(57)【要約】  物理的な対象物の寸法を測定するためのシステムおよび方法が開示されている。このシステムおよび方法は、十分な長さの測定器具を備え、その測定器具は、アンテナアレイが基材と一緒に膨張および収縮するような細長い基材の長さに沿って配置されたパッチアンテナアレイを含む。システムはまた、アレイの電気的特性を測定するための診断コンピューティングデバイスをも備え、その電気的特性には、共振周波数、ならびにアレイおよび基材の基準長さに対応する基準電気的特性に対する当該特性の変化が含まれる。したがって、電気的特性の測定された変化、および基準長さに基づいて、診断システムは、測定器具の現在の長さを計算することができる。したがって、開示されたシステムおよび方法は、構造物が、動作中に膨張または収縮するときに、自己較正測定システム、ならびに構造物の寸法を定期的に較正するために、構造物上に配備されることが可能である測定システムを提供することができる。
2021505860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークアナライザに接続するための測定システムであって、
測定器具であって、
ある長さを有する可撓性のある細長いストラップ基材と、
実質的に前記ストラップ基材の長さに沿って延在する可撓性のあるアンテナアレイであって、前記アンテナアレイが、前記ストラップ基材の表面に固定されているか、または前記ストラップ基材内に埋め込まれているかのどちらかであることによって、前記ストラップ基材の圧縮または伸長により、前記アンテナアレイの圧縮または伸長が引き起こされる、アンテナアレイと、を含む、測定器具を備え、前記アンテナアレイが、
少なくとも１つの列内に配置された複数の相互接続されたパッチアンテナであって、前記複数のパッチアンテナが、前記少なくとも１つの列と平行に延在する給電線に電気的に接続されており、前記給電線は、前記ネットワークアナライザが、入力信号を使って前記アンテナアレイを励振し、共振周波数における前記入力信号に対する前記アンテナアレイの応答に関する電気的パラメータを測定することができるように、前記ネットワークアナライザに合致するインピーダンスで終端するように構成されており、前記アンテナアレイは、測定された前記電気的パラメータが、使用中に前記アンテナアレイの物理的な長さの関数として変化するように構成されている、パッチアンテナ、を含む、システム。
【請求項２】
診断コンピューティングシステムであって、
非一時的コンピュータ可読記憶媒体と、
前記測定器具および前記非一時的コンピュータ可読記憶媒体と電子通信する１つ以上のプロセッサと、
前記非一時的コンピュータ可読記憶媒体に格納された実行可能な命令を含む１つ以上のソフトウェアモジュールであって、前記１つ以上のソフトウェアモジュールが、前記プロセッサによって実行可能であり、かつ
前記アンテナアレイに接続された前記ネットワークアナライザを使用して、前記入力信号を生成して前記アンテナアレイを励振するように、前記プロセッサを構成する励振モジュールと、
前記ネットワークアナライザを使用して、前記入力信号に対する前記アンテナアレイの応答に関する前記電気的パラメータを測定し、測定された前記電気的パラメータを前記非一時的コンピュータ可読記憶媒体内に記録するように、前記プロセッサを構成するパラメータ測定モジュールと、
測定された前記電気的パラメータに基づいて、前記非一時的コンピュータ可読記憶媒体に格納された前記アンテナアレイに関する基準電気的パラメータに対する前記電気的パラメータの変化を計算するように、前記プロセッサを構成するパラメータ分析モジュールであって、前記アンテナアレイに関する前記基準電気的パラメータが、前記アンテナアレイおよび前記ストラップ基材の基準長さに対応する、パラメータ分析モジュールと、
計算された前記電気的パラメータの変化、および前記基準長さに基づいて、前記アンテナアレイおよび前記ストラップ基材の現在の長さを計算するように、前記プロセッサを構成する寸法分析モジュールと、を含む、１つ以上のソフトウェアモジュールと、を含む、診断コンピューティングシステムをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記アンテナアレイが、前記可撓性のあるストラップ基材上に堆積された１つ以上の導電層および１つ以上の誘電材料層によって画定されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記可撓性のあるアンテナアレイおよびストラップ基材アセンブリを備える前記測定器具が、構造物の外側表面に沿って延在および固定されるように構成され、かつ前記表面の膨張または収縮によって、前記ストラップ基材およびアンテナアレイの長さの、対応する様式での膨張または収縮が引き起こされるように、前記構造物の外側表面に適合するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記アンテナアレイが、前記アンテナアレイの既知の基準長さＬに対応する既知の基準共振周波数ｆを有するように、設計されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
各パッチが、同一にサイズ設計され、かつ基材波長の半分（λｓ／２）である共振長Ａを有しており、前記複数のパッチアンテナが、前記基材波長の四分の一（λｓ／４）である長さＣを有するそれぞれの整合部によって、前記給電線に電気的に接続されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
所与の列内の前記複数のパッチアンテナが、前記列の長さに沿って、等間隔に離間されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記アンテナアレイが、パッチアンテナの複数の列を含んでおり、所与の列を画定する前記パッチアンテナが、共通の給電線によって相互接続されており、それぞれの列の前記給電線が、相互接続されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
複数の測定器具であって、各測定器具は、それぞれの高さにおいて貯蔵コンテナの側壁の周りの円周方向に所与の測定器具を延在させることによって、前記所与の測定器具の長さが、前記それぞれの高さにおいて前記貯蔵コンテナの円周に対応するように、円筒形の貯蔵コンテナの外壁上に配備されるように構成されている、複数の測定器具、をさらに備え、
前記寸法分析モジュールが、前記複数の測定器具間のそれぞれの測定器具の前記アンテナアレイに対して計算された前記現在の長さに基づいて、前記貯蔵コンテナの容積を計算するための前記プロセッサをさらに構成する、請求項２に記載のシステム。
【請求項１０】
