に、これらの技術では、選鉱において鉱石の分離を支援するための既知の浮選プロセスなど、何度も化学添加物が加えられる。発泡剤として知られる化学物質は、気泡の性質を高めることによって浮選プロセスの効率を制御する。浮選を最適化する重要なパラメータは、浮選セル内のガス体積分率である。ここで参照されてそのすべてが本明細書に組み込まれる米国特許第７，４２６，８５２Ｂ１号は、この測定を行う方法を開示しており、エアレーションされた流体内の音速がソナーに基づくアレイと連結した導波部（パイプ）を用いて局所的に測定される技術を開示する。音速の測定から、ガス体積分率が計算され得る。
【０００６】
例示として、そのようなソナーに基づく技術の使用に関する他の技術、例えば、米国特許第７，１６５，４６４号、第７，１３４，３２０号、第７，３６３，８００号、第７，３６７，２４０号及び第７，３４３，８２０号の全体又は一部を参照されたい。これらの全ては、参照された本明細書に取り込まれる。
【０００７】
更に、空気は、粘性液体、スラリー又は固体のように、多くの物質の重要な組成である。具体的には、空気は、硬化した製品の凍結融解サイクルに対する損傷抵抗を大きく向上するので、コンクリートを作る際に重要な含有物である。化学混合物は、通常、混合中にコンクリートに加えられて、何十億もの小さな空気の気泡をコンクリート内に作り、混入し安定化させる。しかし、コンクリート内に混入された空気は、強度を低下する短所を有するので、所定のアプリケーションに対する正しい空気の量を決定することのトレードオフが常にある。コンクリートのある特性を最適化するために、湿った（硬化前の）コンクリート内に存在する混入された空気を制御することが重要である。混入された空気を測定する現在の方法は、時々、遅く、面倒であり、またエラーを起こす傾向がある。更に、コンクリートの耐久性は、混ぜたてに空気を混入することにより高められる。これは、通常、化学混合物の添加により完成される。混合物の量は、普通、それによってレシピが決定される実験データにより決定される。混入された空気が少な過ぎるとコンクリートの耐久性が低下し、混入された空気が多すぎるとコンクリートの強度を低下させる。通常、名目上の混入される空気の範囲は、約５〜８体積％であり、多くのアプリケーションでは混入される空気は４体積％と６体積％との間であり得る。ミキサーボックス内で混合された後、コンクリートはトラックに放出される。そして、混入される空気のレベルは、現場への混合物の配送の際に測定される。現在の方法の短所は、空気のレベルが規格内で混合物内にあることの検証無しに混合物がトラックに収容されることである。
【０００８】
本発明は、この現在の最新の技術に重要な貢献をなす。
【発明の概要】
【０００９】
本発明は、浮選タンク、カラム又はバットのような容器内のエアレーションされた流体又は液体に対するガス体積分率（ｇａｓ  ｖｏｌｕｍｅ  ｆｒａｃｔｉｏｎ  ＧＶＦ）を決定するための新しい技術を提供する。
【００１０】
本発明の実施形態によれば、装置は、少なくとも１つの音送信器によって生成され、容器内のエアレーションされた流体の中を進み、且つ容器内に配置されたプローブを含み、容器に関して配置される少なくとも１つの音受信器によって受信される音信号についての情報を含む信号を受信し、且つ、容器内のエアレーションされた流体の中を進む音信号の音測定の速度に少なくとも部分的に基づいて、エアレーションされた流体のガス体積分率を決定するように構成された信号処理部を備え得る。
【００１１】
本発明のいくつかの実施形態によれば、装置は、少なくとも１つの音送信器、少なくとも１つの音受信器又は両方と結合した信号処理部を備えており、少なくとも１つの音送信器は、内部にエアレーションされた流体を有する容器に関して配置され、エアレーションされた流体の中を通って進む音信号を生成するように構成され、少なくとも１つの音受信器は、容器内に配置されることを含むように容器に関して配置され、音信号を受信して、少なくとも１つの音送信器によって生成された音信号についての情報を含む信号を信号処理部に提供するように構成され得る。
【００１２】
また、本発明は、以下の１つ又は複数の特徴を有し得る。信号処理部は、容器に対して同じ高さに配置される、少なくとも１つの音送信器及び音受信器又は音受信器のプローブに少なくとも部分的に基づいて、音測定の速度を決定することを含むように、少なくとも１つの音送信器及び少なくとも１つの音受信器の間の既知の離間距離、又は音受信器のプローブに少なくとも部分的に基づいて、音測定の速度を決定するように構成され得る。信号処理部は、少なくとも１つの音送信器が適切な周波数範囲にある周波数で音信号を放射して混入した空気がエアレーションされた流体内の音の速度を変化させることに少なくとも部分的に基づいて、音測定の速度を決定するように構成され得る。信号処理部は、容器内に配置される２つの音受信器のプローブを含むように、容器内に配置される２つの音受信器によって受信される音信号についての情報を含む信号を受信するように構成され得る。信号処理部は、２つの音受信器間の距離を知ることに少なくとも部分的に基づいて、音測定の速度を決定するように構成され得る。信号処理部は、パルスの生成及び検出の間の経過時間を記録し、且つその経過時間に少なくとも部分的に基づいて、音測定の速度を決定するように構成され得る。
【００１３】
信号処理部は、エアレーションされた流体のガス体積分率についての情報であって、容器内のエアレーションされた流体への化学添加物を提供するための情報を含んでおり、プロセスを制御するために使用され得る情報を含む出力信号を提供するように構成され得る。
【００１４】
いくつかの実施形態によれば、本発明は、発泡剤として知られる化学物質を添加して気泡の性質を高めることを含む鉱石の分離を支援する選鉱プロセスにおいて、又は、ミキサートラック（ｒｅａｄｙ  ｍｉｘ  ｔｒｕｃｋ）又は固定されたコンクリートミキサーボックス内でコンクリートを混合することを含むコンクリートを作るための混合プロセスにおいて、アイスクリームを製造するためのリシンを添加することを含む食べ物プロセスにおいて、又は、化粧品を製造するための化粧品プロセスにおいて、ペンキ又は塗液を製造するための混合プロセスにおいて、浮選プロセスの一部を形成し得る。
【００１５】
本発明のいくつかの実施形態によれば、信号処理部は、圧電物質を駆動すること又は機械的インパルスによって生成された音信号についての情報を含む信号を受信するように構成され得る。
【００１６】
本発明のいくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの音送信器は、容器の壁の外側に、又は、容器の壁の内側に、又は、容器の壁には取り付けられないが容器内に配置され得る。
【００１７】
本発明のいくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの音送信器は、無指向性の信号を提供し得る。
【００１８】
本発明のいくつかの実施形態によれば、容器は、浮選タンク、浮選タンク又はバットであり得る。
【００１９】
本発明のいくつかの実施形態によれば、装置は、出力信号を受信し、且つ化学添加物を容器に添加して、閉ループシステムにおいてエアレーションされた流体に関するプロセスを制御するように構成された装置を備え得る。
【００２０】
本発明のいくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの音送信器及び少なくとも１つの音受信器は、小さな距離だけ離れたプロジェクタ／レシーバ対の形をとり、プロジェクタ／レシーバ対がドラム検査ハッチを通って、ミキサートラックの混合ドラムのキャビティの内部に取り付けられることを含むように、ミキサートラックのドラム検査ハッチに取り付けられるか、又は、プロジェクタ／レシーバ対は、個別のハッチプレート上に取り付けられてキャビティを形成するように構成され、プロジェクタ／レシーバ対は、キャビティ内に取り付けられてハッチプレートはハッチを覆うように構成され、プロジェクタ／レシーバ対はミキサードラム内のコンクリートに露出する。
