(57)【要約】  送信機（１２）は、プロセスに関連するプロセス（１４）変量を表す送信機出力を供給する。送信機（１２）は、送信機（１２）の動作に関連する条件を表す少なくとも１つの入力（４４）の関数として、ユーザが視認可能な相対的診断出力（４６）も供給する。
2008533589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスに関連するプロセス変量を表す送信機出力を供給するための送信機であって、
センサからのセンサ信号を受信するためのセンサ入力手段であって、前記センサ信号が前記プロセス変量を表している、センサ入力手段と、
前記プロセス変量を表す前記センサ信号に基づいて前記送信機出力を供給するための手段と、
前記送信機の動作に関連する条件を表す少なくとも１つの入力の関数として、ユーザが視認可能な相対的診断出力を供給するための手段と
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項２】
請求項１に記載の送信機であって、
前記相対的診断出力は、前記送信機の動作に関連する条件を表す複数の入力の関数として供給される
ことを特徴とする送信機。
【請求項３】
請求項１に記載の送信機であって、
送信機出力を供給するための前記手段は、データ処理装置を備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項４】
請求項１に記載の送信機であって、
前記相対的診断出力を供給するための前記手段は、前記相対的診断出力を導出するためのアルゴリズムを使用するデータ処理装置を備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項５】
請求項４に記載の送信機であって、
前記アルゴリズムは、ニューラルネットワークと、ファジー論理と、ウェーブレットと、フーリエ変換と、多項式曲線適合とからなるアルゴリズムの群から選択される
ことを特徴とする送信機。
【請求項６】
請求項１に記載の送信機であって、
さらに、
前記相対的診断出力を伝達するためのディスプレイであって、前記相対的診断出力を供給するための前記手段と通信するディスプレイを備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項７】
請求項６に記載の送信機であって、
前記ディスプレイは、第１の相対的範囲と、第２の相対的範囲とを有する目盛りであって、前記第１の相対的範囲は、送信機動作の低下レベルを示すものであり、前記第２の相対的範囲は、送信機動作の最適レベルを表すものである、目盛りと、
前記目盛りの前記第１の相対的範囲及び前記第２の相対的範囲とに関連する前記相対的診断出力を伝達するための診断表示器であって、前記相対的診断出力は、前記送信機によって導出され、前記相対的診断出力は、送信機動作の相対的レベルを表す、診断表示器と
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項８】
請求項７に記載のディスプレイであって、
前記診断表示器は、前記相対的診断出力を示すために前記目盛りに対して配置可能な指示要素を備える
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項９】
請求項７に記載の送信機であって、
前記指示要素は、指針を備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項１０】
請求項７に記載の送信機であって、
前記指示要素は、液晶ディスプレイに表示されたグラフィック要素を備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項１１】
請求項７に記載の送信機であって、
前記指示要素は、一列の発光ダイオードを備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項１２】
請求項７に記載の送信機であって、
前記目盛りは、前記ディスプレイ上に表示された、ユーザが視認可能な目盛りを備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項１３】
請求項１に記載の送信機であって、
さらに、
前記ユーザが視認可能な相対的診断出力を供給するための前記手段と通信する出力回路であって、前記送信機と通信するシステムへ前記診断出力を伝達するための出力回路を備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項１４】
請求項１に記載の送信機であって、
前記センサは、前記送信機の内部に配置されている
ことを特徴とする送信機。
【請求項１５】
請求項１に記載の送信機であって、
前記ユーザが視認可能な相対的診断出力は、インパルスラインの動作を表す入力の関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項１６】
請求項１に記載の送信機であって、
前記ユーザが視認可能な相対的診断出力は、プロセス変量を表す入力の関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項１７】
請求項１に記載の送信機であって、
前記ユーザが視認可能な相対的診断出力は、送信機電子部品の動作を表す入力の関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項１８】
請求項１に記載の送信機であって、
前記ユーザが視認可能な相対的診断出力は、プロセス制御ループの動作を表す入力の関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項１９】
