(57)【要約】流体の流れ、例えば、天然ガス、原油、並びに他の同様な液体若しくは気体のエネルギー物資を輸送するためのパイプライン若しくは同様の導管を通る流￥体の流れをモニタするための方法とシステムとは、流体によって発生される音波の測定値に基づき、かくして流体に直接アクセスすることなく流量をモニタすることを可能にしている。さらに、これら方法とシステムとは、エネルギー物資のための生産システム、輸送システム、貯蔵システム、並びに分配システムのコンポーネント若しくは設備の操作動力を推定することを可能にしている。
2007509347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導管を通る流体の流量に関連した情報を離れた最終消費者に与えるための方法であって、
各々が、前記導管を通る流体の流れによって発生される音波を表わす信号を発生させる１つ以上の音響トランスデューサを前記導管に近接させて配設する工程と、
前記１つ以上の音響トランスデューサから前記信号を収集する工程と、
前記導管を通る流体の流量を決定するように前記信号を処理する工程と、
前記流量に関連した情報を前記離れた最終消費者に伝達する工程とを具備する方法。
【請求項２】
前記１つ以上の音響トランスデューサから発生された信号は、ローカルのモニタ装置によって受信並びに収集され、続いて、前記導管を通る流体の流量を決定するために前記信号を処理するように、前記ローカルのモニタ装置から、離れた中央処理設備へと伝送される請求項１の方法。
【請求項３】
前記１つ以上の音響トランスデューサは、前記導管近くに近接させて配設されるが、物理的に接触しない請求項１の方法。
【請求項４】
導管を通る流体の流れをモニタし、最終消費者に流量を伝達するための方法であって、
各々が、前記導管を通る流体の流れによって発生される音波の測定振幅を表わす信号を発生させる１つ以上の音響トランスデューサを、前記導管に近接させて配設する工程と、
このような音響の信号を受信し、この信号を前記測定振幅を表わすデジタル化データに処理する工程と、
前記導管を通る流体の流量を前記測定振幅に基づいて決定するように、前記デジタル化データをコンピュータ解析する工程と、
前記流量を前記最終消費者に伝達する工程とを具備する方法。
【請求項５】
前記信号を受信し、この信号を前記測定振幅を表わすデジタル化データに処理する工程は、前記音響トランスデューサに実質的に近接したモニタ装置によって果たされる請求項４の方法。
【請求項６】
前記導管を通る流体の流量を決定するために前記デジタル化データをコンピュータ解析するように、このデジタル化データを前記モニタ装置から中央処理設備に伝送する工程をさらに具備する請求項５の方法。
【請求項７】
前記モニタ装置は、前記信号を前記測定振幅を表わすデジタル化データに処理する前に、各音響トランスデューサからの前記信号を増幅し、かつ外部ノイズを除去するために、１つ以上の増幅かつフィルター回路を有する請求項５の方法。
【請求項８】
前記デジタル化データを伝送する工程は、前記モニタ装置と関連した無線周波数トランシーバーによって果たされる請求項６の方法。
【請求項９】
前記モニタ装置は、ソーラーパネルアレイによって連続して再充電されるバッテリーにより電力供給される請求項５の方法。
【請求項１０】
前記流量を前記最終消費者に伝達する工程は、アクセス制御されるインターネットウェブサイトによって果たされる請求項４の方法。
【請求項１１】
導管を通る流体の流れをモニタし、流量を最終消費者に伝達する方法であって、
前記導管を通る流体の流れによって発生される音波の振幅を検出する工程と、
前記検出された振幅を表わす信号をモニタ装置に伝送する工程と、
前記信号を、測定振幅を表わすデジタル化データに処理する工程と、
前記測定振幅に基づいて前記導管を通る流量を決定するように、前記デジタル化データをコンピュータ解析する工程と、
前記流量を前記最終消費者に伝達する工程とを具備する方法。
【請求項１２】
設備の操作動力を推定する方法であって、
各々が、選定された各導管を通るエネルギー物資の流れによって発生される音波を表わす信号を発生させるように少なくとも１つの音響トランスデューサを有する少なくとも１つのモニタ装置を、前記設備の選定された複数の導管の各々に近接させて配設する工程と、