【００２１】
本発明のいくつかの実施形態によれば、装置は、ミキサートラック上に、ローカルディスプレイ及び／又は通信モジュールを有しており、コンクリートの空気量の値についての情報を含む無線信号を提供するように構成された無線送信器を備え得る。
【００２２】
本発明のいくつかの実施形態によれば、少なくとも１つの音送信器及び少なくとも１つの音受信器は、小さな距離だけ離れたプロジェクタ／レシーバ対の形をとり、コンクリートを注ぐために用いられるシュート上に取り付けられて、注がれるコンクリートを連続して測定し得る。
【００２３】
本発明のいくつかの実施形態によれば、信号処理部は、少なくとも１つの音送信器によって生成された音信号であって、容器内のエアレーションされた流体の中を通って進み、複数の音受信器又は音受信器のプローブによって受信される音信号についての情報を含む信号を受信するように構成され、ここで、信号処理部が、各測定点におけるマルチパス（ｍｕｌｔｉ  ｐａｓｓ：複数の経路）の問い合わせ（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ）に少なくとも部分的に基づいて、エアレーションされた流体のガス体積分率を決定するように構成されており、各音受信器又は音受信器のプローブは、各音送信器からの信号それぞれを検出するために用いられ得ることが含まれ得る。信号処理部は、複数の音送信器によって生成された音信号であって、容器内のエアレーションされた流体の中を通って進み、１つの音受信器又は音受信器のアレイ内の複数の音受信器又は音受信器のプローブによって受信される音信号についての情報を含む信号を受信するように構成される。ここで、信号処理部は、各測定点におけるマルチパスの問い合わせに少なくとも部分的に基づいて、エアレーションされた流体のガス体積分率を決定するように構成されており、各音受信器又は音受信器のプローブは、各音送信器からの信号それぞれを検出するために用いられ得ることを含み、又は、信号処理部は、音送信器のアレイであって、各音送信器は各チャネルが独立して解析されることを許容するように、異なる周波数、一部のスペクトル、チャープ／変調特性を用いて選択的にエンコードされている音送信器のアレイ内の複数の音送信器によって生成された音信号についての情報を含む信号を受信するように構成されており、音信号は容器内のエアレーションされた流体の中を通って進み、音受信器又は音受信器のプローブのアレイによって受信され得ることを含み、又は、信号処理部は、音送信器のアレイであって、擬ノイズ源により電圧が供給され、遅延相関技術が用いられて送信器から受信器への各経路に対する伝達時間を検出する音送信器のアレイによって生成された音信号についての情報を含む信号を受信するように構成されており、音信号は容器内のエアレーションされた流体の中を通って進み、音受信器又は音受信器のプローブのアレイによって受信される得ることを含む。
【００２４】
本発明のいくつかの実施形態によれば、容器の外側に配置された少なくとも１つの音送信器は、容器の壁の中を通して動作し得る。ここで、エアレーションされた流体との接触を許容する壁の中のポート内に挿入されることを含み、少なくとも１つの音送信器は、音の信号をエアレーションされた流体の中に伝達するのに向いていて、圧力又は機械的／電気的励起によることを含んでいるダイアフラムを駆動することによって、低い周波数の音を生成するように構成されることを含む。
【００２５】
本発明のいくつかの実施形態によれば、方法は、少なくとも１つの音送信器によって生成され、容器内のプロセスの一部を形成するエアレーションされた流体の中を進み、且つ音受信器のプローブが容器内に配置されることを含むように容器に関して配置される少なくとも１つの音受信器によって受信される音信号についての情報を含む信号を受信することと、容器内のエアレーションされた流体の中を進む音信号の音測定の速度に少なくとも部分的に基づいて、エアレーションされた流体のガス体積分率を決定すること、を備え得る。また、方法は、エアレーションされた流体のガス体積分率についての情報であって、容器内のエアレーションされた流体への化学添加物を提供するための情報を含んでおり、プロセスを制御するために使用され得る情報を含む出力信号を提供することを備え得る。
【００２６】
本発明のいくつかの実施形態によれば、装置は、少なくとも１つの音送信器によって生成され、容器内のエアレーションされた流体の中を進み、且つ音受信器のプローブが容器内に配置されることを含むように容器に関して配置される少なくとも１つの音受信器によって受信される音信号についての情報を含む信号を受信する手段と、容器内のエアレーションされた流体の中を進む音信号の音測定の速度に少なくとも部分的に基づいて、エアレーションされた流体のガス体積分率を決定する手段と、を備え得る。ここで、関連した機能を導入するための手段が、本発明で具体的に示し且つ説明されることと一致する。
【００２７】
以下に説明する図１〜８ｄを含む図面は、同じ縮尺では描かれていない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１ａ】図１ａは、本発明のいくつかの実施形態の装置のブロック図である。
【図１ｂ】図１ｂは、本発明のいくつかの実施形態の方法のフローチャートのブロック図である。
【図２ａ】図２ａは、本発明のいくつかの実施形態による、内部にエアレーションされた流体又は液体を有する浮選タンクと、浮選タンク内に配置された少なくとも１つの音送信器及び少なくとも１つの音受信器又は音受信器のプローブの図である。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、内部にエアレーションされた流体又は液体を有する浮選タンクと、浮選タンク内にすべて配置された少なくとも１つの音送信器及び２つ以上の音受信器又は音受信器のプローブの図である。
【図２ｃ】図２ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、内部にエアレーションされた流体又は液体を有する浮選タンクと、容器の外側の壁に配置された少なくとも１つの音送信器又は音源及び浮選タンク内に配置された２つ以上の音受信器又は音受信器のプローブの図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明のいくつかの実施形態による、内部に湿ったコンクリートを有する容器と、浮選タンク内にすべて配置された少なくとも１つの音源及び少なくとも１つの音受信器とを有する容器の図である。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、内部に湿ったコンクリートを有する容器と、浮選タンク内にすべて配置された少なくとも１つの音源及び２つ以上の音受信器とを有する容器の図である。
【図３ｃ】図３ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、内部に湿ったコンクリートを有する容器と、浮選タンク内にすべて配置された少なくとも１つの音源及び３つ以上の音受信器とを有する容器の図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明のいくつかの実施形態による、パイプ内を流れる物質を通して音信号を提供する少なくとも１つの音源を有するパイプの図である。
【図４ｂ（ｉ）】図４ｂ（ｉ）は、本発明のいくつかの実施形態による、パイプ内を流れる物質を通して、広がった周波数スペクトルを有する音信号を提供する少なくとも１つの音源を有するパイプ表面の図である。
【図４ｂ（ｉｉ）】図４ｂ（ｉｉ）は、本発明のいくつかの実施形態による、パイプ内を流れる物質を通して、広がった周波数スペクトルを有する音信号を提供する少なくとも１つの音源を有するパイプ表面の図である。