プロセスに関連するプロセス変量を表す送信機出力を生成するための送信機であって、
前記プロセス変量を表すセンサ信号を受信するためのセンサ入力手段と、
前記送信機の動作を表す複数の入力を監視し、該複数の入力の関数として、重み付けされた診断出力を導出するアルゴリズムを実行するように設定されたデータ処理装置であって、前記センサ入力手段と通信するデータ処理装置と、
前記データ処理装置と通信して、前記重み付けされた診断出力をユーザに伝達するディスプレイであって、送信機動作の低下レベルを表す第１の相対的範囲と、送信機動作の最適レベルを表す第２の相対的範囲とを有する目盛りと、前記第１の相対的範囲及び前記第２の相対的範囲に関連する前記重み付けされた診断出力を伝達するための診断表示器とを有するディスプレイと
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項２０】
請求項１９に記載の送信機であって、
前記重み付けされた診断出力は、インパルスラインの動作を表す入力の関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項２１】
請求項１９に記載の送信機であって、
前記重み付けされた診断出力は、プロセス変量を表す入力の関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項２２】
請求項１９に記載の送信機であって、
前記重み付けされた診断出力は、送信機電子部品の動作を表す入力の関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項２３】
請求項１９に記載の送信機であって、
前記重み付けされた診断出力は、プロセス制御ループの動作を表す入力の関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項２４】
検出されたパラメータを表す送信機出力を生成する送信機の動作に関連する条件を表す信号を生成する方法であって、
前記送信機へ診断入力を供給することであって、該診断入力は、センサ信号に基づくものであり、該診断入力は、前記送信機の動作に関連する条件を表すものである、前記送信機へ診断入力を供給することと、
前記診断入力の関数として、送信機が導出した、重み付けされた診断出力を生成するために前記診断入力を処理することと、
前記重み付けされた診断出力を、ユーザが視認可能なディスプレイに送信することと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、
少なくとも１つの前記診断入力は、少なくとも１つのセンサ信号に基づいて送信機が導出した診断入力を有している
ことを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２４に記載の方法であって、
さらに、
前記重み付けされた診断出力を、ユーザが視認可能なディスプレイ上に表示することを備える
ことを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２４に記載の方法であって、
前記重み付けされた診断出力は、第１の相対的範囲及び第２の相対的範囲とを有する目盛りに対応づけて表示され、
前記第１の相対的範囲は、送信機動作の低下レベルを表し、前記第２の相対的範囲は、送信機動作の最適レベルを表す
ことを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２４に記載の送信機であって、
前記重み付けされた診断出力は、インパルスラインの動作を表す診断入力の関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項２９】
請求項２４に記載の送信機であって、
前記重み付けされた診断出力は、プロセス変量を表す診断入力の関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項３０】
請求項２４に記載の送信機であって、
前記重み付けされた診断出力は、送信機電子部品の動作を表す診断入力の関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項３１】
請求項２４に記載の送信機であって、
前記重み付けされた診断出力は、プロセス制御ループの動作を表す診断入力の関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項３２】
工業プロセスに関連するプロセス変量を表す送信機出力を生成するための送信機から受信された相対的診断出力を表示するためのディスプレイであって、
第１の相対的範囲と第２の相対的範囲とを有する目盛りであって、前記第１の相対的範囲は、送信機動作の低下レベルを表し、前記第２の相対的範囲は、送信機動作の最適レベルを表す、目盛りと、
前記目盛りにおける前記第１の相対的範囲及び前記第２の相対的範囲に関連する前記相対的診断出力を伝達するための診断表示器であって、前記相対的診断出力は、送信機が導出した出力を有し、前記相対的診断出力は、送信機動作の相対的レベルを表す、診断表示器と
を備えることを特徴とするディスプレイ。
【請求項３３】
請求項３２に記載のディスプレイであって、
さらに、
前記プロセス変量の大きさを示すプロセス変量表示器を備える
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項３４】
請求項３２に記載のディスプレイであって、
前記診断表示器は、前記相対的診断出力を示すために前記目盛りに対して位置可能である指示要素を備える
