(57)【要約】  電子式蒸気トラップの監視装置が開示された。電子式蒸気トラップ監視装置（２３０）は、そのトラップが正常に動作していることが既知である場合、蒸気トラップの排出口に動作可能に接続され、そのトラップの中を流れている流体（液体又はガス）の少なくとも一つのプロセス変量を測定するように構成される。蒸気トラップ監視装置（２３０）は、後で比較するために、既知の状態の間に取得されたプロセス変量情報を格納する。蒸気トラップ監視装置（２３０）は、１つの後のプロセス変量の測定値を得て、１つの漏出表示を選択的に生成するために、それを、格納された測定値と比較する。蒸気トラップ監視装置（２３０）は、好ましくはローカル電源（３００）を使用して、無線で通信する。
2009510360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気トラップから吐出された流体の第１のプロセス変量を測定するために配置された第１プロセス変量センサと、
前記プロセス変量の第１の代表値を出力するために、前記第１プロセス変量センサに接続される第１測定回路、
前記プロセス変量の前記第１の代表値を受信するために、使用可能に前記測定回路に接続される信号処理回路、
を備え、
前記信号処理回路は、
既知の非漏出動作の間に取得された前記プロセス変量の前記第１の代表値と関連する参照用情報を格納するように構成され、そこで、前記信号処理回路は、蒸気トラップ漏出表示を選択的に生成するために、その後に取得されたプロセス変量情報を前記参照情報と比較する
ことを特徴とする電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項２】
前記電子式蒸気トラップ監視装置に電力を供給するように構成されるローカル電源
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項３】
さらに、筐体と、
前記ローカル電源の筐体と、
前記第１プロセス変量センサと、前記測定回路と、及び、前記信号処理回路と
を備え、
前記筐体は、前記蒸気トラップに熱的に接続可能であるが、
前記第１プロセス変量センサは、前記筐体から熱的に絶縁される
ことを特徴とする請求項２に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項４】
さらに、前記測定回路に使用可能に接続され、且つ、前記筐体に熱的に接続された第２の温度センサを備える
ことを特徴とする請求項３に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項５】
前記ローカル電源は、電力蓄積装置を備える
ことを特徴とする請求項２に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項６】
前記電力蓄積装置は、電池である
ことを特徴とする請求項５に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項７】
さらに、前記電力蓄積装置に接続された発電装置を備える
ことを特徴とする請求項５に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項８】
前記発電装置は、太陽光線を利用した発電装置である
ことを特徴とする請求項７に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項９】
前記発電装置は、熱的な発電装置である
ことを特徴とする請求項７に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項１０】
前記熱的な発電装置は、蒸気管に接続される
ことを特徴とする請求項９に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項１１】
前記測定回路は、前記ローカル電源に使用可能に接続されたトランスから電力が入力される
ことを特徴とする請求項２に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項１２】
前記第１プロセス変量センサは、温度センサである
ことを特徴とする請求項１に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項１３】
さらに、前記蒸気トラップの外部の温度を測定するように構成された第２の温度センサを備える