ネットワークアナライザを使用して貯蔵コンテナの容積を測定するためのシステムであって、前記システムが、
円筒形の貯蔵庫の外壁上に配備されるように構成された複数の測定器具であって、前記複数の測定器具の中の所与の測定器具が、前記外壁上のそれぞれの高さにおいて前記貯蔵コンテナの円周方向側壁の周りに円周方向に延在されていることによって、前記所与の測定器具の長さが、前記それぞれの高さにおいて前記貯蔵コンテナの円周に対応し、前記所与の測定器具が、
ある長さを有する可撓性のある細長いストラップ基材と、
実質的に前記ストラップ基材の長さに沿って延在する可撓性のあるアンテナアレイであって、前記アンテナアレイが、前記ストラップ基材の表面に固定されているか、または前記ストラップ基材内に埋め込まれているかのどちらかであることによって、前記ストラップ基材の圧縮または伸長により、前記アンテナアレイの圧縮または伸長が引き起こされる、アンテナアレイと、を含み、前記アンテナアレイが、
少なくとも１つの列内に配置された複数の相互接続されたパッチアンテナであって、前記複数のパッチアンテナが、前記少なくとも１つの列と平行に延在する給電線に電気的に接続されており、前記給電線は、前記ネットワークアナライザが、入力信号を使って前記アンテナアレイを励振し、共振周波数における前記入力信号に対する前記アンテナアレイの応答に関する電気的パラメータを測定することができるように、前記ネットワークアナライザに合致するインピーダンスで終端するように構成されており、前記アンテナアレイは、測定された前記電気的パラメータが、使用中に前記アンテナアレイの物理的な長さの関数として変化するように構成されている、パッチアンテナを含む、複数の測定器具と、
診断コンピューティングシステムであって、
非一時的コンピュータ可読記憶媒体と、
前記所与の測定器具、および前記非一時的コンピュータ可読記憶媒体と電子通信する１つ以上のプロセッサと、
前記非一時的コンピュータ可読記憶媒体に格納された実行可能な命令を含む１つ以上のソフトウェアモジュールであって、前記１つ以上のソフトウェアモジュールが、前記プロセッサにより実行可能であり、かつ、
前記アンテナアレイに接続された前記ネットワークアナライザを使用して、前記入力信号を生成して前記アンテナアレイを励振するように、前記プロセッサを構成する励振モジュールと、
前記ネットワークアナライザを使用して、前記入力信号に対する前記アンテナアレイの応答に関する前記電気的パラメータを測定し、測定された前記電気的パラメータを前記非一時的コンピュータ可読記憶媒体内に記録するように、前記プロセッサを構成するパラメータ測定モジュールと、
測定された前記電気的パラメータに基づいて、前記非一時的コンピュータ可読記憶媒体に格納された前記アンテナアレイに関する基準電気的パラメータに対する前記電気的パラメータの変化を計算するように、前記プロセッサを構成するパラメータ分析モジュールであって、前記アンテナアレイに関する前記基準電気的パラメータが、前記アンテナアレイおよび前記ストラップ基材の基準長さに対応する、パラメータ分析モジュールと、
計算された前記電気的パラメータの変化、および前記基準長さに基づいて、前記アンテナアレイおよび前記ストラップ基材の現在の長さを計算するように、前記プロセッサを構成する寸法分析モジュールであって、前記寸法分析モジュールが、前記複数の測定器具の各々の計算された前記アンテナアレイの長さに基づいて、前記貯蔵コンテナの容積を計算するように、前記プロセッサをさらに構成する、寸法分析モジュールと、を含む、１つ以上のソフトウェアモジュールと、を含む、診断コンピューティングシステムと、を備える、システム。
【請求項１１】
測定器具を使用して対象物を測定する方法であって、前記方法は、
測定器具を設けることであって、前記測定器具が
ある長さを有する可撓性のある細長いストラップ基材と、
実質的に前記ストラップ基材の長さに沿って延在する可撓性のあるアンテナアレイであって、前記アンテナアレイが、前記ストラップ基材の表面に固定されるか、または前記ストラップ基材内に埋め込まれるかのどちらかであることによって、前記ストラップ基材の圧縮または伸長により、前記アンテナアレイの圧縮または伸長を引き起こす、アンテナアレイと、を備え、前記アンテナアレイが、
少なくとも１つの列内に配置された複数の相互接続されたパッチアンテナであって、前記複数のパッチアンテナが、前記少なくとも１つの列と平行に延在する給電線に電気的に接続されており、前記給電線がネットワークアナライザに接続されるように構成されている、パッチアンテナ、を含み、
前記アンテナアレイが、前記アンテナアレイおよび前記ストラップ基材の基準長さに対応する基準共振周波数を有するように設計されており、前記アンテナアレイは、前記アンテナアレイの共振周波数が、前記アンテナアレイの長さの変化の関数として変化するように構成されている、測定器具を設けることと、
前記測定器具の長さを較正することであって、前記較正するステップが、
前記アンテナアレイに接続されたネットワークアナライザを用いて、前記アンテナアレイを励振する入力信号を生成するステップと、
前記ネットワークアナライザを用いて、前記入力信号に応答して、前記アンテナアレイの共振周波数を測定するステップと、
診断コンピューティングシステムを用いて、前記基準共振周波数に対する測定された前記共振周波数に基づいて、前記共振周波数の変化を計算するステップであって、前記基準共振周波数、ならびに前記アンテナアレイおよびストラップ基材の対応する基準長さが、前記診断コンピューティングシステムにアクセス可能であるデータベース内に格納されている、計算するステップと、
前記診断コンピューティングシステムを用いて、測定された共振周波数の変化、ならびに前記アンテナアレイおよび前記ストラップ基材の基準長さに基づいて、前記アンテナアレイおよび前記ストラップ基材の現在の長さを判定するステップと、を含む、較正することと、を含む、方法。
【請求項１２】
円筒形の貯蔵コンテナの外壁上に前記測定器具を配備することであって、前記測定器具が、それぞれの高さにおいて前記貯蔵コンテナの円周壁の周りに円周方向に延在されていることによって、前記測定器具の長さが、前記それぞれの高さにおいて前記貯蔵コンテナの円周に対応する、配備することと、
前記診断コンピューティングシステムを用いて、前記アンテナアレイおよびストラップ基材の計算された現在の長さに基づいて、前記貯蔵コンテナの容積を計算することと、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記較正するステップが、前記円筒形の貯蔵コンテナ上に前記測定器具を配備する以前および最中のうちの１つ以上において実行され、
測定された前記共振周波数、および初期較正動作中に計算された前記現在の長さに応じて、前記データベース内に格納された前記基準共振周波数および基準長さを更新することと、
