(57)【要約】  本発明は、逆浸透濾過装置に関し、より具体的には、ＲＦＩＤタグによって電力を供給される流量計及び液体導電度計を有する膜濾過装置（１０、１１、１２）に関する。本発明の実施形態は、逆浸透フィルタと、流量計及び導電度計を含む測定装置を備える濾過システムとを備えている。本発明の測定器は、好ましくは濾過装置及びシステムの透過性コアチューブ（１６）の上若しくは中に配置されている。
2009508665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線周波数認識（ＲＦＩＤ）タグと、透過液の導電度及び流量のうちの少なくとも１つの値を測定するように構成された測定装置とを備え、
前記測定装置は、前記値に関する情報を前記ＲＦＩＤタグに伝送するように構成されている、透過液を得るために流体を濾過するための逆浸透システム。
【請求項２】
前記測定装置は流体流量計であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記流体流量計は、電磁気流量計であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記流体流量計は、回転可能な部材を供えていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記流体流量計は、歪ゲージを備えていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記流体流量計は、超音波流量計を備えていることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記測定装置は流体導電度計であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記流体導電度計は、電極を備えることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記流体導電度計は、電極の無い装置であることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記測定装置は、ＲＦＩＤタグによって電力を与えられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記測定装置は、バッテリによって電力を与えられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記バッテリは充電可能であることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記バッテリは、ＲＦＩＤタグによって充電可能であることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記測定装置は、外的に駆動される無線周波数エネルギー源によって電力を与えられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記膜フィルタ装置は、螺旋状に巻かれた膜フィルタ装置であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ＲＦＩＤタグは、測定値を記憶することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ＲＦＩＤタグと通信するように構成されたデータ検索装置をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記測定値は、前記ＲＦＩＤタグとの通信を介してデータを検索装置に伝送されることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記データ検索装置は、測定値を使用するように構成され、前記膜フィルタ装置の性能を示す値を計算することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記計算された値は、標準化された塩通過度であることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記計算された値は、標準化された合計溶解固形分通過度であることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ＲＦＩＤタグは、前記膜フィルタ装置に関係するプリロードされた値を記憶するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記プリロードされた値は、ロット番号、生産データ、及び出荷データから選択されていることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記プリロードされた値及び測定値は、前記ＲＦＩＤタグとの通信を介して前記データ検索装置に伝送され、前記データ検索装置は、前記プリロードされた値及び前記測定値を使用して前記膜フィルタ装置の性能を示す値を計算するように構成されていることを特徴とする請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
フィルタ装置の透過液の導電度及び流量のうちの少なくとも１つの値を測定するステップと、
前記値に関する情報を、前記フィルタ装置に取り付けられたＲＦＩＤタグに伝送するステップと、
前記ＲＦＩＤタグからの情報を遠隔的に受信するステップと
を備える、前記膜フィルタ装置の性能をモニターする方法。
【請求項２６】
前記情報から、前記膜フィルタ装置の性能を示す値を計算するステップをさらに備えることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記計算された値は、標準化された塩通過度であることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記計算された値は、標準化された合計溶解固形分通過度であることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
前記膜フィルタ装置に関するプリロードされた値を、ＲＦＩＤタグに記憶させるステップと、
前記測定値と前記プリロードされた値とに関する前記情報から、前記膜フィルタ装置の性能を示す値を計算するステップと、
をさらに備えることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年９月１日に出願された米国仮出願第６０／７１４９８２号の３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．セクション１１９（ｅ）に基づく利益を伴っており、この出願の全体は参照によってここに組み込まれている。
【０００２】
本発明は、逆浸透濾過装置に関し、より具体的には、ＲＦＩＤタグによって電力を供給される流量計及び液体導電度計を有する膜濾過装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
逆浸透（「ＲＯ」）濾過システムは通常、螺旋状に巻かれた膜フィルタを使用する。螺旋システムは通常、圧力チューブ内で直列に接続された３つ〜８つの膜フィルタ装置を設けられている。フィルタ装置は、アダプタを通じて透過チューブ上に接続されている。フィルタ装置のそれぞれからの透過液は、圧力容器に沿って直列に接続された後続のフィルタ装置の中央チューブの中で合流される。透過液の流れの方向に配置された、後続のフィルタ装置のそれぞれの中の透過液は、そのフィルタ装置の上流に配置されたフィルタ装置からの透過液と結合された、当該フィルタ装置の複合透過液である。販売されているＲＯユニットにおいては、複数の圧力容器は平行して稼動しており、対応するマニホールドに共に接続された供給液、濃縮液、及び透過液のポートを有している。
【０００４】
逆浸透システムの性能は、個々のフィルタ及びシステム全体の供給液、透過液、及び濃縮液の流量、圧力、及び、導電度についての情報を収集することによってモニターされる。生成水の流量及び生成水の導電度に関する個々のフィルタ装置の性能を知ることは、置き換えのためのフィルタ装置の選択における決定、及び逆浸透濾過システムにおける膜の付着現象を評価するために重要である。個々のフィルタ装置によって生成された透過液の導電度についてのいくつかの情報は、圧力容器のいわゆる「プロービング」によって得ることができる。プロービングの手順中には、小径のチューブが圧力容器の透過液ポートを通じて挿入され、接続された構成要素の透過液チューブに沿って押し込まれる。透過液のサンプルが所定の複数の距離において収集され、導電度が測定される。これらの結果は、所定の位置における複合透過液の導電度を示している。これら結果は、複合透過液の流れに寄与する構成要素の透過液流れに対するいくつかの値を仮定して、個々の構成要素に関係させることができる。個々の構成要素の計算された透過液の導電度は近似値に過ぎず、主に透過液のチューブの内側において収集された水のサンプルの所定の点における透過液の流れを測定することが不可能であるということに起因して、正しくないことが多い。
【０００５】
現在、個々のフィルタ装置の性能についてのより正確な情報は、オフラインでしか入手できず、フィルタ装置を圧力容器から取り外し、単一のフィルタユニットにおいて個々に試験される必要がある。このような手順は設備の操業を中断させ、大規模な設備においては実践的でない。さらに、単一のフィルタ装置用の試験装置において得られた結果は、より大きな複数フィルタ装置システムの変動する操業状況を考えた場合に、正確に予測することはできない。
【特許文献１】米国特許第３４１７８７０号明細書
【特許文献２】米国特許第３５５４３７８号明細書
【特許文献３】米国特許第４２３５７２３号明細書
【特許文献４】米国特許第４８５５０５８号明細書
【特許文献５】米国特許出願第１０／７９５１３８号明細書
【特許文献６】米国特許第３８６７６８８号明細書
【特許文献７】米国特許第４１３２９４４号明細書
【特許文献８】米国特許第４８４８１６４号明細書
【特許文献９】米国特許第３７１４８２６号明細書
【特許文献１０】米国特許第４３０６４５７号明細書
【特許文献１１】米国特許第４２７５２９１号明細書
【特許文献１２】米国特許第４５３３４３３号明細書
【特許文献１３】米国特許第５０３６７１２号明細書
【特許文献１４】米国特許第４８４８９２６号明細書
【特許文献１５】米国特許第６７４８８１１号明細書
【特許文献１６】米国特許第５４６１３８５号明細書
【特許文献１７】米国特許第５５２８２２２号明細書
【特許文献１８】米国特許第６５２５６４８号明細書
【特許文献１９】米国特許第６９４４４２４号明細書
【非特許文献１】“Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｐｈｅｎｏｍｅｎａ”，２ｎｄ  ｅｄ．，Ｒ．Ｂ．Ｂｉｒｄ，Ｗ．Ｅ．Ｓｔｅｗａｒｔ  ａｎｄ  Ｅ．Ｎ．Ｌｉｇｈｔｆｏｏｔ，Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ  ２００１
【非特許文献２】Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｂｕｒｅａｕ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ｃｉｒｃｕｌａｒ  ５１４
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態は、逆浸透フィルタと、流量計及び導電度計を含む測定装置を備えるシステムとを備えている。本発明の計測器は、好ましくは濾過装置及びシステムの透過液コアチューブの上、又は中に配置されている。本発明の特に好ましい実施形態は、無線周波数認識（ＲＦＩＤ）タグを備え、この無線周波数認識（ＲＦＩＤ）タグは、計測装置から供給されたデータを記憶し、伝送する。好ましい実施形態においては、ＲＦＩＤタグはＲＦＩＤタグ読み取り器によって起動され、ＲＦＩＤタグは、このような起動状態中に測定装置に電力を供給するように構成されている。代替的な実施形態においては、起動されたＲＦＩＤは、好ましくは充電可能なバッテリに電力を供給し、この充電可能なバッテリが計測装置に電力を供給する。