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項３５】
請求項３４に記載のディスプレイであって、
前記指示要素は、指針を備える
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項３６】
請求項３４に記載のディスプレイであって、
前記指示要素は、グラフィック要素を備える
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項３７】
請求項３６に記載のディスプレイであって、
前記グラフィック要素を表示するための液晶ディスプレイを含んでいる
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項３８】
請求項３４に記載のディスプレイであって、
前記指示要素は、一列の発光要素を備える
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項３９】
請求項３８に記載のディスプレイであって、
前記発光要素は、発光ダイオードを備える
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項４０】
請求項３２に記載のディスプレイであって、
前記目盛りは、前記ディスプレイ上に表示された、ユーザが視認可能な目盛りを備える
ことを特徴とするディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
[発明の背景]
本発明は、一般的に、プロセス制御システムに関する。より具体的には、本発明は、送信機の動作を表す、ユーザが視認可能な診断出力を生成するための送信機に関する。
【０００２】
フィールド送信機は、プロセスの動作に関連する情報を取得するために工業プロセスにおいて使用される。フィールド送信機内部に配置されたセンサ、もしくはフィールド送信機と通信するセンサは、工業プロセスに関連する条件を表すプロセス変量を測定するのに使用される。プロセス変量には、例えば、圧力と、温度と、流れと、密度と、粘度と、ｐＨと、伝導性と、製品レベルと、濁度と、振動と、位置と、プロセスに関連する他のあらゆる化学的特性もしくは物理的特性とが含まれる。
【０００３】
フィールド送信機は、例えば、化学プラント、ガスプラント、石油プラント、製薬プラントにおけるプロセス変量を監視するのに使用される。一般的に、フィールド送信機は、タンク、もしくはパイプ、もしくは他の容器に搭載され、インパルスラインを介して、工業プロセスと通信することが可能である。フィールド送信機は、プロセス変量を表す信号を制御室もしくは他のプロセスシステムへ送信するように設定されることがある。フィールド送信機は、プロセス変量の大きさ、もしくは他の情報を伝達するためのディスプレイを備えることも可能である。
【０００４】
フィールド送信機が古くなるにつれ、もしくはフィールド送信機が厳しい環境条件にさらされるにつれて、フィールド送信機の動作は、低下する可能性があり、送信機部品は、異常を生じる、もしくは機能しなくなる可能性がある。センサを含む全ての電子部品は、異常を生じたり、機能しなくなる可能性がある。さらに、インパルスラインは、乾燥したり、閉塞したりして、プロセス変量の測定精度に影響を与え得る。
【０００５】
送信機の製造業者は、送信機の動作を評価し、予防保守を促すのに役立つ診断機能を送信機に組み込み始めた。フィールド送信機では、簡潔かつ読み取り易い方法で、増加された診断情報量をユーザに伝達するためのディスプレイの空間の大きさと電力の大きさとが制限されている。このため、フィールド送信機の動作を表す診断情報を伝達するための、改良されたインターフェイスが必要とされている。
【０００６】
[発明の概要]
本発明は、プロセスに関連するプロセス変量を表す送信機出力を供給するための送信機を含んでいる。この送信機は、プロセス変量を表すセンサ信号を受信するためのセンサ入力手段と、センサ信号に基づいて送信機出力を供給するための手段とを含んでいる。送信機は、さらに、送信機の動作に関連する条件を表す少なくとも１つの入力の関数として、ユーザが視認可能な相対的診断出力を供給するための手段を含んでいる。
【０００７】
以下において図面は、本発明に係るいくつかの実施形態を示すものの、説明するように、別の実施形態も考えられる。いかなる場合でも、以下の開示は、本発明を限定するためではなく、例示するために示すものである。理解されるべきは、本発明の原理の範囲及び当該原理の精神を認識した当業者によって、多くの別の改良形態及び実施形態が考案され得るということである。図面は、一定の縮尺で描かれていないことがある。同様の部品を示すために、同様の参照符号が図面を通して使用されている。
【０００８】
[詳細な説明]
図１は、汎用フィールド送信機装置１０のブロック線図を示している。装置１０は、オプション的なインパルスライン１６を介して、工業プロセス１４と通信を行う、本発明に係る送信機１２を含んでいる。プロセス１４は、液体、もしくはガス、もしくは液体とガスとの混合物であってもよいプロセス流体を収容している。インパルスライン１６は、送信機１２をプロセス１４と流体通信させる。
【０００９】
図１の実施形態において、送信機１２は、ディスプレイ（もしくはインターフェイス）１８を含んでいる。通信手段２０は、送信機１２を制御システム２２に接続する。尚、制御システム２２は、いくつかの実施形態では、制御室、もしくは他のプロセス制御部品、もしくは他のプロセス制御システムである。１つの実施形態において、通信手段２０は、例えば、２線プロセス制御ループもしくは４線プロセス制御ループなどといった、プロセス制御ループである。適切なプロセス制御ループ規格には、例えば、４−２０ｍＡ規格、もしくはＨＡＲＴ通信プロトコル、もしくはフィールドバス通信プロトコル、もしくはプロフィバス通信プロトコル、もしくは当該技術分野で周知となっている別のあらゆるプロセス制御ループ規格が含まれる。別の実施形態では、通信手段２０は、無線通信回線、もしくは無線通信回線以外で当該技術分野において周知のあらゆる通信手段である。