前記較正するステップ、および前記貯蔵コンテナの容積を計算する前記ステップを定期的に繰り返すことと、をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定器具に関し、より詳細には、アンテナアレイの物理的な膨張および収縮に起因してシフトする共振周波数を有する可撓性のあるストラップアンテナアレイを含む細長い測定器具に関する。本発明はまた、そのような細長い測定器具の長さを較正し、そのような細長い測定器具を使用して対象物のサイズを測定するための方法に関し、より詳細には、貯蔵タンクの容積を較正するための方法についても関係する。
【背景技術】
【０００２】
石油およびガス産業では、原油製品および精製製品の貯蔵タンクが、炭化水素のサプライチェーンにおいて重要な役割を果たす。これらの貯蔵ユニットの正確な容積を知ることは、タンクに、かつ／またはタンクから製品を移送する場合、重要な役割を果たす。外部および内部条件（すなわち、温度）、ならびに経年変化の結果として、また、液体製品の重量（すなわち、静水圧）の結果としても、タンク容積は、＋／−０．２％ほどだけ変動し得る。２５０，０００バレルの貯蔵タンクについて考察すると、この変動により、容積が、＋／−５００バレル変動することになる。
【０００３】
石油炭化水素の価格が高いため、貯蔵タンクの検量に対して、必須の要件が存在する。保管移送に使用されるタンクは、移送される容積が極めて正確にわかるように（例えば、０．１％未満の誤差で）検量される必要がある。これを実行するために最も一般的に使用される技術は、手動ストラッピング法（ＡＰＩ  ＭＰＭＳ  ２．２Ａ）、光学的方法（光学基準線法ＯＲＬＭ‐ＡＰＩ第２．２Ｂ章、光学三角測量法（ＯＴＭ）‐ＡＰＩ第２．２Ｃ章、電気光学距離測距法（ＥＯＤＲ）‐ＡＰＩ第２．２Ｄ章）、および液体検量（ＡＰＩ標準規格２５５５）である。しかしながら、これらの測定では、誤差を引き起こすことが判明しており、有効でないと考えられている。場合によっては、前述した試験技術は、タンク停止時間（例えば、タンクを空にするか、そうでなければ、タンク動作を一時的に停止すること）を必要とし、この停止時間によって被った損失に対する追加のコストが累積される。さらに、前述した試験技術の多くは、それらがタンクの内部容積にアクセスする必要があり、また、破壊的でもあり得るという点で、侵襲性がある。
【０００４】
タンク検量のための既存方法には、大きな欠点がある。例えば、現在の標準規格を使用すると、検量を実行するのに１〜２日の作業がかかり得る。その結果、貯蔵タンクの検量は、まれにしか実行されず、したがって、タンク内部に貯蔵された、または、タンクにおよびタンクから移送された実際の容積の測定が不正確になり、これは、費用がかかり得る。例えば、従来の検量間の期間は、５年と１５年との間である場合がある。
【０００５】
貯蔵タンクのような大きな構造物の寸法を正確に測定するには、高い精度で知られ、かつ構造物の寸法を測定するために使用される、かなり大きい長さを有する測定器具を必要とする場合がある。しかしながら、既存のかなり大きい長さ（例えば、５０ｍ）の測定器具は、温度が筆頭に挙げられる様々な環境要因によって、物理的な膨張／収縮を経験する可能性がある。したがって、そのような器具を用いて高精度の測定を実行するために、これらの測定装置は、定期的な較正を必要とし得る。さらに、装置の物理的な膨張／収縮はまた、多くの場合、器具の使用中の環境条件に基づいて、数式でも近似される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】D. Redinger, S.Molesa, S.Yin, R.Farschi, V.Subramanian, “An ink-jet-deposited passive component process for RFID”, IEEE Trans.Electron Devices 51,pp.1978-1983 (2004)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
必要とされることは、既存のシステムを使用して測定を実行する効率に関連する制約に対処する測定システムおよび方法である。本明細書でなされた開示が提示するのは、これらおよび他の考察に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様によれば、ネットワークアナライザに接続する測定システムが、開示される。このシステムは、ある長さを有する可撓性のある細長いストラップ基材を含む測定器具を備える。測定器具はまた、実質的にストラップ基材の長さに沿って延在し、かつストラップ基材の表面に固定され得るか、またはストラップ基材内に埋め込まれ得るかのどちらかであることによって、ストラップ基材の圧縮または伸長により、アンテナアレイの圧縮または伸長が引き起こされる、可撓性のあるアンテナアレイをも含む。
【０００９】
より具体的には、アンテナアレイは、少なくとも１つの列内に配置された複数の相互接続されたパッチアンテナを含み、当該複数のパッチアンテナは、少なくとも１つの列と平行に延在する給電線に電気的に接続されている。さらに、給電線は、ネットワークアナライザが、入力信号を使ってアンテナアレイを励振し、共振周波数における入力信号に対するアンテナアレイの応答に関する電気的パラメータを測定することができるように、ネットワークアナライザに合致するインピーダンスで終端するように構成されている。さらに、アンテナアレイは、測定された電気的パラメータが、使用中にアンテナアレイの物理的な長さの関数として変化するように構成されている。
【００１０】
別の態様によれば、ネットワークアナライザを使用して貯蔵コンテナの容積を測定するためのシステムが、提供される。このシステムは、円筒形貯蔵コンテナの外壁上に配備されるように構成された複数の測定器具を備え、複数の測定器具の中の所与の測定器具は、その所与の測定器具の長さが、それぞれの高さにおいてコンテナの円周に対応するように、壁上のそれぞれの高さにおいて貯蔵コンテナの円周方向側壁の周りに円周方向に延在されている。より具体的には、所与の測定器具は、可撓性のある細長いストラップ基材と、実質的にストラップ基材の長さに沿って延在し、ストラップ基材の表面に固定されているか、またはストラップ基材内に埋め込まれているかのどちらかであることによって、ストラップ基材の圧縮または伸長により、アンテナアレイの圧縮または伸長が引き起こされる、可撓性のあるアンテナアレイと、を含む。さらに、アンテナアレイは、少なくとも１つの列内に配置された複数の相互接続されたパッチアンテナを含み、複数のパッチアンテナは、少なくとも１つの列と平行に延在する給電線に電気的に接続される。さらに、給電線は、ネットワークアナライザが、入力信号を使ってアンテナアレイを励振し、共振周波数における入力信号に対するアンテナアレイの応答に関する電気的パラメータを測定することができるように、ネットワークアナライザに合致するインピーダンスで終端するように構成されている。さらに、アンテナアレイは、測定された電気的パラメータが、使用中にアンテナアレイの物理的な長さの関数として変化するように構成される。
