(57)【要約】  流体流測定計が、管内を流れる水またはその他の流体の速度を、前記水の速度の測定値を１つまたは複数の所定のテンプレートと比較することで推定する。前記流体流測定計は、１つまたは複数の流量センサからの測定信号を収集し、前記測定信号を前記テンプレートと比較することによって流速または流量を推定し、前記比較結果をローカルメモリに記憶するか、前記結果を遠隔メモリまたはサーバに送信するか、あるいはこれらの双方を行う。幾つかの実施例においては、前記流体流測定計が、無線インターフェースを介して前記結果を送信する。トランスデューサおよび処理システムが、電池、電力線または、屋外に設置されたマニホルドの場合には、太陽電池を動力源としてもよい。トランスデューサおよび処理システムの例が、水またはその他の流体が管内を流れる時にのみ電力供給を受けることの可能な、省電力のための受動的ウェイクアップ機能を有してもよい。
2014509733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内腔内を流れる流体の速度を表す超音波信号を検出し、前記速度を表す測定信号を供給するセンサと、
前記流体の予想される速度に関するテンプレートを記憶するメモリと、
前記測定信号と前記テンプレートとの比較を行って、前記比較の結果に基づいて前記流体の推定速度を求める、前記センサと前記メモリとに通信可能に結合されたプロセッサと、
を備えた流体流測定計。
【請求項２】
前記センサが、
（ｉ）前記内腔内を流れる流体を介して前記超音波信号を送信する第１のトランスデューサと、
（ｉｉ）前記超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーを受信する第２のトランスデューサと、
（ｉｉｉ）前記超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーから前記測定信号を生成する前端部と、
を備えた、請求項１に記載の流体流測定計。
【請求項３】
前記超音波信号が第１の超音波信号であり、
前記第２のトランスデューサが、前記内腔内を流れる流体を介して第２の超音波信号を送信するように更に構成され、
前記第１のトランスデューサが、前記第２の超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーを受信するように構成され、
前記前端部が、前記第１の超音波信号の反射、散乱または送信または送信されたコピーと前記第２の超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーとの差に基づいて前記測定信号を生成するように更に構成された、
請求項２に記載の流体流測定計。
【請求項４】
前記メモリが複数のテンプレートを記憶し、前記複数のテンプレートの各テンプレートが、前記内腔内を流れる流体の異なる予想される速度に対応しており、
前記プロセッサが、前記測定信号を前記複数のテンプレートの各テンプレートと比較するように更に構成されている、
請求項１に記載の流体流測定計。
【請求項５】
前記テンプレートが、第１のサンプリング周波数で生成され、前記メモリ内に前記第１のサンプリング周波数よりも低い第２のサンプリング周波数で記憶される、請求項１に記載の流体流測定計。
【請求項６】
前記プロセッサが、前記比較を実行する前またはその間に、前記測定信号および前記テンプレートの少なくとも一方を補間するようにさらに構成されている、請求項１に記載の流体流測定計。
【請求項７】
前記プロセッサが、前記比較を実行する前に、第１のランダムな波形を前記測定信号に付加し、第２のランダムな波形を前記テンプレートに付加するようにさらに構成されている、請求項１に記載の流体流測定計。
【請求項８】
前記内腔を規定する管に前記センサを固定するための固定装置をさらに備えた、請求項１に記載の流体流測定計。
【請求項９】
前記流体を前記内腔に流入させる流入口と、
前記流体を前記内腔から流出させる１つまたは複数の流出口と、
を備えたマニホルドをさらに備え、
前記センサが、前記内腔に流入または前記内腔から流出する流体の速度を測定するように構成された、
請求項１に記載の流体流測定計。
【請求項１０】
前記推定速度または前記測定信号の表現をサーバに送信するための、前記プロセッサに通信可能に結合された通信インターフェースをさらに備えた、請求項１に記載の流体流測定計。
【請求項１１】
内腔内を流れる流体の速度を推定する方法であって、
（ａ）前記内腔内を流れる流体の速度を表す測定信号を取得することと、
（ｂ）前記測定信号と前記流体の予想される速度に関するテンプレートとの比較を実行することと、
（ｃ）前記比較の結果に基づいて推定速度を求めることと、
を含む方法。
【請求項１２】
（ａ）が、
（ｉ）前記内腔内を流れる流体を介して超音波信号を送信することと、
（ｉｉ）前記超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーを受信することと、
（ｉｉｉ）前記超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーから前記測定信号を生成することと、
を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
（ａ）が、
（ｉ）前記内腔内を流れる流体を介して第１の超音波信号を第１の方向に送信することと、
（ｉｉ）前記第１の超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーを受信することと、
（ｉｉｉ）前記流体を介して第２の超音波信号を第２の方向に送信することと、
（ｉｖ）前記第２の超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーを受信することと、
（ｖ）前記第１の超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーと前記第２の超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーとの差から前記測定信号を生成することと、
を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
（ｂ）の前に、
前記テンプレートを第１のサンプリング周波数で生成することと、
前記テンプレートを、前記第１のサンプリング周波数よりも低い第２のサンプリング周波数でサンプリングすることと、
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
（ｂ）の前に、
前記測定信号に第１のランダムな波形を付加することと、
前記テンプレートに第２のランダムな波形を付加することと、
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
（ｂ）が、前記測定信号と複数のテンプレートのそれぞれとを比較することであって、前記複数のテンプレートの各テンプレートが、前記流体の異なる予想される速度と関連していることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
（ｂ）が、前記測定信号および前記テンプレートの少なくとも一方を補間することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記推定速度または前記測定信号の表現をサーバに送信することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
流体流測定計の設置方法であって、前記流体流測定計が、内腔内を流れる流体の速度を測定し、前記速度を表す測定信号を供給するセンサと、前記流体の予想される速度に関するテンプレートを記憶するメモリと、前記測定信号と前記テンプレートとの比較を行って、前記比較の結果に基づいて前記速度を推定する、前記センサと前記メモリとに通信可能に結合されたプロセッサとを備えた方法において、前記内腔を規定する構造物の外側に前記流体流測定計を固定することを含む、方法。
【請求項２０】
前記速度を既知の値に設定することと、
前記流体流測定計を用いて推定速度を生成することと、
前記既知の値および前記推定速度に基づいて前記流体流測定計を較正することと、
をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記既知の値および前記推定速度に基づいて前記内腔の推定直径を生成することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記推定直径と前記内腔または前記構造物の説明書とに基づいて前記内腔の直径を検証することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
関連出願
本出願は、その内容全体が本願中に引用をもって援用された、“Ｗａｔｅｒ  Ｍａｎｉｆｏｌｄ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｆｌｏｗ  Ｓｅｎｓｏｒ”と題する２０１１年３月１８日出願の米国仮特許出願第６１／４５４，３４４号に基づく優先権を、米国特許法第１１９条の下で主張する。
【０００２】
発明の背景
世界人口の急速な増加が、天然資源を逼迫させつつある。食糧、水およびエネルギーの需要は、今後２０年間で３０−５０％増大すると見込まれている。水資源が限られていることが、不動産の新たな開発および既に開発されている土地の継続的な使用に影響を及ぼしている。
【０００３】
新たな不動産の開発の機会が、水の入手の困難さによって制約を受けることが一層多くなるであろう。既存のまたは予想される水不足のために、当局が住宅開発を制限または禁止する場合もある。例えば、カリフォルニア州では現在、各水道局に対し、申請された開発を２０年間持続しうる十分な水源が存在することが確認されるまでは、開発許可を差し控えることを要求している。
【発明の概要】
【０００４】