【００１０】
図２は、本発明に係る送信機１２の実施形態の斜視図を示している。図２における実施形態に示すように、送信機１２は、ディスプレイ１８を含むハウジング２４を備えている。別の実施形態では、ディスプレイ１８は、例えば、図１における通信手段２０に沿った位置、もしくは、図１における制御システム２２の内部などといった、送信機１２から離間された位置に配置されている。適切なディスプレイには、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と、アナログ表示器と、アナログ式指針表示器と、発光ダイオード（ＬＥＤ）と、当該技術分野で周知となっている他のあらゆるディスプレイ手段と、これらのあらゆる組み合わせとが含まれる。
【００１１】
ディスプレイ１８の位置に拘わらず、本発明に係るディスプレイ１８の機能は、送信機１２の動作に関連する条件を表す入力の関数として送信機１２によって生成される診断出力を伝達することである。送信機の動作に関連する条件には、例えば、単一の送信機部品の動作に関連する条件、もしくは複数の送信機部品の動作に関連する条件、もしくは送信機全体の動作に関連する条件、もしくは送信機との通信における処理動作に関連する条件、もしくはあらゆるプロセス制御システムの動作または送信機に電力を供給する目的もしくは送信機から送信情報を入出力する目的で送信機と通信を行う部品の動作に関連する条件、もしくはこれら条件のあらゆる組み合わせが含まれる。
【００１２】
図３は、図１における送信機１２の実施形態を図示する簡略ブロック図を示している。図３に示すように、送信機１２は、複数のセンサ３０と、信号処理回路３２と、データ処理装置３４と、通信回路３６と、ディスプレイ制御回路３８と、ディスプレイ４０とを含んでいる。
【００１３】
センサ３０は、あらゆる数（ｎ）からなる個別のセンサＳ１〜Ｓｎを含み、センサＳ１〜Ｓｎはそれぞれ、信号調節回路３２と電気的に接続されている。１つの実施形態では、送信機１２は、たった１つのセンサ３０だけを含む、もしくはたった１つのセンサ３０とだけ通信を行う。いくつかの実施形態では、いくつかのセンサ３０もしくは全てのセンサ３０が送信機１２の外部に配置されている。各センサ３０は、検出パラメータを表すセンサ信号を生成し、センサ信号は、データ処理装置３４へ伝送するために信号処理回路３２によって調節される。
【００１４】
データ処理装置３４は、調節されたセンサ信号を監視し、調節されたセンサ信号の関数である出力を生成する。ここで使用されている“データ処理装置”という用語は、送信機１２の動作を制御する論理機能もしくは計数機能を実現できる、もしくは、調節されたセンサ信号の関数である出力を生成するための命令もしくは出力を生成するために必要なステップを実行できる、あらゆる回路もしくは回路のあらゆる組み合わせを含んでいる。データ処理装置には、例えば、マイクロプロセッサと、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と、プログラムゲートアレイ（ＰＧＡ）と、縮小命令セット・コンピュータと、当該技術分野において周知となっている、別のあらゆる適切な計算手段とが含まれる。例示的な実施形態では、データ処理装置３４は、（図示しない）メモリが付随したマイクロプロセッサである。
【００１５】
少なくとも１つのセンサＳ１〜Ｓｎは、プロセス１４に関連するプロセス変量を検出するためにある。いくつかの実施形態では、プロセス１４に関連するプロセス変量を検出するために複数のセンサＳ１〜Ｓｎがある。プロセス変量には、例えば、圧力と、温度と、流れと、密度と、粘度と、ｐＨと、伝導性と、製品レベルと、濁度と、振動と、位置と、プロセス１４に関連する、別のあらゆる化学的特性もしくは物理的特性とが含まれる。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのセンサＳ１〜Ｓｎは、インパルスライン１６の動作、及び／もしくは通信手段２０の動作、及び／もしくは送信機１２の動作、及び／もしくはプロセス１４の動作、及び／もしくは送信機１２に付随する電源の動作を表す、少なくとも１つのパラメータを監視するように設定されている。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのセンサＳ１〜Ｓｎは、異なるセンサによって検出された、プロセス変量もしくは他のパラメータを補正するのに使用される。
【００１６】
図４は、送信機１２の動作を表す相対的診断出力を生成するための、本発明に係る方法４０を表すブロック線図である。送信機１２のデータ処理装置３４（図３）によって実行されるアルゴリズム４２は、少なくとも１つの診断入力４４を監視し、診断入力４４の関数として相対的（もしくは重み付けされた）診断出力４６を生成する。いくつかの実施形態では、アルゴリズム４２は、複数の相対的診断出力４６を生成する。
【００１７】
診断入力４４には、送信機１２の動作、もしくは送信機１２の部品の動作、もしくはプロセス１４の動作、もしくは送信機１２と通信する、あらゆる部品またはあらゆるシステムの動作に作用する、または作用し得る、あらゆる種類の入力が含まれ得る。診断入力４４には、図３におけるセンサ３０によって生成されたセンサ信号、及び／もしくは図３におけるデータ処理装置３４によって導出された情報に関連する情報が含まれ得る。診断入力４４には、例えば、送信機診断入力と、インパルスライン診断入力と、プロセス変量診断入力と、電力診断入力と、送信機１２に関連する動作に作用し得る少なくとも１つの条件を表す、当該技術分野で周知となっている別のあらゆる診断入力と、送信機１２に関連する動作レベルを表す、当該技術分野で周知となっている別のあらゆる診断入力とが含まれる。