ことを特徴とする請求項１２に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項１４】
前記第１、及び、第２の温度センサの間の参照用温度差が、非漏出動作の間に取得されて格納され、
前記信号処理回路は、前記漏出表示を生成するために、後の温度差を前記参照用温度差と比較するように構成される
ことを特徴とする請求項１３に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項１５】
さらに、前記蒸気トラップ監視装置に接続された液晶（ＬＣＤ）ディスプレイを備え、
前記漏出表示は、前記液晶ディスプレイにより出力される
ことを特徴とする請求項１に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項１６】
前記信号処理回路は、前記測定回路に通信接続されるが、電気的には絶縁される
ことを特徴とする請求項１に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項１７】
さらに、前記信号処理回路に接続され、前記信号処理回路から受信した情報に基づく無線信号を生成するように構成された無線通信モジュールを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項１８】
前記無線通信モジュールは、無線通信信号を受信し、前記受信した無線通信信号に基づいて前記信号処理回路に情報を出力するように構成される
ことを特徴とする請求項１７に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項１９】
前記測定回路は、複数のプロセス変量センサに接続され、各々のプロセス変量センサに関するデジタル情報を生成するように構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項２０】
さらに、少なくとも一つのプロセス変量センサと前記第１測定回路に使用可能に接続される第２の測定回路を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項２１】
前記第１、及び、第２の測定回路の少なくとも一つは、圧力センサに接続される
ことを特徴とする請求項２０に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項２２】
前記圧力センサは、容量性の圧力センサである
ことを特徴とする請求項２１に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【請求項２３】
前記第１、及び、第２の測定回路の少なくとも一つは、静電容量のディジタル・コンバータを含む
ことを特徴とする請求項２１に記載の電子式蒸気トラップ監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気トラップの監視装置に関する。より詳しくは、本発明は、蒸気トラップの漏洩を検出するためのシステムと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気トラップは、蒸気管から不必要な空気を除去して復水するために、多くの産業で一般的に用いられる。典型的な工場では、何千ものこの種のデバイスが配備される場合がある。蒸気トラップは、通常、比較的廉価であるように設計された比較的低い技術のデバイスである。多くの場合、蒸気トラップは、あらゆる点で機械的である。電源又は監視の各々のために、どのような電気的配線を加えることも、コストがかかりすぎ、非実用的で、及び、／又は、労働集約的であると考えられる。
【０００３】
蒸気トラップは、通常、効率を維持し、そして、管のノッキングを減らすために、復水が管から排出できるように設計されている。典型的な蒸気トラップは、復水と物理的に接触するような一つ以上のチャンバ、及び、部材を備えていてもよい。復水のレベルがいくつかの閾値より上に上がるにつれて、蒸気トラップの中の可動の部材が動作されるか、そうでなければ、復水の排出を可能にする一つ以上の弁が動作される。復水が排出されるにつれて、蒸気トラップ内の復水のレベルは、弁を閉じることができてトラップを再加圧できるような量になるまで低減される。
【０００４】