各モニタ装置が、前記信号を受信し、この信号を前記音波を表わすデジタル化データに処理する工程と、
各選定された導管を通るエネルギー物資の流量を決定するように、前記デジタル化データを処理する工程と、
前記決定された流量に基づいて、前記設備の操作動力を推定する工程とを具備する方法。
【請求項１３】
各モニタ装置は、選定された各導管を通るエネルギー物資の流量を決定するために前記デジタル化データを処理して、この決定された流量に基づいて前記設備の操作動力を推定するように、前記音波を表わすデジタル化データを離れた中央処理設備に伝送する請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記設備からのエネルギー物資の産出量に関連付けられた情報を最終消費者にリレーする工程をさらに具備する請求項１２の方法。
【請求項１５】
導管を通る流体の流れを推定するための方法であって、
各々が、前記導管を通る流体の流れによって発生される音波の測定振幅を表わす信号を発生させる１つ以上の音響トランスデューサを前記導管に近接させて配設する工程と、
前記導管を通る実際の流体の流れをモニタする工程と、
前記推定振幅と前記実際の流体の流れとの数学的関係を確立するように、前記測定振幅を前記実際の流体の流れと比較する工程と、
前記導管、若しくは同様の物理的な特徴を有する他の導管を通る流体の流れのさらなる推定のために、前記確立された数学的関係を使用する工程とを具備する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００３年１０月２０日付けの米国仮出願Ｎｏ．６０/５１２，６４９の優先権を主張し、この出願は、本明細書全体に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、流体の流れ、例えば、天然ガス、原油、並びにその他の液体若しくは気体のエネルギー物資を輸送するためのパイプライン若しくは同様の導管を通る流体の流れをモニタするための方法とシステムとに関する。これら方法とシステムとは、流体によって発生される音波の測定値に基づき、かくして、流体に直接アクセスすることなく流量をモニタすることを可能にしている。
【背景技術】
【０００３】
天然ガス、原油、並びにその他の液体若しくは気体のエネルギー物資は、数百万ドルの経済市場を有する。これら物資は、多くの関係者、同様に貿易市場によって売買され、この貿易物資についての情報は、市場関係者にとって非常に価値が高い。特に、これら物資の各々のための生産システム、輸送システム、貯蔵システム、並びに分配システムの様々なコンポーネント並びに設備の操作は、物資の価格と可用性とに重大な影響を与えることができ、このため、この操作についての情報を高価にしている。さらに、このような情報は、一般的に様々なコンポーネントの所有者若しくは操作者によって公に開示されておらず、従って、このような情報へのアクセスは、制限されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、このような物資についての情報が、蓄積されて市場参加者並びに他の関係者に伝えられ得るように、天然ガス、原油、並びにその他の同様な液体若しくは気体のエネルギー物資を輸送するためのパイプライン若しくは同様の導管を通る流体の流れをモニタするための方法とシステムとを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、流体の流れ、例えば、天然ガス、原油、並びにその他の同様の液体若しくは気体のエネルギー物資を輸送するためのパイプライン、若しくは同様の導管を通る流体の流れをモニタするための方法とシステムとである。これら方法とシステムとは、中を流体が流れる導管の外部の所から、流体によって発生される音波を測定することに基づき、かくして、流体に直接アクセスすることなく流量をモニタすることを可能にしている。さらに、本発明の方法とシステムとは、エネルギー物資のための生産システム、輸送システム、貯蔵システム、並びに配分システムのコンポーネント若しくは設備の操作動力の推定を可能にしている。
【０００６】