本願技術の実施態様には、流体流測定計および流速の測定方法が含まれる。一実施例においては、前記流体流測定計は、センサ、メモリおよびプロセッサを有する。前記センサは、内腔内を流れる流体の速度を表す超音波信号を検出することによって測定信号を生成するように構成されている。前記センサは、前記速度を表す測定信号をも供給するように構成されている。前記メモリは、前記流体の予想される速度に関するテンプレートを記憶するように構成されている。前記プロセッサは、前記センサおよび前記メモリに通信可能に結合されており、前記測定信号を前記テンプレートと比較して、前記比較の結果に基づき、前記流体の推定速度を求めるように構成されている。前記流体流測定計が、前記内腔を規定する管に前記センサを固定するための、ロック、クラムシェルヒンジ、接着剤またはその他の好適な装置などの固定装置をさらに有してもよい。また、前記流体流測定計が、前記推定速度または前記測定信号の表現などのデータをサーバに送信するための、前記プロセッサに通信可能に結合された通信インターフェースをさらに有してもよい。
【０００５】
一実施例においては、前記センサは、内腔内を流れる流体を介して超音波信号を送信する第１のトランスデューサと、前記超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーを受信する第２のトランスデューサとを有する。前記センサはまた、前記超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーから測定信号を生成するように構成された、前記第１のトランスデューサ、前記第２のトランスデューサまたはこれらの双方と結合可能な前端部を有する。前記超音波信号は、第１の超音波信号であってもよく、この場合、前記第２のトランスデューサが、前記内腔内を流れる流体を介して第２の超音波信号を送信するようにさらに構成されていてもよく、また、前記第１のトランスデューサが、前記第２の超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーを受信するように構成されていてもよい。このような場合、前記前端部は、前記第１の超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーと、前記第２の超音波信号の反射、散乱または送信されたコピーとの差に基づいて前記測定信号を生成するようにさらに構成されている。
【０００６】
流体流測定計の一実施例におけるメモリが、複数のテンプレートを記憶するように構成されていてもよく、前記複数のテンプレートの各テンプレートは、前記内腔内を流れる流体のそれぞれ異なる予想される速度に対応している。このような場合、プロセッサが、前記測定信号を前記複数のテンプレートの各テンプレートと比較するようにさらに構成されていてもよい。幾つかの例においては、前記テンプレートは、第１のサンプリング周波数で生成され、前記第１のサンプリング周波数よりも低い第２のサンプリング周波数で前記メモリ内に記憶される。前記プロセッサが、前記比較を実行する前またはその間に、前記測定信号、前記テンプレートまたはこれらの双方を補間するようにさらに構成されていてもよい。さらに、前記プロセッサが、前記比較を実行する前に、第１のランダムな波形を前記測定信号に付加し、第２のランダムな波形を前記テンプレートに付加してもよい。
【０００７】
幾つかの実施例においては、流体流測定計が、流体がその中を流れる内腔を規定するマニホルドをさらに有する。そのようなマニホルドが、前記流体を前記内腔に流入させる流入口と、前記流体を前記内腔から流出させる１つまたは複数の流出口とを有してもよい。センサが、前記内腔に流入または前記内腔から流出する流体の速度を測定するように構成されていてもよい。
【０００８】
本開示の別の一実施態様には、上記に例示した複数の流体流測定計などの流体流測定計の設置方法が含まれる。そのような設置方法が、内腔を規定する構造物の外側に流体流測定計を固定することを含んでもよい。また、前記設置方法が、流体の速度または流量を（流れなし、毎分１ガロンなどの）既知の値に設定することで前記センサを較正し、前記流体流測定計を用いて推定速度を生成し、前記既知の値および前記推定速度に基づいて前記流体流測定計を較正することを含んでもよい。較正に、前記既知の値および前記推定速度に基づいて前記内腔の直径を推定し、可能な場合には前記推定直径と前記内腔または前記構造物の説明書とに基づいて前記内腔の直径を検証することがさらに含まれてもよい。
【０００９】
本発明の主題の実施態様には、水資源の不足にかかわる問題に対処する流量センサが一体に組み込まれたウォーターマニホルドが含まれる。ウォーターマニホルドの複数の実施例が、水を内腔に流入させる流入口および、水を内腔から流出させる（２個から１００個までなどの）複数の流出口を有する。前記複数の流出口のうちの少なくとも１つが、前記内腔から流出する水の流量を測定する一体型流量センサを有する。幾つかの場合には、前記流量センサが、前記内腔から流出する水を介して伝搬する超音波信号をそれぞれ送信および検出する送信トランスデューサおよび第２のトランスデューサを有する。別の複数の流量センサが、複数の流出口によって規定される流出内腔に配設された磁場発生源またはインペラを有してもよい。
【００１０】
ウォーターマニホルドの複数の実施例が、流量センサによって収集されたデータを送信する無線インターフェース、流量センサによって収集されたデータを監視するプロセッサおよび流量センサによって収集されたデータを記憶するメモリをさらに有してもよい。前記プロセッサが、前記無線インターフェースを介してサーバとインターフェースするように構成されていてもよく、また、前記サーバが、前記流量センサによって収集された流量データに基づいて水使用統計データを表示するダッシュボードを（スマートフォンまたはその他のネットワークデバイスを介して）提供してもよい。流量データおよび水使用統計データを用いて、使用パターンを分析し、無駄を省き、節水を奨励することにより、消費水量を低減させてもよい。
【００１１】
上述の概要は、単に例示的なものであり、いかなる限定をも意図したものではない。以下の図面および詳細な説明を参照することにより、上述の例示的な局面、実施態様および特徴に加えて、さらなる局面、実施態様および特徴が明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本明細書に包含されてその一部をなす添付の図面は、開示される技術の実施態様を図示したものであり、発明の詳細な説明と共に、開示される技術の原理を説明する。
【図１】図１Ａおよび図１Ｂは、管の周囲に設置する前の超音波流体流測定計（図１Ａ）および設置後の超音波流体流測定計（図１Ｂ）である。図１Ｃは、図１Ａおよび図１Ｂの超音波流体流測定計において、測定計が管の周囲に設置されている時の超音波トランスデューサの位置を示したものである。図１Ｄは、管の周囲に設置された超音波流体流測定計を示したものである。
【図２】図２は、図１Ａおよび図１Ｂの超音波流体流測定計の電子部品を示したブロック図である。
【図３】図３は、図１Ａおよび図１Ｂの流体流測定計の動作を説明するフロー図である。
【図４】図４Ａは、図１Ａおよび図１Ｂの超音波流体流測定計の送信された超音波パルス（上）および受信された超音波パルス（下）のグラフである。図４Ｂは、流体流速の異なる２つの超音波パルス間の遅延のグラフである。
【図５】図５Ａは、第１の（より高い）サンプリング周波数で生成された、流体流速の異なる（パルス遅延が存在する）アポダイズされた複数のテンプレートの線グラフである。図５Ｂは、図５Ａのアポダイズされた複数のテンプレートのイメージグラフである。
【図６】図６Ａは、アポダイズされたテンプレートを、第１の（より高い）サンプリング周波数で生成した場合（滑らかな曲線）および第２の（より低い）サンプリング周波数で生成した場合（ぎざぎざの曲線）の線グラフである。図６Ｂは、図５Ａおよび図５Ｂのアポダイズされたテンプレートを、図６Ａの第２の（より低い）サンプリング周波数にダウンサンプリングした場合のイメージグラフである。図６Ｃは、受信された超音波パルスと図６Ｂのダウンサンプリングされたテンプレートとの相関関係を図示したイメージグラフである。
【図７】図７は、流体流測定計の設置を説明するフロー図である。
【図８】図８Ａは、流体測定システムの構成を図示したものである。図８Ｂは、図８Ａのサーバおよび流体測定システムを図示したものである。図８Ｃ−図８Ｈは、図８Ａおよび図８Ｂの流体測定システムによって提供されるダッシュボードのスクリーンショットである。
【図９】図９は、ウォーターマニホルドの流入口および流出口のいずれか一つに一体に組み込むことの可能な複数の流量センサを有するマルチポートウォーターマニホルドの線図である。
【００１３】
発明の詳細な説明
以下は、本願発明の流体流測定システム、方法および装置に関する様々な概念および実施態様をより詳細に説明したものである。例示する流体流測定システムの特徴には、リアルタイムの使用情報、低流量での正確な測定、流体損失の正確な計算、流体の異常な使用の検出、継続的な低速度の検出、遠隔検針、可動部分がないこと、電池または電力線による給電、流れなし状態および逆流状態の検出が含まれてもよいが、これらに限定されることはない。開示された概念が特定の実施方法に限定されないことから、上記に紹介し、以下により詳細に説明する様々な概念は、数多くの方法の中のいずれによっても実施可能である。特定の実施および応用の例は、説明の目的で挙げたものである。
【００１４】
流体流測定計の一実施例は、入居者管理業務を行い、コストを節減し、不動産所有者および管理者に自動的に報告を行うことが可能である。前記測定計は、入居者に対して、その使用状況をリアルタイムで知らせ、月毎の請求書を送ることによって、入居者を管理することが可能である。流体流測定計が、使用情報およびその他のデータを不動産所有者および管理者に提供することにより、不動産所有者および管理者が、漏水、無駄遣いおよび不正な使用を確認および抑制することが可能であってもよい。このことにより、経営者が公共料金の支払いをより早く受け取ると共に、無駄な消費や漏水によるリスクやコストを回避することができる。また、入居者が自身の使用分のみについて支払えばよいようにするのにも役立つ。さらに、流体流測定計が、建物の運用成績を、不動産管理者の所有物件中の類似の建物または競合業者の所有物件と比較する自動報告を可能にしてもよい。自動報告が、カーボンフットプリントおよびウォーターフットプリントを含めた入居者または建物所有者の環境性能の評価を可能にしてもよい。