蒸気トラップは、多くの場合、漏出するという非常に一般的な問題を有している。蒸気トラップの漏出は、多くの場合、蒸気トラップの中で可動部材の摩耗、弁（複数）の損傷又は掻き傷、又は、多くの他の理由による。原因を問わず、蒸気トラップの漏出は、多くの理由から望ましくない。第一に、水を蒸気に加熱するために比較的大きなエネルギーが必要である。したがって、漏洩している蒸気トラップは、蒸気の中の蓄えられたエネルギーの中身を完全に利用する前に逃がしてしまっている。更に、多くの復水除去システムは、蒸気の漏出により生じるような、連続する加圧に対応できるように設計されていない。したがって、蒸気トラップから下流の構成部分（複数）は、連続する蒸気の漏出により、損害を受けるか、又は、そうでなければ、劣化することがあった。最後に、充分な漏出がある場合、蒸気管は、その所望の目的を達成するための充分な蒸気の圧力、及び、流量を供給することができなくなる場合があった。
【０００５】
したがって、蒸気トラップの使用者は、それらの蒸気トラップの一つ以上が漏洩しているか否かを判定する機能を要望していると考えられる。近年では、蒸気トラップを監視するために用いられる方法では、蒸気トラップに向けてケーブルを設置するか、又は、非電気的な方法によることが要求される。
【発明の開示】
【０００６】
（発明の概要）
電子式蒸気トラップ監視装置が開示されている。電子式蒸気トラップ監視装置は、そのトラップが正常に動作していることが既知である場合、蒸気トラップの排出口に動作可能に接続され、そのトラップの中を流れている流体（液体又はガス）の少なくとも一つのプロセス変量を測定するように構成される。蒸気トラップ監視装置は、後で比較するために、既知の動作状態の間に取得されたプロセス変量情報を格納する。蒸気トラップ監視装置は、１つ後のプロセス変量の測定値を得て、漏出表示を選択的に生成するために、それを、格納された測定値と比較する。蒸気トラップ監視装置は、好ましくはローカル電源を使用して、無線で通信する。
【０００７】
（図示された実施形態の詳細な説明）
本発明の実施態様は、蒸気管に接続されるか接続可能である吸気口と、周期的に復水、及び、／又は空気を吐出する排水口とを有するか、さもなければ、周囲環境についての高い圧力を維持することが期待される、いかなる蒸気トラップに関しても適用できる。
【０００８】
図１は、本発明の実施態様が適用された蒸気トラップの模式図である。蒸気トラップ１００は、蒸気管１０２、及び、水捕集／戻り管路１０４に流体工学的に接続される。蒸気管１０２は、その中に第１の圧力（Ｐ１）、及び、第１の温度（Ｔ１）と定義された蒸気を含む。蒸気は、静止している場合か、又は、流れている場合があり、そして、飽和蒸気である場合か、又は、過熱蒸気である場合がある。蒸気管１０２の中を流れるか又は中に存在する復水は、吸気口１０６に流出して、チャンバ１０８に蓄積される。チャンバ１０８は、可動部材１１２によって、閉じられるか又は閉塞される排出口１１０を含む。可動部材１１２は、バッフル板又は他のいかなる適切な物理的構造物をも備える場合がある。復水１１４がチャンバ１０８の中で蓄積されるにつれて、復水１１４のレベル１１６は上昇する。レベルが上昇するにつれ、それによって、可動部材１１２に沿って変位する復水の量が増加し、部材１１２の浮力の程度が増加して、部材１１２を上方に付勢する。ある時点で、復水１１４のレベルは、可動部材１１２を参照番号１１８として仮想線で示した位置に持ち上げる閾値に達する。一旦部材１１２が持ち上げられると、復水１１４は、短期間の間に排水口１１０を通って流出する。一旦充分な復水１１４が流出すると、重力が部材１１２を排水口１１０と接触するまで降ろし、それによって、排水口１１０が封止される。このようにして、蒸気トラップ１００は、多量の復水１１４、及び、いくらかの空気、及び、蒸気を周期的に吐出する。復水が流出されている間のこれらの間隔の間に、温度（Ｔ３）、及び、圧力（Ｐ３）は、部材１１２が排水口１１０を封止している時よりも比較的高くなる。
【０００９】
図２は、本発明の実施態様が適用された他の蒸気トラップの模式図である。蒸気トラップ２００は、スチームパイプ１０２、及び、戻り管路１０４に接続される。トラップ２００は、蒸気管１０２に流体工学的に接続される吸気口２０４に接続されるか又はそれを含むトラップ本体２０２を含む。従って、蒸気管１０２の中で流れているか、さもなければ存在する復水、又は他の液体は、導管２０６を下って、吸気口２０４を経てトラップ本体２０２に入る。流体２０８は、このようにして、トラップ体２０２内に蓄積される。フロート２１０は、トラップ体２０２内に配置され、流体２０８の選択された量で浮くように構成される。フロート２１０が上昇するにつれて、それは最終的に、弁２１４の可動部材２１２と接触する。フロート２１０が十分に部材２１２を動かすとき、上流側部分２１６が下流側部分２１８に接続され、それにより、弁２１４が開けられる。上流側部分２１６は、トラップ本体２０２の底部のすぐ近くの場所２２０で流体工学的に接続されている。したがって、場所２２０のすぐ近くの流体２０８は、導管２２２内に流出し、弁２１４を通り、導管２２４を通り、そして、戻り管路１０４の中に流出する。流体２０８の流れは、流体２０８の表面２２６を押す圧力（Ｐ）である、蒸気管１０２の中の比較的高い圧力により促進される。