【００１１】
また、このシステムは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体、ならびに所与の測定器具およびコンピュータ可読記憶媒体と電子通信する１つ以上のプロセッサを備える。また、１つ以上のソフトウェアモジュールは、記憶媒体に格納され、かつプロセッサにより実行可能である実行可能命令を含む。
【００１２】
より具体的には、ソフトウェアモジュールの中には、アンテナアレイに接続されたネットワークアナライザを使用して、入力信号を生成し、アンテナアレイを励振するように、プロセッサを構成する励振モジュールが、含まれる。ソフトウェアモジュールはまた、ネットワークアナライザを使用して、入力信号に対するアンテナアレイの応答に関する電気的パラメータを測定し、測定された電気的パラメータを記憶媒体内に記録するように、プロセッサを構成するパラメータ測定モジュールをも含む。また、ソフトウェアモジュールの中には、測定された電気的パラメータに基づいて、記憶装置に格納されたアンテナアレイに関する基準電気的パラメータに対する電気的パラメータの変化を計算するように、プロセッサを構成するパラメータ分析モジュールをも含まれ、アンテナアレイに関する基準電気的パラメータは、アンテナアレイおよびストラップ基材の基準長さに対応する。さらに、ソフトウェアモジュールはまた、電気的パラメータにおける計算された変化、および基準長さに基づいて、アンテナアレイおよびストラップ基材の現在の長さを計算するように、プロセッサを構成する寸法分析モジュールをも含む。この寸法分析モジュールはまた、複数の測定器具の各々のアンテナアレイの計算された長さに基づいて、貯蔵コンテナの容積を計算するように、プロセッサをも構成する。
【００１３】
別の態様によれば、測定器具を使用して対象物を測定する方法が、開示される。この方法は、ある長さを有する可撓性のある細長いストラップ基材と、実質的にストラップ基材の長さに沿って延在する可撓性のあるアンテナアレイと、を含む測定器具を設けるステップを含む。より具体的には、アンテナアレイは、ストラップ基材の表面に固定されているか、またはストラップ基材内に埋め込まれており、それによってストラップ基材の圧縮または伸長により、アンテナアレイの圧縮または伸長が引き起こされる。さらに、アンテナアレイは、少なくとも１つの列内に配置された複数の相互接続されたパッチアンテナを含み、複数のパッチアンテナは、少なくとも１つの列と平行に延在する給電線に電気的に接続されており、給電線は、ネットワークアナライザに接続されるように構成される。さらに、アンテナアレイは、アンテナアレイおよびストラップ基材の基準長さに対応する基準共振周波数を有するように設計されており、アンテナアレイは、アンテナアレイの共振周波数が、アンテナアレイの長さにおける変化の関数として変化するように構成される。
【００１４】
この方法はまた、測定器具の長さを較正するステップをも含む。より具体的には、この較正するステップは、アンテナアレイに接続されたネットワークアナライザを用いて、アンテナアレイを励振する入力信号を生成することと、次いでネットワークアナライザを用いて、入力信号に応答してアンテナアレイの共振周波数を測定することを含む。さらに、較正するステップはまた、診断コンピューティングシステムを用いて、基準共振周波数に対する測定された共振周波数に基づいて、共振周波数における変化を計算することをも含む。特に、アンテナアレイおよびストラップ基材の基準共振周波数および対応する基準長さは、診断コンピューティングシステムにアクセス可能であるデータベース内に格納される。最後に、較正するステップは、診断コンピューティングシステムを用いて、共振周波数における測定された変化、ならびにアンテナアレイおよびストラップ基材の基準長さに基づいて、アンテナアレイおよびストラップ基材の現在の長さを判定することを含む。
【００１５】
これらおよび他の態様、特徴、ならびに利点は、本発明の特定の実施形態の付随する説明、ならびに添付の図面および特許請求の範囲から理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態による、測定システムの典型的な構成を例示するハイレベル図である。
【図２】本発明の１つ以上の実施形態による、パッチアンテナの典型的な設計、および等価回路図を例示する図である。
【図３】本発明の１つ以上の実施形態による、スマートストラップのアンテナアレイの典型的な構成を例示する図である。
【図４】本発明の１つ以上の実施形態による、スマートストラップのアンテナアレイの典型的な構成を例示する図である。
【図５】本発明の１つ以上の実施形態による、スマートストラップのアンテナアレイの典型的な構成を例示する図である。
【図６】本発明の１つ以上の実施形態による、貯蔵コンテナの容積を検量するように構成された典型的な測定システムを例示する図である。
【図７】本発明の１つ以上の実施形態による、測定システムを使用して対象物の物理的な寸法を測定するための典型的な手順を例示するフロー図である。
【図８】本発明の１つ以上の実施形態による、典型的な測定装置を例示する図である。
【図９】本発明の実施形態による、典型的な制御コンピューティングデバイスの典型的なハードウェアおよびソフトウェア構成要素を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
概説および序説として、物理的な対象物の寸法を測定するためのシステムおよび方法が、開示されている。より具体的には、このシステムおよび方法は、細長い基材（「スマートストラップ」または「測定装置」と呼ばれる）の長さにわたって分散したマイクロストリップまたは「パッチ」アンテナのアレイを含む測定器具を含み、その結果、アンテナアレイは、基材と一緒に膨張および収縮するように構成されている。さらに、システムは、アンテナアレイと通信し、共振周波数および反射減衰量などのアンテナアレイの電気的特性を測定するように構成されている診断コンピューティングデバイスを含む。したがって、この診断システムは、アレイに関するベースライン電気的特性に対する共振周波数および反射減衰量の変化を測定し、物理的な寸法（例えば、長さおよび／または幅）におけるアンテナアレイの変化を計算することができる。このため、基材の物理的な寸法における対応する変化を計算することができる。