パイプ、若しくは同様の導管を流れる（圧縮可能若しくは圧縮不可能な）流体の一般的性質により、流体は、音波、即ち、音若しくは振動を発生させる。天然ガス、若しくは他のエネルギー物資の流れによって生成された音は、振幅と振動数とによって特徴付けられることができる。これに関して、振幅と振動数とは、導管を通る流体の速度、かくして流体の流量に一般的に直接関連付けられている。従って、音響トランスデューサ、若しくは同様のセンサーが、特定の導管から発せられ、かつこの導管を通る流体の流れによってもたらされる音波を検出するために位置されることができ、導管を通る流量は、音波を記録並びに解析することによって推定されることができる。これに関して、流量は、体積流量として通常表現され、即ち、所定の時間内に所定のポイントを通る流体の体積として特徴付けられている。
【０００７】
１つ以上の音響トランスデューサは、音波が、信頼性高く検出され得るように、パイプライン近くに位置される。各音響トランスデューサは、パイプラインを通る気体の流れによって発生される音波の振幅並びに/若しくは振動数を検出し、測定値を表わす信号を生じさせる。各音響トランスデューサによって発生された信号は、音響トランスデューサとモニタされたパイプラインとに実質的に近い地上のモニタ装置に伝送される。このモニタ装置は、音響トランスデューサからの信号を処理し、収集されたデータを中央処理設備に伝送するのに必要な様々な電子装置を収容している。詳細には、モニタ装置は、音響トランスデューサからデータを周期的若しくは連続的に収集し、このデータを伝送に適した形態に処理し、データを離れた中央処理設備に伝送するようにプログラムされている。
【０００８】
この中央処理設備で、コンピュータ解析が、モニタされたパイプラインを通る流体の流量を決定するように、デジタルコンピュータープログラムによって果たされることができる。さらに、生産システム、輸送システム、貯蔵システム、並びに/若しくは分配システムの特定の設備若しくは他のコンポーネントのために、設備の産出量若しくは生産量は、各パイプラインの体積流量の簡単な合計によって決定されることができる。この時、これらシステムのために、接続されたパイプラインの全て、若しくは多数が、本発明に従ってモニタされている。次に、１つ以上の設備若しくはコンポーネントの生産量若しくは産出量に関連付けられた情報は、第三者に伝達されることができる。この情報は、測定流量若しくは産出推定量だけでなく、履歴データ、収容推定量、若しくは、市場参加者並びにその他の関係者の事情で測定された流量若しくは産出推定量を表わす同様のデータも有することができる。第三者へのこのような伝達は、アクセス制御されるインターネットウェブサイトへのデータのエクスポートによってなされ、このインターネットウェブサイトに、最終消費者は、共通のインターネットブラウザー・プログラムによって、アクセスされ得ることが考慮され、また好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、流体流れ、例えば、天然ガス、原油、並びにその他の同様の液体若しくは気体のエネルギー物資を輸送するためのパイプライン、若しくは同様の導管を通る流体の流れをモニタするための方法とシステムである。これら方法とシステムとは、中を流体が流れる導管の外部（location external）の所から、流体によって発生される音波を測定することに基づき、かくして、流体に直接アクセスすることなく流量をモニタすることを可能にしている。さらに、本発明の方法とシステムとは、エネルギー物資のための生産システム、輸送システム、貯蔵システム、並びに分配システムのコンポーネント若しくは設備の生産量若しくは産出量(output)の推定を可能にしている。本出願の目的ために、生産、産出、並びに/若しくは、コンポーネント又は設備を通る、若しくはこれらに対するエネルギー物資の流れの他の測定は、このコンポーネント若しくは設備の“操作動力(operational dynamics)”として称されることができる。
【００１０】