【００１５】
流体流測定計の一実施例を、集合型の賃貸住宅または共同住宅内の配管に、集合住宅内の１つまたは複数の個々の住居における水の消費を監視するために設置してもよい。サーバまたはその他の計算装置が、各入居者の水の使用に関する情報を前記流体流測定計から収集することにより、使用水量が異常に多いかまたは少ない入居者を特定することを可能としてもよい。この情報が、入居者らにリアルタイムの消費情報と共に、節水を促す指導および（公開ランキングなどの）社会的圧力を与えることを可能としてもよい。例えば、流体流測定計に通信可能に接続されたサーバが、入居者らに対し、自身の使用率、隣家の使用率、目標使用率などを積極的に通知してもよい。
【００１６】
流体流測定計の一実施例を、居住中の住居の監視に用いてもよいし、空室の監視に用いてもよい。この特徴を、新たなコミュニティの建設中に用いてもよいし、物件の賃貸が始まってから用いてもよい。流体流測定計が、凍結による未検出の漏水や配管の破裂などの事象を突き止めることで、損害および修繕費を限定して家主および入居者の出費を抑えることが可能であってもよい。測定計が、住居内の温度を感知して、配管の凍結などの損害を生じうる状態を管理者や居住者に警告することが可能であってもよい。これらの状態を、流体流測定計が、（単独でまたはサーバとの連携により）電子メール、テキストメッセージ、電話またはその他の任意の好適な通信方法で管理者に警告してもよい。
【００１７】
流体流測定計
図１Ａ−１Ｄは、（水、ガス、油または下水などの）流体がその中を流れる内腔を規定する配管１０の周囲を把持する非侵襲式の流体流測定計１００を図示したものである。流体流測定計１００は、ハウジング１０４の長軸に沿って延伸するヒンジ１０２を有する、プラスチックまたはその他の任意の好適な材料で作られた円筒形のハウジング１０４を有する。ヒンジ１０２は、ハウジング１０４が貝殻のように開いたり（図１Ａ）閉じたり（図１Ｂ−１Ｄ）することを可能にしている。ハウジング１０４の一方の端部から延伸する１つまたは複数のタブ１０６が、ハウジング１０４の他方の側または端部で１つまたは複数の（留め具、フック、畝または溝などで形成された）係止インターフェース１０８と嵌合して、ハウジング１０４を閉位置に係止してもよい。
【００１８】
ヒンジ１０２、１つまたは複数のタブ１０６および係止インターフェース１０８は、協働して、既存のまたは新たに敷設された配管の周囲へ工具の不要なクランプオン方式で取付けることを可能にする。この簡易なクランプオン取付けによって、配管の切断や破壊が不要となり、労働コストが削減され、配管の切断や破壊に伴う漏れや汚染のリスクが軽減される。これとは対照的に、従来のインライン型の量水器では、水を遮断し、配管を切断し、量水器を配管内に挿入することが必要である。このことは、集合住宅では、量水器を取り付けるために建物全体を水抜きし、不便な断水が長時間にわたることを意味する場合がある。建物が大きいほど、建物の断水時間が長くなるおそれがある。
【００１９】
幾つかの場合においては、外径または形状が様々に異なる複数の配管１０に対応するために、係止インターフェース１０８が、ハウジング１０４を多数の位置のうちの一つで閉じたままにしておくための複数の留め具または溝を有してもよい。ヒンジ１０２も、（直径約０．５インチから約１．０インチなどの）様々に異なる直径や形状の複数の配管１０に対応するように、多関節型となっていてもよい。測定計１００が、銅管、ＰＶＣ管およびＰＥＸ管を含む任意の好適な種類の配管で使用可能であってもよい。
【００２０】
流体流測定計１００は、それぞれが各トランスデューサハウジング１１２ａおよび１１２ｂ（集合的にはトランスデューサハウジング１１２）内に配置された、送信（Ｔｘ）超音波トンランスデューサ１１０および受信（Ｒｘ）超音波トランスデューサ１１０ｂ（集合的にはトランスデューサ１１０）をさらに有する。各トランスデューサ１１０が、（薄膜またはディスク装置などの）当業で周知の圧電装置を有してもよい。幾つかの場合には、各トランスデューサ１１０が、超音波の送信のみまたは受信のみを行うように構成されていてもよいが、他の場合には、各トランスデューサ１１０が、超音波信号の送信および受信を、例えば交互に行うように構成されていてもよい。
【００２１】
流体流測定計１００を（例えば図１Ｂ−１Ｄに図示するように）正しく設置した後に、各トランスデューサ１１０を配管の長手方向軸に対して（例えば１５°、３０°、４５°または６０°などの）ある角度に配向する。ハウジング１０４に接してまたはこれに沿って配置された圧縮可能なまたはコンフォーマルなクッション１１４が、トランスデューサ１１０を配管１０に対して緩衝および固定してもよい。クッション１１４が、トランスデューサ１１０に対して正圧を付与し、トランスデューサ１１０の振動を減衰させてもよい。幾つかの場合においては、円筒形のハウジング１０４、トランスデューサハウジング１１２またはこれらの双方が、配管に対するトランスデューサ１１０の角度を調節するための、止めねじまたはレバーなどの調節機構を有してもよい。例えば、配管工、設置技術者または消費者が、トランスデューサによって検出された信号の信号対雑音比が最大となるように、止めねじを調節してもよい。測定計１００が、電池、電力線または、屋外に設置する場合には太陽電池を動力源としてもよい。測定計１００の複数の実施例が、水が測定計を通過する時にのみ給電する、省電力のための受動的ウェイクアップ機能を有してもよい。
【００２２】
動作に際しては、送信トランスデューサ１１０ａは、図４Ａに図示するように、変調高周波バーストまたはパルス１１１などの信号を配管１０内に送信する。トランスデューサ１１０が、パルス１１１を上流方向、下流方向または上流方向と下流方向とに交互に送信してもよい。パルス１１１は、配管１０内の流体を介して伝搬した後に、配管１０内の泡、粒子または屑あるいは配管１０自体の内壁によって反射または散乱する。反射または散乱されたパルス１１３（図４Ａにも図示）は、Ｖ字形（またはＷ字形）の経路に沿って伝搬して受信トランスデューサ１１０ｂに戻り、受信トランスデューサ１１０ｂは、送信されたパルス１１１と比較して遅延、減衰したおよび場合によっては歪められた前記パルスの一バージョン１１３を検出する。（より多くの反射によるなどの）より長い経路であれば、時間遅延は長くなるが、減衰または歪みも増加する可能性がある。
【００２３】
時間遅延の長さは、パルスに対する流体の速度によって変化する。流体が動いていない時（「流れなし」状態）には、時間遅延はパルスの速度とパルスの伝搬距離との積に等しい。流体が動いている時は、時間遅延はパルスに対する流体の速度に比例した量だけ増減する。（当業者によって理解されるように、受信されたパルスの周波数も、前記相対速度に比例した量だけ増減する。）パルス１１１を上流方向に送信すると、流量を増加させた場合に、流れなし状態と比較して遅れが大きくなり、パルス１１を下流方向に送信すると、流量を増加させた場合に、流れなし状態と比較して進みが大きくなる。
【００２４】
流体流測定計１００が、トランスデューサ１１０に作用可能に結合された、流体の速度を推定する処理システムおよび、流量、測定計の状態およびその他のパラメータを表示するディスプレイ１２０をさらに有してもよい。当業者に理解されるように、前記処理システムが、デジタル部品、アナログ部品または複数のアナログ部品の組み合わせを有してもよい。また、前記処理システムが、（アプリケーション専用の集積回路などの）専用の部品あるいは（フィールドプログラマブルゲートアレイまたはフィールドプログラマブルアナログアレイなどの）プログラム可能な／再構成可能な部品を有してもよい。
【００２５】
幾つかの例においては、前記処理システムが、反射されたパルスが所定のしきい値と交差した時点を測定することまたは、反射されたパルスの表現を、それぞれが異なる流速を表す１つまたは複数の所定のテンプレートと比較することによって、流体の速度を推定してもよい。（または、送信トランスデューサ１１０ａが連続波（ｃｗ）またはチャープ信号を発信し、受信トランスデューサ１１０ｂが前記ｃｗまたはチャープ信号が遅延したバージョンを検出してもよい。このような例では、前記処理システムが、前記送信および受信されたｃｗまたはチャープ信号間の周波数シフトまたは位相の差（位相遅延）を測定することによって、流量を求めてもよい。）流量と到着時間遅延（または周波数シフト）との関係は、（毎分約０ガロンから毎分約１ガロン、毎分約４分の１ガロン、毎分約２分の１ガロン、毎分約４分の３ガロンの範囲内などの）目的の流量で線形である。
【００２６】
図２は、図１Ａ−１Ｃの流体流測定計１００内でまたはこれと共に用いるのに好適な処理システム２００を図示したものである。プロセッサ２０２が、流量データを含むデータをトランスデューサ１１０から収集し、前記データをローカルメモリ２２０内に記憶するか、前記データを遠隔メモリまたはサーバに送信するか、またはこれらの双方を行う。幾つかの実施例においては、プロセッサ２０２は、前記データを（Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）インターフェースなどの）無線通信インターフェース２１６を介してサーバ（図示せず）に送信する。
【００２７】