【００１０】
吸気口２０４の温度がＴ１として図に示され、一方、排水口２２８のすぐ近くの温度がＴ２として図に示される。戻り管路１０４内の復水の温度がＴ３である。
【００１１】
本発明の実施態様を、現存するか又は従来の機械式の蒸気トラップに適用することを可能にするためには、そのようなデバイスを変更させる必要がないことが好ましい。したがって、本発明の実施態様は、一般的に、吸気口及び排水口を有して、蒸気トラップ自体にいかなる変更も、又は、蒸気トラップまでいかなる配線をわたらせる要求も必要とせず、周期的に復水を吐出する、どのような蒸気トラップにも用いることができる蒸気トラップ監視装置を目的とする。
【００１２】
図３Ａは、本発明の実施態様に従う蒸気トラップに接続された蒸気トラップ監視システムの模式図である。簡明にするために、図３Ａに示された蒸気トラップは、図２について記載された蒸気トラップ２００である。しかしながら、前述のように、いかなる蒸気トラップも使うことができる。蒸気トラップ監視装置２３０は、蒸気トラップ２００の排水口２２８に接続される。説明のために、蒸気管１０２の中に飽和蒸気３００＃が出力されると仮定する。この圧力で、蒸気温度は、約４１２［度］  Ｆである。従って、蒸気トラップ２００内の温度は、また、約４１２［度］  Ｆである。Ｔ３は、対照的に、大気圧の飽和蒸気の概略温度であるか、又は、２１２［度］  Ｆである。蒸気トラップは、通常、その環境で失われる熱エネルギーを最小化するために断熱される。図３Ａにて図示したように、Ｔ２は、蒸気トラップ２００の排水口２２８の直後の下流側に位置する気体の温度である。本発明の実施態様に従う蒸気トラップ監視装置２３０は、排水口２２８のすぐ近くの一つ以上の蒸気特性を検出するために、一つ以上のプロセス変量センサを含む。
【００１３】
通常の蒸気トラップ動作の間、飽和した蒸気、及び、復水の両方は、トラップ本体２０２の中に存在する。これは、トラップ本体２０２の温度を約温度Ｔ１にする。蒸気トラップ監視装置は、例えば、直接に蒸気トラップ本体２０２に取り付けられる場合も、本体２０２とおよそ同じ温度になるその筐体を有し、やはりＴ１とおよそ同等になる。蒸気又は復水が蒸気トラップ２００から流出しない場合、気体温度Ｔ２は、Ｔ３におよそ等しくなるか、又は、気圧排気システムにより、約２１２の［度］  Ｆになる。実際には、蒸気トラップ本体２０２、及び、蒸気トラップ監視装置２３０の筐体からの放射熱伝達により、Ｔ２は、２、３度高くなることがある。本発明の少なくとも一つの実施態様において、Ｔ２は、監視装置２３０内に配置される温度センサを用いて測定される。参照用のＴ２の測定値は、既知の非漏洩動作の間に、取得され格納されることができる。そして、後の測定値は、蒸気トラップの漏出診断のために参照用の測定値と比較されることができる。
【００１４】
上記に示された温度説明は、蒸気又は復水がトラップ２００からの流れでない時には、概略的に正しい。しかし、トラップ２００が充分な復水を収集した場合、浮力が、フロート２１０、及び、開放弁２１４を持ち上げる。これが、浮力がフロート２１０を浮上させるには不十分になるまで、復水を排水口２２８の中に流出させることを可能にする。一般的に、いくらかの飽和した蒸気もまた、このプロセスの間に、蒸気トラップ２００の意匠のディテイルに依って逃げることがありえる。流出期間の間に、復水、及び、蒸気は、蒸気トラップ監視装置２３０の中の温度センサをおよその温度でＴ１（およそ４１２［度］  Ｆ）に加熱する。漏出期間が終了した後に、蒸気トラップ監視装置２３０内のセンサの温度は、古典的な一次システムの減衰カーブに沿ってＴ２に段階的に戻る。
【００１５】