【００１８】
したがって、スマートストラップおよび分析技術の典型的な構成は、測定されたアンテナアレイの電気的特性に基づいて、その真の長さを正確に自己較正することが可能になる独立型測定器具を設けるように構成され得る。より具体的には、独立型測定器具は、かなり大きい長さ（例えば、長さが５０ｍ）の自己較正測定器具を設けるように構成され得、その測定器具は、器具上の温度および外力をはじめとする様々な環境要因に起因して、物理的な膨張／圧縮を経験し得る。このような器具を用いて高精度の測定を実行するために、環境条件、および想定される材料特性（例えば、基材の材料特性、または基材が取り付けられる構造材料の材料特性）に基づいて長さの変化を近似するのではなく、実質的に測定器具の長さに沿って延在する埋め込まれたパッチアンテナアレイを利用して、アンテナアレイの直接的で物理的な膨張／収縮に基づいて実際の測定器具の長さを自動的に較正することができる。
【００１９】
本明細書に記載された１つ以上のさらなる実施形態によれば、典型的なスマートストラップ装置および分析技術は、一般に形状がおおむね円筒形である大型貯蔵コンテナの容積を検量するためのシステムを提供するように構成される。いくつかの典型的な構成では、コンテナ容積検量システムは、貯蔵コンテナの外面（複数可）の周りに延在し、コンテナの基部からのそれぞれの高さにおいて固定されるように配置された１つ以上のストラップを含み、それによって、「スマートストラップ」のアレイを画定する。診断システムはまた、それぞれのスマートストラップの長さ、または長さの変化の判定を可能にするように、各スマートストラップのアンテナアレイに応答指令信号を送るように構成されることもできる。したがって、互いに対するスマートストラップの配置、および／または測定されたストラップ長さに基づいて、コンテナの物理的な寸法（例えば、コンテナの円周、容積など）は、診断コンピュータによって正確に計算することができる。さらに、コンテナの内部容積は、壁の幾何学的測定値、および壁厚などのコンテナの他の既知の特性に基づいて、検量／測定され得る。いくつかの基本的な構成においては、貯蔵コンテナの容積を検量するためのシステムは、１つのスマートストラップを備える。より複雑な構成においては、システムは、複数のレベル（すなわち、垂直方向の異なる高さ）においてコンテナ上に配置された複数のスマートストラップを備える。その結果、コンテナの二次元マップまたは三次元マップが、幾何学の原理を用いて作り出すことができる。本明細書に開示されるシステムおよび技術はまた、同様に、異なるサイズおよび形状を有する対象物の寸法を較正するために適用することもできることを理解されたい。例えば、典型的な実施形態を使用して、開放もしくは密閉された容器、タンク、および様々なサイズの他のそのようなコンテナまたは導管の長さ、幅、直径、容積等を測定することができる。
【００２０】
図１は、スマートストラップ測定装置１５０および診断コンピューティングシステム１０５を備える典型的な測定システム１００を例示するハイレベル図である。スマートストラップ１５０は、長さＬを有する細長い基材１５５、およびアンテナアレイ１７０を含む。アンテナアレイは、実質的に基材の長さＬに沿って延在することが望ましい。上述のように、基材の長さは、かなり大きく、例えばこれに限定されない、５０ｍなどおおよそ数メートルであるが、より長いまたはより短いスマートストラップを利用することができる。基材およびアンテナ構造体の両方は、測定される構造物の輪郭に適合させるために好適である、または少なくとも破損せずに膨張および収縮するのに好適である、可撓性のあるスマートストラップを提供するように柔軟であることが望ましい。例えば、屈曲可能な基材は、カプトンで作製され得るが、これに限定されない。さらに、基材材料は、例えば、空気のインピーダンスに近い低誘電率を有するように選択され得ることが望ましい。
【００２１】
アンテナアレイ１７０は、マイクロストリップアンテナのアレイを含むことができ、そのアレイはまた、パッチアンテナとも呼ばれる。このアンテナアレイは、基材の表面上に設けられるか、または基材の厚み内部に埋め込まれ得る。さらに、基材および／またはアンテナアレイは、苛酷な環境から保護するために保護材料／ハウジング内にカプセル化されることができることを理解されたい。可撓性のあるアンテナ構造体は、例えば、屈曲可能なカプトン基材上に、１つ以上の、銅などの導電（例えば、金属）材料層、および／または誘電体材料層を堆積させることなどの既知の製造技術を使用して構築され得る。アレイを画定するアンテナは、図２Ｂ〜２Ｃに関連して本明細書でさらに説明されているように、様々な配置における細長い基材の領域全体にわたって分散させることができる。
【００２２】
図１に示すように、スマートストラップ、および、より具体的には、１つ以上のアンテナアレイ１７０は、１つ以上のアンテナアレイの電気的特性、およびアンテナアレイ、したがって基材の物理的な寸法を測定するように構成されている診断コンピューティングシステム１０５に電気的に接続され得る。特に、診断コンピューティングシステムは、例えば、有線接続およびＢＮＡコネクタ（図示せず）によってアンテナアレイ１７０に接続されているネットワークアナライザ１１５を含み得る。さらに、診断コンピューティングシステムはまた、制御コンピュータ１１０も含むことができ、その制御コンピュータは、ネットワークアナライザ１１５に／から情報を受信／送信することができるデータ処理装置である。加えて、本明細書にさらに記載されているように、制御コンピュータは、他のコンピューティングデバイスと通信し、電子情報を格納し、そのような情報を処理して、例えば、アンテナアレイおよびスマートストラップの長さを測定するようにさらに構成され得る。診断コンピューティングシステム１０５の構成要素（例えば、制御コンピュータ１１０およびネットワークアナライザ１１５）は、単一のシステムとして、または複数の別個の装置を使用して、実現することができることを理解されたい。
【００２３】