処理システム２００は、（タッチパッド、１つまたは複数のボタンあるいは１つまたは複数のスイッチなどの）ユーザインターフェース２１２、汎用シリアルバス（ＵＳＢ）２１４、（Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）インターフェースなどの）無線通信インターフェース２１６およびメモリ２２０に結合された、（Ａｔｏｍｅｌ（登録商標）Ａｔｍｅｇａｌ１２８マイクロコントローラなどの）プロセッサ２０２を有する。ユーザインターフェース２１２が、図１Ｄに図示するディスプレイ１２０に結合されているか、またはこれを有してもよい。プロセッサ２０２は、超音波送信パルス１１１を生成し、受信したパルス１１３のデジタル表現を処理する。プロセッサ２０２は、送信パルス１１を増幅させる一対の増幅器２０４ａおよび２０４ｂ（集合的には増幅器２０４）を介して、トランスデューサ１１０ａおよび１１０ｂに結合されている。各トランスデューサ１１０ａ、１１０ｂは、各スイッチ２１０ａ、２１０ｂ（集合的にはスイッチ２１０）を介して別の増幅器２０６に結合されており、スイッチ２１０はアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）２０８に接続している。処理システム２００が、前記増幅器の入力または前記ＡＤＣの入力に結合された１つまたは複数のフィルタ（図示せず）を有してもよい。増幅器２０６、ＡＤＣ２０８および前記フィルタが協働して、トランスデューサ出力（測定信号）を増幅、濾波およびデジタル化し、得られたデジタル信号をプロセッサ２０２に供給する前端部を形成してもよい。プロセッサ２０２が、前記デジタル信号を分析し、推定された流量または流速をディスプレイ１２０（図１Ｄ）上に表示してもよい。
【００２８】
一般には、流体流測定計１００が、感知、ウェイク、アイドル、スリープおよび送信を含むがこれらに限定されることはない様々な通常動作モードと、エラーモードとを有してもよい。また、流体流測定計１００が、現場でのアップデートが可能なファームウェアをＵＳＢまたは無線リンクを介してインストールするブートローダモードと、測定計の設置後に設定プロパティを設定する１つまたは複数の設定モードとをさらに有してもよい。幾つかの動作モードの例を表１に示す：
【００２９】
【表１】
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【００３０】
図３は、流体流測定計１００（および処理システム２００）の動作を図示したフロー図である。ステップ３０２で、タイマオーバーフロー信号などの割込み信号が、処理システム２００を低電力モードまたはスリープ状態からウェイクアップさせる。処理システム２００は、ステップ３０４でマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ；プロセッサ２０２）をウェイクアップさせることによって前記割込み信号に応答する。プロセッサ２０２は、ウェイクアップすると、ステップ３０６でカウンタをゼロに設定し、ステップ３０８でＡＤＣ２０８および（フラッシュメモリなどの）メモリ２２０をイネーブルする。
【００３１】
処理システム２００が完全にイネーブルされると、流体流測定計１００は配管１０内を流れる流体の速度を測定することが可能となる。パルスを送信する前に、プロセッサ２０２は、ステップ３１０で、トランスデューサチャネルを検索するか、スイッチ２１０を適切に開閉することによって（トランスデューサ１１０ａ用のチャネルＡなどの）トランスデューサチャネルを選択するか、あるいはこれらの双方を行う。ステップ３１２で、プロセッサ２０２は送信パルス１１１を生成し、これが増幅器２０４によって増幅されてトランスデューサ１１０を作動させ、これらのトランスデューサのうちの少なくとも一つが、超音波パルス１１１を配管１０内に放射する。ステップ３１４における短い遅延の後に、ステップ３１６で、前記選択されたトランスデューサ１１０ａが、反射または散乱されたパルス１１３を受信する。増幅器２０６は、前記選択されたトランスデューサ１１０ａからの出力信号を増幅させ、ＡＤＣ２０８が増幅器２０６の前記出力をデジタル化して、前記デジタル化された出力をプロセッサ２０２に供給する。
【００３２】
ステップ３１８で、プロセッサ２０２は、パルスが配管内を伝搬することに伴う時間遅延または飛行時間を、例えばＧｏｅｒｔｚｅｌ無限インパルス応答（ＩＩＲ）アルゴリズムまたは任意のその他の好適な方法を用いて計算する。プロセッサ２０２は、ステップ３２０で、前記飛行時間の表現を、メモリ２２０によって提供されているものなどのデータランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）に記憶する。プロセッサ２０２が、流速の推定値を含む、前記飛行時間に関連した情報を、ユーザインターフェース２１２を介してユーザに送信するか、あるいはＵＳＢ２１４または無線通信インターフェース２１６を介してサーバまたはその他のデバイスに送信してもよい。
【００３３】
ステップ３２２で、プロセッサ２０２は、トランスデューサチャネル設定を照会する。プロセッサ２０２は、照会結果に基づき、ステップ３２４で一方のトランスデューサチャネルから他方のトランスデューサチャネルへの切り換えを行った後にステップ３１２から３２２を繰り返すか、またはステップ３２６でカウンタを照会する。流体流測定計１００は、上流方向および下流方向の飛行時間測定をトランスデューサチャネル間の切り換えによって行うことができる。プロセッサ２０２の内部にあっても外部にあってもよいカウンタが、流体流測定計１００が割込み信号に応答して送信／受信サイクルを何回実行するかを計数する（ステップ３０２）。図３に示す例では、流体流測定計１００は流体流速度測定を１００回実行する（１００送信／受信サイクル）ように設定されている。（１回、５回、１０回、２５回、５０回、２５０回などの）その他の設定も同様に可能である。測定回数が多いほどより時間がかかるが、得られる速度推定値の精度は測定回数が多いほど向上することは、当業者に容易に理解されるであろう。
【００３４】
プロセッサ２０２は、ステップ３２６で、測定された計数値がカウンタの計数値と等しいかまたはこれを超えていると判定すると、トランスデューサ１１０で得られた上流方向の飛行時間測定値と下流方向の飛行時間測定値とを比較する。例えば、プロセッサ２０２が、下流方向の測定値から上流方向の測定値を減算（またはその逆）して、配管１０に固有の一定の（流れなし）時間遅延を相殺してもよい。プロセッサ２０２は、ステップ３３０で、前記上流方向の飛行時間測定値と下流方向の飛行時間測定値との比較に応答して、平均流速（および流量）を計算する。プロセッサ２０２は、ステップ３３２で、前記平均流量、平均流速および／または飛行時間測定値をメモリ２２０に記憶する。プロセッサ２０２が次に、ステップ３３４でスリープモードに戻ってもよい。
【００３５】
テンプレートを用いた流体流信号処理
プロセッサ２０２が、いかなる好適な技術を用いて配管１０が規定する内腔内の流体の流量または速度を推定してもよい。一実施例においては、プロセッサ２０２は、超音波信号またはパルス１１１が一方のトランスデューサ１１０ａから他方のトランスデューサ１１０ｂに伝搬するのにかかる時間に基づいて流体の速度を推定する。流量が変化すると、これに対応する量だけ時間遅延も変化する。前述のように、トランスデューサ１１０は、パルス１１１を、上流方向に送信しても、下流方向に送信しても、上流方向および下流方向に交互に送信してもよい。上流／下流差動式の方法を用いることで、温度、流体圧、流体密度またはその他の条件によって流れなし時間遅延（基準時間遅延）が変化することに起因する不正確さが軽減される。流量ゼロに対する到着時点の差または上流方向測定値と下流方向測定値との差は、流量に対応する。
【００３６】
図４Ａは、送信パルス１１０および受信パルス１１３のグラフ（振幅対時間）である。トランスデューサ１１０が、約１００ｋＨｚから約１０ＭＨｚの範囲内（例えば約１ＭＨｚ）の搬送周波数でパルスを発振してもよい。パルスの持続時間が、約５μｓから約２０μｓの範囲内（例えば約１０μｓ）であってもよい。幾つかの場合には、トランスデューサ１１０が、個々のパルス１１１、１１３またはパルス群１１１、１１３を、約５Ｈｚから約５０Ｈｚの範囲内（例えば約１０Ｈｚから約２０Ｈｚ）のパルス繰り返し周波数あるいは１００μｓから分単位または時間単位までの範囲内の間隔で発信および受信してもよい。デューティサイクルを、受信されたパルスと受信トランスデューサ１１０ｂで次に送信されるパルスとの重複または干渉を回避するように選択すべきであることは、当業者に理解されよう。
【００３７】
図４Ｂは、流速を変化させるとパルスの飛行時間にどのように影響が及ぶのかを図示したグラフである。図４Ｂには、毎分約３．６４ガロンの流量の差に対応する０．０４μｓの遅延で隔てられた２つの受信パルス（挿入図）が示されている。流量の差を増加させると、相対的な遅延も増加し、流量の差を減少させると、相対的な遅延も減少する。配管の温度、直径および内表面を変化させても時間遅延（および流量）が変化しうる。流体の密度および温度を変化させた場合も同様である。例えば、別の条件下では、毎分１ガロンの流量差が、約４ｎｓから約５ｎｓの時間遅延の差を生じさせてもよい。
【００３８】
上述のように、処理システム２００は、受信パルス１１１を増幅およびデジタル化して、前記パルスの飛行時間（および必然的には流速）を表す測定信号を生成する。幾つかの実施例においては、プロセッサ２０２が、この測定信号を、複数の異なる飛行時間を表す１つまたは複数の所定のテンプレートと比較する。例えば、プロセッサ２０２が、前記測定信号をフーリエ変換し、これを各テンプレートのフーリエ変換値と乗算し、得られた結果を逆フーリエ変換することなどにより、前記測定信号を前記１つまたは複数のテンプレートのそれぞれと相互相関させてもよい。得られた相互相関に、前記測定信号に対応する（例えば前記時間遅延によって表される）推定流速と前記テンプレートに対応する推定流速との一致を示すピークが含まれてもよい。プロセッサ２０２が、前記測定信号を（流れなし状態を表すテンプレートなどの）１つのみのテンプレートと比較して、（相互相関ピークのずれなどの）不一致を求めることにより、または前記測定信号を複数のテンプレートと比較して、（最大相互相関ピークなどの）最も一致度の高いものを選択することにより、流速を推定してもよい。幾つかの場合においては、プロセッサ２０２が一致度の高い複数のテンプレートを補間して、測定精度を向上させてもよい。
【００３９】