漏出している蒸気トラップの場合、Ｔ２を測定するセンサ（Ｓ２）からの読みは、弁を通って漏出する飽和した蒸気のそれ（温度）の近辺に一貫して残る。より大きな漏出の場合、Ｔ２は、Ｔ１の温度により良好に適合される。好ましくは、本発明の実施態様も、温度Ｔ１、又は、蒸気トラップ本体２０２に熱的に接続された蒸気トラップ監視装置２３０の筐体の温度を測定するために設けられた第２のプロセス変量センサ（好ましくは第２の温度センサ）を含む。好ましくは、蒸気トラップ監視装置２３０内の電子回路は、温度Ｔ１、及び、Ｔ２に関連した読みを保存する。時間の経過に伴い、蒸気トラップ復水弁が開いている期間（複数）を除いて、平均温度差を決定でき、Ｔ１、及び、Ｔ２の温度と関連して格納される。弁が開いていることを検出することは、Ｔ２が結果的にＴ１にほぼ等しくなるような急速なＴ２の温度変化に注目することにより決定できる。もちろん、他の技術、及び、方法も、蒸気トラップ監視装置２３０で復水又は加圧流体の流れを検出するために用いることができる。
【００１６】
復水を除去するために利用できるエネルギーの量は比較的大きいため、蒸気トラップ復水弁は、通常、短期間のみ、一般的に１分未満だけ開かれる。蒸気トラップ監視装置２３０の筐体の近くのセンサにより示された温度（Ｔ１）が、（例えば１０分以上のような）長い期間の間、ほとんどＴ２に等しい場合、又は、弁が閉じられていた期間の２台のセンサ間の読みの間の平均差が予め定められた閾値より下になる場合に、蒸気トラップ監視装置２３０は、漏出表示を出力できる。
【００１７】
漏出指示の実際の形態は、いかなる適切な通告又は通報送信であってもよい。実施形態では、蒸気トラップ監視装置２３０の筐体に固有色変化を与えることのような、非常に安価な通告を含む。通告は、また、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（トレードマーク）フィールドバス、又は、ＨＡＲＴ（登録商標）コンパチブル警報のような無線で供給される、より高度なものであってもよい。さらに、その警報は、また、可聴警報であってもよい。好ましい実施形態では、無線警報を用いることが考慮される一方で、プロセス変量センサが、センサへの電源供給と警報の伝達の両方のために二線式プロセス制御ループのように有線で接続されることが認められている。
【００１８】
図３Ｂは、本発明の実施態様に従う蒸気トラップ監視装置２３０の一部の斜視図である。監視装置２３０は、監視装置筐体２３２を蒸気トラップ本体２０２に熱的に接続する方法で、蒸気トラップ本体２０２又は蒸気トラップ排水口２２８に接続するのに適している表面２３４を含む、筐体２３２を含む。好ましくは、蒸気トラップ監視装置２３０は、複数の温度センサを使用する。図３Ｂにて図示したように、蒸気トラップ監視装置２３０は、好ましくは、筐体２３２の温度を検出するために設けられる筐体温度センサ２３６を含む。温度センサ２３６のために使用される温度センサの形式は、温度に応じて電気特性を発生させるか、そうでなければ与えることが適切にできる装置であれば、どのようなものでもよい。適切な温度センサの実施形態には、熱電対、サーミスタ、及び、測温抵抗体（ＲＴＤ）を含む。一実施形態において、温度センサ２３６は熱電対である。蒸気トラップ監視装置２３０も、好ましくは、筐体２３２内の気体の温度を測定するために設けられ、熱的に筐体２３２から絶縁された第２の温度センサ２３８を含む。
【００１９】
図３Ｃは、温度センサ２３８の位置決めをより詳細に図示している切欠斜視図である。温度センサ２３８は、温度センサ２３６に関して前述したように、どのような適切な装置でもよいが、好ましくは熱電対である。更に、好ましい実施形態で、筐体２３２は、気候的に極端な場所への露出に適して、実質的に防水であるように屋外用に強化されたプラスチック・エンクロージャである。更に、温度測定値は必ずしも高い精度を必要とするわけではないので、電子回路には、オンチップのアナログ−デジタルコンバータと共に使用できる安価で単純なマイクロコントローラ（複数）を使用している。しかしながら、多くの他の適切な電気装置が、蒸気トラップ監視装置２３０の回路のために使用されてよい。そのような回路が、図４に記載されている。
【００２０】