【００１８】
送信機診断入力は、送信機１２に関連する動作に作用した、もしくは送信機１２に関連する動作に作用し得る、少なくとも１つの条件を表すものである。送信機診断入力には、例えば、送信機内部温度と、過大圧力事象の発生と、過大圧力事象の継続期間と、送信機電子部品診断情報と、センサ診断情報と、送信機１２の動作に関連する別のあらゆる入力とが含まれる。例えば、米国特許第６，７０１，２７４号と、米国特許第５，８２８，５６７号と、米国特許第６，４７３，７１０号とを参照のこと。
【００１９】
インパルスライン診断入力は、オプション的なインパルスライン１６の動作に関連する、少なくとも１つの条件を表すものである。１つの実施形態では、インパルスライン診断入力は、閉塞条件（もしくは閉塞量）、及び／もしくは閉塞、及び／もしくはインパルスライン１６の乾燥を表すものである。別の実施形態では、インパルスライン診断入力は、インパルスライン１６の動作に作用した、もしくはインパルスライン１６の動作に作用し得る、インパルスライン１６に関連する他の少なくとも１つのあらゆる条件を表すものである。例えば、米国特許第６，６５４，６９７号を参照のこと。
【００２０】
プロセス変量診断入力は、プロセス１４の動作を表すものである。プロセス変量入力には、例えば、プロセス変量の標準偏差と、プロセス変量の変化率と、プロセス変量の標本分散と、検出されたプロセス変量の範囲と、プロセス変量の二乗平均平方根と、プロセス変量に関して当該技術分野で周知となっているあらゆる統計指標と、これらのあらゆる組み合わせとが含まれる。例えば、米国特許第６，０１７，１４３号と、米国特許第６，５３９，２６７号と、米国特許第６，０４７，２２０号とを参照のこと。
【００２１】
電力診断入力は、送信機１２に付随する電源に作用した、もしくは送信機１２に付随する電源に作用し得る、少なくとも１つの条件を表すものである。送信機１２がプロセス制御ループと通信する１つの実施形態では、診断入力４４には、送信機１２を含むプロセス制御ループに沿った通信に作用した、もしくは作用し得る条件を表す電源診断入力が含まれる。これら条件は、送信機１２に対する内部条件であってもよいし、送信機１２に対する外部条件であってもよいし、送信機１２に対する内部条件と外部条件との組み合わせであってもよい。電力診断入力には、例えば、送信機短絡電流と、プロセスループ電流と、送信機ターミナル電圧と、送信機回路自己検査データとが含まれる。例えば、米国特許第６，８５９，７５５号と、米国特許第５，４８１，２００号とを参照のこと。
【００２２】
診断入力４４は、センサ入力であってもよいし、データ処理装置３４によるセンサ入力の解析によって生じる入力であってもよいし、これらの組み合わせであってもよい。１つの実施形態では、診断入力４４には、少なくとも１つの送信機診断入力、もしくは少なくとも１つのインパルスライン診断入力、もしくは少なくとも１つのプロセス変量診断入力、もしくは少なくとも１つの電力診断入力が含まれる。別の実施形態では、診断入力４４には、上述した種類の診断入力４４のあらゆる組み合わせ、及び上述した種類の複数の診断入力４４、さらに、当該技術分野で周知となっている別の種類の診断入力のあらゆる組み合わせ、及び当該技術分野で周知となっている別の種類の複数の診断入力が含まれる。さらに別の実施形態では、たった１つの診断入力４４が使用される。
【００２３】
相対的診断出力４６には、例えば、送信機１２の動作に係る相対値、もしくはプロセス１４の動作に係る相対値、もしくはインパルスライン１６の動作に係る相対値、もしくは通信手段２０の動作に係る相対値、もしくは送信機１２に付随する電源の動作に係る相対値、もしくは送信機１２の動作に作用し得る、当該技術分野で周知となっている他のあらゆる動作に関連する条件に係る相対値が含まれる。いくつかの実施形態では、相対的診断出力４６は、２つ以上の上述した相対値の集合である。
【００２４】
図４における実施形態では、アルゴリズム４２は、診断入力４４の関数として相対的診断出力４６を自動的に生成する。別の実施形態では、アルゴリズム４２は、診断入力４４が予め決められた条件、もしくは診断入力４４の生成を必要とする一連の条件を表していると判定した場合に限り、診断入力４４の関数として相対的診断出力４６を生成する。
【００２５】
相対的診断出力４６を生成するためのアルゴリズム４２には、例えば、一次元方程式モデルと、回帰モデルと、ファジー論理系と、ニューラルネットワークモデルと、多項式曲線適合と、閾値回路と、当該技術分野で周知となっている命令もしくは論理ステップにおける別のあらゆる組み合わせと、これらのあらゆる組み合わせとが含まれる。これら概念のいくつかに関連するさらなる考察を含む米国特許第６，７０１，２７４号を参照することによって、この米国特許をここに援用する。
【００２６】