これを成し遂げるために、液体若しくは気体のエネルギー物資の生産、輸送、貯蔵、並びに分配は、多くの場合に、パイプラインのネットワークによってなされることを認識することが最も重要である。これらパイプラインは、生産抗井、様々なタイプの貯蔵設備、並びに非常に小さな複数のパイプラインからなる分配ネットワークのような様々なシステムコンポーネント相互を接続している。例えば、天然ガス産業に関して、図１に示されているように、天然ガスは、図１の参照符号１０Ａ，１０Ｂ，並びに１０Ｃによって全体的に示され、かつ地理的に分散された抗井から、生産会社によって位置並びに収集される。これら抗井から収集された天然ガスは、パイプライン（若しくは、同様の導管）１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃのネットワークを介して主要な幹線１４へと輸送される。このような幹線１４から、天然ガスは、代表的に減損した天然ガス田、岩塩ドーム、若しくは同様の地下構造体である貯蔵設備１６、並びに/若しくは、最終的な消費のための産業、商業、並びに住居の最終消費者に天然ガスを売ったり輸送したりする地域配電会社１８へと輸送される。
【００１１】
いずれにしても、パイプ若しくは同様の導管を通って流れる流体の一般的な性質は、流体が、音波、即ち、音若しくは振動を発生させることである。天然ガス若しくは他のエネルギー物資の流れによって発生される音は、振幅と振動数とによって特徴付けられることができる。これに関して、振幅と振動数とは、流体の流速、かくして流体の流量に一般的に直接関係付けられる。さらに、圧縮可能な流体に対しても、振幅と振動数とは、また、流体の密度、かくして流体の体積流量に一般的に直接関連付けられる。従って、音響トランスデューサ、若しくは同様のセンサーが、特定の導管から、この導管を通る流体の流れによってもたらされる音波を検出するために配置されることができる。この音波を記録並びに解析することによって、導管を通る流量は、推定されることができる。上述されたように、流量は、通常、体積流量として称され、即ち、所定の時間内に所定のポイントを通過する流体の体積として特徴付けられている。
【００１２】
図２は、本発明の方法とシステムとの例示的な実施形態の概略図である。この実施形態では、地下パイプライン３２が、モニタされる。従って、１つ以上の音響トランスデューサ（また、音響センサー、若しくはガスセンサーとして称されている）３４ａ，３４ｂ…３４ｎが、音波が信頼性高く検出され得るように、パイプライン３２近くに、即ち、パイプライン３２に物理的に接触して、若しくはパイプライン３２に十分近接して位置されている。これに関して、複数のセンサーは、しばしば、パイプライン３２に沿った複数の所定の位置で、複数の測定値を与えることが好ましい。そして、これら測定値は、エラーを減じるように平均されることができる。商業的に利用可能な様々なトランスデューサ、若しくはセンサーが、本発明の目的を達成するために使用され得ることは、考慮されている。例えば、本発明の目的に適した１つの好ましい音響トランスデューサは、Model No.393B12のような、PCB Piezotronics, Inc. of Depew, New Yorkによって製造並びに分配された地震高感度加速度計である。
【００１３】
上述されたように、前記音響トランスデューサ３４ａ，３４ｂ…３４ｎは、音波が信頼性高く検出され得るようにパイプライン３２に十分近接して、若しくはパイプライン３２に接触して位置されている。例えば、商業的に利用可能な多くのトランスデューサは、パイプライン、若しくはより同様の導管へのトランスデューサの直接的な装着のために、装着磁石を与えている。代わって、このような磁石が与えられていないとき、各音響トランスデューサ３４ａ，３４ｂ…３４ｎは、接着剤を使用して、ほぼ平坦な磁石をトランスデューサに装着することによって、パイプライン３２に装着されることができる。この時、磁石は、音響トランスデューサ３４ａ，３４ｂ…３４ｎをパイプライン３２に取着するために使用されている。これに関して、各音響トランスデューサ３４ａ，３４ｂ…３４ｎには、これが取着されるパイプラインの外形により良く適合するような湾曲した磁石が与えられることができる。さらに、様々な接着剤が、各音響トランスデューサ３４ａ，３４ｂ…３４ｎをパイプライン３２に直接取着させるために使用されることができる。最後に、パイプライン３２への物理的なアクセスが不可能であるか非現実的である状況において、音響トランスデューサ３４ａ，３４ｂ…３４ｎは、パイプライン３２に接触する必要がないように、パイプライン３２に対する音響トランスデューサ３４ａ，３４ｂ…３４ｎの位置を維持させるブラケット、若しくは同様のフレームに装着されることができる。