【図４ｃ】図４ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、パイプ内を流れる物質を通して、個別の周波数スペクトルを有する音信号を提供する少なくとも１つの音源を有するパイプ表面の図である。
【図４ｄ】図４ｄは、本発明のいくつかの実施形態による、パイプ内を流れる物質を通して、音信号を提供する少なくとも１つの音源と、表面音分離器と、を有するパイプ表面の図である。
【図５】図５は、本発明のいくつかの実施形態による、ペンキ又は塗液の流体又は液体を内部に有し、且つ、音信号を提供するためのタンクに配置されたドライバと、音信号を反射するためにタンクに配置されたターゲットと、反射した音信号を受信するためにタンクに配置された受信器とを有するタンクの図である。
【図６ａ】図６ａは、本発明のいくつかの実施形態による、湿ったコンクリートを通る音速（ｆｔ／ｓｅｃ）対ガス体積分率（％）のグラフであり、湿ったコンクリート内に含まれる空気の量を体積で示す。
【図６ｂ】図６ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、コンクリートミキサードラム上のボルトで留められたハッチカバーを示す。
【図６ｃ】図６ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、ハッチカバーの内側の音プロジェクタ／レシーバ対を示す。
【図６ｄ】図６ｄは、本発明のいくつかの実施形態による、ハッチカバーと結合し内部に形成されたキャビティを有するハッチプレート上に配置された音プロジェクタ／レシーバ対を示す。
【図６ｅ】図６ｅは、本発明のいくつかの実施形態による、音プロジェクタ／レシーバ対を有し、ハッチカバーと結合し内部に形成されたキャビティを有するハッチプレートを示す。
【図６ｆ】図６ｆは、本発明のいくつかの実施形態による、ミキサートラックの自動車隊の空気量を監視する中央監視基地を示す。
【図７ａ】図７ａは、本発明のいくつかの実施形態による、バルク流体又はスラリー内のマルチパスの音ＧＶＦ感知を示す。
【図７ｂ】図７ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、Ｎ個の音受信器に関して配置されたＮ個の音送信器を有する開いた経路の音アレイを示しており、ここで、Ｎは２よりも大きい。
【図７ｃ】図７ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、バルク流体又はスラリーを有する容器内に配置するためにＮ個の音トランスポンダを有しバルク流体内に浸されるリングに基づくセンサを取り付けられた円形を示す。
【図８ａ】図８ａは、時間調和振動を有し、自由端となったバッフル付きの円形ピストンに対して、Ｘ，Ｙ及びＺ軸に関して円形ピストンの配置を示す。
【図８ｂ】図８ｂは、円形ピストンに対する指向係数の振幅を示す。
【図８ｃ】図８ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、コンクリートミキサーの壁に取り付けられた音源及び音受信器を示す。
【図８ｄ】図８ｄは、本発明のいくつかの実施形態による、コンクリートミキサーの壁に取り付けられており統合された音源及び２つの音受信器を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１ａは、本発明による一般に２０と示された装置を示しており、少なくとも１つの音送信器２２と、少なくとも１つの音受信器プローブ２４と、信号処理部２６とを有し得る。
【００３０】
詳細には以下に示し且つ説明される実施形態と一致して、少なくとも１つの音送信器２２は、内部にエアレーションされた流体を有している容器に関して配置され且つエアレーションされた流体の中を通って進む音信号を生成するように構成され、少なくとも１つの音受信器は、音受信器プローブ２４が容器内に配置されることを含むように、容器に関して配置され、少なくとも１つの音送信器２２によって生成された音信号を受信し且つ音信号についての情報を含む信号を提供するように構成され得る。動作中、信号処理部２６は、少なくとも１つの音送信器２２によって生成され、容器内のエアレーションされた流体の中を進み且つ容器内に配置された少なくとも１つの音受信器又は音受信器プローブ２４によって受信される音信号についての情報を含む信号を受信するように構成される。また、信号処理部２６は、容器内のエアレーションされた流体の中を進む音信号の音測定の速度に少なくとも部分的に基づいて、エアレーションされた流体のガス体積分率を決定するように構成される。また、信号処理部２６は、エアレーションされた流体又は液体のガス体積分率についての情報、又は、エアレーションされた流体又は液体に対して実行されるプロセスを制御するための情報、又は、容器に加えられる化学添加物についての情報を含む出力信号を提供して、エアレーションされた流体の決定されたガス体積分率又はそれらの組み合わせに少なくとも部分的に基づいて、エアレーションされた流体に関するプロセスを制御するように構成され得る。
【００３１】
少なくとも１つの音送信器２２及び少なくとも１つの音受信器又は音受信器プローブ２４は、従来技術において既知の装置であり、本発明の範囲は、現在既知であるか又は後の将来に開発される如何なる特定のタイプ又は種類に限定されることは意図しない。
【００３２】
本明細書の範囲は、所定の実施形態に限定されることを意図しないが、例示として、及び本明細書の説明と一致して、信号処理部２６の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせを用いて実装され得る。典型的なソフトウェアの実行では、信号処理部は、マイクロプロセッサ、ランダムアクセスメモリ（RAM）、リードオンリーメモリ（ROM）、入力／出力装置、並びにこれらを接続する制御、データ及びアドレスバスを有する１つ又は複数のマイクロプロセッサに基づくアーキテクチャであろう。当業者は、そのようなマイクロプロセッサに基づき実行されるプログラミングを行って、必要以上の実験をすることなく本明細書に説明される他の機能と共に、容器内のエアレーションされた流体の中を通って進む音信号の音測定の速度に少なくとも部分的に基づいてエアレーションされた流体のガス体積分率を決定するように、信号処理ブロック２６ａに説明される機能を実行させることが出来るだろう。本明細書の範囲は、現在既知であるか又は後の将来に開発される技術を用いる如何なる特定の実装に限定されることは意図しない。更に、本明細書の範囲は、示すようなスタンドアローンである信号処理部、又は、他のモジュールを実装するための他の回路と組み合わされた信号処理部を含むことを意図する。
【００３３】
本明細書の実施は、例示によって、エアレーションされたコンクリート、ペンキ、及び塗料、化粧品を含む流体、液体等の異なるタイプ及び種類に関して示され且つ説明され、本発明の範囲は、現在既知であるか又は後の将来に開発されるエアレーションされた流体、液体等の如何なる特定のタイプ又は種類に限定されることは意図しない。
【００３４】
また、装置２０は、基本的な本発明の一部を形成せず、本明細書に詳細に説明されない装置に関係する他の機能を実装するための１つ又は複数の他のモジュール、部品、回路又は電気回路２８を含み得ることを理解されたい。例えば、１つ又は複数の他のモジュール、部品、回路又は電気回路２８は、信号処理部２６の信号処理機能を実装することに関して使用するため、又はコンクリートミキサートラック内にコンクリートを混合又は注入すること若しくは化学添加物等を添加することに関する装置又は部品のためのランダムアクセスメモリ、リードオンリーメモリ、入力／出力回路並びにデータ及びアドレスバスを含み得る。
【００３５】