図５Ａおよび５Ｂはそれぞれ、互いに異なる時間遅延（およびこの結果として互いに異なる推定流速）を表す複数のテンプレートの線グラフおよびイメージグラフである。各テンプレートは、隣接するテンプレートから約０．１μｓなどの所定の量だけ変化した、アポダイズされたパルスである。これらのテンプレートは、波形のみについて正規化される。また、これらのテンプレートを、配管および流体によって引き起こされた受信パルス１１３の歪みと一致するようにフィルタリングしてもよい。処理システム２０２が、１、１０、１００または１０００個のなどのいかなる好適な数のテンプレートを記憶してもよい。これらのテンプレートが、所定の時間間隔をおいて均一に分布していてもよいし、（一般的な流速を表す時間遅延などの）特定の時間遅延を中心として、より稠密に分布していてもよいし、所定の時間間隔の範囲内にランダムに分布していてもよいし、その他のいかなる好適な仕方で分布していてもよい。これらのテンプレートを、所望により再生成または再配置してもよい。
【００４０】
幾つかの場合には、これらのテンプレートを、（例えば約１００Ｍｓｐｓなどの）処理システムのサンプリング周波数よりも高い、（例えば約１Ｇｓｐsなどの）サンプリング周波数で生成してもよい。これらの場合には、当業者に理解されるように、（メモリ２２０などの）メモリ内で占有する領域の量を減らして処理速度を向上させるために、図６Ａおよび６Ｂに示すように、テンプレートを処理システムのサンプリング周波数にダウンサンプリングする。測定信号を、図６Ｂに示すダウンサンプリングされたテンプレートと比較することで、より暗い領域がより高い一致度を示す図６Ｃの相互相関ピークが得られる。プロセッサ２０２は、最も高い一致度（高いピーク）に対応する行番号（インデックス）を求め、前記行番号と対応するテンプレートとのマッチングを（例えばメモリ２２０内に記憶されたルックアップテーブルを使用することにより）行い、前記対応するテンプレートに基づいて流速を推定する。
【００４１】
幾つかの実施例においては、プロセッサ２０２が、測定ベクトルとして表される前記測定信号と、（例えば図５Ｂおよび６Ｂにグラフ化されているような）マトリックスとして表される複数のテンプレートとの内積を求めることにより、前記測定信号との一致度が最も高いテンプレートを見出す。求められた内積は、テンプレートの数と等しい長さ（要素の数）を有する一致ベクトルである。測定ベクトルと複数のテンプレートとを正規化すると、一致ベクトルの要素は、−１と＋１との間の真の値をとる。＋１に最も近い値の要素は、測定ベクトルとの一致度が最も高いテンプレートに対応し、このマッチングテンプレートの速度が、流体の速度と最もよく一致する。
【００４２】
別の複数の実施例においては、プロセッサ２０２が、測定ベクトルとマトリックスの複数行との「スライディング」内積を計算する。言い換えれば、プロセッサ２０２は、各テンプレートと測定ベクトルとの相互相関を、整合フィルタリングと同様のプロセスで計算する。これらの相互相関を計算するために、プロセッサ２０２は、例えば所与のウィンドウの１つまたは複数の最も古いサンプルを削除し、残ったサンプルを前記ウィンドウ内で移動させ、新たなサンプルを前記ウィンドウの最後に追加することにより、入力信号を表す複数の互いに重複するウィンドウを生成する。このプロセスによって、一連の複数のベクトルが生成され、これらの一連のベクトルにおける最大ベクトルに対応する行が、最も一致度の高いテンプレート（および対応する流量）に対応する。当業者は、アナログおよびデジタル信号処理方法の双方を含むがこれらに限定されることはない、流速を推定するためのその他の複数の測定信号処理方法を容易に理解するであろう。
【００４３】
補間およびディザリングによる高精度化
プロセッサ２０２が、測定信号、１つまたは複数のテンプレートまたは測定信号とテンプレートとの双方を補間して、流速の推定精度を向上させてもよい。例えば、上述の方法を用いた結果、測定信号が２つのテンプレートに（ほぼ）同等に一致している場合には、プロセッサ２０２がこれらのテンプレートを補間して、より正確な推定速度を求めてもよい。また、プロセッサ２０２が、例えばシンクまたは三次スプライン補間法を用いて測定信号をアップサンプリングすることにより、処理システムの有効サンプリング周波数を増加させてもよい。その後、プロセッサ２０２が、前記アップサンプリングされた測定結果を、同じ高周波数でサンプリングされた１つまたは複数のテンプレートと相関させるかまたは比較してもよい。
【００４４】
プロセッサ２０２が、測定信号、テンプレートまたはこれらの双方の振幅を「ディザリング」することにより、速度の推定精度を向上させてもよい。これらの信号をディザリングするために、プロセッサ２０２は、隣り合う時間位置間の距離から求められた所与のばらつきの分布から、ランダムな波形を測定信号に付加する。例えば、プロセッサ２０２が、所定のばらつきの白色ガウス雑音処理からランダムな波形を引き出してもよい。またプロセッサ２０２は、前記と同じばらつきの分布から引き出された無相関のランダムな波形を各テンプレートに付加する。（所望の場合には、これらのテンプレートを流体測定計のメモリ２２０にロードする前に、これらのテンプレートにランダムな波形を付加してもよい。）
【００４５】
ディザリングによって測定精度がどのように向上するのかを理解するために、流体流速度が、一対の互いに隣り合うテンプレートに対応する流体流速度の間まで低下することを考慮されたい。測定信号と複数のテンプレートとのマッチングにより、プロセッサ２０２は、ＡＤＣがアナログ信号の振幅を量子化するように、測定信号の飛行時間を効率的に「量子化」する。この量子化プロセスは、測定信号の実際の飛行時間とその推定飛行時間（マッチングテンプレートに関連した飛行時間）との差である量子化誤差を生じさせる。測定信号に少量のノイズを加えることで、前記量子化誤差が変化する。ノイズ分布が対称的であれば、ノイズを加えることは、量子化誤差を減少させるのと同様に、量子化誤差を増加させる可能性がある。その飛行時間が互いに隣り合う２つのテンプレートの飛行時間の間にある測定信号の場合には、ノイズを加えることにより、測定信号がこれら２つのテンプレートのうちのより近似した方と一致する可能性が平均してより高くなることで、測定精度が向上する。
【００４６】
流体流測定計の設置
図７は、図１Ａ−１Ｃに図示する流体流測定計１００の設置プロセス７００を図示したフロー図である。プロセス７００は、配管工または設置技術者が、流体流測定計１００によって監視される対象となる配管を特定または選択するステップ７０２から始まる。ステップ７０４で、技術者は、測定計１００をパッケージから取り出し、ステップ７０６で、測定計１００を、例えばこれを電源に接続することによって作動させる。測定計１００が作動状態となると、技術者は、測定計の無線通信インターフェース２１６によって受信される無線信号の強度を、可能な場合には測定計のユーザインターフェース２１２上の発光ダイオード（ＬＥＤ）またはその他の表示器を観測することなどによって測定する（ステップ７０８）。技術者は、ステップ７１０で信号が弱過ぎて無線通信を確実に行うことができないと判断すると、ステップ７１２で、無線通信インターフェース２１６がより確実に受信を行うことができる設置場所を選択した後に、再びステップ７１０で信号強度を検査する。技術者が、ステップ７１０および７１２を、必要に応じてまたは所望により、繰り返してもよい。
【００４７】
信号強度が充分である場合には、配管工または技術者は、ステップ７１４で、例えば図１Ａおよび１Ｂに図示するように流体流測定計１００を配管１０の周囲に把持することにより、流体流測定計１００を配管１０上に設置する。技術者は次に、ステップ７１６で、流体流測定計１００を、前記流体流測定計のＵＳＢ２１４を介して、コンピュータ、タブレットまたはスマートフォン等の演算装置に接続する。ステップ７１８で、技術者は、流体流測定計１００を、前記演算装置を用いて、可能な場合には顧客識別情報、ビル、アパート、機器またはその他の識別情報および無線ネットワーク用のネットワーク接続（ハブ）識別情報を設定することなどにより、流体流測定計１００を構成する。
【００４８】
ステップ７２０で、技術者は、例えば前記演算装置を介して適切な識別および認証情報を入力することにより、流体流測定計１００を前記無線ネットワークに接続する。技術者は、ステップ７２２で、前記演算装置を用いて、流体流測定計１００との間の無線接続をテストし、ステップ７２４でテスト結果を評価する。流体流測定計１００と前記ネットワークとの間の接続が許容不可能であることをテスト結果が示している場合には、技術者は流体流測定計１００を取り外し、別の設置場所を選択してもよい。テスト結果が良好であった場合には、技術者は前記演算装置上の較正プログラムを用いてトランスデューサ１１０をテストする。このテストによって得られた、受信パルス強度およびパルス遅延などの情報を、ステップ７２８で評価して、配管１０に対するトランスデューサの配置を決定してもよい。所望の場合には、技術者は、流体流測定計１００の再設置（ステップ７１４）または（止めねじなどの）トランスデューサ位置合わせ機構の調節、あるいはこれらの双方によって、トランスデューサを配管１０に対して位置合わせしてもよい。設置プロセスは、ステップ７３０で、流体流測定計１００が適切に設置されていることを技術者が確認することに応答して終了する。
【００４９】
幾つかの実施例においては、ステップ７２６におけるトランスデューサのテストに、流れなし状態での時間遅延の測定が含まれてもよい。処理システム２００が、この残留時間遅延測定を、流速を推定する際の基準点として使用してもよい。また、処理システム２００が、この測定を、配管のサイズの推定に使用してもよい。Ｖ字形の経路で伝搬するパルスの場合、配管の直径は概ね、Ｄ＝ντ／（２ｔａｎθ）となり、式中、νはパルス速度であり、τは時間遅延であり、θは配管の長軸とパルスの伝搬経路との間の角度である。幾つかの場合には、較正プログラムまたは処理システム２００が、推定された配管直径を、建築計画書または作業指図書で指定された配管直径と比較してもよい。推定された配管直径が予想される配管直径と異なる場合には、演算装置または流体流測定計１００が、「配管をチェックして下さい。測定配管直径は１．０インチですが、予想配管直径は０．７５インチです。設置場所が正しくない可能性があります。」などの警告または質問を発してもよい。推定配管直径と予想配管直径との不一致が、配管１０内部に付着層または屑があることを示す場合もあろう。（幾つかの場合には、流体流測定計１００が、配管の内径が徐々にまたは突然変化していないかについて配管１０を監視して、無線通信インターフェース２１６を介してそのような変化を報告するように構成されていてもよい。）