【００１４】
いずれにしても、この実施形態において、各音響トランスデューサ３４は、パイプライン３２を通る気体の流れによって発生される音波の振幅を検出し、この振幅を表わす信号を発生する。各音響トランスデューサ３４ａ，３４ｂ…３４ｎによって発生された信号は、適切なケーブル３６ａ，３６ｂ…３６ｎを介して、地上のモニタ装置３０へと伝送される。このモニタ装置は、これが、音響トランスデューサ３４ａ，３４ｂ…３４ｎとパイプライン３２とに実質的に近接して位置された「ローカル」であることが好ましい。図３に示されているように、例示的なモニタ装置３０は、支柱に取着され、かつ実質的に耐候性のある囲い部３１を有している。この囲い部は、さらに後述されるように、音響トランスデューサ３４ａ，３４ｂ…３４ｎからの信号を処理して、集められたデータを中央処理設備に伝送する必要のある様々な電子装置を収容している。
【００１５】
図４は、前記音響トランスデューサ３４ａ，３４ｂ…３４ｎとモニタ装置３０との機能ブロック図である。図示されているように、このモニタ装置３０は、音響トランスデューサ３４ａ，３４ｂ…３４ｎからデータを定期的若しくは連続的に収集し、このデータを伝送に適した形態に処理し、そして、このデータを遠く離れた中央処理設備に伝送するようにプログラムされている。この中央処理設備では、モニタされたパイプラインを通る天然ガス若しくはその他のエネルギー物資の流量を決定するように、様々なコンピュータ解析がデータに対してなされる。
【００１６】
特に、第１の音響トランスデューサ３４ａの出力電圧は、二重の機能を有する増幅かつフィルター回路(amplification and filtration circuit)４０ａに与えられる。この増幅かつフィルター回路４０ａの第１の機能は、音響トランスデューサ３４ａの比較的小さな出力電圧を、アナログ・デジタルトランスデューサへの入力に適したレベルに増幅させることである。この回路４０ａの第２の機能は、各音響トランスデューサ３４ａの出力電圧から外部ノイズを除去するフィルターとしての機能である。同様に、前記第２の音響トランスデューサ３４ｂの出力電圧は、電圧を増幅し、かつ外部ノイズを除去するなどのために、他の増幅かつフィルター回路４０ｂに供給される。この増幅かつフィルター回路４０ａ，４０ｂ…４０ｎの特殊なデザインは、重要ではなくであり、様々な増幅かつフィルター回路は、当業者によって、電圧を増幅し外部ノイズを除去する二重の目的を達成するように設計されることができる。
【００１７】
夫々の信号の増幅とフィルターとの後に、前記出力電圧は、アナログマルチプレクサ（ＭＵＸ）４２の入力部に供給される。さらに、図４に示されていないが、前記信号のアナログからデジタルの形態への続く変換の時の時間のずれ(time-skew)を防止するために、このような電圧がＭＵＸ４２に与えられる前に、夫々の増幅かつフィルター回路４０ａ，４０ｂ…４０ｎの出力電圧を、夫々のサンプル・ホールド(sample-and-hold)増幅器に供給することは好ましい。これらサンプル・ホールド増幅器は、本分野で一般的に知られており、サンプル・ホールド機能を果たすための通常の手段は、この明細書に考慮されるように本発明に組み込まれることができる。
【００１８】
前記信号は、前記ＭＵＸ４２からアナログ・デジタルトランスデューサ（Ａ/Ｄ）４４に別々に通される。アナログ・デジタルトランスデューサ４４に通される複数の信号のうちどれかは、マイクロプロセッサ５０と関連付けられた制御論理によって決定される。変換されたデータ、即ち測定された音波の増幅を表わし、かつデジタル形態のデータは、マイクロプロセッサ５０と関連付けられたメモリにストアされる。次に、マイクロプロセッサ５０からの出力信号は、関連した伝送アンテナ６０（図３にまた示されている）を有する無線周波数(RF)トランシーバー５８と、続いて信号を中央処理設備へ伝送するための陸線ネットワーク６２とのどちらか一方、若しくは両方に伝送される。
【００１９】
最後に、前記モニタ装置３０の個々の電子コンポーネントは、ソーラーパネルアレイ７２（図３にまた示されている）によって連続して再充電され得るバッテリー７０により電力供給されることが好ましい。