図１ｂは、本発明のいくつかの実施形態を実行するためのステップ２９ａ、２９ｂ及び２９ｃを備える方法の２９として一般に示されるフローチャートを示しており、少なくとも１つの音送信器によって生成され、容器内のエアレーションされた流体の中を進み、且つ容器内に配置されることを含むように容器に関して配置される少なくとも１つの音受信器によって受信される音信号についての情報を含む信号を受信するステップ２９ａと、容器内のエアレーションされた流体の中を進む音信号の音測定の速度に少なくとも部分的に基づいて、エアレーションされた流体のガス体積分率を決定するステップ２９ｂと、を含む。また、方法は、エアレーションされた流体又は液体のガス体積分率についての情報、又はエアレーションされた流体又は液体において実行されるプロセスを制御するための情報、又は容器内に加えられる化学添加物についての情報を含む出力信号を提供して、決定されたエアレーションされた流体のガス体積分率か又はそれらの組み合わせに少なくとも部分的に基づいて、エアレーションされた流体に関するプロセスを制御するステップ２９ｃを備え得る。
【００３６】
また、方法は、本明細書に開示される基本的な発明の他の特徴を実行するための１つ又は複数のステップを含むことを意図する。
【００３７】
図２ａ、２ｂ、２ｃ（ＣＣＳー００３５）：浮選タンク及びカラム内のＧＶＦ（ガス体積分率）を決定するための新技術
【００３８】
図２ａ、２ｂ、２ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、浮選タンク及びカラム内のＧＶＦ（ガス体積分率）を決定するための新技術を示す。一般に、この新しいアプローチは、挿入プローブに基づいており、導波路は用いない。この技術の長所は、部分的なカウント及び複雑さを低減すると共に、導波路アプローチよりも大きな部分の流体をサンプリングすることである。
【００３９】
例えば、図２ａは、空気又は気泡３２ａを有し、一般に３２として示され、中にエアレーションされた流体又は液体を有する浮選タンク３０と、両方が浮選タンク３０の内側に配置される送信器３４ａを有する少なくとも１つの音送信器プローブ３４及び受信器３６ａを有する少なくとも１つの音受信器プローブ３６と、を示す。少なくとも１つの音送信器プローブ３４及び少なくとも１つの音受信器プローブ３６は、示すように、距離Ｄだけ離れており、同じ高さでタンク内に挿入される。図２ａでは、一方のプローブ３４は、音源（３８として示される湾曲した波形経路によって示される）として働き、他方のプローブ３６は、音受信器として働く。音源３４は、適切な周波数範囲（〜＜１０００Ｈｚ）にある周波数を放射して、それによって、混入した空気３２ａが流体３２内の音の速度を変化させる。例えば、この音信号３８は、以下に説明されることと一致して、圧電物質を駆動すること及び／又は機械的インパルスによって生成され得る。経路に沿う音信号３８は、エアレーションされた流体３２の中を通って進み、受信器プローブ３６によって受信される。パルスの生成及び検出の間の経過時間が記録される。そして、エアレーションされた流体の中の音の速度は、プローブ３４，３６間の距離Ｄを知ることにより決定される。
【００４０】
代わりに、ガス体積分率（ＧＶＦ）が、２つ又はそれ以上の受信器プローブ及び専用の音源を用いて音の速度を測定することにより決定され得る。図２ｂでは、浮選タンク３０は、内部のエアレーションされた流体又は液体３２と、両方が浮選タンク３０の内側に配置された少なくとも１つの音送信器プローブ３４及び２つ又はそれ以上の音受信器プローブ３６’、３６’’を有する。
【００４１】
本発明の範囲は、図２ａ、２ｂに示すようにタンク３０の内側に又は図２ｃに示すようにタンク３０の外側に配置される音源３４ａを含むことを意図している。もし、タンク３０の外側に位置するならば、音信号３８は、タンクの壁３０ａを駆動することによって生成され得る。図２ｃでは、浮選タンク３０は、内部のエアレーションされた流体又は液体３２と、浮選タンク３０の壁の外側に配置された少なくとも１つの音送信器又は音源３４ａと、浮選タンク３０の内側に配置された２つ又はそれ以上の音受信器プローブ３６’、３６’’とを有する。
【００４２】
図３ａ、３ｂ、３ｃ（ＣＣＳ−００３７）：湿ったコンクリート内のＧＶＦ（ガス体積分率）を測定するための新技術
【００４３】
図３ａ、３ｂ、３ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、湿ったコンクリート内に存在する同伴空気を制御するために用いられ得る湿ったコンクリート（硬化前）内のＧＶＦ（ガス体積分率）を測定するための新技術を示す。
【００４４】
図３ａでは、要素４０のような任意の容器が内部に一般に４２として示される湿ったコンクリートを有しており、少なくとも１つの音源４４及び少なくとも1つの音受信器４６のような２つのプローブ４４，４６が、容器４０内に挿入され得る。プローブ４４，４６は既知の距離離れて挿入されて、音源プローブ４４が作動し、音信号が生成されて受信器プローブ４６への伝達時間が試料領域４８において測定され得る。そして、ＳＯＳが決定されて、ＧＶＦが計算され得る。
【００４５】
また、本発明のいくつかの実施形態によれば、音源及び受信器の（よりふさわしくは）他の数及び位置が、試料であるコンクリートの容積により変化し得る。例えば、図３ｂは、内部に湿ったコンクリート４２を有する容器４０と、少なくとも１つの音源４４及び２つの受信器４６ａ、４６ｂが容器４０の内側に配置されるという実施形態を示す。図３ｂは、試料領域４８及び非試料領域４９を示す。図３ｃは、容器４０が内部に湿ったコンクリート４２を有し、容器４４の内側に配置される少なくとも１つの音源４４及び３つ又はそれ以上の受信器４６’、４６’’、４６’’’という実施形態を示す。
【００４６】
音の速度を測定することによってＧＶＦを決定することは、速く正確なデータを提供し得る。また、ＳＯＳ測定システムは、非常に柔軟性があり、異なるコンクリート容器及び試料の特別な容積と共に働くように容易に構成され得る。
【００４７】
ＣＣＳ：００３３：音測定の音速度のためのインパクト及びコヒーレントノイズ源
【００４８】
図４ａ、４ｂ（ｉ）、４ｂ（ｉｉ）、４ｃ、４ｄは、音測定の音速度のためのインパクト及びコヒーレントノイズ源のための新技術を示しており、本明細書に示され且つ説明される他の音受信技術と共に、ソナーに基づく技術に関して用いられる音測定の音速度のようなものを含む。例えば、ソナーに基づく同伴空気メータは、例えば、米国特許第７，１６５，４６４号、第７，１３４，３２０号、第７，３６３，８００号、第７，３６７，２４０号、第７，３４３，８２０号における全体又は部分に開示されるように、ソナーに基づくメータ及び測定する技術の形をとり、それらの全てが参照されて本明細書で取り込まれる。
【００４９】
具体的には、多くの場合、音が自然に存在しないならば、意図的に音を生成させる必要がある。これは、測定される信号の信号対ノイズを潜在的に向上すると共に、音が存在することを確実にする利益がある。図４ａは、本発明のいくつかの実施形態による一般的な概念を示しており、パイプ又は他の容器５０が、一般に波形５４によって示され、パイプ５０内に流れる物質を通る音信号を提供する少なくとも１つの音源５２を有し、音信号がソナーに基づく技術５６又は以下に本明細書に示され且つ説明される他の音を受信する技術によって感知される。
【００５０】
この開示は、パイプに対して外部で適合した音を生成することを達成するためのいくつかの方法を説明する。
【００５１】
音生成のための２つの一般的なアプローチがとられ得る。
【００５２】
まず、概ね広帯域の信号生成は、複数の周波数が生成され、センサによって検知され、検知される信号の正確さを向上することを許容するだろう。このアプローチは、潜在的に実施することが容易であるという長所を有するが、あまり効率的ではないだろう。
【００５３】
広帯域な周波数スペクトルを生成するための最善の方法の１つは、ステップインパクト（ｓｔｅｐ  ｉｍｐａｃｔ）によることである。このインパクトは、様々な種類のスペクトル成分をからなる大まかな矩形波励起として、事実上始まる。このインパクトは、パイプ又は容器の外側の表面上に生じて、生成された音の周波数が物質の中にパイプ又は容器に沿って内部及び下方に進み得る。