【０００７】
流体を濾過し、透過液を得るための逆浸透システムの実施形態は、無線周波数認識（ＲＦＩＤ）タグと、透過液の導電度と流量とのうちの少なくとも１つの値を計測するように構成された計測装置とを備える膜フィルタ装置を備えるように設けられ、計測装置もまた、値に関する情報をＲＦＩＤタグに伝送するように構成されている。
【０００８】
さらなる実施形態においては、測定装置は流体流量計である。
【０００９】
さらなる実施形態においては、流体流量計は、電磁気的流量計である。
【００１０】
さらなる実施形態においては、流体流量計は回転可能な部材を備えている。
【００１１】
さらなる実施形態においては、流体流量計は歪ゲージを備えている。
【００１２】
さらなる実施形態においては、流体流量計は超音波流量計を備えている。
【００１３】
さらなる実施形態においては、測定装置は流体導電度計である。
【００１４】
さらなる実施形態においては、流体導電度計は電極を備えている。
【００１５】
さらなる実施形態においては、流体導電度計は電極の無い装置を備えている。
【００１６】
さらなる実施形態においては、測定装置はＲＦＩＤタグによって電力を与えられる。
【００１７】
さらなる実施形態においては、測定装置はバッテリによって電力を与えられる。
【００１８】
さらなる実施形態においては、バッテリは充電可能である。
【００１９】
さらなる実施形態においては、バッテリはＲＦＩＤタグによって充電可能である。
【００２０】
さらなる実施形態においては、測定装置は外部起動式無線周波数エネルギー源によって電力を与えられる。
【００２１】
さらなる実施形態においては、膜フィルタ装置は螺旋状に巻かれた膜フィルタ装置である。
【００２２】
さらなる実施形態においては、ＲＦＩＤタグは測定された値を記憶する。
【００２３】
さらなる実施形態においては、逆浸透システムは、ＲＦＩＤタグと通信するように構成されたデータ検索装置をさらに備えている。
【００２４】
さらなる実施形態においては、測定された値は、ＲＦＩＤタグとの通信を介してデータ検索装置に伝送される。
【００２５】
さらなる実施形態においては、データ検索装置は、測定された値を使用して、膜フィルタ装置の性能を示す値を計算するように構成されている。
【００２６】
さらなる実施形態においては、計算された値は標準化された塩通過率である。
【００２７】
さらなる実施形態においては、計算された値は標準化された合計溶解塩通過率である。
【００２８】
さらなる実施形態においては、ＲＦＩＤタグは、膜フィルタ装置に関するプリロードされた値を記憶するように構成されている。
【００２９】
さらなる実施形態においては、プリロードされた値はロットナンバー、生産工程データ、及び出荷データから選ばれている。
【００３０】
さらなる実施形態においては、プリロードされた値と測定された値とが、ＲＦＩＤタグとの通信を介してデータ検索装置に伝送され、データ検索装置は、プリロードされた値と測定された値とを使用して膜フィルタ装置の性能を示す値を計算するように構成されている。
【００３１】
膜フィルタ装置の性能をモニターするための方法の１つの実施形態は、フィルタ装置を通過する透過液の導電度と流量のうちの少なくとも１つの値を測定するステップと、この値に関する情報を、フィルタ装置上に取り付けられたＲＦＩＤタグに伝送するステップと、ＲＦＩＤタグからの情報を遠隔操作によって受け取るステップとを備えるように設けられている。
【００３２】
さらなる実施形態においては、本方法は、前記情報から膜フィルタ装置の性能を示す値を計算するステップをさらに備えている。
【００３３】
さらなる実施形態においては、計算された値は標準化された合計溶解塩通過率である。
【００３４】
さらなる実施形態においては、計算された値は標準化された合計溶解塩通過率である。
【００３５】
さらなる実施形態においては、本方法は、ＲＦＩＤタグ中に膜フィルタ装置に関するプリロードされた値を記憶するステップと、測定された値とプリロードされた値とに関する情報から、膜フィルタ装置の性能を示す値を計算するステップとをさらに備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の実施形態は、測定装置を備える逆浸透フィルタ及びシステムを備えている。逆浸透動作中の、個々のフィルタ装置の塩分及び透過液流量のリアルタイム測定は、圧力容器の「プロービング」の従来技術による方法に対して多くの利点を提供する。
【００３７】
本発明の装置のいくつかの実施形態は単一の流量計又は単一の導電度計を備えるが、特定の好ましい実施形態は、流量計及び導電度計の様々な組み合わせを備えている。本発明の好ましい実施形態は、複数の流量計と複数の導電度計とを備えている。
【００３８】
本発明の測定装置は、好ましくは無線周波数認識（ＲＦＩＤ）タグによって電力を供給されている。本発明のＲＦＩＤタグは、好ましくはＲＦＩＤタグからの情報を検索する装置によって発された電磁気エネルギーによって起動される。起動された際に、ＲＦＩＤタグは好ましくは電力を測定装置に伝送し、測定装置はそれらの測定を行う。特に好ましい実施形態においては、データはＲＦＩＤタグ中に記憶され、即時に及び／又は事後に検索することができる。検索は、後述のように、計算装置のようなデータ検索装置によって行うことができる。別の好ましい実施形態においては、測定装置は充電式バッテリによって電力を与えられる。このようなバッテリは、それに限られるわけではないが、例えばニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池、及び当業者に知られた別のバッテリを含んでいる。好ましい実施形態においては、バッテリは起動されたＲＦＩＤタグから伝送されたエネルギーによって充電することができる。本発明の別の好ましい実施形態において、本発明の測定装置は、外部源からの起動された無線周波数（ＲＦ）エネルギーとすることができる。本発明のさらなる実施形態は、磁気エネルギー、電磁気エネルギー、又は当業者に知られている別の形態のエネルギーによって電力を与えられた測定装置を備えている。
【００３９】
本発明の複数の実施形態は、螺旋状に巻かれた膜フィルタ装置を備える逆浸透脱塩システムを備えている。螺旋状に巻かれた膜の逆浸透装置は、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５に開示されており、その全体が参照によって本明細書に組み込まれている。
【００４０】
螺旋状に巻かれた逆浸透膜フィルタ装置においては、２つの平坦なシート状の膜が透過液収集通路材料によって分離され、リーフ（ｌｅａｆ）を形成している。この膜アセンブリは、３つの側部をシールされているとともに、４番目の側部は、透過液が出るように開状態とされている。供給液／塩水離隔材料シートは、リーフアセンブリに付加されている。多数のこれらアセンブリ又はリーフは、中央プラスティック透過液チューブの周りに巻かれている。この中央チューブは有孔とされており、複数のリーフアセンブリからの透過液を収集している。典型的な工業用の螺旋状に巻かれた膜要素は、長さ約１００又は１５０ｃｍ（４０又は６０インチ）であり、直径１０又は２０ｃｍ（４又は８インチ）である。この要素を通じる供給液／塩水の流れは、供給端から反対側の塩水端への真直ぐな軸方向の通路中にあり、膜表面に平行に流れている。
【００４１】
製造時には、ＲＦＩＤタグのようなデータ記憶装置は、膜フィルタ装置上に取り付けられており、製造と膜フィルタ装置の最初の性能とに関するデータは、その中に記憶することができる。これらデータは、例えばロットナンバー、生産工程データ、出荷データ、又は塩通過率のような性能データを含むことができる。
【００４２】
供給水の一部は、フィルタ装置を横断して流れる際に、膜を通じて膜の嚢の内側へ透過する。嚢の内側の流れは、膜リーフの内側における中央透過液チューブへの透過液経路の螺旋状の通路に続いている。
【００４３】
上述のように、螺旋状システムは、圧力チューブ内において直列に接続された３つ〜８つの膜フィルタ装置を有して設けられている。図１は３つの膜フィルタ装置１０、１１、１２を備える、このようなシステム１３を示している。フィルタ装置は相互接続装置４によって接続されている。供給水の流れは供給液ポート９を通じて容器に入り、濃縮液ポート５を通じて出る。透過液は、透過液ポート６を通じて容器から出る。第１のフィルタ装置からの塩水の流れは、後続のフィルタ装置へ流され、同様に圧力チューブの中のフィルタ装置それぞれを流される。バイパス流れは塩水シール３によって妨げられる。最終のフィルタ装置１２からの塩水の流れは、濃縮液ポート５において濃縮液として圧力チューブから出る。別の透過液ポート１はカップで閉塞されている。最終及び最初のフィルタ要素は、アダプタ７を通じて圧力容器の端部プレートに接続されている。
【００４４】
フィルタ装置それぞれからの透過液は、圧力容器８に沿って直列に接続された後続のフィルタ装置の中央チューブ中に、複合溶液として合流されている。透過液の流れの方向に配置された後続のフィルタ装置それぞれにおける透過液は、上流に配置されたフィルタ装置からの透過液に合流された所定のフィルタ装置の複合透過液である。透過液のイオン成分は、同様の方法で形成された複合液の濃度である。例えば、第１のフィルタ装置１０中において生成された透過液は、第２のフィルタ装置１１の透過液チューブの中に流れ、第２のフィルタ装置１１中で生成された透過液と合流する。この合流された透過液は、第３のフィルタ装置１２の透過液チューブの中に流れ、第３のフィルタ装置１２中で生成された透過液と複合透過液を形成する。この工程は、全てのフィルタ装置からの合流された透過液が、透過液ポート５を通じて単一の流れとして圧力容器８を出るまで続く。販売されている逆浸透ユニットにおいては、複数の圧力容器は好ましくは並行して作動し、対応するマニホールドに共に接続された供給液、濃縮液、及び透過液ポートを有している。逆浸透システムの性能は通常は、膜の段階において又は連続する逆浸透の供給液、透過液、及び濃縮液の流量、圧力、及び導電度についての情報を収集することによってモニターされる。透過液の流量の測定は、逆浸透ユニット中の全てのフィルタ装置によって生成された合流透過液に関している。さらに、透過液の導電度は、個々の圧力容器それぞれから測定することができる。生成物の流量及び生成物の導電度に関する個々のフィルタ装置の性能を知ることは、ＲＯシステムにおける取替えのための構成要素の選択における決定及び付着現象を評価するために重要である。
【００４５】
例えば、３４００ｐｐｍの全溶解固形分（ＴＤＳ）の海水供給液に対して５０％の回収で作動している圧力容器は、３７０ｐｐｍの合流塩分濃度の透過液を生成する。ブロービングによって行われた圧力チューブに沿った透過液の塩分濃度の決定は以下の結果を提供することができる。
【００４６】
【表１】
2009508665.tif 000003
【００４７】
測定は、透過液が供給液から濃縮液への方向に流れる間に、個々のフィルタ装置のそれぞれの端部に対応する所定の位置において収集されたサンプルから行うことができる。しかし、実際の透過液の流量についての情報無しでは、これらの結果は個々のフィルタ装置の塩通過度の有意義な評価を可能とすることは無い。しかし、個々のフィルタ装置の透過液の流量を測定することが可能である場合には、個々の構成要素の塩通過度は、質量平衡方程式を適用して計算することができる。
【００４８】
【表２】
2009508665.tif 000004
【００４９】
上述の決定は、逆浸透システムにおいて作動している間の個々の構成要素の塩分濃度若しくはＴＤＳ，及び透過液の流量の測定値を必要とする。
【００５０】
本発明の好ましい実施形態は、導電度及び流量の測定装置を使用したリアルタイムの測定を可能とし、この測定装置は好ましくは個々のフィルタ装置の透過液チューブ中に取り付けられている。結果的なデータは、後述に記載されるような、例えばデータ検索装置のような所定の装置に供給され、上述のように設定された値を計算する。