【００２０】
図５は、本発明の方法とシステムとのこの例示的な実施形態における、伝達コンポーネントと中央処理設備との機能ブロック図である。これらコンポーネントは、モニタ装置３０が設けられたフィールドに設置されているのではなく、多少離れたところに配置されている。詳細には、図３に示されたマイクロプロセッサ５０からの出力データは、関連した伝送アンテナ６０を有する無線周波数（RF）トランシーバー５８と陸線ネットワーク６２とのどちらか一方、若しくは両方を介して、中央処理設備に伝送される。フィールド内の１つ以上のモニタ装置３０の領域にある受信アンテナ１００、若しくは同様の伝達コンポーネントが、音響測定値を表わすこのデータを受信する。この受信アンテナ１００は、信号を中央処理設備１１０に伝送するアナログ若しくはデジタル伝達ネットワーク１０２に動作的に接続されている。このような伝送は、例えば、衛星リンク１０４、マイクロ波リンク１０６、並びに/若しくは光ファイバーリンク１０８によって果たされることができる。しかし、他のデータ伝送手段が、本発明の精神並びに範囲から逸脱することなく使用されることもできる。
【００２１】
前記中央処理設備１１０で、以下に詳述されるコンピュータ解析が、パイプライン３２を通る気体（若しくは、同様の流体）の流量を決定するために、デジタルコンピュータープログラム１１２によって果たされる。さらに、生産システム、輸送システム、貯蔵システム、並びに/若しくは分配システムの特定の天然ガス設備、若しくは他のコンポーネントにおいて、この施設の天然ガス生産量は、各パイプラインの流量の簡単な合計によって決定される。この時、接続パイプラインの全て若しくはほとんどが、本発明に従ってモニタされている。次に、１つ以上の設備若しくはコンポーネントの生産量若しくは産出量と関連付けられた情報は、次に、第三者に伝達されることができる。この情報は、測定された流量若しくは産出推定量だけでなく、履歴データ、収容能力推定量、若しくは、市場参加者若しくは当事者の事情で測定された流量若しくは産出推定量を示す同様のデータも有することができる。第三者へのこのような伝達は、アクセス制御されたインターネットウェブサイト１１４にデータをエクスポートすることによってなされ、このインターネットウェブサイトに、最終消費者は、Microsoft Internet Explorer（登録商標）のような共通のインターネットブラウザープログラム１１６を介してアクセス可能であることが考慮され、また好ましい。もちろん、第三者への情報とデータとの伝達は、また、本発明の精神並びに範囲から逸脱することなく、様々な他の知られた伝達媒体によってなされることができる。
【００２２】
更なる改良点として、ローカルのモニタ装置３０のマイクロプロセッサ５０から中央処理設備１１０への伝送チャネルは、マイクロプロセッサ５０内に維持並びにストアされた情報が、予め設定されたベース(scheduled basis)で送られるかポーリング(polled)され得るように、二方向性を有することができる。さらに、この二方向性の伝送によって、マイクロプロセッサ５０は、リモートで再びプログラム可能である。
【００２３】
上述されたコンピュータ解析に関して、導管を通る測定された音波と流量との関係は、音波が、流体の流れによって発生されるだけでなく、パイプラインの機械的なコンポーネントと流体との干渉によっても発生され得るために、幾らか数学的に複雑である。これら機械的なコンポーネントには、コンプレッサ、気体流量計、流れと圧力とのレギュレータ、制御バルブ、並びに/若しくは、パイプラインに対して接続並びに/若しくは外にある同様の装置が含まれる。しかし、このようなコンポーネント若しくは設備の干渉が、流体自体の状態を変化させることと無関係である状況においては、音波の振幅は、流量の増加に従って実質的に大きくなる。ガスパイプライン内で発生されるノイズのレベル並びにノイズ源の更なる詳細並びに説明のために、Nelson, D.A.; and Cooper, B.A.: Reduced-Noise Gas Flow Design Guide for NASA Glenn Research Center, Proceedings of Inter Noise 99, the International Congress on Noise Control Engineering. Institute of Noise Control Engineering (Washington, DC, 1999)が、参照され、この出版物は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００２４】