【００５４】
図４ｂ（ｉ）及び４ｂ（ｉｉ）は、一般に６０，７０として示される圧電アクチュエータの使用によるこのインパクトを達成する一組の方法を示す。それぞれのケースでは、圧電要素６２，７２が、ストライカ６２、７２をパイプ又は容器表面５０ａの中に押してインパクトを作り出す。図４ｂ（ｉ）では、ＰＺアクチュエータ６０は、広帯域の周波数スペクトルを有する音信号を、パイプ又は容器内を流れる物質を通して提供する。圧電（ＰＺ）要素６２，７２を用いる長所は、それらが非常に小さい電流を用いて駆動され、非常に素早く反応して、ストライカ６４，７４を通してパイプ５０（図４ａ）の外側表面５０ａ上に大きな量の力を与え得ることである。図４ｂ（ｉ）では、ストライカ６４は、ＰＺ要素６２によってパイプの表面５０ａの中に駆動され、一方、図４ｂ（ｉ）では、レバー又は支持アーム７６が用いられて、ＰＺ要素７２がストライカ７４を引っ張ってパイプの表面５０ａと接触させる。
【００５５】
電気的に活性化されるコイル及び磁石を用いる電気機械的ストライカ又は他の方法を含むように、ストライカ６４又は７４の活性化の他の方法も、既知の技術を用いて想定され得る。また、本発明の範囲は、後の将来に開発される６４又は７４の様なストライカの活性化の方法又は技術を含むことを意図する。
【００５６】
図４ｃ及び４ｄに関して示すように、音信号の生成の第２のアプローチは、ソナーに基づく技術５６のような、センサ又は受信器によってとらえられ得る個別の周波数を生成することである。このアプローチは、複数のこれら分離した周波数が生成されることを要求するが、図４ａ、４ｂ（ｉ）及び４ｂ（ｉｉ）に関して説明された第１の方法において述べられたものよりも非常に効率的なシステムである。この技術では、ノイズ源又は装置８２が、異なる方法で用いられて、パイプ又は容器５０内で一般に湾曲線８４によって示される音信号を作り出す。ノイズ装置は、ＰＶＤＦのような薄い圧電（ＰＺ）要素のような電気的アクチュエータの形をとり、パイプ５０の中に音周波数を直接注入するために使用され得る。アクチュエータ８２は、例えばソナーに基づく技術５６からパイプ又は容器５０の表面５０ａの上流又は下流に取り付けられ得る。図４ｃでは、周波数ドライバ８６が、信号経路８６ａに沿ってノイズ装置８２まで周波数駆動信号を提供する。また、周波数ドライバ８６は、信号経路８６ｂに沿って結合ノード８８まで周波数駆動信号を提供して、結合ノード８８はソナーに基づく技術５６から感知した信号を受け取って、本明細書に示され且つ説明されることと一致する処理のための出力信号を提供する。図４ａに関する感知のための一般的な原理は、この実施形態にも同様に適用される。また、ソナーに基づくセンサ技術５６におけるコヒーレント検出スキームが、検出された信号の信号対ノイズを非常に向上するために用いられ得る。
【００５７】
また、同時に又は個別に実行される複数の周波数と共にシステムが動作する実施形態が想定される。この複数の周波数スキームは、物質内の音の速度を決定するための複数の点を与えるので役に立ち得る。また、ソナーに基づくセンサ技術５６の両側で音が用いられる実施形態も想定される。この場合、２つのノイズ装置が、パイプ又は容器５０に取り付けられ得る。適切な反射器がノイズ源８２からソナーに基づくセンサ技術５６の反対側に配置されると、この配置に対する要求は軽減され得る。
【００５８】
また、スイープサイン又は擬ランダムエンコードのような代わりの検出及び励起スキームの実施形態も想定される。
【００５９】
また、追加の予防措置がとられて、パイプ内の物質中対パイプ自身の音の速度の検出を向上させることを支援する実施形態も想定される。ノイズ音がパイプ又は容器５０及びパイプ内の物質の中に注入される時に、ノイズの一部は、表面モード又はパイプモードの形でパイプ又は容器５０自身に沿って進むだろう。このノイズが進む速度は、望ましいものではなく、パイプ内の物質の音の速度の測定に干渉し得る。改善するか又はこれらの望ましくないパイプ内の信号を大きく減衰するために、表面音分離器９０が用いられ得る。この表面音分離器９０は、図４ｄに示すように、ノイズ源８２とソナーに基づくセンサ技術５６との間で、パイプ又は容器５０の外側の表面５０ａの周りを覆うように取り付けて構成される。それは、パイプ又は容器５０の材質と音響的に一致するように設計して、パイプ又は容器５０自身を進む音信号を消散するのに役立ち得る。
【００６０】
ＣＣＳ−００４５：ガスボイド分率計算への入力のための非貫入型（Ｎｏｎ−Ｉｎｔｒｕｓｉｖｅ）静圧測定
【００６１】
Ａ  インストラクション
【００６２】
既知のソナーに基づく技術は、ガス体積分率メータ（産業においてＧＶＦ−１００メータとして知られる）を含み、パイプの中を流れる液体又はスラリーの低周波数の音の速度（ＳＯＮＩＣ  ＳＰＥＥＤ：ＳＯＳ）を直接測定する。例えば、ソナーに基づく同伴空気メータは、例えば、米国特許第７，１６５，４６４号、第７，１３４，３２０号、第７，３６３，８００号、第７，３６７，２４０号、第７，３４３，８２０号における全体又は部分に開示されるような、ソナーに基づくメータ及び測定する技術の形をとり、それらのすべてが参照されて本明細書に取り込まれる。ウッズの式を用いて、任意のガス気泡又はガスボイド分率（ＧＶＦ）の体積百分率が、測定されたＳＯＳから決定される。ウッズの式は、液体／ガス混合物の測定されたＳＯＳに加えて、いくつかの他の入力を要求する。具体的には、追加の入力の１つである液体／ガス混合物の静圧は、ＧＶＦの正確な計算に非常に重要であり得る。もし、ＧＶＦ計算に用いられる静圧が、実際の液体／ガス混合物の静圧から１次で異なると、計算されたＧＶＦは、通常、１％も実際のＧＶＦから違い得る。例えば、
ＧＶＦ計算に用いられる静圧＝２０ｐｓｉａ
計算されたＧＶＦ＝２％
実際の静圧＝２２ｐｓｉａ
静圧誤差＝２２／２０−１＝０．１＝１０％
実際のＧＶＦ＝２％×（１＋０．１）＝２．２％（誤差１０％）
【００６３】
多くの場合、液体／ガス混合物の静圧は、実在のプロセスのプラントの計器から入手可能である。この場合、測定された静圧は、例えばソナーに基づくガス体積分率送信器（例えばＧＶＦ−１００メータ）におけるアナログの４〜２０ｍＡの入力により、ＧＶＦ計算に対して直接入力され得る。代わりに、計算されたＧＶＦへの補正が、ＧＶＦを計算するのに元々用いられた固定された圧力からの変化に対して、カスタマＤＣＳにおいてなされ得る。
【００６４】
他のケースでは、静圧送信器が、プロセスプラントに追加されてＧＶＦ計算のために用いる静圧を特に測定し得る。測定された圧力は、ソナーに基づくガス体積分率送信器（例えばＧＶＦ−１２００）か、又は上述したようにＤＣＳにおいてなされる補正に入力され得る。
【００６５】
時々、例えばソナーに基づくガス体積分率メータ（例えばＧＶＦ−１００メータ）が、静圧計が実装されておらず且つ追加することが現実的ではないプロセス内の位置に導入され得る。これは、パイプを貫通して圧力を感知することができない場所であり、静圧計を追加することが困難か又は高いコストがかかり得る。この場合、従来の圧力計は利用できず、後述する非貫入型（ｃｌａｍｐ  ｏｎ：留める）静圧測定をもちいて測定されることが望ましい。
【００６６】
Ｂ  説明
【００６７】
例えば、本発明のいくつかの実施形態によれば、非貫入型静圧測定は、ソナーに基づくガス体積分率感知技術（例えばＧＶＦ−１００メータとして知られる）の感知バンドの中に統合された従来の歪み計を用いて感知され得る。パイプ内部の静圧が変化すると、パイプの外側の静的歪みも変化する。簡単のために薄い壁の仮定（ｔ／Ｒ＜１０、ここでｔは壁の厚さで、Ｒは半径である）を用いて、内部静圧による接線歪み（ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ  ｓｔｒａｉｎ）はε＝ｐＲ／Ｅｔであり、ここで、εは接線歪み（インチ／インチ）、Ｒは半径（インチ：１インチ＝２．５４ｃｍ）、Ｅは弾性率（ポンド／平方インチ、１ポンド＝４５３．５９２３７グラム）、ｔは壁の厚さ（インチ）である。半径、壁の厚さ及び弾性率は、一般に既知であるか、又は少なくとも一定であり、接線歪みが測定されると、内部静圧が決定され得る。