【００５０】
流体流測定計１００が、親量水器、（同じ建物内の量水器を含む）子量水器および／または水使用データベースからのデータから読み取った値を用いて、自己較正を行うように構成されていてもよい。自己較正によって形成されるネットワークでは、ネットワーク内のどの場所で水漏れが生じているかを高精度に特定できると共に、盗難や不正な細工による水損を同様の精度で特定することも可能である。
【００５１】
流体測定システムのアーキテクチャおよび動作
顧客の建物８２内に適切に設置された１つまたは複数の流体流測定計１００を、現場から離れた場所８０にあるネットワークサーバ８００に接続して、図８Ａに図示するインテリジェント流体流感知ネットワーク８０１を形成してもよい。上述のように、各流体流測定器１００を、設置中に各無線リンク８１０を介して無線ハブ８０６に接続してもよい。無線ハブ８０６は、インターネット８４を介してアプリケーションサーバ８００に接続されたインターネットプロトコル（ＩＰ）ネットワーク８０４に接続している。アプリケーションサーバ８００が、データベース８０２に接続してもよく、またさらに、顧客のコンピュータまたはスマートフォンなどのその他の装置に、直接にあるいはインターネット８４または任意のその他の好適な通信ネットワークを介して接続してもよい。インテリジェント流体流感知ネットワークが任意のその他の好適なネットワークアーキテクチャを有してもよく、またサーバ８００、データベース８０２および無線ハブ８０６などのネットワークコンポーネントが、任意の好適な位置に配置されていてもよい。
【００５２】
サーバ８００が、前記インテリジェント流体流感知ネットワーク内の各流体流測定計１００との通信を、周期的にまたはオンデマンドで行ってもよい。例えば、サーバ８００が、各流体流測定計１００に対し、（動作ステータス、水漏れ検出ステータスなどの）ステータス照会またはファームウェア更新を、定期的にまたは半定期的に送信してもよい。流体流測定計１００が、前記サーバの照会に対して応答または受領通知を送信してもよい。また、流体流測定計１００がさらに、推定流速、推定流量、（例えば所定の時間間隔内に水が配管１０内を流れた頻度などの）流れ事象の回数、（水が配管１０内を流れた時間の長さなどの）各流れ事象の持続時間、最近のユーザ指令などを含むがこれらに限定されることはない流体使用データを送信してもよい。
【００５３】
サーバ８００は、データをプロセッサから受け取ると、前記データを水使用データベース８０２に記憶する。（不揮発性記憶媒体上にコンピュータ読取り可能な命令として具現化されていてもよい）エンジンが、水使用統計データを計算し、これらの水使用統計データを、住宅所有者、賃借人、建物所有者、不動産管理人、公益事業管理人およびその他のユーザに管理用ダッシュボードを介して提示する。これらのダッシュボードを、コンピュータのモニタ、（ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（登録商標）およびＤｒｏｉｄ（登録商標）などの）スマートフォン、（ｉＰａｄ（登録商標）およびその他のタブレットコンピュータを含む）ラップトップコンピュータまたは任意のその他の好適なディスプレイ上のウェブウラウザまたは特定用途向けアプリケーションによって表示してもよい。測定計を（後述の）スマートマニホルドセンサと組み合わせて、団地の個々の住居、ショッピングモールの個々の店舗または公益事業の供給区域内の個々の住居および店舗の検針に使用できる分散型センサネットワークを形成してもよい。そのような分散型センサネットワークから収集されたデータから、総計使用水量、個々の使用水量および所与の建物または水使用区域における水の使用についての統計およびパターンに関する情報が得られる。
【００５４】
図８Ｂは、図８Ａに示すインテリジェント流体（水）流感知ネットワーク８０１の別の図である。上述のように、システム８０１は、配管１０（図示せず）に取り付けられた１つまたは複数の流体流測定計１００を有する。流体流測定計１００は、コーディネータまたはゲートウェイ８２０を介してサーバ／クラウド８００と通信を行うルータまたはハブ８０６を介して、サーバ８００と通信を行う。サーバ／クラウド８００およびデータベース８０２は、推定流量および流速を含む情報を、ディスプレイ８２６と結合された分析エンジン８２２に供給する。分析エンジン８２２は、使用水量、水使用傾向、比較ランキングおよび、ユーザの使用水量に対応し、使用水量ランキングに使用可能な「節水スコア」を計算する。分析エンジン８２２が、（例えば使用水量の突然の大幅な増加が漏水を知らせるなど）漏水、凍結、動作不良および不正使用を検出するようにさらに設定されてもよい。分析エンジン８２２が、（以下に記載の）１つまたは複数のダッシュボード８３０を介して、およびディスプレイ８２６上に表示されるアラート８３２を介して、使用水量に関する情報を提供してもよい。これらのダッシュボード８３０を、居住者の数、居住者の年齢、住居または集合住宅の種類、年数、所在地、天候などを含む世帯情報に基づき、公正な水消費政策を推進するために用いてもよい。分析エンジン８２４が、予防的な目的のために、漏水または凍結の過去の履歴に基づいて複数のメトリックを計算し、これらを複数の異なるプロパティに割り当ててもよい。
【００５５】
サーバ／クラウド８００およびデータベース８０２はまた、推定流量および流速を含む供給情報を、ディスプレイ８２６に結合された課金エンジン８２４に供給する。課金エンジン８２６は、ダッシュボード８３０およびアラート８３２を介して表示されることの可能な、印刷された請求書８２８および電子請求書の双方を作成する。例えば、課金エンジン８２６が、ユーザの予算のうちでどれだけが残っているかを調べ、現在のまたは履歴上の消費率に基づいて、予算を超えるまでの日数を見積もってもよい。また、課金エンジン８２６が、予算のうちで残っている金額を、例えばユーザが設定したしきい値を用いることにより、ダッシュボード８３０およびアラート８３２を介してユーザに知らせてもよい。加えて、課金エンジン８２６が、ユーザが希望する公共料金支払い期限を選択できることにより、強制的措置による支払い分が最小限に抑えられる、柔軟な支払いスケジュールを可能にしてもよい。また、課金エンジン８２６は、ユーザおよび公益事業者が、「公共料金の滞納」メトリックおよび、公共料金滞納追跡記録に関連する、クレジットスコアに類似した「居住者賃貸スコア」を作成することを可能にする。賃貸事業者、不動産管理人および不動産所有者が、賃貸契約を見直す際に、予想されるまたは現在の入居者の公共料金の滞納または居住者賃貸スコアをチェックしてもよい。
【００５６】
図８Ｃ−８Ｇは、図８Ａおよび８Ｂに図示するスマートウォーターネットワークが提供する使用水量ダッシュボードの様々な画面を表示しているスマートフォン８５０を図示したものである。（ダッシュボードを、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、テーブル型コンピュータおよび流体流測定計１００を含むその他の装置上に表示してもよいことは、当業者に容易に理解されよう。）ダッシュボードは、１つまたは複数の量水器１００または（後述の）スマートマニホルドによって測定された使用水量のリアルタイムデータおよび履歴データを供給する。
【００５７】
これらのダッシュボードは、居住者が自身の消費履歴およびこれに関連する統計を追跡することを可能にする。また、居住者が、自身の住宅の漏水または凍結にかかわる「健康状態」を確認することもできる。居住者は、ダッシュボードアプリケーションを起動させてログインすると、水消費履歴および公開のまたは地域の格付けの閲覧、水使用分析結果、プロフィールおよび使用一覧のダウンロード、請求書の日付、量および支払い状態による検索、消費データの日付および量による検索、任意の日、週、月または年についての使用状況の比較を行うことができる。
【００５８】
同様に、ダッシュボードは、不動産所有者および管理者が、各消費の詳細を、住宅または住居、地域社会および共用区域ごとに閲覧することを可能にする。また、ダッシュボードは、例えば漏水または凍結についての住居の「健康状態」を表示する。所有者または管理者は、ダッシュボードアプリケーションを起動させてログインすると、使用の詳細の一覧をダウンロードし、入居者に漏水または過剰な消費について（例えば電子メールまたはテキストメッセージで）通知し、個々の入居者（あるいは建物ごとまたは地域社会全体）についての顧客レポートを作成し、地域、州または群単位での使用水量ランキングを閲覧することも可能である。
【００５９】
加えて、スマートウォーターネットワークの管理者が、（測定器およびマニホルドなどの）１つまたは複数の装置をネットワーク上で遠隔管理してもよい。また、前記管理者は、ダッシュボードにアクセスして、地域および地方レベルでの累計消費詳細と、これに関連する、居住者、所有者および不動産管理人が利用可能なダッシュボードのうちの１つまたは複数を監視することが可能である。
【００６０】
ユーザは、ダッシュボードにアクセスするために、図８Ｃに図示されるようなスマートフォン８５０上に表示される適切なアイコン８５２を選択することにより、ダッシュボードアプリまたはプログラムを起動させる。スマートフォン８５０が、短い開始画面（図示せず）を表示した後に、図８Ｄに図示する、最近の水消費、月別の水使用状態、日別の水使用の内訳、（例えばドル単位の）請求金額およびアラート状態を示す複数の表示およびホームダッシュボード８５４のうちの１つをユーザが選択することの可能なメニューバー８６８を表示してもよい。漏水の場合には、ダッシュボード８５４が自動的に建物のメンテナンスを通知するか、信頼できる地域の漏水修理配管工のリストをユーザに提示してもよい。加えて、図８Ｃ−８Ｇに図示するその他のダッシュボードと同様の「ホーム」ダッシュボード８５４を、表示の更新またはユーザ情報の変更に使用してもよい。
【００６１】