従って、パイプラインに沿った適切な位置、即ち、他のコンポーネント若しくは設備と流体との干渉が、知られた流量に対して測定音波を比較して、最小である位置を選択することによって、流量の予測値に適した数学的関係が、確立され得る。
【００２５】
例えば、図７は、１０５時間以上の間、特定の導管近くに配置された音響トランスデューサにより測定された信号の振幅を示したグラフである。この時間の間、実際の気体の流れは、また、モニタされた。線形回帰解析をこのデータセットに適用したとき、数学的関係は、以下のように確立される。即ち、  
推定される流れ（Mcfh）＝[Ｋ（信号の振幅）＋Ｃ]＊1000              （１）
ここでMcfhは、１時間当たり30480立方ｃｍ（1000立方フィート）を示し、また、Ｋ＝1.6159、Ｃ＝0.5158である。
【００２６】
もちろん、この数学的関係は、前記特定の導管に幾らか特有のものである。実際に、導管のサイズと、特定の音響トランスデューサの特性と、環境状況との全てが、測定される音波と流量との関係に影響を与え得る。
【００２７】
他の例において、図８は、１８０時間の間、他の導管近くに配置された音響トランスデューサから測定された振幅を示したグラフである。再び、この時間の間、実際の気体の流れは、また、モニタされた。線形回帰解析をこのデータセットに適用したとき、数学的関係は、以下のように確立される。即ち、  
推定される流れ(mcfh)＝Ｋ(信号の振幅)C                          （２）  
ここでＫ＝2100、Ｃ＝0.30
この数学的関係は、また、特定の導管と環境状況とに特有のものである。これにも関わらず、上記の例が示すように、様々な設定で様々の導管のための「最良の適合関係の(best fit)」を確立することによって、新しい導管がモニタされるときに、適切な数式が、導管のサイズ、環境状況等に基づいて選択されることができる。さらに、データの蓄積並びに解析によって、更なる相互関係が、（１）導管の内径並びに導管の壁圧のような、確実に特定可能な導管の特徴と、（２）温度、圧力、速度等のような流体の特徴と、（３）コンプレッサ並びに制御バルブのような、様々なタイプの近接した機械的なノイズ源と関連付けられた特徴との定数ＫとＣとの関係のように、推定され得ることが期待される。これに関して、このような複数の特徴によって生じるノイズの推定のために、Nelson, D.A.; and Cooper, B.A.: Reduced-Noise Gas Flow Design Guide for NASA Glenn Research Center, Proceedings of Inter Noise 99, the International Congress on Noise Control Engineering. Institute of Noise Control Engineering (Washington, DC, 1999)が参照され、この出版物は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００２８】
いずれにしても、適切な数学的関係が確立されると、特定の導管が、実質的にリアルタイムでモニタされることができる。この特定の導管のモニタに関連付けられたデジタル化データが、前記中央処理設備に受信されると、必要なコンピュータ解析が、導管を通る気体（若しくは、同様の流体）の流量を決定するように、好ましくはデジタル形式のコンピュータプログラムによってなされる。
【００２９】