【００６８】
例えば、本発明の一実施形態によれば、４つの歪み計が、ソナーに基づくガス体積分率感知技術（例えばＧＶＦ−１００メータとして知られる）の感知バンド上にホイートストンブリッジ構成において配置されて、歪み感度を最大化し且つ温度の影響を最小化し得る。この場合、歪み計のファクタを２と仮定すると、感度は約１３μＶ／μεであり、ここでＶはボルトである。４インチ（１０．１６ｃｍ）スケジュール４０カーボンスチールパイプ（４−ｉｎｃｈ  ｓｃｈｅｄｕｌｅ  ４０  ｃａｒｂｏｎ  ｓｔｅｅｌ  ｐｉｐｅ）を仮定すると、圧力における１ｐｓｉ（６８９４．７５７１８５Ｐａ）の変化は、ホイートストンブリッジ出力における４μＶの変化を生ずる。この感度は、一般に小さなｔ／Ｒを有する大きな直径のパイプに対して増加する。
【００６９】
統合された圧力計は、インサイチュウで最良の精度で較正され得るが、既知の所定の状態に対して圧力の出力を規格化し、既知のパイプの直径と共に上記の接線歪みの式を用いて測定された歪みから圧力を計算することで十分である。
【００７０】
図５（ＣＣＳ−００４６）：ペンキ及び塗料の同伴空気測定
【００７１】
従来技術において、分散プロセスの間に、ペンキ及び塗料を形成する時、通常、粉砕回路が用いられて顔料粒子の寸法を低減する。これを達成するために用いられる多くの粉砕方法があるが、一般的なハードウェアの一つは粉砕ミキサーである。この方法では、混合ブレードが、ペンキのバットの中に挿入されて、比較的高いＲＰＭで回転する。粒子と粒子との間と共に、粒子とブレードとの間にせん断が発達して、粒子サイズの低減がもたらされる。このプロセスの効率は、回転するブレードにより流体内に混入した空気によって悪影響を受ける。通常、消泡化学物質がバットに加えられて混入する空気のレベルを低減するが、バット内に混入する空気の量を測定し、消泡化学物質の使用を最小化したいという工業界の必要性又は欲求がある。
【００７２】
本発明のいくつかの実施形態によれば、流体内の音の速度を測定することに少なくとも部分的に基づいて、ペンキ又は塗料のバット内の同伴空気を測定する技術が提供される。そして、音の速度は、ペンキ又は塗料流体における同伴空気のレベルを決定するために用いられ得る。
【００７３】
例えば、図５は、本発明のいくつかの実施形態による、気泡又は同伴空気１０２ａと共にペンキ又は塗料のエアレーションされた流体又は液体を内部に有し、一般に波形１０８ａによって示される音信号を提供するためにタンク又はバット１００に配置されドライバ１０６を有する音ドライバ／受信器１０４と、音信号１０８を反射するためにタンク又はバット１００に配置されたターゲット又は反射器１１０と、波形１０８ｂによって一般に示された反射された音信号を提供するためにタンクに配置されたターゲット又は反射器１１０と、を有するタンク又はバット１００を示す。本発明による音の速度を測定するために、音ドライバ又は源１０６は、塗料のペンキ１０２を含むタンク又はバット１００の側壁１００ａに取り付けられ得る。この音源は、壁の中を通して動作するか、又は、流体との接触を許容し１００ａ’として一般に示されるポート内に挿入され得る。この後者の場合、ダイアフラムを駆動することによって低周波数の音を生成する適切な手段が用いられて、流体の中に音信号を伝搬させ、適切な手段が、ダイアフラムの圧力及び又は機械的／電気的な励起を含み得る。タンク又はバット１００内に位置付けられた固定されたターゲット又は反射器１１０は、音反射器として働き、それによって、音がドライバ／受信器１０４に戻って向き直す。音ドライバ／受信器１０４内では、受信器１１２が戻ってくる反射した音信号１０８ｂを取り上げるように位置し得る。受信器１１２は、戻る信号１０８ｂに関係する圧力を検出して、それらを電気的出力に変換する。そのような受信器は、現在既知であるか又は後に将来開発される技術を用いて、ＰＶＤＦ又は他の適切な材料、又は圧力信号を検出可能な方法から製造され得る。受信器１１２は励起信号及び戻る信号を測定し、流体内をターゲットから反射して戻る既知の距離を行き来する時間が決定され得る。この時間、流体の音の速度は、同伴空気を決定するために使用され得る。本発明の範囲は既知の及び後の将来に開発される時間を決定するために他のタイプ又は種類の技術を含むことを意図するが、一つのそのような方法は、従来技術で知られるウッズの式を用いることである。
【００７４】
本発明の一つの長所は、バット内の同伴空気の量を測定することに少なくとも部分的に基づいて、消泡化学物質の使用を最小化できることである。
【００７５】
図６ａ〜６ｅ（ＣＣＣＳ−００４７）：空気量のリアルタイム測定及び監視
【００７６】
空気は、粘性液体、スラリー又は固体のように、多くの物質の重要な組成である。具体的には、空気は、硬化した製品の凍結融解サイクルに対する損傷抵抗を大きく向上するので、コンクリートを作る際に重要な含有物である。化学混合物は、通常、混合中にコンクリートに加えられて、何十億もの小さな空気の気泡をコンクリート内に作り、混入し安定化させる。しかし、コンクリート内に混入された空気は、強度を低下する短所を有するので、所定のアプリケーションに対する正しい空気の量を決定することのトレードオフが常にある。通常、空気の量は、５〜８体積％の範囲にあることが求められる。
【００７７】
図６ａ〜６ｅは、例えばコンクリート内の空気量のリアルタイムの測定及び監視のための新技術を示しており、例えば混合プロセス中のコンクリートを含むエアレーションされた流体又はスラリーの中の容積測定の空気量を、リアルタイムで測定するための方法及び装置を含み得る。具体的には、本発明は、いくつかのトラックからの空気量を中央監視基地で監視すると共に、混合及び移動中のミキサートラック（又はトラック隊）上の空気量の測定を提供し、且つコンクリートが現場で放出された後でさえも空気量の測定を提供する。測定は、混合中になされて、熟練したコンクリートプロセスの技術者によって監視されるので、混合パラメータが変更されて、コンクリートの質を向上させる空気量に最適化及び制御され得る。
【００７８】
ミキサートラック内のコンクリートの空気量は、トラックの混合ドラム内にあるコンクリートの音の速度を決定することによって測定される。図６ａは、物質中を進む音の速度と、物質のガス体積分率との間の関係を示すグラフであり、音がコンクリートの中を伝搬する速度が、コンクリート内に含まれる容積による空気の量によって大きく影響を受け得ることを示す。
【００７９】
図６ｂ及び６ｃは、ボルトで留められたハッチカバー１５０を有するコンクリート混合ドラム１４２を備えたコンクリートミキサートラック１４０を示す。図６ｃでは、本発明のいくつかの実施形態による、ハッチカバー１５０が、距離Ｄだけ離れて一般に１５２によって示される音プロジェクタ／レシーバ対を有する。音プロジェクタ／レシーバ対１５２は、音プロジェクタ１５４及び音レシーバ１５６を含み得る。音の速度は、音プロジェクタ／レシーバ対１５２を用いて測定され得る。動作では、音プロジェクタ／レシーバ対１５２は、図６ｃ、６ｄ、６ｅに示すように、ドラム検査ハッチ１５０に取り付けられて、コンクリート混合ドラム１４２内のコンクリートによって濡れている。図６ｃでは、音プロジェクタ／レシーバ対１５２は、ボルトで留められたハッチカバー１５０の中に取り付けられて、混合ドラムの内側にあり得る。代わりに、図６ｄ、６ｅでは、音プロジェクタ／レシーバ対１５２は、一般にＣとして示されるキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）を形成するように湾曲したハッチプレート１５１上に取り付けられ、音プロジェクタ／レシーバ対１５２は、図６ｄ及び６ｅに示すように、センサがドラムの内側のコンクリートに依然として露出するように取り付けられるが、ドラムの壁の元々の位置の外側に位置し得る。