ユーザが、図８Ｅに示す消費統計値／履歴ダッシュボード８５６または図８Ｆに示す消費ランキング／格付けディスプレイ８５８を選択して、自身の使用履歴を確認してもよい。これらのダッシュボード８５６および８５８は、ユーザが消費履歴を確認し、使用を比較し、使用レポートをダウンロードすることを可能にする。これらのダッシュボードはまた、社会的ネットワーク、地域、市、郡、州および国ごとのおよびこれらの間での比較および格付けを、流量センサデータから導出された水使用統計値を用いて表示する。これらのダッシュボードはさらに、ユーザがウォーターフットプリントを計算および比較し、水使用データを視覚化し、所与の設備または建物についての使用水量の変動を計算し、低消費および消費の節減に対する報酬を確認することを可能にする。消費ランキング／格付けディスプレイ８５４が、ユーザが（１）自身の消費格付け、節水スコア、シェア格付けまたは総節水量をチェックし、（２）使用および節水をシミュレートすることを可能にしてもよい。
【００６２】
図８Ｇは、料金および使用水量を含めた現在のおよび過去の水道料金を表示する「私の請求書」ダッシュボード８６０の選択を図示したものである。「私の請求書」ダッシュボード８５６は、ユーザが自身の料金を支払うかまたは課金明細をダウンロードすることも可能にする。ユーザは、図８Ｈに示す「私の請求書−課金履歴」ダッシュボード８６２を用いて課金履歴の確認および課金明細の検索を行うことも可能である。
【００６３】
幾つかの場合には、サーバ８００、流体流測定計１００またはスマートマニホルドに、消費者が毎月使うと予想される金額（ドル）が予めロードされ、予算額が通知されていてもよい。例えば、「私の請求書」ダッシュボード８５６が、予算額および残高を表示してもよい。プリペイド式の携帯電話で利用可能時間が繰り越されるのと同様に、金額が次月に繰り越されてもよい。ダッシュボード８５６が、ユーザが自身の残高を増減させることを可能にしてもよい。水道会社または不動産所有者に入金された前払い金を、消費者の使用料金の支払いに充当してもよい。
【００６４】
本発明の流れ感知計およびダッシュボードは、キャップアンドトレード方式の排出量取引制度に類似した水クレジット取引（ｗａｔｅｒ  ｃｒｅｄｉｔｓ  ｔｒａｄｉｎｇ）も可能にする。水道料金は、段階的な使用料金制度に基づいている。消費者は、自身の消費を認識し、より低い価格帯で当月あとどれだけ消費可能かを知っていれば、より高い価格帯に到達しそうになっている人または会社に、より低い価格帯で使用可能な水を売却することを選択できる。使用水量および残量を即時に知ることができることで、消費者は、低価格帯での使用水量を、より使用水量の多い消費者に前記低価格帯で売却することが可能となり、また、消費者が、節水分をより使用水量の多い消費者に売却したことに対して、さらなる報酬を受け取ることも可能となる。より使用水量の多い消費者は、水道会社から課金されるより高い価格帯と比較してより低い価格で、使用可能水量を購入することができる。使用水量を知ることで、節水が促され、節水した者はより多くの報酬を得ることになるであろう。公益事業者、不動産所有者および不動産管理者も、消費水量が全体として抑えられることで恩恵を享受することができる。取引が都市レベルで公に行われてもよいし、集合住宅やショッピングモールなどのような雑居ビルで、同じ建物内の入居者間で私的に水クレジット取引が行われてもよい。
【００６５】
本発明のダッシュボードが、使用水量を抑えるための助言および配管の状態に関する警告を与えてもよい。例えば、本発明のダッシュボードが、食器洗い機やその他の機器の設定を変更することによる節水の指示を行ってもよい。本発明のダッシュボードが、ユーザに対し、特定の機器または設備が動作不良を起こしているか、点検の時期であることを通知し、ユーザ、所有者または建物管理者に対して対応する点検警告を与えてもよい。さらに、本発明のダッシュボードを、使用履歴データの照会および確認や、配管や機器等の点検・交換時期の予測に用いてもよい。
【００６６】
本発明のダッシュボードが、漏水、配管の凍結、浸水、機器の動作不良およびその他の整備を要する状態による流れの変化をユーザに知らせて警告してもよい。流量センサを有するマニホルドを、例えば集合住宅の空室での水の無断使用を検出するのに用いてもよい。ダッシュボードが、氷点下の気温などの損傷をもたらすおそれのある状況を、水使用データとその他の情報源からのデータとの組み合わせによって予測してもよい。流量データが火災、浸水またはその他の供給の混乱を示している場合には、プロセッサが、無線インターフェースを介して、消防署、緊急サービス、不動産所有者、公益事業者および／または保険会社に警告を送信してもよい。
【００６７】
流量センサ内蔵マニホルド
本発明のその他の実施例には、建物内の各配管装置を監視し、漏水または凍結状態を検出した場合に個々の系統を制御することの可能なスマートウォーターマニホルドが含まれる。スマートマニホルドの一実施例が、屋内での使用と屋外での使用とを区別可能であることにより、外部潅水および使用メータが不要であってもよい。上述の流体流測定計と同様に、顧客の消費知識を向上させて水の有効利用を図るスマート流体測定システムにスマートマニホルドを結合するか、またはその一部としてもよい。スマートマニホルド（およびスマート流体流測定計）を用いることで、公益事業者およびその顧客は、無駄なまたは漏れを生じている装置を遠隔操作で使用不可能とし、使用データを行動経済学的な観点から視覚化し、装置レベルでの現在のおよび過去の水使用情報に（即時に）アクセスし、自身の使用状況を、地域、市および州内の同様の建物での使用状況と比較し、自身の屋内および屋外での水の使用を比較し、水使用に関する警告、メッセージおよび通知を設定および受信することが可能である。
【００６８】
スマートマニホルド配管システムは、家屋、集合住宅、ショッピングモールまたはその他の構造物内の異なる複数の部屋および／または設備に水を分配する少なくとも１つのマニホルドを用いて、冷水および温水の配給を制御する。（集合住宅などのより大きな構造物が、例えば住居ごとに１つのマニホルドなどの複数のマニホルドを有してもよい。）スマートウォーターマニホルドの一実施例が、少なくとも１つの流入口と、２つまたはそれ以上の流出口とを有する内腔を規定するポリエチレン、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）または銅管から形成されていてもよい。幾つかの場合には、単一のスマートマニホルドが、それぞれ別の温水および冷水マニホルドチャンバ（内腔）を介して温水および冷水の双方を分配してもよく、また別の場合には、スマートマニホルド配管システムが、それぞれ別の温水および冷水スマートウォーターマニホルドを有してもよい。いずれの場合にも、冷水は水道本管または上水道管から対応する冷水マニホルドまたはマニホルドチャンバに入り、温水は、水道本管または上水道管から給水される温水器から対応する温水マニホルドまたはマニホルドチャンバに入る。水道本管、上水道管または温水器は、マニホルド内の水圧を維持する。アクセスを容易にするために、建設中にスマートマニホルドを温水器の近くに設置してもよい。
【００６９】
各スマートマニホルド（またはマニホルドチャンバ）は、架橋ポリエチレン（ＰＥＸ）管または任意のその他のねじれずに屈曲可能な管などのフレキシブル管に接続する複数の出水口（出口）を有する。ＰＥＸ管を、配管技術の分野で公知の迅速継手を介してマニホルド出水口に接続してもよい。前記管は、水をマニホルドからシンク、食器洗い機、シャワー、浴槽、トイレおよび洗濯機などの個々の器具まで運ぶ。各出口に、配管の破断や器具が修理中であるなどの場合に特定の器具に水が流れないようにするための仕切弁が設けられていてもよい。仕切弁を、例えば出水口に組み込まれた流量センサによって収集された流量データに応答して、手動でまたは自動で制御してもよい。マニホルド出水口の数と大きさ、継手の種類、仕切弁の種類および管の種類と大きさは、特定の設備によって異なり、また特定の構造物によって異なってもよい。
【００７０】
スマートウォーターマニホルドおよび管の設置後は、前記スマートウォーターマニホルド内の流量センサを、前記構造物内の器具への水の流れを監視するように作動させることが可能である。スマートウォーターマニホルドの複数の実施例では、各出水口が、超音波流量センサまたはインペラ式流量センサであってもよい専用の流量センサを有する。別の任意の流量センサが、上水道管または温水器からマニホルドの入水口を介して前記マニホルドに入る水を測定してもよい。
【００７１】
図９は、水道本管、上水道管または温水器に結合可能な入水口９１０を備えたウォーターマニホルドの一実施例９００を図示したものである。水が入水口９１０を介してマニホルド９００に入り、それぞれが任意の迅速継手を介して（ＰＥＸ管などの）管に接続可能な対応する複数の出水口９２０を介して、マニホルド９００から異なる複数の部屋／器具へと流出する。前記複数の出水口９２０のうちの少なくとも１つが、当該出水口から流出する水の流量を測定する組み込み型流量センサを有する。（入水口９１０も流量センサを有してもよい。）入水口９１０および出水口９２０が、マニホルド９００への水の出入りを制限するかまたは止める仕切弁を有してもよい。
【００７２】
好適なセンサには、（例えば図１Ａ−１Ｃに示す流体流測定計１００における）超音波センサ９３０、ローレンツ力センサ９４０およびインペラセンサ９５０が含まれる。図示した実施例においては、ローレンツ力センサ９４０が、水の流れに沿って、即ち出水口によって規定される出口内腔内に配置された磁界発生源９４２を有する。磁界発生源９４２を通過して流れる水中の荷電粒子が、流量によって変化する電界を生じさせる。出口内腔の両側の電極９４４および９４６が、流量を表す電界の変化を感知する。例示するインペラセンサ９５０が、水の流れに沿って、即ち出水口によって規定される出口内腔内に配置されたインペラブレード９５２を有してもよい。インペラを通過して流れる水が、インペラを水の流量に比例した速度でスピンさせる。別のインペラセンサが、当業で周知の容積式、円板型、複箱型、タービン式などのオプションを有してもよい。
【００７３】