【００５１】
さらに、上述の装置によって得られたデータは、Ｗｉ−Ｆｉ（８０２．１１）、携帯電話、赤外線、ブルートゥース、又は衛星通信を含む、当業者に知られたいずれかの方法又はプロトコルによって伝送することができる。
【００５２】
上述のように、伝送されたデータは次いで、重量バランスの式を用いて、圧力容器に沿った個々のフィルタ構成要素における透過液塩分濃度又はＴＤＳを計算するために使用される。このような式は当業者には良く知られており、例えば非特許文献１に開示され、これは、この明細書に参照によって組み込まれている。このような計算を行うための装置の構成は、十分に当業者の能力の範囲内であり、例えば集積回路を採用することができる。
【００５３】
計算された値は次いで、ＲＯシステムの個々の構成要素の性能をモニターするために使用される。例えば、１つのフィルタ装置に対する標準化された塩通過度値が異常となる場合、装置が交換されるべきであることを示すエラーメッセージを作業者に送ることができる。また、プリロードされたデータをこのモニター工程に使用することができる。例えば、計算された性能値を、記憶された当初の性能値と比較することができ、重大な偏差に特別な印を付すことができる。代替的に、生産の日付をモニタリングに加重するために使用し、よって、例えば、古いユニットを交換に対して認識されやすいようにすることができる。
【００５４】
後述に、上述の値を計算するために使用される塩分濃度又はＴＤＳ、及び流量に関するデータを得るために使用される装置について論じる。
【００５５】
［導電度測定］
本発明の好ましい実施形態は、液体の電気的な特性をモニターする測定装置を備えている。水の導電度を測定する装置の作動は、好ましくは２つの電極の間の液体の抵抗の測定に基づいている。少なくとも２つの電極の間の電流を測定する装置は、好ましくは逆浸透フィルタ装置及び／又はシステムのコアチューブの上又は中に配置することができる。このような装置の例は、特許文献６及び特許文献７に開示されており、これらの全体が参照としてこの明細書に組み込まれている。このような装置に電力を供給するのに必要とされる電気エネルギーは、高周波、充電可能なバッテリ、ＲＦＩＤタグから伝送された電力、電磁エネルギー、又は当業者に知られた他の形態のエネルギーとすることができる。
【００５６】
好ましい実施形態の液体用検知プローブは、一体に取り付けられた熱電対を有する導電度セルから構成されている。図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、導電度測定装置の電極１４は、いくつかの実施形態においては透過液チューブ１６の内壁に設けられている。導電度セルが交流の正弦波励振源を交差して接続されている場合には、結果的な電流はセルのアドミッタンスに比例する。この電流は、２つの直交成分、すなわち、励起電圧を９０°だけ位相を進ませ、導電度セルの電極の間の液体の誘電率（ｋ）に比例するチャージング電流と、励起電圧と同調し、液体の抵抗値又はコンダクタンスの逆数に比例するオーミック電流とに分けられる。
【００５７】
アドミッタンス（コンダクタンス）の実際の成分に対する温度補償は、アレニウスの絶対比モデル（Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ  ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｒａｔｅ  ｍｏｄｅｌ）に基づき得る。したがって、コンダクタンスは好ましくは、熱エネルギー（ＲＴ）と、導電種の平衡位置を離隔する活性化エネルギーΔＥ≠との関数である。工程温度ＴにおけるコンダクタンスＧは、式
Ｇ０＝Ｇ１０ｂ（Ｔ０−Ｔ）  又は、
ＬｏｇＧ０＝ｌｏｇＧ＋ｂ（Ｔ０−Ｔ）
によって参照温度Ｔ０におけるコンダクタンスＧ０に補正することができる。
【００５８】
ここで、
ｂ＝ΔＥ≠／［２．３０３ＲＴ０ｋ２］  であり、
ΔＥ≠＝カロリー／モルで表わされた活性化エネルギー
Ｒ＝カロリー／モル°Ｋで表わされた気体定数
Ｔ０ｋ＝ケルビン度Ｔ０
である。
【００５９】
参照温度Ｔ０とｂに近似した一定の信号が、適切な回路によって生成される間に、プローブ中に埋設された熱電対は、工程液温Ｔに比例した信号を生成する。Ｔ、Ｔ０、及びｂに比例するこれらのアナログ信号は、組み合わされて式ｂ（Ｔ０−Ｔ）を示す信号を形成する。ＬｏｇＧの関数は、コンダクタンスＧを代表する信号から生成され、ｂ（Ｔ０−Ｔ）を代表する信号に付加され、真数増幅器に送られ、その出力信号は、液体の望ましいコンダクタンスの値Ｇ０を代表する。
【００６０】
アドミッタンスの虚数成分は、秒あたりのラジアンで表わされる励起周波数によって除される場合に、工程温度Ｔにおける液体のキャパシタンスＣである。液体に対する単純な容積膨張及び極性分子に対するデバイモデルに基づいて、液体の誘電率ｋの温度依存性は、非特許文献２に報告されているように、
ｋ＝ｋ０−α（Ｔ−Ｔ０）
の形態をとる。測定されたキャパシタンスに関しては、
Ｃ０＝Ｃ−ａＣ（Ｔ０−Ｔ）
であり、ここでＣ０は参照温度Ｔ０における液体のキャパシタンスであり、Ｋ０は参照温度Ｔ０における液体の誘電率であり、αは容積膨張係数であり、ａ＝α／  Ｋ０である。
【００６１】
この式は、参照温度Ｔ０における空気中のセルのキャパシタンスＣ０が、工程温度Ｔにおける液体の誘電率ｋによって除された、測定された工程温度Ｔにおける液体のキャパシタンスＣにほぼ等しいと仮定する。この仮定は、いずれの回路の値を変化させることなく、異なるＣ０値を有する異なる導電度セルの使用を可能とするようにし、温度に伴う誘電率の変化が＋／−１０％以下である限り正確であり、温度に伴う誘電率の変化が＋／−１０％以下であるのは、ＲＯ濾過システムにおいて通常見られる温度及び圧力における水に対する場合である。
【００６２】
（Ｔ０−Ｔ）に比例する信号は、コンダクタンス補償回路におけるｂ（Ｔ０−Ｔ）項を形成するために使用するのと同じ方法によって生成される。液体のキャパシタンスＣに比例する信号と、ａ（Ｔ０−Ｔ）に比例する信号とは、アナログ乗算器に供給され、アナログ乗算器はこれら２つの信号からなる生成水に比例する信号ａＣ（Ｔ０−Ｔ）を生成する。この生成された信号は、次いでキャパシタンスＣから電気的に減算されて、参照温度Ｔ０における液体のキャパシタンスＣ０に比例する信号を生じる。
【００６３】
例えば、本発明の１つの好ましい実施形態においては、図３に示すように、直交（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）オシレータ１７が１０００Ｈｚの正弦波の電圧を生成し、この正弦波の電圧は増幅器１８によって増幅され、処理されている液体中に浸漬された液体検知器プローブ２０の導電度セル１９に供給される。導電度セル１９を通じて流れる電流は、電流変換器２２によって比例する電圧に変換され、狭バンド増幅器２３によって増幅される。この増幅された電圧信号は次いで、分相器２４によって２つの相反する極性の信号に分割され、これら２つの信号は第１の乗算器２５及び第２の乗算器２６のそれぞれの回路に供給される。
【００６４】
第１の乗算器２５において、分相器の出力信号は、好ましくは、導電度セル１９に亘って供給された電圧と同位相にある直交オシレータ１７によって生成された方形波の電圧信号によって掛け算され、導電度セル１９を通じて流れる電流の実数成分に比例し、よって液体のコンダクタンスＧに比例する出力信号を生成する。
【００６５】
第２の乗算器２６において、分相器の信号は、好ましくは、導電度セル１９に亘って供給された電圧と９０度位相のずれた直交オシレータ１７によって生成された方形波の電圧信号によって乗算され、導電度セル１９中の液体を通じて流れる電流の虚数成分に比例し、よって処理温度Ｔにおける液体のキャパシタンスＣに比例する出力信号を生成する。
【００６６】
また、液体用センサープローブは好ましくは、その中に埋設された熱電対２８を含み、この熱電対は、プローブ２０における液体の温度に比例する信号を生成する。この温度信号は増幅され、増幅器及び補償回路３０中において温度と直線関係をとる。
【００６７】
好ましい実施形態においては、この補償温度信号は、液体の工程温度Ｔに直接比例し、参照温度Ｔ０とともに、図４の温度補償回路において使用され、測定温度Ｔにおける液体のコンダクタンスＧ及びキャパシタンスＣに比例する信号を、参照温度Ｔ０における液体のコンダクタンスＧ０及びキャパシタンスＣ０に比例する信号にそれぞれ変換する。このモニタリング装置のほとんどの適用においては、参照温度Ｔ０は、工程の操作中の液体のほぼ平均温度となるように選択され、よって温度補償は工程の操作中の液体の最高温度から最低温度までの範囲を超えた場合にのみ行われる。
【００６８】
図４を参照すると、増幅器３２は好ましくは参照温度Ｔ０に比例する信号を生成するように使用され、この参照温度Ｔ０に比例する信号から、液体処理温度Ｔに比例する信号を電気的に減算することができる。増幅器３２の入力は参照電圧レジスタ３４を通じて正の電圧源に接続され、フィードバックレジスタ３６は増幅器の入力と出力との間に接続され、参照温度Ｔ０に直接比例し、参照温度レジスタ３４の値は参照温度Ｔ０に逆比例し、可変レジスタとすることができ、参照温度Ｔ０の選択を可能としている。また、増幅器３２からの出力信号は、選択された温度Ｔ０における熱電対増幅器からの出力温度信号に等しくなければならないので、フィードバックレジスタ３６の値は、熱電対増幅器３０の信号特性によって決定される。熱電対増幅器３０の電圧出力信号が５００℃において１０ボルトであり、１度当たり０．０２ボルトの割合で温度Ｔに伴って変化すると仮定すると、参照温度増幅器３２の出力電圧信号は好ましくは、０．０２（−Ｔ０）ボルトに比例する。よって、正の電圧源が１５ボルトであり、温度抵抗３４の値が１／Ｔ０ｘ１０７オームに選択されている場合には、フィードバックレジスタ３６の値は、０．０２（−Ｔ０）ボルトの出力信号を生成するように、好ましくは約１３、３００オーム（１３．３Ｋオーム）である。
【００６９】
この０．０２（−Ｔ０）ボルトの信号は好ましくは、１０Ｋレジスタ４０を通じて加算増幅器３８の入力に供給され、熱電対増幅器３０からの０．０２（Ｔ）ボルトの信号もまた別の１０Ｋレジスタ４２を通じて増幅器の同じ入力に供給されている。１００Ｋフィードバックレジスタ４４は、増幅器３８の入力と出力との間に接続され、０．２（Ｔ０−Ｔ）ボルトの出力温度補償信号を生成し、この信号はコンダクタンス及びキャパシタンス補償回路の両方に供給される。測定された液体の温度Ｔが参照温度Ｔ０に等しい場合、温度補償信号は生じない。
【００７０】
この０．２（Ｔ０−Ｔ）温度補償信号は好ましくは、１／ｂｘ１０２オームの値を有するコンダクタンス補償レジスタ４８を通じて増幅器４６の入力に供給され、このコンダクタンス補償レジスタ４８は、可変のレジスタとしてこの装置を異なる“ｂ”の値を有する異なる液体に使用することができる。１０Ｋフィードバックレジスタ５０は好ましくはその入力と出力との間に接続されている。２０ｂ（Ｔ０−Ｔ）を示している増幅器４６の出力は、２００Ｋスケール抵抗５４を通じて加算増幅器５２の入力に供給される。
【００７１】
第１の乗算器２５からの出力信号は、液体のコンダクタンスＧに比例しており、好ましくは、レジスタ６０を通じて対数増幅器５８の入力に供給される。このコンダクタンス信号の最大値が＋５ボルトのフルスケールであると仮定すると、レジスタ６０は、５０Ｋの抵抗値を有し、よって対数増幅器５８への１００μＡの最大入力電流を可能とするように選択することができ、対数増幅器５８は、μ対数（入力電流Ａ／１００μＡ）の伝送機能を有し、対数増幅器５８が好ましくは−ｌｏｇＧボルトであるように選択することができる。
【００７２】