ハッチプレート１５１は、キャビティＣが丸く／テーパ化された隅を有しているので上から下へ回転する時に空気が捉えられないように構成され得る。ハッチプレート１５１は、図６ｄに示すように、ドラムカバー１５０’にボルトで留められ得るが、本発明の範囲は、ハッチプレート１５１とハッチカバー１５０との結合の方法を限定することを意図しない。
【００８０】
プロジェクタ／レシーバ対１５２の向きを変える混合ドラム１４２（図６ｂ）は、それと共に向きを変える。ドラム回転の速度は、比較的低い（〜１ｒｐｍ）ので、コンクリートは、わずかな量の落下／混合だけして、一箇所に留まる傾向がある。これは、プロジェクタ／レシーバ対１５２とコンクリートとの間の相対運動をもたらし、コンクリートはプロジェクタ／レシーバ対１５２の間の矢印Ｇで示される隙間を通って実質的に流れる。プロジェクタ／レシーバ対１５２の間で隙間Ｇを通るコンクリートの流れは、測定される空気量の値が混合物全体の代表であろうことを保証する。
【００８１】
例えば、ハッチカバー１５０は、製造者から購入されて、本発明に従ってプロジェクタ／レシーバ（及び他の関係するハードウェア）が取り付けられて、エンドユーザに届けられ得る。これは、エンドユーザがシステムを受け取る前に、システムのチェック、較正及び他の構成の設定が制御された環境において行われることを許容する。
【００８２】
動作では、音プロジェクタ１５４は、湾曲した波形経路１５４ａで示される音信号を送信し、この音信号は、上記の説明と一致して、周波数変調されたパルス、インパルス（ハンマーの打撃によって生成されるもののような）又は他のタイプの音信号であり得る。湾曲した波形経路１５４ａに沿う音信号は、音の速度でコンクリートの中を進み、音レシーバ１５６に最後に到達する。そして、コンクリートの音の速度は、送信された信号及び受信された信号を相互に関連付けることによって、又は、公知の他の信号処理技術によって、湾曲した波形経路１５４ａに沿う音信号の最初の到達を測定することによって決定される。
【００８３】
プロジェクタ／レシーバ対１５２に加えて、追加して必要な部品は、電力源（図示せず）である。電力源は、長寿命のバッテリ、再充電可能なバッテリパック、回転するドラムの機械エネルギーから電気エネルギーを生成するモジュール、又は、プロジェクタ／レシーバ対１５２及び関連する電子機器に十分な電力を供給できる他のものであり得る。
【００８４】
マイクロプロセッサ、無線送信器、ローカルディスプレイ及び通信モジュールを含む追加の電子部品が使用され得る。例えば、マイクロプロセッサの目的は、本明細書の開示と一致して、音プロジェクタ１５４によって送信される音信号を生成且つ制御し、音レシーバ１５６で受信される音を測定して、データを処理して音の速度及びひいては空気量を決定するために用いられ得る。また、無線送信器は、ミキサートラック１４０上で、空気量の値をローカルディスプレイ及び／又は通信モジュールに送るために用いられ得る。また、通信モジュールは、空気量の値を、携帯電話リンク、衛星又は他の通信システムを介して、ミキサートラックを操作する会社のための中央通信指令係又はプロセスエンジニアのような中央監視場所に送り得る。その時、コンクリートミキサートラック隊１７０，１７２，１７４、１７６の空気量は、中央監視基地１８０で監視されて調節が必要とされるかが決定され得る。コンクリートミキサートラックは、コンクリートが現場で注がれる時の空気量の記録としてなされる空気レベルのプリントアウト又は電子記録を提供するためのプリンタ装置を備えることに適合し得る。
【００８５】
本発明によれば、プロジェクタ／レシーバ対１５２が、コンクリートを注ぐために用いられるシュート上に直接取り付けられる実施形態も想定される。この実施形態では、適切に配置されたプロジェクタ／レシーバ対の間の隙間Ｇを通って、コンクリートがシュートを下って流れる時に、コンクリートの空気量が連続して測定されるだろう。
【００８６】
また、本発明によれば、空気量システムは、硬化が十分に進んでいないのでコンクリートがまだ流動可能であるコンクリートが注がれる時点で、プロジェクタ／レシーバがコンクリートの中に挿入されるようなパッケージであり得るという実施形態も想定される。
【００８７】
図７ａ〜７ｃ（ＣＣＳ−００４８）：バルク流体のためのガス体積分率メータ
【００８８】
図７ａ〜７ｃは、同伴空気又はガスを有するバルク流体内の音の速度を測定してガス体積分率（ＧＶＦ）を決定するための新技術を示しており、送信器及び受信器のアレイを用いて媒体を能動的に音探索することを利用して、名目上非流動媒体であるバルク内の音の速度の両方を決定するアプローチを含む。また、このアプローチは、他の流れを含む他のアプリケーションにも拡張可能である。
【００８９】
図７ａは、本発明のいくつかの実施形態による、送信器アレイ２０２と、受信器アレイ２０４とを有するバッチタンク２００を示す。他の既知の技術又は構成は、流れの中の周囲のノイズを獲得するための複数の直接の圧力を監視する点及びソナータイプ処理を利用して、軸方向に進むバルク流体ノイズ及び音ノイズ信号の両方を検出するが、本発明によるアプローチは、受信器アレイ２０４と媒体を通して結合される送信器アレイ２０２を介して生成される能動的音生成（チャープ又はノイズのような単周波数）を用いる。
【００９０】
アプローチのある重要な側面は、送信器アレイ２０２と受信器アレイ２０４との間に形成される一連の音の経路にわたって測定を行う能力である。これは、信号対ノイズ及び平均を測定するという長所を有し、マクロなスケールでは均一ではないスラリーを含む所定のアプリケーションでは重要であり得る。基本的な概念が、図７ｂに説明されており、送信器アレイ２０２は、１３個の送信器２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、・・・２０２ｍを含み、受信器アレイ２０４は１３個の受信器２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、・・・２０４ｍを含む。本実施形態は、例示としての１３個の送信器及び受信器を用いて説明されるが、本発明の範囲は、送信器の数又は受信器の数を限定することを意図するものではない。本構成は、各測定点におけるマルチパスの問い合わせを提供する、即ち、各受信器２０４ａ、２０４ｂ、２０４ｃ、・・・２０４ｍは、各送信器２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、・・・２０２ｍから放射された信号を検出するために用いられ得る。各音送信器２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、・・・２０２ｍを、異なる周波数、一部のスペクトル、チャープ／変調特性を用いて選択的にエンコードすることは、各チャネルが独立して解析されることを許容するだろう。代わりに、送信器２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、・・・２０２ｍがノイズ源により電圧が供給されて、遅延相関技術が用いられて送信器から受信器への各経路に対する伝達時間が検出され得る。これは、図７ｂに示すように、問題になっている媒体を通るＮ×Ｎの独立経路を提供する。
【００９１】
図７ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、バルク流体内に浸される円形／リングに基づくセンサを示す。この場合、取り付けリング２１０は、取り付けリング２１０の周りに位置するトランスポンダＴ１，Ｔ２・・・Ｔｉ、・・・ＴＮ（送信及び受信）のリングによって形成される送信器及び受信器アレイを有する。このリングは、バッチ／バルク流体のタンク／容器内に置かれ／浸されて、マルチパスの音ＳＯＳ決定を提供する。互いに直径方向に対向して離れている全てのトランスポンダの間の経路は、基準測定を提供し、リングの直径方向ではない経路上の測定は、測定長の多様性等を提供するだろう。