各流量センサが、図９に示す２つの（薄膜状のまたは円板型の）圧電トランスデューサ、即ち高周波バーストまたはパルスを出水口に送信する送信トランスデューサ（ＴＸ）９１０ａと、前記パルスが反射されたものを、ある時間が経過した後に検出する受信トランスデューサ（ＲＸ）９１０ｂとを有する超音波通過時間流量計であっても、またはこれを有してもよい。（図４Ａは、送信および受信されたパルスの例をグラフ化したものである。）パルスを、上流方向、下流方向または上流方向と下流方向とに交互に送信してもよい。上流方向に送信すると、流量を増加させた場合に、流れなし状態と比較して遅れが大きくなり、下流方向に送信すると、流量を増加させた場合に、流れなし状態と比較して進みが大きくなる。流量センサに作用可能に結合されたプロセッサが、反射されたパルスが所定のしきい値と交差する時点を測定するか、または反射されたパルスと所定の限界との相関性を計算し、得られた相関波形の極大値の時間的な配置を見出すことによって、反射されたパルスの戻り時間を求める。流量と到着時間の遅延との関係は、対象の流量（例えば毎分約０ガロンから毎分約１ガロン、毎分約４分の１ガロン、毎分約２分の１ガロン、毎分約４分の３ガロンの範囲内など）で線形である。
【００７４】
あるいは、送信トランスデューサが連続波（ｃｗ）信号を発し、前記ｃｗ信号が遅延したものを受信トランスデューサが検出してもよい。プロセッサが、前記送信されたｃｗ信号と前記受信されたｃｗ信号との間の位相差または位相遅延の差を測定することによって、流量を求める。
【００７５】
結論
上述のシステムが、これらの要素のうちの任意の一つまたはそれぞれを備えてもよく、またこれらの要素が単体の機械に設けられてもよいし、幾つかの実施例においては、分散システム内の複数の機械に設けられてもよいことが理解されるべきである。加えて、上述のシステム、機械およびエンジンが、１つのまたは複数の製造物品上またはその中に実装される１つまたは複数のコンピュータ読取り可能なプログラムまたは実行可能な命令として設けられてもよい。前記製造物品が、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、フラッシュメモリカード、ＰＲＯＭ、ＲＡＭ、ＲＯＭまたは磁気テープであってもよい。一般には、前記コンピュータ読取り可能なプログラムを、ＬＩＳＰ、ＰＥＲＬ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、ＰＲＯＬＯＧまたはＪＡＶＡ（登録商標）などの任意のバイトコード言語などのいかなるプログラミング言語で実装してもよい。前記ソフトウェアプログラムまたは実行可能な命令を、１つまたは複数の製造物品上またはその中にオブジェクトコードとして記憶してもよい。
【００７６】
本願ではフロー図を使用するが、フロー図の使用は動作の実行順序を限定することを意味するものではない。本願に記載の主題が、異なる別の要素の中に含まれる、または異なる別の要素と接続された要素を示している場合がある。そのような構成は単に例示的なものにすぎず、実際には、同じ機能を実現する数多くの他の構成を実施可能であることが理解されるべきである。概念上は、同じ機能を実現する複数の要素からなるいかなる装置も、前記所望の機能が実現されるように有効に「関連している」。従って、特定の機能を実現するように組み合わされたいかなる２つの要素も、構成または中間要素にかかわらず、前記所望の機能が達成されるように相互に「関連している」とみなすことが可能である。同様に、そのように関連しているいかなる２つの要素も、前記所望の機能を達成するように相互に「作用可能に接続」または「作用可能に結合」されているとみなすことが可能であり、また、そのように関連しているいかなる２つの要素も、前記所望の機能を達成するように相互に「作用可能に結合可能」であるとみなすことが可能である。作用可能に結合可能であることの具体的な例には、物理的に嵌合可能なおよび／または物理的に相互作用する要素並びに／あるいはワイヤレスに相互作用可能なおよび／またはワイヤレスに相互作用する要素並びに／あるいは論理的に相互作用するおよび／または論理的に相互作用可能な要素が含まれるが、これらに限定されることはない。
【００７７】
本明細書で用いられる実質的にいかなる複数形のおよび／または単数形の用語についても、当業者は、文脈および／または用途に応じて適宜、複数形を単数形に、および／または単数形を複数形に置き換えることが可能である。本明細書では、様々な単数形／複数形の置き換えを、明確化を目的として明示しうる。
【００７８】
一般的に、本明細書および、特に（添付の請求の範囲の要部などの）添付の請求の範囲内で使用される用語は、（例えば「を含んでいる」という用語は「を含んでいるがこれに限定されることはない」と解釈されるべきであり、「を有する」という用語は、「を少なくとも有する」と解釈されるべきであり、「を含む」という用語は「を含むがこれに限定されることはない」と解釈されるべきであるなどの）「非限定的な」用語として意図されていることが当業者に理解されよう。さらに、請求項の記載の導入部において特定の数を意図する場合には、そのような意図は当該請求項中に明確に記載され、そのような記載がない場合は、そのような意図も存在しないことが当業者には理解されるであろう。理解を促すために、例えば、後続の添付の請求の範囲では、「少なくとも１つの」および「１つまたは複数の」といった導入句を使用し、請求項の記載を導入することがある。
【００７９】
しかし、このような句を使用するからといって、「ａ」または「ａｎ」といった不定冠詞により請求項の記載を導入した場合に、たとえ同一の請求項内に、「１つまたは複数の」または「少なくとも１つの」といった導入句と「ａ」または「ａｎ」といった不定冠詞との両方が含まれるとしても、当該導入された記載を含む特定の請求項が、当該記載事項を１つのみ含む例に限定されるということが示唆されると解釈されるべきではない（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は、通常は、「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」を意味すると解釈されるべきである）。定冠詞を使用して請求項の記載を導入する場合にも同様のことが当てはまる。さらに、請求項の記載の導入部において特定の数が明示されている場合であっても、そのような記載は、通常、少なくとも記載された数を意味するように解釈されるべきであることは、当業者には理解されるであろう（例えば、他に修飾語のない、単なる「２つの記載事項」という記載がある場合、この記載は、少なくとも２つの記載事項、または２つ以上の記載事項を意味する）。
【００８０】
さらに、「Ａ、ＢおよびＣなどのうち少なくとも１つ」に類する表記が使用される場合、一般的に、そのような構造は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、ＢおよびＣのうち少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、および／またはＡとＢとＣの全て、などを有するシステムを含むがこれに限定されない）。また、「Ａ、ＢまたはＣなどのうち少なくとも１つ」に類する表記が使用される場合、一般的に、そのような構造は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、ＢまたはＣのうち少なくとも１つを有するシステム」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、および／またはＡとＢとＣの全て、などを有するシステムを含むがこれに限定されない）。
【００８１】
さらに、２つ以上の選択可能な用語を表す実質的にあらゆる離接語および／または離接句は、説明文内であろうと、請求の範囲内であろうと、または図面内であろうと、それらの用語のうちの１つ、それらの用語のうちのいずれか、またはそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には理解されるであろう。例えば、「ＡまたはＢ」という句は、「Ａ」または「Ｂ」または「ＡおよびＢ」の可能性を含むことが理解されよう。
【００８２】
上述の例示的な実施例の説明は、例示及び説明の目的でなされたものである。開示された通りの形式を網羅するかまたはこれに限定することは意図されておらず、様々な修正および変更を、上述の教示に照らして、または開示した実施例を実践することで行うことが可能であってもよい。本発明の範囲は、添付の請求の範囲およびこれらの等価物によって規定されることを意図されている。
【００８３】
本発明を特定の実施形態について特に図示及び説明してきたが、その形態及び詳細を、以下の請求の範囲に規定される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々に変更可能であることが、当業者に理解されるべきである。例えば、本明細書中に開示するマニホルドを、油やガソリンなどの水以外の流体の流量を監視するために使用してもよい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
2014509733.tif 000012
【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
2014509733.tif 000014
【図６Ｂ】
2014509733.tif 000015
【図６Ｃ】
2014509733.tif 000016
【図７】
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【図８Ａ】
2014509733.tif 000018
【図８Ｂ】
2014509733.tif 000019
【図８Ｃ】
2014509733.tif 000020
【図８Ｄ】
2014509733.tif 000021
【図８Ｅ】
2014509733.tif 000022
【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
2014509733.tif 000024
【図８Ｈ】
2014509733.tif 000025
【図９】
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【国際調査報告】
2014509733.tif 000027