図５は、図４におけるアルゴリズム４２の実施形態を表すブロック図を示している。ブロック６０によって示されているように、アルゴリズム４２は、あらゆる数（ｘ）の入力１〜入力ｘを含む診断入力４４にアクセスして、診断入力４４を集約し、診断中間体６２を生成する。いくつかの実施形態では、各診断入力４４は、診断中間体６２を生成する前に重み付けされる。これら実施形態のいくつかでは、各診断入力４４は、他の診断入力と同等に重み付けされている一方、これら実施形態の別のいくつかでは、少なくともいくつかの診断入力４４は、異なる重み付けがなされている。そして、ブロック６６によって示されているように、アルゴリズム４２は、診断中間体６２と送信機基準診断指標とを比較して、相対的診断出力４６を生成する。１つの実施形態では、基準診断指標は、例えば、高加速寿命試験などといった、実証的検定を通じて確立され、アルゴリズム４２にとってアクセス可能に送信機１２に格納されている。いくつかの実施形態では、特定用途において送信機１２の稼働時間が進むにつれて、基準診断指標は、送信機１２によって経時的に修正される。
【００２７】
図６は、基準診断指標６８を時間に対応づけてプロットした診断中間体６２の大きさの例示的なグラフ図を示している。特定の時点における診断中間体６２の大きさは、プロット７２上の点７０として表されている。例えば、プロット７２の部分７４，７６に沿っているように、診断中間体６２の大きさが診断指標６８を越えたときに、アルゴリズム４２は、送信機動作の低下を表す相対的診断出力４６を生成する。例えば、プロット７２の部分７８，８０，８２に沿っているように、診断中間体６２の大きさが診断指標６８を下回っているときに、アルゴリズム４２は、送信機動作が許容範囲にある、もしくは送信機動作が低下していないことを表す相対的診断出力４６を生成する。
【００２８】
上述したように、相対的診断出力４６は、ユーザが視認するためのディスプレイ１８上に表示される。相対的診断出力４６は、送信機１２の動作に関連する情報をユーザが効率良く得られるように、目盛り（もしくは基準）に関連付けて表示される。そして、ユーザは、この情報を使用して、いつ修理作業もしくは予防保守作業を行う必要がありそうかを決定もしくは予測する。１つの例示的な実施形態では、相対的診断出力４６は、送信機動作の低下レベルを表す第１の相対的範囲と、送信機動作の最適レベルを表す第２の相対的範囲とを有する目盛りに関連づけて表示される。
【００２９】
いくつかの実施形態では、目盛りは、相対的診断出力４６とともにディスプレイ１８上に表示される。さらに別の実施形態では、相対的診断出力４６は、付随する目盛りがディスプレイ１８上に表示されることなく、ディスプレイ１８上に表示される。付随する目盛りが表示されない場合、その目盛りは、ユーザにとって既知であるか、もしくは容易に認識できるということである。例えば、１つの実施形態では、相対的診断出力４６は、例えば１〜１０などといった、周知の数字目盛り上の相対的数値として表示される。別の実施形態では、相対的診断出力４６は、例えばＡ〜Ｆなどといった、周知の相対的目盛り上の相対的文字値として表示される。さらに別の実施形態では、相対的診断出力４６は、０％〜１００％からなる周知の相対的目盛り上の相対的百分率として表示される。
【００３０】
図７〜９は、付随する目盛りに対応づけて相対的診断出力４６をユーザ視認ディスプレイ１８に伝達するための、本発明に係る別の実施形態を示している。図７〜９における実施形態は、図１における送信機１２に関連する相対的健全性という形式で相対的診断出力４６を伝達する。ここで使用されているように、“相対的健全性”という用語は、送信機１２に関連する動作の、現在及び／もしくは将来における、品質もしくは信頼性もしくはレベルの相対値を意味している。
【００３１】
図７は、診断表示器１０２と、診断表示器１０３と、オプション的なアナログ式プロセス変量表示器１０４と、オプション的なＬＣＤプロセス変量表示器１０５と、オプション的な送信機識別子１０６と、オプション的な警報１０８とを含むディスプレイ１００を示している。診断表示器１０２，１０３はそれぞれ、指示要素１１０と目盛り１１２とを含んでいる。図７における実施形態に示されているように、各指示要素１１０は、指針１１４である。別の実施形態では、各指示要素１１０は、１つのグラフィック要素、もしくは複数のグラフィック要素、もしくは１列の発光要素上の照明パターン、もしくは目盛り１１２に対して移動もしくは変化して、相対的健全性における変化を示す、他のあらゆる指示要素１１０を有している。
【００３２】
図７に示すように、各指針１１４は、特定の相対的診断出力４６の大きさに応じて、軸１１６を回転軸として回転し、付随する目盛り１１２に対して移動する。付随する目盛り１１２に対する各指針１１４の位置及び配置によって、関連する相対的健全性が示される。本発明に係る１つの実施形態では、指針１１４、もしくは目盛り１１２、もしくは指針１１４及び目盛り１１２の双方は、ＬＣＤ上もしくは別の映像ディスプレイ手段上に表示されるグラフィック表示である。
【００３３】
いくつかの実施形態では、（図示しない）目盛線が、目盛り１１２に関連づけられ、より高い精度で相対的健全性を視認可能にしている。別の実施形態では、目盛線は、目盛り１１２に対する指示要素１１０の位置関係をさらに描写もしくは示す、別のあらゆる、しるしによって置き換えられる、もしくは補完される。
【００３４】
図７に示すように、診断表示器１０２は、インパルスライン１６の相対的健全性を示し、診断表示器１０３は、プロセス１４の相対的健全性を示す。別の実施形態では、ディスプレイ１８は、プロセス１４の相対的健全性、もしくはインパルスライン１６の相対的健全性、もしくは送信機１２の相対的健全性、もしくは通信手段２０の相対的健全性、もしくは送信機１２に付随する電源の相対的健全性、もしくはこれらのうちの少なくとも１つの相対的健全性の集合を指示する、単一の診断表示器を含む。さらに別の実施形態では、ディスプレイ１００は、複数からなる上述の診断表示器をあらゆる組み合わせで含み、送信機１２に関連する複数の相対的健全性を示す。
【００３５】