【００９２】
図８ａ〜８ｄ（ＣＣＳ−００５１）：更なる空気量のリアルタイム測定及び監視
【００９３】
図８ａ〜８ｄは、エアレーションされたコンクリート内の音の速度を測定する他の実施形態に関する。
【００９４】
所定の条件の音媒体及び音源では、音の伝搬は、ほとんどないか又は有意ではない指向性を有するだろう。即ち、音源から来る音は、音源から全ての方向に等しく伝搬するだろう。
【００９５】
図８ａに配置が示されるように、例示としてのあるタイプの音源は、時間調和振動を有し、自由端となったバッフル付きの円形ピストン（固い平らな表面によって囲まれた円形の面を有するピストン）である。この場合、ピークとなる音の放射は、ピストン軸（θ＝０）に沿って生じる。振幅指向性ファクタＤ（θ）は、ピストン中心から距離ｒ且つピストン軸からの向きθにおける音圧と、ピストン軸上の同じ距離における音圧との比であり、下記のように定義される。
【００９６】
Ｄ（θ）＝Ｐ（ｒ、θ）／Ｐ（ｒ、０）＝２Ｊ１（ｋａｓｉｎθ）／ｋａｓｉｎθ
【００９７】
ここで、Ｐは調和圧力波の振幅であり、Ｊ１は１次の第１種ベッセル関数であり、ａはピストンの半径である。波数ｋは以下のように定義される。
【００９８】
ｋ＝ω／ｃ
【００９９】
ここで、ωは調和振動の周波数であり、ｃは音の速度である。直径１．５インチ（３．８１ｃｍ）のピストン及び８０ｆｔ（２４．３８４ｍ）／ｓｅｃの音の速度に対するＤ（θ）が、図８ｂに示される。１００Ｈｚ且つθ＝９０°に対して、圧力信号の振幅は、ピストン軸（θ＝０°）に沿う圧力信号の振幅のほぼ１００％であることに留意されたい。５００Ｈｚでも、θ＝９０°での指向性ファクタは、約０．６（６０％）又は４．４ｄＢである。
【０１００】
小さな直径のピストンを低い周波数で用いる時、音の伝搬の指向性に対する比較的小さなインパクトのために、音は、平らな表面に沿って生成されて、同じ平らな表面に沿って位置する受信器によって測定され得る。図８ｃは、混合するコンクリート２５１のためのコンクリートミキサーの壁２５０が、音源２５２及び音受信器２５４を備えた構成の一例を示す。本明細書に開示されることと一致して、ピストン又は他の音源がタンクの壁に取り付けられ、信号が、少し距離が離れて同じ壁に取り付けられた１つ又は複数の圧力センサによって受信される。図８ｄは、他の例を示しており、１つのユニット又はプローブ２６０が、内部に統合された音源２６２及び１つ又は複数の圧力センサ２６４の両方を有する。そして、ユニット又はプローブ２６０は、コンクリートミキサーの壁の中に挿入されて、コンクリートと接触する。
【０１０１】
ＣＣＳ−００３７及び００４１−１のソナーに基づく部品
【０１０２】
本発明のいくつかの実施形態によれば、コンクリートを含む、エアレーションされた流体内の音の速度は、ソナーに基づく同伴空気メータ及び測定する技術に少なくとも部分的に基づいて受信器を用いて測定され得る。そのような実施形態では、上述した図４ａから４ｄに関して説明された実施形態と一致して、ソナーに基づく同伴空気メータ及び測定する技術は、処理容器、タンク、カラム、ミキサー、バット、管又はパイプに配置されて、音信号を受信して対応するソナーに基づき、少なくとも１つの送信器によって生成された音信号についての情報を含む信号を提供し得る。そのような実施形態では、コンクリートの耐久性が、生コンクリート混合物内の同伴空気によって高められ、ミキサーでの同伴空気測定を用いて同じものに少なくとも部分的に基づいて、コンクリート混合物を制御する新技術が、本発明のいくつかの実施形態により、下記に説明される。
【０１０３】
ＣＣＳ−００３７
【０１０４】
例えば、本発明のこの態様は、管の中に注がれている湿ったコンクリートを含むことを提案する。管は、管の外側に取り付けられた２つのソナーに基づくＰＶＤＦセンサを備えており、一方は管の最上部近傍に、他方は管の最下部近傍にある。音又は音信号が、管の最上部及び／又は最下部で作り出される。２つのセンサ間の音又は音信号の伝搬時間が測定されて、音の速度（ＳＯＳ）が決定されてＧＶＦが計算され得る。また、２つよりも多いセンサが用いられてＳＯＳを決定し得る（又は、離れた反射が有利に取られるならば、１つだけ）。
【０１０５】
大きなコンクリートの試料に対しては、取り付けられる音源がコンクリートの中に挿入されて、ＳＯＳが測定される。
【０１０６】
いくつかの場合には、周囲の音が十分大きいので音源が不要であり、本発明の範囲は、そのような大きな音だけ及び作り出された音との組み合わせを含むことを意図する。
【０１０７】
ソナーに基づく同伴空気メータ及び測定する技術は、公知であり、例えば、米国特許第７，１６５，４６４号、第７，１３４，３２０号、第７，３６３，８００号、第７，３６７，２４０号及び第７，３４３，８２０号の全体又は一部に開示されるソナーに基づくメータの形をとり、これらの全ては参照されて本明細書に取り込まれる。ソナーに基づく同伴空気メータ及び測定する技術は、純粋な相の密度を含み、様々な情報を提供可能であり、純粋な相の液体の音速が既知であると、音の速度を測定し且つウッズの式を適用することにより、ＧＶＦが決定され得る。
【０１０８】
音の速度を測定することによってＧＶＦを決定することは、速く正確なデータを提供できる。また、ＳＯＳ測定システムは、非常に柔軟性があり、異なるコンクリート容器及び試料の特別な容積と共に働くように容易に構成され得る。
【０１０９】
ＣＣＳ−００４０
【０１１０】
更にまた、本発明の他の態様は、トラックに放出される前のミキサー内にある混合物に対して、同伴空気測定が行われることを提案する。この測定は、例えば、ミキサーボックスの最下部に、ソナーに基づく同伴空気メータを取り付けることによって実現され得る。構成要素が加えられて、十分な時間、ボックス内で混合された後、トラックへ放出される前に、コンクリートの試料が測定ユニットの中に放出される。これは、ナイフバルブのような適切なバルブ配置により完成され得る。そして、試料内の同伴空気の測定が行われる。その時、オペレータは、必要であれば混合物を修正して規格内に至らせるか、又は、レベルが規格内であれば、混合物をトラックに放出する。本発明による新技術は、規格外バッチを取り除くことによりオペレータに対するコストを削減すると共に、コンクリートの改善された品質制御を導くだろう。
【０１１１】
上述した説明と一致して、ソナーに基づく同伴空気メータ及び測定する技術は、公知であり、例えば、米国特許第７，１６５，４６４号、第７，１３４，３２０号、第７，３６３，８００号、第７，３６７，２４０号及び第７，３４３，８２０号の全体又は一部に開示されるソナーに基づくメータの形をとり、これらの全ては参照されて本明細書に取り込まれる。
【０１１２】
本発明の範囲
【０１１３】
本発明は、例示としての実施形態を参照して説明されたが、当業者は、本発明の範囲から離れることなく、様々な変更がなされ且つ均等物が構成要素と置き換えられ得ることを理解するだろう。また、本発明の範囲から離れることなく、本発明の示唆に対して所定の状況又は材料を採用するために変更がなされ得る。従って、本発明は、本発明を実行するためにベストモードとして考えられて本明細書に開示された所定の実施形態に限定されることを意図しない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ（ｉ）】
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【図４ｂ（ｉｉ）】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図６ｆ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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