ネットワークアナライザは、市販されており、当技術分野では、周知である。ネットワークアナライザ１１５は、ＳＮＡタイプ（すなわち、スカラーネットワークアナライザ）、および／またはＶＮＡタイプ（すなわち、ベクトルネットワークアナライザ）、または他の好適なネットワークアナライザシステムのであってもよい。ＳＮＡは、通常、大きさに関する測定値を測定するために使用され、ＶＮＡは、通常、位相および大きさの両方に関する測定値を測定するために使用される。ネットワークアナライザ１１５は、アンテナアレイを励振し、アンテナアレイの出力信号を測定するように構成されることが望ましい。特に、ネットワークアナライザは、アンテナアレイとの従来の接続を通じて、共振周波数、反射減衰量等を含む、アンテナアレイの様々な電気的特性を測定することができる。より具体的には、ベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）は、伝搬する電力信号の関連する複素数の実数部および虚数部を測定することによって、ネットワーク／回路の入射および反射信号の大きさおよび位相を定量化するための電力マトリクスである散乱パラメータ（Ｓパラメータ）の大きさおよび位相を測定することができる。一方のポートに電力信号を入射する場合、当該信号のうちの一部が、入射ポートから反射して戻り、そのうちのいくつかが入射ポートに入り、次いで他のポートのいくつか、または一部において出るかまたは散乱する（増幅または減衰され得る）。アンテナの用途の場合、反射減衰量は、ＶＮＡを使用して測定されるメインパラメータのうちの１つである。反射減衰量は、伝送給電線における不連続回路（この場合は、アンテナ）によって戻される／反射される信号の電力損失である。この不連続性は、線路内に挿入された終端負荷との不整合であり、デシベル（ｄＢ）で表す比として記述することができる。
【００２４】
アンテナアレイの物理的および電気的寸法は、互いに結び付けられており、その結果、物理的寸法の変化は、アンテナアレイの電気的長さに直接かつ敏感に影響を及ぼし、その電気的長さは、共振周波数の変化として知覚される。アンテナアレイは、例えば、共振周波数２．４ＧＨｚにおいて動作するように設計され得るが、共振は、使用中に設計周波数からシフトする場合がある。このシフトは、中心周波数からの正のシフト（すなわち、より高い周波数／より短い波長へ）、または負のシフト（すなわち、より低い周波数／より長い波長へ）であり得る。周波数シフト現象は、パッチの寸法がより短くまたはより長く見える電気的効果を有するアンテナの周りに生じるフリンジングフィールドに依る。共振周波数のシフトは、アンテナアレイの寸法と大きく関係している。したがって、基材の寸法の物理的変化が、言わば、基材が取り付けられている対象物の長さの変化に起因して、アンテナアレイの物理的寸法の変化を誘発し、アレイの電気的挙動（例えば、共振周波数）に直接影響を及ぼし得る。
【００２５】
パッチアンテナは、平面印刷アンテナとして分類される。他のタイプのアンテナ（双極子アンテナなど）の中では、パッチアンテナは、多くの無線通信システムおよびアプリケーションにおいて最も一般的で適応性のあるアンテナであると考えられている。これは、他の電子回路との一体化の容易さ、効率の高い放射特性、設計の容易さ、パラメータ制御の容易さ、ならびに低コストの生産および製造特性を含む、パッチアンテナに関連する多くの利点によるためである。その名称は、印刷されたアンテナ導電層の形状に由来している。パッチは、矩形、円形、または環状リングとすることができる。平面パッチアンテナを設計することによって、かさばるサイズ、ならびに高速移動車両、ミサイル、および飛行機の空気力学上の要件との非適合性などの、他のアンテナの望ましくないいくつかの特徴を回避することができる。これにより、印刷された平面アンテナは、この種の使用方法に理想的である。パッチアンテナは、他のアンテナ設計を凌駕する利点を有する。それらの利点には、パッチアンテナの平面構造に主な理由があり、平面構造は、印刷技術を使用して容易に生産し得、モバイル無線通信および携帯電話で使用される他の回路要素と一緒に一体化することができる。このタイプのアンテナの最も重要な欠点は、アンテナが、給電線における抵抗損失に加えて、放射パッチと接地面との間のわずかな離隔に起因して、他のタイプと比較して、ほんのわずかのＲＦ電力しか処理することができないという事実である。また、パッチアンテナの帯域幅は、比較的に狭い。
【００２６】
本開示の実施形態のうちの１つ以上による単一のパッチアンテナの典型的な構造体および設計が、図２に例示されている。パート「ａ）」は、パッチアンテナ設計パラメータを示し、パートｂ）は、等価回路図を例示しており、ここで、ＺＲは、放射抵抗を表し、Ｚｆｅｅｄは、５０Ω給電線である。アンテナの長さ（Ａ）は、半波長伝送線路として表され得る。
【００２７】
この構造体は、金属蒸着した導電性パッチ２０５、導電性パッチが支持されている誘電体基材２１０、および接地平面２１５から成る。パッチは、接地平面に対する平面内のマイクロストリップ給電線２２０、またはパッチの底部から接続された同軸プローブ（図示せず）を使用するなど、様々な給電方法を用いて給電され得る。例示されたパッチ２０５において、四分の一波長部分が、放射パッチを５０Ω給電線に合致させ、例えば、下流側の機器（例えば、ネットワークアナライザ）に接続するために、ＢＮＣまたは他のコネクタとの電気的に適切である結合を提供する。
【００２８】
コスト、性能、および機械的特性などのいくつかの現実的な考慮事項があり、これらは、基材のタイプを選ぶ際に考慮に入れることができる。低比誘電率または高比誘電率の材料が、必要とされる用途に応じて使用され得る。可撓性および温度依存性などの基材の機械的特性は、可撓性のあるプラスチック電子機器にとって重要な考慮事項に含まれる。誘電体基材は、放射パッチに負荷を与えるため、アンテナのパターンは、部分的に、支持誘電体２１０の誘電体負荷の関数である。
【００２９】
アンテナは、電流を電波に変換することによって機能する。展張アンテナでは、放射を作り出すために、導電性媒体内の電荷の運動を加速／減速するための電流が、時間的に変化する。よって、電荷の加速／減速を作り出すためには、不連続性、湾曲、または終端という回路の特徴が必要である。パッチアンテナでは、放射は、放射パッチと接地面との間に見出される電磁界分布から決定される。言い替えると、放射メカニズムは、パッチ上の表面電流分布の観点から説明され得る。
【００３０】
［単一パッチアンテナの動作原理］
パッチ２０５へのエネルギー給電により、パッチの上面および下面の上、ならびに接地面２１５の表面上に電荷分布を作り出すことになる。これらの電荷の移動により、対応する電流密度、および生成される磁界強度を作り出す。アンテナの長さは、アンテナの物理的な寸法を調整（変更）することによって、アンテナを共振させるように設計されていることが望ましい。特定の物理的寸法を有する任意のアンテナは、特定の周波数において共振することになる。このため、アンテナは、伝送される周波数などの所望の周波数に調整することができる。スペクトラムアナライザ（例えば、アナライザ１１５）を使用して、様々な周波数における受信電力を測定し、そして最小損失を有する周波数または周波数領域を特定することによって、アンテナの最適な整合（調整）周波数を識別することができる。
【００３１】