好ましい実施形態においては、この−ｌｏｇＧ信号もまた１０Ｋレジスタ５４を通じて加算増幅器５２の入力に供給され、前述のようにｌｏｇＧ０＝ｌｏｇＧ＋ｂ（Ｔ０−Ｔ）であるので、ｌｏｇＧ＋ｂ（Ｔ０−Ｔ）ボルト又はｌｏｇＧ０ボルトの出力信号を生成する。このｌｏｇＧ０ボルトの信号は好ましくは、１０Ｋレジスタ５８を通じて増幅器５６の入力に供給され、１０Ｋフィードバックレジスタ６０は増幅器５６のこの入力と出力との間に接続され、入力信号を変換し、−ｌｏｇＧ０ボルトの増幅器５６からの出力信号を生成する。この−ｌｏｇＧ０信号は次いで、１０ｘ１０−ｘ（ｘは入力信号）の伝送機能を有する逆対数増幅器６２の入力に供給され、液体のコンダクタンスＧ０に直接比例するる０〜１０ボルトの出力信号を生成する。
【００７３】
この実施形態においては、第２の増幅器２６からのキャパシタンス信号の最大値は−  ５ボルトであり、液体のキャパシタンスＣ０に比例する１０ボルトの正のフルスケール出力が望まれているので、第２の乗算器２６からの入力信号は−Ｃ／２ボルトを示している。
【００７４】
また、増幅器３８からの０．２（Ｔ０−Ｔ）ボルトの温度補償信号は、Ｉ／ａｘ１０２の抵抗値を有するキャパシタンス補償レジスタ６６を通じて、別の増幅器６４の入力に供給される。このキャパシタンス補償レジスタ６６は可変のレジスタとすることができ、異なる“ａ”値を有する異なる液体に使用されるように調整することができる。５Ｋの増幅器フィードバックレジスタ６８は好ましくは、別の増幅器６４の入力と出力との間に接続され、その増幅器の−１０［ａ（Ｔ０−Ｔ）］の出力信号を生成し、アナログ乗算器７０の第１の入力に供給される。第２の乗算器２６からの−Ｃ／２ボルトは、アナログ乗算器７０の第２の入力に供給される。アナログ乗算器７０は、２つの入力信号の生成物の１０分の１の伝送機能を有し、（Ｔ０−Ｔ）Ｃ／２ボルトの出力信号を生成する。アナログ乗算器の出力信号は、１０Ｋレジスタ７４を通じて加算増幅器７２の入力に供給される。また、第２の増幅器２６からの−Ｃ／２ボルトの信号は、１０Ｋレジスタ７６を通じて増幅器７２の同じ入力に供給される。２０Ｋフィードバックレジスタ７８は好ましくは増幅器の入力と出力との間に接続され、前述のように、Ｃ０＝Ｃ−ａＣ（Ｔ０−Ｔ）であるので、Ｃ−ａＣ（Ｔ０−Ｔ）又は液体のキャパシタンスＣ０に比例する出力電圧信号を生成する。
【００７５】
好ましい実施形態においては、１０００Ｈｚの比較的高い周波数が、導電度セルの電極を横切って供給された電圧に対して選択され、電荷伝送力学（ファラデーインピーダンス）及び電極分極の効果を減少させ、液体による電極の容量カップリング（２層キャパシタンス）を拡大させる。また、この実施形態に使用される動作増幅器及び電子部品は、この動作周波数において商業的に入手可能である。しかし、本発明はこの周波数に限定されるわけではなく、約１００Ｈｚ〜１０７Ｈｚの範囲内のいずれの周波数を使用することができる。また、通常の動作温度範囲、参照温度Ｔ０からの処理温度Ｔの最大偏差、及び最大の絶対信号補正が、回路部品の選択によって好ましくは決定される。
【００７６】
別の実施形態においては、コンダクタンスは電極の無い装置によって測定される。このような装置においては、液体のコンダクタンスの非接触測定は、第１の変圧器リングコアの主な巻き線を有する直列のキャパシタを充電することによって得られる。キャパシタは周期的に放電され、主な巻き線を横断して弱められたオシレータの信号はキャパシタ、巻き線のインダクタンス、及び本来備わっている抵抗の結果として生成される。少なくともその経路の一部分を含んでいるループにおいて、液体は、第１のリングコアに対する第２の巻き線の一巻きとして、また、第２の変圧器リングコアに対する主な巻き線の一巻きとして作用する。放電が始まるとすぐに、一定の電圧がループの抵抗を無視してループによって横断的に現れ、よって、放電の初期に現れ、放電の初期にループ中の電流に対応する第２のコアの第２の巻き線中のピーク電流を測定することによって、液体のコンダクタンスをオームの法則を使用して決定することができる。
【００７７】
上述の導電度測定は、ＲＯ濾過装置を通じて流れる液体の塩分の予想に限られることは無く、当業者によってＴＤＳの測定に容易に適用することができることが理解される。
【００７８】
さらに、塩分若しくはＴＤＳを測定するために液体のコンダクタンスを得ることが絶対に必要なわけではなく、密度による方法、又は屈折による方法のような、従来技術において知られている別の手段を採用することができる。
【００７９】
［流量測定］
本発明の好ましい実施形態は、流体の導電度を測定することに加えて、若しくはそれに代えて、流体の流量特性をモニターする測定装置を備えている。流体の流量を測定する装置は、好ましくは逆浸透フィルタ装置及び／又はシステムのコアチューブの上又は中に配置することができる。図２Ａに示すように、いくつかの実施形態においては、流量測定装置の検出要素１５は、透過チューブ１６の外側に配置することができる。このような装置は、特許文献８及び特許文献９に開示されており、それらの全体が参照によって本明細書に組み込まれている。このような装置に電力を与えるのに必要とされる電気エネルギーは、高周波、充電可能なバッテリ、ＲＦＩＤタグからの電力伝送、電磁エネルギー、又は当業者に知られた別の形態のエネルギーによって供給することができる。
【００８０】
（誘導型流量計）
図５Ａ及び５Ｂを参照すると、好ましい実施形態においては、流量検出ユニットは、透過液を横切って互いに面する１対の磁場を生成する装置８０を備え、よって液体の通路に沿って変化する磁場を生成している。生成装置８０のそれぞれは、鉄芯８４のスリットに収容された、好ましくは複数（例えば、６つ〜８つ）の３層コイル８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、・・・を備えている。透過液チューブ８６の外側周縁は好ましくは、熱絶縁層８８で覆われ、チューブ内の温度上昇を防止している。代替的な実施形態においては、図６に示すように、磁場生成装置８０は透過液チューブ８６の一方の側にのみ配置することができる。
【００８１】
好ましい実施形態においては、図７に示すように、可変周波数電源９２が流量検出ユニット９０の３相の電磁コイルに電力を供給している。電力は好ましくは電力計９４によって測定され、測定された出力値は制御装置９６にフィードバックされ、制御装置９６は、制御装置９６にフィードバックされた前記出力値を後述の参照値Ｒと比較することによって、電源９２の周波数を制御するために使用されている。磁場生成装置に供給されている電力の周波数は好ましくは、５〜１００Ｈｚの範囲であるべきである。高すぎる周波数は、狭い磁場を結果として生じる場合があり、よって前記生成装置からの弱い検出出力を生じ、よって液体の流量の測定を困難にする。
【００８２】
本発明の実施形態は好ましくは、電源９２の周波数を変化させ、前記電源９２からの電力がゼロに減少される場合の周波数ｆ０を検出し、該周波数ｆ０から液体の速度Ｖを計算する。Ｐ＝０を実現することは困難であるので、通常は、電力Ｐは以下のように表わされる。
Ｐ  ＝  ａｆｂ＋Ｋｆ２
【００８３】
ここで、ａｆｂはエネルギーの損失（ａ及びｂは定数；ｂ＜２）若しくは透過液がチューブ８６を通じて流れない場合の電力を意味している。周波数ｆ０は、制御装置９６から検出され、電源９２の周波数を調整することに使用される。制御装置９６は、周波数ｆ０から液体の速度Ｖを計算するための動作回路を設けられても良い。
【００８４】
前述の記載は、液体の流量が電源９２の周波数を変化させることによって決定される場合に関している。コイルに供給される信号の周波数が固定されている場合には、電力Ｐは以下の式で表わされる。
Ｐ＝Ｋ０＋Ｋ’ｓ（Ｋ  ＝一定ワット）
【００８５】
したがって、移動する磁場のスリップ（ｓｌｉｐ）ｓは、以下の式を使用して、所定の液体の速度Ｖに対して決定される。
ｓ＝（Ｐ−Ｋ０）／Ｋ’
【００８６】
Ｐが測定され、Ｋ０及びＫ’が定数である場合には、液体の流量は、以下の式から液体の速度Ｖを決定することによって計算することができる。
Ｖ＝ｆｓ（ｌ−ｓ）
この式は、
ｓ＝（ｆ−Ｖ）／ｆ
から導かれる。
【００８７】
図８に示すように、参照値Ｒを生成するための回路Ｒ０において、記憶回路Ｒ１及びＲ２は定数ａ及びｂをそれぞれ記憶している。周波数ｆｂ生成回路Ｒ３からの出力ｆｂは、乗算器Ｒ４を使用して、記憶回路Ｒ１に記憶されている定数ａをかけられる。前記乗算器Ｒ４からの出力は、参照値Ｒを形成する。
【００８８】
制御装置９６を参照すると、電力計９４によって測定された値Ｐは、コンパレータ９８による参照値Ｒを有して構成されている。前記比較の結果に基づいて、別のコンパレータ１００が、周波数ｆを増加させるべきか減少させるべきかを決定する。前記別のコンパレータ１００による決定に基づいて、回路１０２の周波数ｆが増加されるか又は減少される。この場合、前記回路１０２の周波数ｆの増加又は減少は、一定の周波数電源１０４の一定な周波数ｆｓで開始される。周波数ｆの生成回路１０２からの出力は、可変周波数電源９２に供給される。他方、前記回路１０２の出力周波数ｆは、流量を決定するために両方が使用される定数λ１０８と別の定数Ｄ１１０との間の関係に基づいて、流量計算回路１０６において処理される。この処理出力は、表示機１１２によって表示され、レコーダ１１４によって記録される。
【００８９】
電源９２を参照すると、ＡＣ入力１１６は好ましくは、コンバータ１１８によってＤＣ出力に変換される。前記ＤＣ出力は、回路１０２の前述の周波数ｆに従ったゲートパルスを生成するためのゲートパルス生成装置１２２からの出力に基づいて、インバータ１２０によって望ましい周波数を有するＡＣ出力に変換される。フィードバック回路１２４及び電圧調整回路１２６がさらに設けられ、前記ＡＣ出力の変形を減少させている。前記インバータ１２０からの出力は、磁場生成装置９０に供給される。結果的な電力は、電力計９４によって測定され、測定された電力Ｐは制御装置９６に供給される。
【００９０】
別の実施形態においては、図９に示すように、磁場生成装置１２８は、透過液チューブ８６の内部から完全に閉鎖された状態で透過液チューブ８６中に同軸に配置されたパイプ１３０の中に収容することができる。閉塞されたパイプ１３０は透過液チューブ８６の外側に露出した開口部を有し、電力はこの開口部を通じて磁場生成装置１２８に供給されている。
【００９１】
本実施形態の磁場生成装置は、線形吸入ポンプ（ｌｉｎｅａｒ  ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｐｕｍｐ）に使用されるのと本質的に同じ構成を有している。しかし、ポンプとは異なり、本発明の流量計は移動する磁場を単純に生成させ、液体の速度を単純に決定し、前記液体を前方に運ぶことは無く、よってより小型にすることができる。
【００９２】
例えば、１つの好ましい実施形態は、図５Ａに示すように、円筒状の透過液チューブを備えている。しかし、本発明は円筒状の透過液チューブに限られず、扁平な透過液チューブ、角のある透過液チューブ、又は他の形状の透過液チューブの使用が許容される。また、前述の実施形態は透過液チューブを横切って互いに面しあう１対の磁場生成装置を備えているが、代替的な実施形態は透過液チューブを取り囲む一体とされた円筒状の本体、若しくは透過液チューブの外周縁の周りに長手方向に配置された、いくつかのユニットを備えることができる。磁場は、透過液の流れと同じ方向又は反対の方向に移動させることができる。
【００９３】
（回転可能な部材を使用する流量計）
別の好ましい実施形態においては、流体の流量を測定するのに使用される装置は回転可能な部材を使用している。このような装置は、例えば、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、及び特許文献８に開示されており、これらの全体はこの明細書に参照によって組み込まれている。
【００９４】
このような液体の流量計は、液体の流路中にシール可能に取り付けられたインペラ又はタービンを備え、インペラ又はタービンの回転数により、それらを通じる液体の流量の測定を可能にする。液体の流量計は、インペラ又はタービンの回転の動きを検出するための電気回路を設けることができ、磁石要素を回転可能なシャフトに接続し、磁石の近傍にコイル又は誘導ピックアップ回路を設けることが通常であり、回転する磁石は変化する磁場を生成し、ピックアップに結合した回路に影響を与え、よってシャフトの回転を示す電気信号を生成する。電気信号は、続いて増幅され、ＲＦＩＤタグのようないくつかの形態の表示装置にエネルギーを供給するための駆動信号に変換される。