図８は、本発明に係るディスプレイとともに使用されるための診断表示器１２０を示している。診断表示器１２０は、一列に配置された複数の発光要素１２２を含む目盛り１１２を備えている。また、診断表示器１２０は、発光要素１２２の選択的照明によって生成される照明パターン１２４の形態である指示要素を含んでいる。１つの実施形態では、発光要素１２２は、発光ダイオードである。
【００３６】
図８に示すように、相対的健全性は、相対的診断出力４６に応じて発光要素１２２が選択的に点灯されることで伝達される。例えば、いくつかの実施形態では、点灯された発光要素１２２の数が多いほど、相対的健全性がさらに悪化している一方、別の実施形態では、点灯された発光要素１２２の数が少ないほど、相対的健全性がさらに改善している。
【００３７】
図９は、本発明に係るディスプレイとともに使用されるための診断表示器１３０を示している。診断表示器１３０は、目盛り１１２に対応づけて選択的に表示されて相対的健全性を示す複数のグラフィック要素１３２の形態である指示要素を含んでいる。診断表示器１３０は、例えば、ＬＣＤ、もしくは当該技術分野において周知となっている別のあらゆる種類の映像ディスプレイもしくは映像モニタなどといった、映像ディスプレイ１３４上のグラフィック表示である。１つの実施形態では、診断表示器１３０は、制御室におけるコンピュータ画面に表示される。
【００３８】
本発明は、好ましい実施形態を参照して説明されたが、当業者は、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、形態の変更及び詳細な変更が可能であることを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】ディスプレイを有する送信機を含む送信機装置のブロック線図表示である。
【図２】ディスプレイを備えた、図１における送信機の実施形態の斜視図である。
【図３】図１における送信機装置にて使用される本発明に係る送信機のブロック線図である。
【図４】図１における送信機装置の動作を表す相対的診断出力を生成するための本発明の方法のブロック線図である。
【図５】図３における相対的診断出力を生成するためのアルゴリズムのブロック線図表示である。
【図６】診断指標を時間に対応づけてプロットされた診断中間体の大きさのグラフ図である。
【図７】複数の相対的診断表示器を含む、本発明に係るディスプレイの実施形態の正面図である。
【図８】本発明に係る１つの相対的診断表示器の正面図である。
【図９】本発明に係る別の相対的診断表示器の正面図である。
【図１】
2008533589.tif 000003
【図２】
2008533589.tif 000004
【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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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年11月13日(2007.11.13)
【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】
プロセスに関連するプロセス変量を表す送信機出力を供給するための送信機であって、
センサからのセンサ信号を受信するためのセンサ入力手段であって、前記センサ信号が前記プロセス変量を表している、センサ入力手段と、
前記プロセス変量を表す前記センサ信号に基づいて前記送信機出力を供給するための手段と、
を備える送信機において、
前記送信機の動作に関連する条件を表す少なくとも１つの入力の関数として、ユーザが視認可能な相対的診断出力を供給するための手段を備え、
前記相対的診断出力は、動作の低下レベルを表す第１の相対的範囲と、動作の最適レベルを表す第２の相対的範囲とを有する目盛りに関して、動作の相対的レベルを表す
ことを特徴とする送信機。
【請求項２】
請求項１に記載の送信機であって、
前記相対的診断出力は、前記送信機の動作に関連する条件を表す複数の入力の関数として供給される
ことを特徴とする送信機。
【請求項３】
請求項１に記載の送信機であって、
送信機出力を供給するための前記手段は、データ処理装置を備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項４】
請求項１に記載の送信機であって、
前記相対的診断出力を供給するための前記手段は、前記相対的診断出力を導出するためのアルゴリズムを使用するデータ処理装置を備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項５】
請求項４に記載の送信機であって、
前記アルゴリズムは、ニューラルネットワークと、ファジー論理と、ウェーブレットと、フーリエ変換と、多項式曲線適合とからなるアルゴリズムの群から選択される
ことを特徴とする送信機。
【請求項６】
請求項１に記載の送信機であって、
さらに、
前記相対的診断出力を伝達するためのディスプレイであって、前記相対的診断出力を供給するための前記手段と通信するディスプレイを備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項７】
請求項６に記載の送信機であって、
前記ディスプレイは、第１の相対的範囲と、第２の相対的範囲とを有する目盛りであって、前記第１の相対的範囲は、動作の低下レベルを示すものであり、前記第２の相対的範囲は、動作の最適レベルを表すものである、目盛りと、
前記目盛りの前記第１の相対的範囲及び前記第２の相対的範囲とに関連する前記相対的診断出力を伝達するための診断表示器であって、前記相対的診断出力は、動作の相対的レベルを表す、診断表示器と