蒸気トラップ漏洩の通告は、好ましくは、筐体２３２と統合されている黒べたのＬＣＤを使用して実施され、そのＬＣＤは、警報状態が現れた場合、好ましくは赤のような色に変えられる。一方、図３Ｂ、及び、３Ｃの記載では、実用的な、２つの温度センサを使用している実施態様と、また、２つ以上の温度センサを使用している実施態様を、図で示した。例えば、他の実施形態では、Ｔ３を測定することが有用である。これは、特に、蒸気が過熱される（飽和しない）場所のような場合、その温度が時間とともに変化する場所のような場合、又は、水補集システム圧が大きく変化する時のような場合のためである。この補集圧の変化は、飽和温度を変化させる。全温度Ｔ１、Ｔ２、及び、Ｔ３を各々測定することにより、上記と同じ技術的なアプローチを、蒸気トラップで漏洩されているかどうかを決定するために使用できる。そのような状況は、２つの温度測定値だけを使用して言及されてもよいが、Ｔ１（Ｔ１は変化するので）のＳ１測定における遅延が、診断評価をするソフトウェアアルゴリズムにより評価されなければならない。過熱スチーム・システムについての１つの良好な状況は、Ｔ１、及び、Ｔ３間の温度差が、通常、飽和したシステムよりも非常に大きいということである。このより高い温度差は、小さな漏出に対してより高感度な漏水検知技術を可能にする。
【００２１】
蒸気トラップは、また、閉じ込められた空気を排出するために用いられる。トラップにより排出されるいかなる空気も、温度Ｔ１の蒸気と密に触れているので、類似した温度になる。Ｓ２で測定するセンサ２３８は、弁を通過するにつれて減圧される空気以外の、その空気に対して、あたかもそれが飽和した蒸気であるかのように応答する。この減圧法は、空気の瞬間の温度を減少させる。最悪の場合のシナリオでは、漏洩検出器が、弁が開いていることを検出できないほど、出ていく空気が十分に冷たくなりえる。これは、センサ２３８によって漏洩する蒸気（もし存在するならば、）の増加した温度を検出することに一般に依存する、蒸気トラップ監視装置２３０の漏水検知機能を損なわない。実際のサービスにおいて、空気放出は、通常はスタート時又は再起動時に起こるのみである。通常の状況下で、復水又は蒸気は、唯一の排出される流体又は気体である。
【００２２】
ここまで記載の多くは、圧力のように、使用できるプロセス変量の、異なるか又は付加的であるプロセス変量を検出することと、蒸気トラップ・プロセスを通して多数の温度を検出することに焦点を集めていた。例えば、図３ＡのＴ１、Ｔ２、及び、Ｔ３により図示される各々の場所で、圧力が測定されている。例えば、図１に戻って参照すると、３つの圧力、及び、温度が図示されている。可動部材１１２が閉じるときに、Ｐ２、及び、Ｔ２の測定値は、およそで蒸気管１０２の蒸気の圧力、及び、温度であるＰ１、及び、Ｔ１と同様になる。しかしながら、トラップ１００が開いた時に、圧力、及び、温度は、捕集／戻り管路１０４の圧力、及び、温度と類似する。本発明の実施態様では、これらの変数を測定することによって、蒸気トラップが新規で良い動作状態のときの動作を、効果が得られるように「特徴づける」。しかしながら、蒸気トラップは経年劣化し、漏出が発現し、トラップの反応が異なってくる。漏出がある場合、Ｐ２、及び、Ｔ２は、明確に異なるふるまいをする。蒸気管圧、及び、温度に対して、Ｐ２、及び、Ｔ２は、ほとんど等しくなるよりはむしろ、わずかに低くなる。さらに、Ｐ２、及び、Ｔ２は、戻り管路１０４におけるその圧力、及び、温度（Ｐ３、Ｔ３）にほとんど等しくなる代わりに、わずかに高くなる。これらの関係が生ずる程度は、通常、漏出の種類、及び、程度に依る。しかしながら、Ｐ１、Ｔ１、Ｐ２、Ｔ２、及び、Ｐ３、Ｔ３を測定することによって、本発明の実施態様では、（漏洩しているかもしれない）トラップの現在状態を、（順調に動作していると決められたか又は認定された時のような）特徴づけられた状態と比較できると考えられる。この比較は、その後、蒸気トラップが漏洩しているかどうか、そして、漏洩している程度さえも、技術者又は制御者に決定させることができる。
【００２３】
図４は、本発明の実施態様に従う蒸気トラップ監視装置の中の電子回路のブロック図である。蒸気トラップ監視装置２３０は、一般にローカル電源３００を含む。ローカル電源３００は、通常、外部の環境に対するいかなる配線接続も必要とせずに、蒸気トラップ監視装置２３０の中の残りの回路に全ての必須の電力を供給することが可能である。電源モジュール３００の実施形態は、電気を発生させるのに適している装置と同様に、又は、それに加えて、内部電池を含んでもよい。そのような装置は、風力発電装置、太陽電池、振動から電気を生成する回路、及び、熱的な発電装置を含む。好ましい実施形態では、モジュール３００は、熱流から電気を発生させる熱的な発電装置３０２を含む。熱的な発電装置３０２の既知の実施形態では、熱電対と、ペルチェ効果を用いた装置とを含む。従って、発電装置３０２の片側３０４は、蒸気管１０２のような高温の発生源に接続される。一方、熱的な発電装置３０２のもう一つの側３０６は、その周囲環境のような比較的低温に接続される。