【００９５】
１つの実施形態は、液体流量計を備え、磁石は回転可能なインペラのシャフトに固定されている。フェロ磁気抵抗回路の形態の磁場センサーは、回転可能な磁石の物理的近傍に配置され、磁場はセンサー中に電気信号を誘起させ、この信号は増幅され、好適な論理ネットワークを駆動し、論理ネットワークは検出された信号を計数し対応する流量表示を計算させる。
【００９６】
流量計の別の形態は磁石を使用している。例えば、第１の磁石は回転可能なインペラのシャフトに固定され、第２の磁石は第１の磁石の近傍であるが液体流れのチャンバーの外側に配置されている。第２の磁石の回転は、第１の磁石の回転磁場によって誘起され、第２の磁石によって生成された回転する磁場は誘導線差によって検出され、シャフトの回転を示す電気信号を生成する。次いで、電気信号は表示器回路を駆動するのに使用され、装置によって検出された流量の読み取りを可能にする。
【００９７】
別の実施形態は、シャフトに取り付けられた磁石を用いた流量計を備えている。例えば、流量計はロータシャフトに取り付けられた第１の磁石と、表示器に取り付けられた第２の磁石とを有し、第２の磁石は第１の磁石に回転可能かつ磁的に取り付けられており、よってロータシャフトが、流量計のハウジングを通じた流体の流れによって回転する際に、表示器シャフトの対応した回転を与える。
【００９８】
別の実施形態は、回転するタービン又はインペラのタイプの液体流量計を備え、この流量計を通じる液体の流れは、非磁的な材料からなるシャフトの能動的な回転可能な移動を生じる。永久磁石はシャフトの一方の近位端に埋設され、インペラのエンドシャフトは非磁的な材料からなるハウジングの中に回転可能に取り付けられている。磁的に作動するリードスイッチ（ｒｅｅｄ  ｓｗｉｔｃｈ）は、永久磁石を埋設しているシャフト端部に近接するハウジングの外側に配置され、シャフトの各１回転は２つの磁的に誘起されたリードスイッチの閉鎖を生じさせる。リードスイッチは、バッテリによって動作する、計数器と電気的読み取り器とを含む論理回路に電気的に結合されており、よってリードスイッチのスイッチ閉鎖は、例えばＲＦＩＤタグに提供される流量データに変換される。
【００９９】
回転可能なインペラと流量計のキャビティとの内部設計は、所定の行程容積特性（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ）を提供するように制御され、インペラの回転のそれぞれは、シャフトの一回転の間に通過する液体の流量と、論理回路と表示とが単位を計数し表示するように適用された測定の単位との間の所定の分数関係（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ  ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ）を提供するように、論理回路に一致されている。したがって、測定の単位は、回転可能なタービンまたはインペラの１つの線寸法を単に変化させることによって変更することができる。
【０１００】
（応力若しくは歪ゲージ流量計）
別の好ましい実施形態においては、流体流量を測定するために使用される装置は、応力若しくは歪ゲージ流量計である。このような流量計は、例えば特許文献１３及び特許文献１４に開示されており、これらの全体は参照によってこの明細書に組み込まれている。
【０１０１】
この実施形態による歪ゲージ流量計は、例えばリードのような弾性を有する透過性のストリップを備えるモニタリングアセンブリを採用し、透過液チューブの中の透過液の流れの経路中に突出するように、透過液チューブの壁によって支持されている。チューブの中を流れる透過液は優先的にストリップの一方の広い側面に対して衝突する。歪ゲージは、透過液の流れが衝突するストリップの広い側部に固定されている。歪ゲージは、透過液チューブの外側に延在する出力伝導体を設けられている。熱電対又は抵抗温度検出器のような温度モニター装置は、透過液チューブの中のストリップの遠位端に取り付けられている。また、この装置は透過液チューブの外側に延在する出力伝導体を設けられている。
【０１０２】
透過液が透過液チューブ内を流れるときに、温度モニター装置は透過液の温度を直接モニターする。同時に、ストリップの遠位自由端に衝突する透過液はその端部を下流方向に反らし、歪ゲージに引っ張り応力をかける。結果として、歪ゲージはストリップの反りの程度、よって透過液の流量を示す出力信号を生成する。
【０１０３】
ストリップの材料及び寸法は、当業技術においてよく知られた原理に基づき、歪ゲージの特性を考慮に入れて適切に選択され、モニターが応答する流量の値の範囲が好適なレベルの応力をゲージにかけることを補償している。歪ゲージ流量計が採用されている実施形態においては、透過液の流量は好ましくは５〜７０リットル／分であるが、この範囲外の流量もまた考えられる。
【０１０４】
ストリップの材料が、低い熱膨張係数と高い弾性率を有することが好ましい。温度モニター装置は、透過液の流路中に直接配置されているので、正確な温度表示を与え、一方、ストリップの端部上の温度モニター装置の取り付けは、流路に沿った同じ場所における温度と流量とをモニターする。
【０１０５】
このように、ユニットは温度と流量とに関する情報を同時に提供し、よって異常な温度表示が生成された場合には、この異常な表示が透過液の流路の閉塞に関連しているかどうかについての直接的な決定が提供される。
【０１０６】
（超音波流量計）
本発明の別の好ましい実施形態においては、流量を測定するために使用される装置は超音波流量計である。このような流量計は、例えば特許文献１５に開示されており、その全体が参照によってこの明細書に組み込まれている。
【０１０７】
図１０に示すように、本発明の実施形態による超音波流量計は、流路の壁（透過液チューブ）１３４によって囲まれた測定流路１３２、及び振動伝播遮断装置１４０を介して流路の壁１３４に互いに対向するように取り付けられた上流及び下流の超音波変換器１３６、１３８を組み込んでいる。上流の超音波変換器１３６及び下流の超音波変換器１３８は、互いから距離Ｌだけ離間され、測定流路１３２の流れの方向に対して所定の角度Θだけ傾斜している。上流及び下流の絞り孔１４２及び１４４は、超音波変換器１３６、１３８を測定流路１３２に露出するために設けられている。絞り孔１４２、１４４は、流路の壁１３４の凹部の形状にそれぞれ設けられている。超音波伝播経路１４６が設けられ、この超音波伝播経路１４６に沿って、互いに対向している超音波変換器１３６、１３８のうちの一方から伝送された超音波が壁面によって反射されること無く超音波変換器１３６、１３８のうちの他方へ直接伝播される。第１の影響遮断器１４８は上流の絞り孔１４２に対して設けられ、測定される流体の上流の絞り孔１４２への流入を減少させ、第１の影響遮断器１５０は下流の絞り孔１４４に対して設けられ、測定される流体の下流の絞り孔１４４への流入を減少させている。第２の影響遮断器１５２は超音波伝播経路１４６の上流側に設けられて、測定される流体の下流及び上流の絞り孔１４４及び１４２への流入を減少させている。第２の影響遮断器１５２は、流路の壁１３４に設けられた凹部１５４の中に嵌合されている。
【０１０８】
図１１に示すように、下流の絞り孔１４４に対して設けられた第１の影響遮断器１５０は、超音波を、それを通じて超音波を伝送することが可能な多くの超音波的に伝送可能な孔１５８を有する、絞り孔シール部分１５６を有している。絞り孔シール部分１５６は超音波伝送経路１４６を横切って設けられ、絞り孔１４４を覆うとともに測定流路の表面１６０と同一面に延在し、よって測定される流体の絞り孔１４４への流入を防止している。ここで、絞り孔シール部分１５６は、網、又はその種の形態であり、超音波を、それを通じて伝送することが可能な多くの超音波的に伝送可能な孔１５８を有し、絞り孔１４４に対応する測定流路１３２の測定流路の表面１６０の一部分に直接設けられるとともに測定流路の表面１６０と同一面であり、よって流れを妨害することはない。
【０１０９】
図１２に示すように、上流の絞り孔１４２に対して設けられた影響遮断器１４８は、流路の壁１３４から突出し、滑らかな突起の形態の流量検出器１６２と、滑らかに突出高を増加させる流量検出器１６２の上流側に設けられた案内面１６４とを含んでいる。
【０１１０】
超音波伝送経路の上流側に設けられた第２の影響遮断器１５２は、測定される流体の流れの方向を調整するための方向調整部分１６６と、流速の分布を一定にするか、又は流れの脈動を減少させるための変化遮蔽部分１６８とを有している。方向調整部分１６６は、測定流路１３２を小さな複数の部分に分割するための隔離壁を含んでいる。変化遮蔽部分１６８は、流れの方向に沿った短い長さを有するとともに、測定流路１３２の断面に沿った多くの微小な連絡経路を有している。
【０１１１】
測定制御部分１７４は、超音波の伝送及び受信に影響を与えるための超音波変換器１３６、１３８に接続され、計算部分１７６は、流速を測定制御部分１７４からの信号に基づいて計算するために設けられて流量を計算する。
【０１１２】
次に、超音波を使用する流速測定操作について記載する。測定経路１３２の超音波伝播経路１４６に沿って、超音波は、超音波変換器１３６、１３８の間を測定流路１３２を横切って測定制御部分１７４の機能によって伝送及び受信される。特に、伝播時間Ｔ１、すなわち、超音波が、上流の超音波変換器１３６から伝送され、下流の超音波変換器１３８によって受信されるために必要とされる時間の合計が測定される。伝播時間Ｔ２、すなわち、超音波が、下流の超音波変換器１３８から伝送され、上流の超音波変換器１３６によって受信されるために必要とされる時間の合計もまた測定される。
【０１１３】
流量は、計算部分１７６によって、以下に示す式に従って測定された伝播時間Ｔ１及びＴ２に基づいて計算される。
【０１１４】
測定経路１３２の長手方向に沿って測定される流体の流速がＶによって示され、流れの方向と超音波の伝播経路１４６との間の角度がθによって示され、超音波変換器１３６、１３８の間の距離がＬによって示され、測定される流体を通じる音速がＣによって示される場合、流速Ｖは、以下の式に基づいて計算される。
Ｔ１＝Ｌ／（Ｃ＋Ｖｃｏｓθ）
Ｔ２＝Ｌ／（Ｃ−Ｖｃｏｓθ）
【０１１５】
以下の記載は、Ｔ１の逆数からＴ２の逆数を引いた式から音速を減算することによって得ることができる。
Ｖ＝（Ｌ／２・ｃｏｓθ）（（ｌ／Ｔ１）−（ｌ／Ｔ２））
【０１１６】
θ及びＬの値は既知であるので、流速ＶはＴ１及びＴ２の値から計算することができる。角度θ＝４５°、距離Ｌ＝７０ｍｍ、音速Ｃ＝３４０ｍ／ｓ、流速Ｖ＝８ｍ／ｓである場合の空気の流量の測定を考える。この場合、Ｔ１＝２．０ｘ１０−４秒であり、Ｔ２＝２．１ｘ１０−４である。よって、瞬間的な測定が可能である。
【０１１７】
次に、流れの方向に垂直な方向に沿った、測定流路１３２の横断方向の断面積Ｓから、流量Ｑが、以下のように得られる。
Ｑ＝ＫＶＳ
【０１１８】
ここで、Ｋは補正係数であり、横断方向の断面積Ｓを横切る流速の分布の観点から決定される。
【０１１９】
このように、流速は計算部１７６によって得られる。
【０１２０】
次に、超音波流量計の測定流路における流れの状態と超音波流量計の測定操作が記載される。測定される流体は、一様ではないか、又は脈動流れを有して、測定流路１３２に流入する場合がある。このような場合、測定流路１３２中の流れは整流され、乱流は、流体が容易には絞り孔１４２、１４４に流入しないような方向へ、超音波伝播経路１４６の上流側に設けられた第２の影響遮断器１５２の方向調整部１６６によって減少され、一方、脈動又はその種の流れによる流れの変化からの乱流は変化遮断部１６８によって減少され、よって絞り孔１４２、１４４に流入する流体の流れをさらに遮断する。次いで、流れは超音波伝播経路１４６に流入する。変化遮断部１６８は、大きな絞り比を有する網部材、発泡部材、微小孔を有するプレート、不織織物、又はその種の物とすることができ、流れの方向に沿って薄い厚さを有して設けることができる。このように、変化遮断部１６８によって圧力損失を減少させることができ、よって圧力損失を増加させること無く、測定流路に沿った流れにおける変化を減少させることができる。さらに、流速が超音波の伝播時間における変化を遮断するほど高いような領域での流れにおける変化を減少させることが可能であり、よって流量又は流速測定に対する上限値を増加させること、及び測定精度をさらに増加させることが可能である。