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項８】
請求項７に記載の送信機であって、
前記診断表示器は、前記相対的診断出力を示すために前記目盛りに対して配置可能な指示要素を備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項９】
請求項７に記載の送信機であって、
前記指示要素は、指針と、液晶ディスプレイに表示されたグラフィック要素と、一列の発光ダイオードとのうちの１つを備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項１０】
請求項７に記載の送信機であって、
前記目盛りは、前記ディスプレイ上に表示された、ユーザが視認可能な目盛りを備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項１１】
請求項１に記載の送信機であって、
さらに、
前記ユーザが視認可能な相対的診断出力を供給するための前記手段と通信する出力回路であって、前記送信機と通信するシステムへ前記診断出力を伝達するための出力回路を備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項１２】
請求項１に記載の送信機であって、
前記センサは、前記送信機の内部に配置されている
ことを特徴とする送信機。
【請求項１３】
請求項１に記載の送信機であって、
前記ユーザが視認可能な相対的診断出力は、（ａ）インパルスラインの動作を表す入力と、（ｂ）プロセス変量を表す入力と、（ｃ）送信機電子部品の動作を表す入力と、（ｄ）プロセス制御ループの動作を表す入力とのうちの少なくとも１つの関数である
ことを特徴とする送信機。
【請求項１４】
請求項１に記載の送信機であって、
ユーザが視認可能な相対的診断出力を供給するための前記手段は、
前記送信機の動作を表す複数の入力を監視するとともに、前記複数の入力の関数として、重み付けされた診断出力を導出するアルゴリズムを実行するように設定されたデータ処理装置であって、前記センサ入力と通信する、データ処理装置を備える
ことを特徴とする送信機。
【請求項１５】
請求項１に記載の送信機の動作に関連する条件を表す信号を生成する方法であって、
前記送信機へ診断入力を供給することであって、該診断入力は、センサ信号に基づくものであり、該診断入力は、前記送信機の動作に関連する条件を表すものである、前記送信機へ診断入力を供給することと、
前記診断入力の関数として、送信機が導出した、重み付けされた診断出力を生成するために前記診断入力を処理することと、
前記重み付けされた診断出力を、ユーザが視認可能なディスプレイに送信することであって、前記重み付けされた診断出力を、送信機動作の低下レベルを表す第１の相対的範囲と、送信機動作の最適レベルを表す第２の相対的範囲とを有する目盛りに対応づけて表示する、前記重み付けされた診断出力を、ユーザが視認可能なディスプレイに送信することと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
少なくとも１つの前記診断入力は、少なくとも１つのセンサ信号に基づいて送信機が導出した診断入力を有している
ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、
さらに、
前記重み付けされた診断出力を、ユーザが視認可能なディスプレイ上に表示することを備える
ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の方法であって、
前記重み付けされた診断出力は、（ａ）インパルスラインの動作を表す診断入力と、（ｂ）プロセス変量を表す診断入力と、（ｃ）送信機電子部品の動作を表す診断入力と、（ｄ）プロセス制御ループの動作を表す診断入力とのうちの少なくとも１つの関数である
ことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の送信機から受信された相対的診断出力を表示するためのディスプレイであって、
第１の相対的範囲と第２の相対的範囲とを有する目盛りであって、前記第１の相対的範囲は、送信機動作の低下レベルを表し、前記第２の相対的範囲は、送信機動作の最適レベルを表す、目盛りと、
前記目盛りにおける前記第１の相対的範囲及び前記第２の相対的範囲に関連する前記相対的診断出力を伝達するための診断表示器であって、前記相対的診断出力は、送信機が導出した出力を有し、前記相対的診断出力は、送信機動作の相対的レベルを表す、診断表示器と
を備えることを特徴とするディスプレイ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のディスプレイであって、
さらに、
前記プロセス変量の大きさを示すプロセス変量表示器を備える
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項２１】
請求項１９に記載のディスプレイであって、
前記診断表示器は、前記相対的診断出力を示すために前記目盛りに対して位置可能である指示要素を備える
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項２２】
請求項１９に記載のディスプレイであって、
前記指示要素は、指針と、グラフィック要素とのうちの一方を備える
ことを特徴とするディスプレイ。
【請求項２３】
請求項１９に記載のディスプレイであって、
前記目盛りは、前記ディスプレイ上に表示された、ユーザが視認可能な目盛りを備える
ことを特徴とするディスプレイ。
【国際調査報告】
2008533589.tif 000012
2008533589.tif 000013