既知の概念に従って、熱的な発電装置３０２の側３０４及び３０６を横断しての温度差の存在が、電力変換回路３０８に供給される電気を発生させる。回路３０８は、状態に対する適切な回路、増幅に適切な回路、さもなければ、発電装置３０２によって供給される電気をより適切な形態に適応させることに適切な回路、のどのような組合せも含んでもよい。さらに、電圧レギュレータ３１０は、安定した電圧を蒸気トラップ監視装置２３０の回路に供給するための電力変換回路３０８に使用、及び、接続されてもよい。モジュール３００に接続される接続線が図示されず、又は、電圧レギュレータ３１０から蒸気トラップ監視装置の回路範囲内の付加的な構成部分への接続線が図示されないにもかかわらず、明確にそのような解釈が与えられる。実際、電源モジュール３００の出力は、現実に、電気を必要とする蒸気トラップ監視装置の中で、全ての回路に接続される。
【００２４】
電源モジュール３００は、いくつかの実施態様において、定常状態のエネルギー転換率が、定常状態の電力消費の必要性を満たさない時でも、動作することが可能である。例えば、電源モジュール３００は、エネルギーを格納する一方で、監視装置を、電気エネルギー消費が非常に削減される低出力状態にさせることがある。その後、監視装置は、周期的に、電源を入れ、漏洩を確認し、表示を発生させ、及び、適当であるならば低出力状態に戻るようにしてもよい。さらに、監視装置は、低出力モードに入らせる無線又はローカル的な操作の命令を受信してもよい。このように、蒸気トラップの監視装置の効果的な動作が、比較的小さい定常状態のエネルギーを使用して遂行されてもよい。好ましい実施形態では、電源３００のローカル電源の使用を図示する一方で、別の実施形態では、蒸気トラップ監視装置に電力を供給とその監視装置へ／からの通信との両方とも実施する二線式プロセス制御ループのような、有線の電源に接続できるようにしている。
【００２５】
蒸気トラップ監視装置回路は、また、好ましくは、電源トランス駆動回路３１４、及び、マイクロプロセッサ及び／又は信号調整モジュール３１６に与えられるクロック信号を発生させるクロック３１２を含む。クロック信号の供給は、蒸気トラップ監視装置２３０の回路の中の同期を維持するのに有益である。マイクロプロセッサ及び又は／信号調整回路３１６は、蒸気トラップ監視装置２３０の中で機能を与えるコードを実行するために適するいかなる回路であってもよい。マイクロプロセッサ／信号調整モジュール３１６は、データバス３２０を介して無線通信モジュール３１８に接続されている。
【００２６】
無線通信モジュール３１８は、回路３１６からデータを受信して、それに基づく適当な無線通信信号を発生させる。さらに、無線モジュール３１８は、無線通信を受信してもよく、及び、データバス３２０を通してマイクロプロセッサ／信号調整回路３１６に、無線通信と関連するデータを与えてもよい。無線通信モジュール３１８の実施形態では、現在公知であるか又は今後開発される、電線なしに情報を与えるか又は送信することが可能である、いかなる技術も含む。無線通信モジュール３１８は、装置関連の情報と同様に、プロセス関連の情報を伝達してもよい。アプリケーションによって、無線通信モジュール３１８は、以下に限られない、いかなる適切な無線通信プロトコルに従っても通信できるように適応される。（カリフォルニアのＬｉｎｋｓｙｓ  ｏｆ  Ｉｒｖｉｎｅにより構築されたＩＥＥＥ  ８０２．１１ｂ無線アクセス・ポイント、及び、無線ネットワーク装置のような）無線ネットワーク技術、携帯電話又は（カリフォルニアのサンノゼのＡｅｒｉｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ社によるＭｉｃｒｏｂｕｒｓｔ（登録商標）のような）デジタル・ネットワーク技術、ウルトラ・ワイド・バンド、フリー・スペース・オプティックス、グローバル・システム・フォー・モービル・コミュニケーション（ＧＳＭ）、汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）、符号分割多重アクセス方式（ＣＤＭＡ）、スペクトル拡散技術、赤外線通信技術、ＳＭＳ（ショート・メッセージング・サービス／テキスト・メッセージング）、又は他のいかなる適切な無線技術を含む。更に、互いの無線オペレーション範囲の中で多数の装置が共存できるように既知のデータコリジョン技術を使用してもよい。そのようなコリジョン防止は、多くの異なる高周波チャネル、及び／又は、スペクトル拡散技術を使用することを含んでもよい。
【００２７】