【０１２１】
次に、測定流路に対して鋭角な方向に延在するので強い渦流が容易に生じる、下流の超音波変換器１３８の前面に開口する絞り孔１４４において、それを通じて超音波が伝動することができる多くの超音波伝動孔１５８を有する、網のような絞り孔シール部１５６が、第２の影響遮断器１５２によって整流された流れのための測定流路１３２の測定流路表面１６０に沿って設けられ、流れを妨害しないように測定流路表面１６０と共面とされている。よって、測定される流体の下流の絞り孔１４４への流入を遮断する効果をさらに増加させること、及び超音波伝播経路１４６中の渦又は乱流を大幅に減少させることが可能である。他方、上流の絞り孔１４２に対して、第１の影響遮断器１４８が、絞り孔１４２の上流側において絞り孔１４２の近傍に設けられた突起の形態の流れ偏向装置１６２によって形成され、図１２における矢印によって示されているような、流体の絞り孔１４２への流入をさらに減少させ、よって渦のような乱流を減少させるとともに流れを安定化させている。上流の絞り孔１４２が、測定流路１３２に対して鈍角な方向に延在するので、どのような渦の強度も、上流の絞り孔１４４に対する渦の強度よりも小さい。よって、その逆の影響は小さく、第１の影響遮断器を設ける必要が無い場合もある。しかし、上流の絞り孔１４２に対して第１の影響遮断器１４８を設けることによって、さらに流れを安定化させることができる。さらに、第１の影響遮断器１４８は、流路壁１３４と一体に形成し、構造を単純化し、コストを削減することができる。
【０１２２】
このように、超音波は、流れが安定される超音波伝播経路１４６に沿って、超音波変換器１３６及び１３８の間で伝送され、受信される。よって、超音波受信レベルを上げ、よって高精度の流速測定を実現すること、及び流れの中の変化による超音波の減衰を減少させることができ、よって、流量測定に対する上限値を増加させることができる。
【０１２３】
さらに、超音波の受信レベルは流れの安定化によって改善することができるので、超音波の伝達に対する電力消費を削減することができる。また、絞り孔シール部１５６が下流の絞り孔１４４に対してのみ設けられる場合に、絞り孔シール部１５６を通じる超音波の減衰量を減少させること、及び超音波変換器１３６及び１３８に対して入力される駆動電力の削減による電力消費を削減させることが可能である。
【０１２４】
［ＲＦＩＤタグの電力及びデータ収集と記憶］
本発明の逆浸透装置及びシステムの好ましい実施形態は、ＲＦＩＤタグを備えている。ＲＦＩＤタグは従来技術においてよく知られており、特許文献１６）、特許文献１７、及び特許文献１８に開示されており、これらの全体は参照によってこの明細書に組み込まれている。
【０１２５】
１つの実施形態においては、作動されているＲＦＩＤからのエネルギーは、流量測定装置及び導電度測定装置に電力を与えている。好ましい実施形態においては、このような測定装置は好ましくはデータを収集し、データをＲＦＩＤタグ若しくは別のデータ検索装置に移動するように適用されている。測定装置は好ましくは、その測定から収集されたデータを処理するように構成された計算装置を備えている。測定装置は好ましくは、データを信号応答装置によって検索装置に直接送ることができる。別の好ましい実施形態においては、測定装置はその対応するＲＦＩＤタグ内に収集されたデータを送る、及び／又は記憶することができる。情報は好ましくは、直ちに又は後にＲＦＩＤタグから検索される。
【０１２６】
本発明の好ましい実施形態は、無線周波数認識（ＲＦＩＤ）タグを含む遠隔システムを設けることによって逆浸透濾過装置とシステムとの周期的なモニタリングを可能とし、このＲＦＩＤタグは、特定的及び周期的に、流量計又は導電度計のようなＲＦＩＤタグと通信するように構成された遠隔式データ収集装置及び伝送装置と通信状態とされる。１つの実施形態においては、特定のＲＦＩＤタグのそれぞれは、特定の遠隔データ収集装置及び伝送装置に関係している。ＲＦＩＤタグが装置から信号を受け取る場合、この特定のＲＦＩＤ  タグは関係する遠隔データ収集装置及び伝送装置の状態を、ゼロ電力状態から動作状態へと変化させる。このように、遠隔式電力供給の限られた電力容量は、データ収集及び伝送装置と管理装置との間のデータ収集及び伝送のために使用され、スタンバイ又はデータで無いものの収集及び伝送動作の周期的な電力供給のために使用されるのではない。
【０１２７】
本発明の好ましい実施形態においては、多くのＲＦＩＤ信号は時間を越えて多くの遠隔システムの場所へ伝送することができるが、遠隔システムのそれぞれは好ましくはＲＦＩＤタグを備え、測定データは遠隔システムのそれぞれからいつも必要とされるわけではなく、よって、ＲＦＩＤ信号がＲＦＩＤタグの内の特定の１つに向けられることはそれほど頻繁ではない。すなわち、このようなＲＦＩＤ信号は、特定のＲＦＩＤタグに関係する特定の遠隔データ収集及び伝送装置によるデータ伝送動作を要求するために伝送される。また、その特定の遠隔データ収集及び伝送装置の動作状態（例えばデータ伝送）の終わりには、データ収集及び移送装置の状態はゼロ電力状態に戻される。ＲＦＩＤタグのそれぞれは、好ましくは能動的ビーム電力供給型タグである。（１）ゼロ電力状態、（２）ＲＦＩＤ信号の特異性及び周期性、（３）このようなゼロ電力状態への復帰、及び（４）特定の選択された能動的ビーム電力供給式ＲＦＩＤタグの使用、のような要因の結果として、ゼロ電力状態は、一時の観点からの主な状態であり、よって十分な期間、電力が遠隔式電力供給の限られた電力容量から引き出されることはない。
【０１２８】
本発明のまた別の特徴は、管理装置に通信するための特定の遠隔式データ検索装置にアクセスできる無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）を有する遠隔システムを提供することであり、管理装置は特定の遠隔データ収集及び伝送装置とのデータ伝送動作を要求することができる。データ伝送は、ＷＬＡＮに亘って効果を発揮し、特定の遠隔式データ収集及び伝送装置へ、若しくは特定の遠隔式データ収集及び伝送装置から、又は特定の遠隔式データ収集及び伝送装置へと、特定の遠隔式データ収集及び伝送装置からとの両方のデータ伝送とすることができる。いずれの場合においても、データ伝送は管理装置と特定の遠隔式データ収集及び伝送装置との間、若しくは特定の遠隔式データ収集及び伝送装置と、例えば伝送されるデータをモニターするか若しくは提供する管理装置によって提供される別の遠隔式ユニットとの間とすることができる。
【０１２９】
さらに、本発明の特徴は、データを所定の遠隔領域へ、又は所定の遠隔領域から、周期的に提供する方法を含んでいる。この方法は、遠隔領域中に複数の個別のデータ収集及び伝送ユニットを提供する操作を含むことができる。遠隔式データ収集及び伝送ユニットのそれぞれは通常はゼロ電力（オフ）状態にあり、動作のための動作（オン）状態を有している。独特のＲＦＩＤ信号は、データを、独特の信号に対応するデータ収集及び伝送装置のうちの特定の１つへ、又はこの特定の１つから提供することが望まれる別々の特定の時に、周期的に遠隔領域に伝送される。よって、ＲＦＩＤ信号の独特の個別の１つのそれぞれは、選択される遠隔式データ収集及び伝送ユニットのうちの特定の１つだけを認識するように設計されている。独特のＲＦＩＤ信号に対する応答においては、このようにユニットのうちの特定の１つが例えば認識されるなどして選択され、次いで動作状態にされる。動作状態においては、データは選択されたデータ収集及び伝送ユニットへ、及びこのデータ収集及び伝送ユニットから、伝送される。別の実施形態においては、応答は全てのＲＦＩＤタグから得ることができる。このような応答は、例えばシステムが再スタートした後に得ることができる。
【０１３０】
この特徴の好ましい実施形態においては、図１３に示すように、データ検索装置１７７がアンテナ１８０を介して無線周波数認識（ＲＦＩＤ）信号１７８を、１つの遠隔システムが所定の遠隔位置へ伝送する。図１３の典型的な実施形態においては、複数の遠隔システム１８２が図示されている。
【０１３１】
１つの実施形態においては、データ検索装置１７７は、例えばＩＢＭ、マッキントッシュ、又はリナックス／ユニックスのいずれかと互換性のあるパーソナルコンピュータのような計算装置を備えている。別の実施形態においては、データ検索装置は携帯式計算装置を備えている。１つの実施形態においては、典型的なデータ検索装置１７７は中央演算ユニット（ＣＰＵ）を含み、このＣＰＵは従来のμプロセッサを含むことができる。データ検索装置は、情報の一時的記憶のためのランダムアクセスメモリー及び情報の永久的記憶のためのリードオンリーメモリー（ＲＯＭ）のようなメモリー、ハードドライブ、ディスケット、又は光学的媒体記憶装置のような大型記憶装置をさらに含むことができる。典型的なデータ検索装置１７７は、１つ以上の商業的に入手可能な、キーボード、マウス、タッチパッド、及びプリンターのような入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置を含むことができる。１つの実施形態においては、Ｉ／Ｏ装置は、モニターのような表示装置を含み、使用者へのデータの視覚的な提示を可能としている。より具体的には、表示装置は、例えば図示的な使用者インターフェース、アプリケーションソフトウエアデータ、及びマルチメディアプレゼンテーションなどの提示を提供している。また、データ検索装置１７７は、スピーカー、モニター、ビデオカード、グラフィックアクセレレータ、ゲームコントローラなどのような、１つ以上のマルチメディア装置を含むことができる。
【０１３２】
データ検索装置１７７の計算装置は通常は、Ｗｉｎｄｏｗｓ(登録商標)９５、Ｗｉｎｄｏｗｓ(登録商標)９８、Ｗｉｎｄｏｗｓ(登録商標)ＮＴ，Ｗｉｎｄｏｗｓ(登録商標)２０００、Ｗｉｎｄｏｗｓ(登録商標)ＸＰ又は別の互換性のあるオペレーティングシステムのようなオペレーティングシステムソフトウェアによって制御され、調整されている。マッキントッシュシステムにおいては、オペレーティングシステムは、Ｍａｃ  ＯＳＸのような、いずれかの入手可能なオペレーティングシステムであってよい。従来のオペレーションシステムは、コンピュータの実行プロセスを制御するとともに計画し、メモリーの管理を行い、ファイルシステム、ネットワーク、及びＩ／Ｏサービスを提供し、とりわけグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）のようなユーザインターフェースを提供する。
【０１３３】
図１３の典型的な実施形態においては、独特なＲＦＩＤ信号１７８は、アンテナ１９２を介して遠隔システム１８２のそれぞれによって受信される。しかし、１つの選択された遠隔システム１８２のみが独特の信号１７８によって認識され、この信号１７８によってＲＦエネルギーを提供される。信号１７８からのエネルギーは、特定の遠隔システム１８２の状態を、通常のゼロ電力（又はオフ）状態から動作（又はオン）状態へ変化させるために使用される。動作状態においては、信号によって認識された、選択された特定の遠隔システム１８２はデータ伝送を初期化し、このデータ伝送は、例えば遠隔システム１８２のアンテナ１９２からデータ検索装置１７７に送られたデータ伝送ＲＦ信号１８４の形態とすることができる。
【０１３４】
図１４Ａ及び１４Ｂに示すように、データ検索装置１７７及び少なくとも１つの遠隔システム１８２を含む別の実施形態においては、データ検索装置１７７は、独特のＲＦＩＤ信号１７８を遠隔システム１８２に伝送するためのＲＦＩＤ伝送機／受信機１８６を含んでいる。また、ＲＦ伝送機／受信機１８６は、選択された遠隔システム１８２からのデータ伝送信号１８４を受信する。データ検索装置１７７は、データ伝送信号１８４の伝送されたデータを直接使用することもでき、又はこのデータを必要に応じて別の装置に分配することもできる。