回路理論の観点からの共振に関する電気的定義は、誘導性リアクタンスおよび容量性リアクタンスが互いに打ち消し合う周波数であり、したがって、この周波数において、アンテナは、純粋に抵抗性であり、損失抵抗および放射抵抗の混合である。
【００３２】
周波数シフトは、敏感なメカニズムである。共振周波数のシフトは、アンテナの長さと関係しており、次式に従う。
【数１】
2021505860.tif 000003
【００３３】
長さがλ／２の共振構造体は、線路の電気的長さを半波長にする周波数において共振することを示すことになる。ここで、線路に沿った伝搬速度が減少すると（これは、線路に沿った波長が、所与の周波数において減少することを意味する）、そのとき、共振周波数は、減少することになる。共振周波数の減少率は、伝搬速度（ｖｐ）の減少率に等しくなければならない。なぜならばｖｐ＝ｆλだからである。
【００３４】
パッチアンテナは、基材に垂直である方向（側面方向）に最大放射を生成し、放射エネルギーが基材の表面に沿って（端部発射方向）見出され得ないことが、理想的である。パッチは、４つの開放された側壁矩形共振キャビティ（基材材料で充填されている）と見なすことができ、これらの壁からのフリンジングフィールドは、アンテナ装置内の放射メカニズムに影響を及ぼす電磁界である。フリンジングフィールドの制限により、この種のアンテナの場合、帯域幅を低下させる可能性がある。
【００３５】
パッチ下の領域は、電磁エネルギーが誘導および結合される２つの側面共振キャビティを有する開回路のように振る舞う。この結合されたエネルギーの一部が、空間中に漏洩（放射）し、こうして放射メカニズムが作り出される。
【００３６】
最も重要なことは、アンテナのサイズであることから、アンテナの長さは、あたかも、その長さが長くなるように電気的に振る舞い、伝搬波を減速させる。一般に、回路の静電容量と周波数の関係の観点から考察されたとしても、周波数は、静電容量が大きいと低下し、重要な役割を果たす。次の式は、ＬＣ回路の周波数依存性を示しており、回路内の容量性素子の存在により、周波数に直接影響を及ぼすことになり、静電容量を増やすことによって、周波数は、低下する。
【数２】
2021505860.tif 000004
【００３７】
つまり、パッチ寸法が変化する場合、静電容量も、同様に影響を受け、このことが、上述した物理的影響と同様の形で共振周波数に直接影響を及ぼすことになる。
【００３８】
［単一パッチアンテナの典型的な設計］
アンテナパッチ２０５の縁端部において、インピーダンスは、通常高く（例えば、４００Ω）、パッチと代表的な５０Ω給電線２２０との間に整合ネットワークが設けられて、インピーダンス不整合を回避している。アンテナパッチ２００の典型的な設計では、四分の一波長変換器部分２２５は、入力インピーダンスを特定の給電線２２０（例えば、５０Ω線路）に変換するための整合ネットワークを構成することができる（すなわち、給電線における入力インピーダンスＺｉｎは、５０Ωであるように見えることになる）。
【００３９】
パッチを設計する際、特定の周波数で所望の共振条件（共振、設計、または中心周波数ｆｃ）を達成するために考慮され得るいくつかの重要な長さがある。図２において、パッチ２０５は、構造体を共振させ、λ／２双極子アンテナのように挙動させる半基材波長（λｓ／２）であることが望ましい長さＡを有する。ただし、パッチの幅Ｂは、必須ではないが、例えば、その幅は、対称的な寸法の場合、Ａと同じ（すなわち、Ｂ＝Ａ）とすることができる。図２はまた、前方給電配置（それぞれ、長さＣおよびＤを有する部分２２５および２２０）を有するアンテナ２００をも示しており、その前方給電配置は、基材の上部の上の同じ側から給電されるパッチを有する。上記のように、パッチと給電線との間の整合部分２２５（長さＣを有する）は、パッチにおける高インピーダンス点を５０Ω給電線に整合させるように設けられ得る。整合ネットワークは、λｓ／４の長さＣを有する。次の式は、設計情報、ならびに長さＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤの計算を説明しており、非特許文献１から採用されている。
【００４０】
Ａ＝パッチの共振長。それは、半基材波長（λｓ／２）であることが望ましい。ただし、フリンジング効果（開放端効果）は、パッチの各端部においてその効果を差し引くことによって考慮されるべきである。このため、実際の長さは、以下のように表すことができる。
【数３】
2021505860.tif 000005
ここで、ｌｏｅは、等価的な開放端効果の長さである。基材波長は、以下のように表すことができ、
【数４】
2021505860.tif 000006
ここで、εｒは、カプトン基材の誘電率を表し、εｒ、ａｉｒ＝１である。
【００４１】
さらに、上記のように、特定の設計では、
Ｂ＝Ａ      （８）
およびＣ＝λｓ／４、四分の一波長整合変換器の長さである。この部分は、以下の数式で表される給電インピーダンスおよびパッチ放射抵抗（Ｒパッチ）と整合する変換器インピーダンスＺ０を有する。
【数５】
2021505860.tif 000007
【００４２】
最後に、長さＤを有する部分２２０は、５０Ω給電インピーダンスであり、ＳＭＡ（これは、超小型バージョンＡを表す）同軸ＲＦコネクタの取り付けを可能にするのに十分長くなるように選択され、ＡＣ信号を導入するためのものである。
【００４３】
前述の説明は、単一パッチの長さの増大が、単一パッチアンテナの共振にどのように影響を及ぼし得るかを説明しているが、この概念は、それぞれ同じ寸法を有することが望ましい複数のパッチを含むアンテナにも同様に適用する。より具体的には、アンテナアレイ内のパッチの数を増やすことは、一般に共振周波数に影響を及ぼすことはないが、指向性および利得の改善に関するアンテナ性能全体を高めることになる。ただし、利得および指向性は、アンテナアレイ内の物理的変化を検出する際には、必ずしも重要なパラメータではない。
【００４４】
前述のように、診断コンピューティングシステムは、アンテナアレイの周波数シフトを測定し、その周波数シフトをアンテナアレイの物理的な膨張／収縮の変化と相関させるように構成されている。パッチアンテナのうちの１つ以上の寸法に影響を及ぼすどんな膨張または収縮でも、アンテナ全体の測定された共振周波数値に影響を及ぼすことになる。周波数シフトの大きさは、その変化が影響を及ぼすアンテナの寸法の関数として物理的変化の大きさに依存し得る。例えば、小さいパッチの長さの所与の変化は、同じ長さの変化を受けた、より大きいサイズのパッチで生じる周波数シフトよりも、相対的に大きい周波数シフトを生じさせ得る。さらに、得られた寸法が小さいほど、周波数シフトは、より大きくなり、アンテナ寸法が大きいほど、周波数シフトはより小さくなり、「得られた寸法」という用語は、アンテナアレイのうちの１つのパッチ、またはアンテナアレイ全体の引き起こされた物理的な寸法（例えば、複数のパッチの寸法変化の合計）を指し、「得られたより小さい寸法」とは、収縮により生じた物理的寸法の負の変化を指し、「得られたより大きい寸法」とは、膨張により生じた寸法の正の変化を指す。