監視装置２３０は、蒸気トラップ漏出指示（複数）のような情報を、一つ以上の所定のレシーバに、周期的又は蒸気トラップ漏出の決定のようなイベントの発生に応じてプッシュしてもよい。この漏出指示は、非漏出、漏出、両方、又は他のいかなる適切な表現により指示されてもよい。さらにまた、監視装置２３０は、要求により、そのような情報を提供してもよい。この要求は、モジュール３１８を経て、又はローカル操作インタフェースを経て受信される無線命令の形式で到着させてもよい（図示せず）。その要求は、単一の監視装置のアドレス又は無線範囲の中の一群の監視装置に向けられてもよい。さらに、その要求は、各々の監視装置が漏出情報のために周期的にポーリングされるように、周期的に発生させてもよい。
【００２８】
電源モジュール３００、電源トランス駆動回路３１４、クロック生成回路３１２、マイクロプロセッサ／信号調整３１６、及び、無線モジュール３１８は、好ましくは、監視装置２３０の測定回路から電気的に絶縁される。この絶縁は、好ましくは、トランス絶縁の形態であるが、いかなる適切な形態もであってもよい。クロックリカバリ回路３２４は、電源トランス３２２に接続され、そして、クロック生成回路３１２のそれと、好ましくは同一であるクロック信号３２６を与えるために適応される。さらに、電源トランスリカバリ回路３２８は、また、電源トランス３２２に接続され、そして、電源トランス３２２によって与えられるエネルギーから、測定回路のための電気を発生させる。電源トランスリカバリ回路が付加的な構成部分に接続されないように図示される一方、明確にそのような解釈が与えられる。実際、電源トランスリカバリ回路３２８は、電気を必要とする全ての測定回路に、使用可能に接続される。
【００２９】
前述のように、本発明の実施態様は、好ましくは、蒸気漏洩を検出するための、複数のプロセス変量センサを使用する。図４は、複数の測定値モジュール３３０、３３２、３３４、そして、３３６を使用する蒸気トラップ監視装置２３０の回路を示す。各々のモジュールは、プロセス変量センサと通信することによって、プロセス変量のデジタル表示を発生させるように構成される。一部のモジュールは、他の測定値モジュールと同様に、複数のプロセス変量センサと通信するように構成されてもよい。例えば、モジュール３３４は、バス３４０を介してモジュール３３６と通信すると同様に、圧力測定値Ｐ２、及び、温度測定値Ｔ２を得ることが可能である。測定値モジュール３３０、３３２、３３４、そして、３３６は、プロセス変量センサと通信することによって、デジタル・プロセス変量情報を発生させることが可能であるいかなる回路であってもよい。従って、アナログ−デジタル・コンバータは、測定値モジュールと考えることができる。更に、一つ以上のアナログ−ディジタル・コンバータ、マルチプレクサ、そして、線形化又は補償のための付加的な回路を有する全ての特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）は、測定値モジュールと考えることができる。好ましくは、モジュール３３４、そして、３３６は、内部の静電容量−デジタル・コンバータを有するＡＳＩＣである。さらに、モジュール３３０は、静電容量−デジタル・コンバータを含み、モジュール３３２は、電圧−デジタル・コンバータを含むことが好ましい。しかしながら、本発明の実施態様に従って他の組合せが使用されてもよい。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態に関して記載してきたが、当業者においては、本発明の本質及び範囲から逸脱することなく、形態、及び、細部において、変化させることができることが認識されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施態様が適用された蒸気トラップの模式図である。
【図２】本発明の実施態様が適用されたもう一つの蒸気トラップの模式図である。
【図３Ａ】本発明の実施態様に従う蒸気トラップに接続された蒸気トラップ監視システムの模式図である。
【図３Ｂ】本発明の実施態様に従う蒸気トラップ監視装置の一部の斜視図である。
【図３Ｃ】蒸気トラップ監視装置の一部の切欠斜視図である。
【図４】本発明の実施態様に従う蒸気トラップ監視装置内の電子回路のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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