【０１３５】
別の実施形態においては、図１４Ａに示すように、システム１８２のそれぞれは無線周波数認識（ＲＦＩＤ）応答機又は電子タグ１８８を含んでいる。特定のタグ１８８に関して、遠隔システム１８２は電子回路、導電度計、又は流体流量計のような制御装置１９０をも含んでいる。制御装置を参照することによって、制御装置１９０が関連するタグ１８８によって制御されていることがわかる。本発明の好ましい実施形態においては、制御装置１９０は、遠隔データ伝送装置１９０Ｄである。遠隔システム１８２はアンテナ１９２を使用し、１つ以上の受信及び伝送要素を含み、この要素は入ってくるＲＦＩＤ信号１７８を受信し、出て行くデータ伝送信号１８４を伝送する。入ってくるＲＦＩＤ信号１７８及び出て行くデータ伝送信号１８４は、それぞれ同じ周波数とすることができる。
【０１３６】
別の実施形態においては、図１４Ｂに示すように、データ検索装置１７７は、別々の伝送アンテナ１８０Ｔを有する別々のＲＦ伝送機１９４を含んでいる。別々のＲＦ受信機１９６は、異なる受信アンテナ１８０Ｒを設けられている。このように、入ってくるＲＦ信号１７８は、例えば９００ＭＨｚのような１つの周波数を有することができ、出て行くデータ伝送信号１８４は、例えば２．４５ＧＨｚのような異なる周波数を有することができる。
【０１３７】
ＲＦ受信機１９６は、データ検索装置１７７から離隔することができるとともに遠隔システム１８２から離隔することができる所定の位置に配置された、データの使用者を代表することができる。例えば、ＲＦ受信機１９６は、モデム（図示されず）を介してＲＦ伝送機１９４と通信し、遠隔システム１８２の特定の１つからのデータ伝送を要求する要求ステーションとすることができる。また、ＲＦ伝送機１９４は、どの遠隔システム１８２が特定のデータを記憶しているかを特定せずに、伝送されるその特定のデータを要求することができる。代替的に、ＦＲ伝送機１９４は、データ記憶装置に対する制御機として作用することができる。ＦＲ伝送機１９４が、データ記憶装置に対する制御機として作用する場合、制御機として作用する伝送機１９４は、遠隔システムのうちのどれが現在要求されているデータを記憶しているかを特定し、要求されたデータを有している特定の遠隔システムを認識するように適性にコード化された、独特のＲＦＩＤ信号を伝送する。
【０１３８】
図１４Ｃに示すように、制御された装置１９０は、  “オフ”の状態としても参照されるゼロ電力状態に主にある。図１４Ｃにおいて状態に１として示されるこの状態においては、制御される装置１９０は電力を使用していない（すなわち“ゼロ”電力状態）。また、制御された装置１９０は動作状態２又は“オン”状態を有している。例えば、制御される装置１９０が遠隔データ伝送装置１９０Ｄであり、例えばそのデータ伝送装置１９０Ｄが携帯式である場合には、その遠隔データ伝送装置１９０Ｄがゼロ電力状態１にある期間は、その遠隔データ伝送装置１９０Ｄが動作状態２にある期間を大幅に超える。例えば、通常、データ伝送は遠隔データ伝送装置１９０Ｄによって一日に２回要求される。２メガバイトのデータが伝送されるであろうことを想定すると、データ伝送のそれぞれは、例えば３０秒続く場合がある。よって、毎日、遠隔データ伝送装置１９０Ｄは、約２３時間５９分はゼロ電力状態にあり、動作状態には約１分間だけある。ファックスによって伝送される典型的な２メガバイトのデータは、通常のＲＦＩＤタグ１８８のデータ記憶容量をはるかに超えるということが理解できる。したがって、伝送されるデータの総量が２メガバイトより大幅に少ない場合、遠隔データ伝送装置は一日当たり１分より大幅に少ない時間しか動作状態に無い。
【０１３９】
一日に制御装置１９０によって使用される合計の電力は、動作状態のみに使用される電力に基づく。従来技術においては、使用される合計の電力は、動作状態に必要とされる電力に、大幅に多いスタンバイ状態に対する電力を足した電力を含んでいる。よって、ポーリング及びスタンバイの例に使用される全電力は、ポーリング及びスタンバイ機能に必要とされる大きな量だけ大きい。後述のように、遠隔システム１８２における電力の全ては、動作状態２における制御される装置１９０に電力を与えるために入手可能である。ポーリング及びスタンバイ機能に対する電力の除去は、遠隔システム１８２において入手可能な電力の限られた電力の使用の効率における実質的な改善を結果として生じさせる“無駄”な電力であるものの使用を除去する。
【０１４０】
本発明の別の好ましい実施形態においては、ＲＦＩＤタグは、充電可能なバッテリを有し、このバッテリはＲＦＩＤタグ及び／又は測定装置に電力を提供するために使用することができる。組み合わされたバッテリと能動的電源を有するＲＦＩＤ  タグは、特許文献２０に開示されており、その全体が参照によってこの明細書に組み込まれている。
【０１４１】
本発明の１つの好ましい実施形態は、内部バッテリによって、及びインテロゲイティングＲＦ領域によって能動的に電力を与えられているＲＦＩＤタグを備えている。結果として、ＲＦＩＤタグは、内部バッテリが使い果たされた後に、能動的に電力を与えられえる。また、充電可能なバッテリは、流量計及び導電度計のような、データ収集及び伝送装置に好ましくは電力を与えることができる。
【０１４２】
より具体的には、ＲＦＩＤタグの実施形態は、ＲＦＩＤ機能を提供するための電子回路と、この電子回路に結合され、動作時の電圧をＲＦＩＤタグに提供するためのエネルギー貯蔵装置を含んでいる。バッテリは動作的にエネルギー貯蔵装置に結合され、エネルギー貯蔵装置を補充している。また、インテロゲイティングＲＦ領域から生じた整流されたＲＦ電源は、エネルギー貯蔵装置に動作的に結合され、エネルギー貯蔵装置を補充している。整流されたＲＦ電源とバッテリは、互いに電気的に分離されている。エネルギー貯蔵装置は、バッテリが残存容量を有していても、インテロゲイティングＲＦ領域が無い場合にバッテリによって補充され続ける。バッテリが使い果たされた後に、エネルギー貯蔵装置はインテロゲイティングＲＦ領域の存在によって補充される。
【０１４３】
好ましい実施形態においては、図１５に示すように、ＲＦＩＤタグに対する２つの電力モードの回路１９８は、ＲＦ源２００、エネルギー貯蔵キャパシタ２０２、第１のダイオード２０４、第２のダイオード２０６、及びバッテリ２０８を含んでいる。ＲＦ源２００は、ＲＦＩＤタグ（図示せず）のＲＦ前端部によって整流された、ＲＦＩＤ読み取り器によって伝送されるインテロゲイティングＲＦ領域によって提供されている。エネルギー貯蔵キャパシタ２０２は、ＲＦＩＤタグ（図示されず）の残りの回路に対する電圧源として作用し、ＲＦ源２００とバッテリ２０８に、それぞれの充電回路において結合されている。より具体的には、第１の充電回路はＲＦ源２００、第１のダイオード２０４、及びエネルギー貯蔵キャパシタ２０２を含んでいる。第１のダイオード２０４は、ＲＦ源２００とエネルギーキャパシタ２０２の間に、順方向バイアスの方法で結合され、よってＲＦ源２００からの電流は、エネルギー貯蔵キャパシタ２０２に流れ、逆には流れない。第２の充電回路は、バッテリ２０８、第２のダイオード２０６、及びエネルギー貯蔵キャパシタ２０２を含んでいる。第２のダイオード２０６は、バッテリ２０８と得寝る儀貯蔵キャパシタ２０２の間に順方向バイアスの方法で結合され、よってバッテリ２０８からの電流は、エネルギー貯蔵キャパシタ２０２に流れ、逆には流れない。本発明の好ましい実施形態においては、第１及び第２のダイオード２０４及び２０６は、ショットキーダイオードによって提供されている。
【０１４４】
２つの充電回路は互いに全く異なっており、ＲＦ源２００とバッテリ２０８との間には結合は無い。ＲＦ源２００からの電流は、バッテリ２０８には流れず、バッテリ２０８からの電流はＲＦ源２００には流れない。よって、エネルギー貯蔵キャパシタ２０２は、ＲＦ源２００とバッテリ２８との両方によって充電される。インテロゲイティングＲＦ領域が無い場合には、ＲＦＩＤタグはバッテリ２０８によって電力を与えられ続け、エネルギー貯蔵キャパシタ２０２を充電状態に維持している。バッテリ２０８が使い果たされると、ＲＦＩＤタグはインテロゲイティングＲＦ領域の存在によって能動的に電力を与えられる。
【０１４５】
本発明のさらなる実施形態は、磁気エネルギー若しくは電磁気エネルギーによって、又は当業者に知られた別の形態のエネルギーによって電力を与えられる測定装置を備えている。
【０１４６】
前述の記載は多くの特定事項を含んでいるが、これらは本発明の技術的範囲を限定するものと考えるべきではなく、現在好ましいとされる実施形態のいくつかを単に図示するものと考えるべきである。同様に、本発明の別の実施形態を相当することができ、それは本発明の精神及び技術的範囲から逸脱しない。請求項の意義及び技術的範囲内に入る、ここに開示されているような本発明に対する全ての追加、削除及び変型は、開示される発明よって包含される。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明によるＲＯフィルタシステムの側面図である。
【図２Ａ】個々のフィルタ装置の背面図である。
【図２Ｂ】個々のフィルタ装置の側面図である。
【図３】本発明の１つの実施形態による液体検知プローブのブロックダイアグラムである。
【図４】本発明の１つの実施形態による液体検知プローブの温度補償回路のダイアグラムである。
【図５Ａ】本発明の１つの実施形態による液体流量モニター装置の立面断面図である。
【図５Ｂ】本発明の１つの実施形態による液体流量モニター装置の側面断面図である。
【図６】本発明の１つの実施形態による誘導式流体流量モニター装置の長手方向の断面図である。
【図７】本発明の１つの実施形態による誘導式流体流量モニター装置の回路のブロックダイアグラムである。
【図８】図７に示した回路のブロックダイアグラム図の拡大図である。
【図９】本発明の別の実施形態による誘導式流体流量モニター装置の長手方向の断面図である。
【図１０】本発明の１つの実施形態による超音波流体流量モニター装置の断面図である。
【図１１】図１０に示した第１の流入抑制器の断面図である。
【図１２】代替的な第１の流入抑制器の断面図である。
【図１３】本発明の１つの実施形態による通信のためのＲＦＩＤ信号を採用するシステムのダイアグラムである。
【図１４Ａ】本発明の実施形態による通信のためのＲＦＩＤ信号を採用するシステムのダイアグラムである。
【図１４Ｂ】本発明の実施形態による通信のためのＲＦＩＤ信号を採用するシステムのダイアグラムである。
【図１４Ｃ】本発明の１つの実施形態による遠隔システムの、電力が０である状態中と作動状態中との相対的な電力消費を示す図である。
【図１５】本発明の１つの実施形態によるＲＦＩＤタグシステムのための２つの電力モード回路のブロックダイアグラムである。
【符号の説明】
【０１４８】
１・・・透過液ポート
３・・・塩水シール
４・・・相互接続装置
５・・・濃縮液ポート
６・・・透過液ポート
７・・・アダプタ
８・・・圧力容器
９・・・供給液ポート
１０、１１、１２・・・膜濾過装置
１３・・・膜濾過システム
１６・・・透過性コアチューブ
【図１】
2009508665.tif 000005
【図２Ａ】
2009508665.tif 000006
【図２Ｂ】
2009508665.tif 000007
【図３】
2009508665.tif 000008
【図４】
2009508665.tif 000009
【図５Ａ】
2009508665.tif 000010
【図５Ｂ】
2009508665.tif 000011
【図６】
2009508665.tif 000012
【図７】
2009508665.tif 000013
【図８】
2009508665.tif 000014
【図９】
2009508665.tif 000015
【図１０】
2009508665.tif 000016
【図１１】
2009508665.tif 000017
【図１２】
2009508665.tif 000018