上述されたように、このようなコンピュータ処理により、本発明の方法とシステムとは、エネルギー物資のための生産システム、輸送システム、貯蔵システム、並びに分配システムのコンポーネント若しくは設備の操作動力の推定を可能にしている。例えば、天然ガス産業において、貯蔵設備は、図１を参照して実質的に説明されたように、使用の少ない期間（即ち、夏季）の間に、生産会社によって収集されたガスを受けて貯蔵し、そして、この貯蔵されたガスを、使用の多い期間（冬季）の間に、夫々の地域配電会社に分配する。もちろん、ガスは、複数のパイプラインを通って前記貯蔵設備へと、またこの貯蔵設備から内外に送られる。各パイプラインの流量の簡単な合計による各パイプラインを通る流れの方向の知識と関連付けて、上述のような各パイプラインを流れる気体の量の推定によって、特定の貯蔵設備のための気体の正味の射出若しくは回収が、決定されることができる。次に、上述されてもいるように、この推定値は、アクセス制御されるインターネットウェブサイト、若しくは他の方法で、第三者に伝送されることができる。
【００３０】
図７は、３つのパイプライン３２，１３２，２３２が接続されている貯蔵設備１６の出力推定値が示されている。各パイプライン３２，１３２，２３２は、１つ以上の音響トランスデューサ３４，１３４，２３４と、これに関連したモニタ装置３０，１３０，２３０とのパッケージによってモニタされる。各モニタ装置３０，１３０，２３０によって収集並びに処理されたデータは、衛星リンク１０４によって、中央処理設備１１０に伝送される。ここで、各パイプライン３２，１３２，２３２のコンピュータ制御された流量の簡単な合計によって、貯蔵設備１６のための気体の正味の射出若しくは回収が、決定されることができる。
【００３１】
設備と関連付けられた各パイプラインを通る流れの方向に関して、様々な技術が、流れの方向を推定するのに使用されることができる。例えば、貯蔵設備にあるパイプラインネットワークは、同様の機械的なコンポーネント並びに構造体を有している。この時、これらコンポーネント並びに構造体の機能は、パイプラインを通る流れの方向に依存している。従って、パイプラインネットワークの物理的なレイアウトの評価は、流れの方向の幾つかの指示を与えることができる。さらに、測定された音波の解析は、気体の流れが所定の方向にあるときに、所定の機械的なコンポーネント（例えば、貯蔵設備への気体の射出のためのコンプレッサ）が駆動され得るような流れの方向の指示を与えることができる。他の例において、上述されたような貯蔵設備の季節的な操作の知識は、流れの方向を推定するために使用されることができる。かくして、使用された技術にも関わらず、特定の貯蔵設備のための気体の正味の射出若しくは回収は、決定されることができる。
【００３２】
当業者は、更なる実施形態並びに/若しくは例が、本発明の技術若しくは請求項の範囲から逸脱することなく可能であることに気付くであろう。この詳細な説明、特に、開示された例示的な実施形態の特定の詳細は、明確な理解のために主に与えられている。必要な制限が、この明細書から理解され、変形例が、この開示内容を読むことによって当業者に明らかとなり、請求項に記載の発明の精神若しくは範囲から逸脱することなくなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】天然ガスシステムの概略図である。
【図２】本発明の方法とシステムとの例示的な実施形態の概略図である。
【図３】本発明に従って形成された例示的なモニタ装置の斜視図である。
【図４】本発明の方法並びにシステムの例示的な実施形態の音響トランスデューサとモニタ装置との機能ブロック図である。
【図５】本発明の方法とシステムとの例示的な実施形態における、伝達コンポーネントと中央処理設備との機能ブロック図である。
【図６】３つのパイプラインが本発明の方法とシステムとに従って接続されている貯蔵設備のモニタリングを示している。
【図７】最良の適合関係の数式が、特定の導管を通る流量の測定のために確立され得るように、所定の期間に、特定の導管近くに位置された音響トランスデューサからの測定信号振幅を示したグラフである。
【図８】最良の適合関係が、他の特定の導管を通る流量の測定のために確立され得るように、所定の時間の間、他の特定の導管近くに配置された音響トランスデューサからの測定信号振幅を示したグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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