【図１３】
2009508665.tif 000019
【図１４Ａ】
2009508665.tif 000020
【図１４Ｂ】
2009508665.tif 000021
【図１４Ｃ】
2009508665.tif 000022
【図１５】
2009508665.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月7日(2007.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を濾過し、透過液を得る逆浸透システムのための複数の膜フィルタ装置の配置を維持する方法であって、
前記複数の膜フィルタ装置のそれぞれを通じる透過液の導電度の値と流量の値とを測定するステップと、
前記膜フィルタ装置のそれぞれにおいて測定された値に関する情報を、前記膜フィルタ装置のそれぞれに取り付けられたRFIDタグに伝送するステップと、
前記ＲＦＩＤタグからの情報を遠隔的に受信するステップと、
前記測定された値から、前記膜フィルタ装置のそれぞれに対する標準化された溶解固形分通過度を計算するステップと、
前記計算された標準化された溶解固形分通過度がプリロードされた度数を超えた場合に、膜フィルタ装置のそれぞれを置き換えるステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記標準化された溶解固形分通過度は、標準化された塩通過度であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記膜フィルタ装置の製造日が前記計算するステップに使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記測定するステップは周期的に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
圧力チューブと、
前記圧力チューブの中に収容され、透過液チューブと、データを記憶し前記データを無線式に伝送するように構成された無線周波数認識（ＲＦＩＤ）タグとを備える膜フィルタ装置と、
透過液チューブの中に配置され、透過液の導電度データを測定し、該導電度データを前記RFIDタグに伝送するように構成された導電度測定装置と、
透過液チューブの中に配置され、透過液の流量データを測定し、該流量データを前記RFIDタグに伝送するように構成された透過液流量測定装置と、
前記RFIDタグによって伝送された透過液の導電度データと透過液の流量データとを受信し、前記データから膜フィルタ装置それぞれに対する標準化された溶解固形分通過度を計算するように構成された、データ検索装置と、
を備える、流体を濾過し、透過液を得る逆浸透システム。
【請求項６】
前記透過液流量測定装置は流体流量計であることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記流体流量計は、電磁気流量計であることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記流体流量計は、回転可能な部材を供えていることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記流体流量計は、歪ゲージを備えていることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記流体流量計は、超音波流量計を備えていることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記導電度測定装置は、電極を備えることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１２】
前記導電度測定装置は、電極の無い装置を備えることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１３】
前記導電度測定装置及び透過液流量測定装置のうちの少なくとも１つは、ＲＦＩＤタグによって電力を与えられることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１４】
前記導電度測定装置及び透過液流量測定装置のうちの少なくとも１つは、バッテリによって電力を与えられることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１５】
前記バッテリは充電可能であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記バッテリは、ＲＦＩＤタグによって充電可能であることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記導電度測定装置及び透過液流量測定装置のうちの少なくとも１つは、外的に駆動される無線周波数エネルギー源によって電力を与えられることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記膜フィルタ装置は、螺旋状に巻かれた膜フィルタ装置であることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ＲＦＩＤタグは、測定された透過液導電度データ及び透過液流量データを記憶することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記標準化された溶解固形分通過度は、標準化された塩通過度であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項２１】
前記ＲＦＩＤタグは、プリロードされた度数を記憶するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
以上
【手続補正書】
【提出日】平成20年11月28日(2008.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を濾過し、透過液を得る逆浸透システムのための複数の膜フィルタ装置の配置を維持する方法であって、
前記複数の膜フィルタ装置のそれぞれを通じる透過液の導電度の値と流量の値とを測定するステップと、
前記膜フィルタ装置のそれぞれにおいて測定された値に関する情報を、前記膜フィルタ装置のそれぞれに取り付けられたRFIDタグに伝送するステップと、
前記ＲＦＩＤタグからの情報を遠隔的に受信するステップと、
前記測定された値から、前記膜フィルタ装置のそれぞれに対する標準化された溶解固形分通過度を計算するステップと、
前記計算された標準化された溶解固形分通過度がプリロードされた度数を超えた場合に、膜フィルタ装置のそれぞれを置き換えるステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記標準化された溶解固形分通過度は、標準化された塩通過度であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記膜フィルタ装置の製造日が前記計算するステップに使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記測定するステップは周期的に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
圧力チューブと、
前記圧力チューブの中に収容され、透過液チューブと、データを記憶し前記データを無線式に伝送するように構成された無線周波数認識（ＲＦＩＤ）タグとを備える膜フィルタ装置と、
透過液チューブの中に配置され、透過液の導電度データを測定し、該導電度データを前記RFIDタグに伝送するように構成された導電度測定装置と、
透過液チューブの中に配置され、透過液の流量データを測定し、該流量データを前記RF
IDタグに伝送するように構成された透過液流量測定装置と、
前記RFIDタグによって伝送された透過液の導電度データと透過液の流量データとを受信し、前記データから膜フィルタ装置それぞれに対する標準化された溶解固形分通過度を計算するように構成された、データ検索装置と、
を備える、流体を濾過し、透過液を得る逆浸透システム。
【請求項６】
前記透過液流量測定装置は流体流量計であることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記流体流量計は、電磁気流量計であることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記流体流量計は、回転可能な部材を供えていることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記流体流量計は、歪ゲージを備えていることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記流体流量計は、超音波流量計を備えていることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
前記導電度測定装置は、電極を備えることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１２】
前記導電度測定装置は、電極の無い装置を備えることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１３】
前記導電度測定装置及び透過液流量測定装置のうちの少なくとも１つは、ＲＦＩＤタグによって電力を与えられることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１４】
前記導電度測定装置及び透過液流量測定装置のうちの少なくとも１つは、バッテリによって電力を与えられることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１５】
前記バッテリは充電可能であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記バッテリは、ＲＦＩＤタグによって充電可能であることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記導電度測定装置及び透過液流量測定装置のうちの少なくとも１つは、外的に駆動される無線周波数エネルギー源によって電力を与えられることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記膜フィルタ装置は、螺旋状に巻かれた膜フィルタ装置であることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ＲＦＩＤタグは、測定された透過液導電度データ及び透過液流量データを記憶することを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記標準化された溶解固形分通過度は、標準化された塩通過度であることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項２１】
前記ＲＦＩＤタグは、プリロードされた度数を記憶するように構成されていることを特
徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ＲＦＩＤタグは、ロット番号、生産データ、出荷データ、及び膜フィルタ装置の当初の性能データから選択されるプリロードされた値を記憶するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項２３】
前記プリロードされた値、透過液の導電度データ、及び透過液の流量データは、前記ＲＦＩＤタグとの通信を介して前記データ検索装置に伝送され、前記データ検索装置は、前記プリロードされた値、透過液の導電度データ、及び透過液の流量データを使用して標準化された溶解固形分通過度を計算するように構成されていることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
【国際調査報告】
2009508665.tif 000024