【００４５】
言い替えると、単一のパッチまたは複数のパッチの長さＡにおける変化は、アレイ全体の測定された周波数応答に影響を及ぼすことになる。例えば、実際には、単一パッチの長さＡの増加が、何らかの膨張プロセスに起因して生じた場合、共振ピークは、影響を受けることになる。例えば、アンテナアレイを設計する１つの方法としては、設計動作周波数を２．４ＧＨｚに選択することである。したがって、アンテナの物理的な寸法において小さい変化である場合、シフトは、ｋＨｚ範囲内にあると見られ、これに対して、大きい変化である場合、共振ピークのより大きい変動、例えば、ＧＨｚオーダーの可能性がある変化が予想され得る。ＶＮＡは、これらのｋＨｚ／ＧＨｚの変化を検出することができ、その結果、開示された測定方法は、高感度で長さの変化を検出および測定することができる。理解されるように、測定の感度は、ＶＮＡ機器の精度に依存し得る。
【００４６】
上記の観点から、アンテナアレイの全体的な長さ（すなわち、アレイ内の最初のパッチと最後のパッチとの間の距離）、パッチ間の間隔、またはアレイ内のパッチの数は、一般にアレイ全体の共振周波数に影響を及ぼしてはならない。上記に説明したように、パッチ（またはアレイの長さ）を増やすと、利得および指向性が高まることになる。ただし、アンテナアレイ全体の長さに関するいくつかの設計上の考慮事項には、アンテナの利得が含まれる場合があり、その利得は、パッチ素子の数（アレイの長さ）、および素子間の間隔を含むパラメータに依存し得る。アレイの設計においては、隣接するパッチ間の間隔が等しいことを考慮することができ、均一な間隔の直線的なアレイは、重要な要因であり得る。最適な間隔は、ＡＤＳ（Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ、支援設計ソフトウェア）またはＡＮＳＹＳなどのコンピュータシミュレーションソフトウェアを用いて計算することができる。不均一な間隔は、放射応答に多くのサイドローブを引き起こす可能性がある。間隔は、アンテナの利得に影響を及ぼすが、共振周波数には及ぼさないことになる。
【００４７】
使用中に、パッチアンテナのうちの１つ以上の長さの変化と相関する、測定された共振周波数の変化が、最も重要である。ただし、アンテナアレイの他の電気的パラメータを分析して、パッチアレイ全体の物理的長さの変化を検出することができ、この変化は、パッチの個別の長さには影響を及ぼさない。例えば、アレイの膨張が、パッチのそれぞれの長さに影響を及ぼさない場合、そのときの共振周波数も、影響を及ぼされ得ないが、サイドローブが放射応答の中に予想されることがある。したがって、１つ以上のパッチ間の間隔の変化は、サイドローブの検出に基づいて検出することができる。
【００４８】
パッチアンテナのアレイを含むアンテナアレイを備える開示された実施形態は、非限定的な例として提供されていることを理解されたい。アンテナアレイを設計するには、多くの方法があり、開示された概念は、ほぼどんなタイプのアンテナ装置にも適用可能である。例えば、ホーンアンテナの場合、共振周波数は、ホーンの開口部に依存し、物理的長さと電気的長さとの間の関係に基づいて、アンテナの寸法の変化を敏感に測定するための開示された概念は、このような代替となるアンテナ構成にも同様に適用可能である。
【００４９】
本開示の実施形態のうちの１つ以上によるアンテナアレイを画定する複数のパッチアンテナ（例えば、パッチアンテナ２００）の典型的な配置は、図３〜５と関連してさらに示され、説明される。
【００５０】
図３は、本発明の１つ以上の実施形態による典型的なスマートストラップ３５０の一部を例示している。スマートストラップ３５０は、幅Ｗを有する基材３５５、および基材の長さに沿って設けられたアンテナアレイ３７０を含む。アンテナアレイ３７０は、図２のパッチ２００と同様の構成を有する複数の個別のパッチアンテナ３０５を含む。図に示すように、パッチ３０５は、長さＡおよび幅Ｂを有し、単一の列に配置され、長手方向に離間されている。各パッチは、長さＣを有するそれぞれの「整合部分」３２５によって、基材の長さに沿って走る給電線３２０に接続されている。給電線は、例えば、図２と関連して説明したように、５０オーム給電線である。給電線はまた、ワイヤおよびＳＭＡコネクタ３８０によって、ネットワークアナライザ１１５にも接続されている。前述のように、ネットワークアナライザを使用して、電気信号をアンテナアレイに供給し、アンテナアレイの電気的パラメータを測定することができる。例えば、アンテナアレイの共振周波数などのそのようなパラメータは、ネットワークアナライザの関連するディスプレイ１１７上に表示することができる。
【００５１】
図４は、本発明の１つ以上の実施形態による典型的なスマートストラップ４５０の一部を例示している。スマートストラップ４５０は、幅Ｗを有する基材４５５、および基材の長さに沿って設けられたアンテナアレイ４７０を含む。
【００５２】
アンテナアレイ４７０は、図２のパッチ２００と同様の構成を有するパッチアンテナ４０５の複数（例えば、３つ）の平行な列を含む。図に示すように、各列は、長さＡおよび幅Ｂを有するパッチ４０５を含み、当該パッチは、直線的な列に配置され、長手方向に離間されている。列内の各パッチは、長さＣを有するそれぞれの「整合部分」４２５によって列の長さに沿って走る給電線４２０に接続されている。給電線は、例えば、図２と関連して説明したように、５０オーム給電線である。したがって、この特定の典型的な構成では、アレイは、直列に給電されている３つの直線的なパッチアレイを含む。図４に示すように、それぞれの列の給電線は、一緒に接続され得、かつネットワークアナライザ／励振器（図示せず）が、例えば、同軸プローブ（図示せず）を介してアンテナアレイに接続されることを可能にするコネクタ４８０（例えば、ＳＭＡコネクタ）に接続され得る。このため、接続された装置を使用して電気信号をアンテナアレイに供給し、アンテナアレイの電気的パラメータを測定することができる。
【００５３】
図５は、本発明の１つ以上の実施形態による典型的なスマートストラップ５５０の一部を例示している。スマートストラップ５５０は、基材５５５、および基材の長さに沿って設けられたアンテナアレイ５７０を含む。
【００５４】
アンテナアレイ５７０は、図２のパッチ２００と同様の構成を有するパッチアンテナ５０５の複数（例えば、２つ）の平行な列を含む。図に示すように、各列は、長さＡおよび幅Ｂを有するパッチ５０５を含み、当該パッチは、直線列に整列され、長手方向に離間されている。図５にさらに示すように、パッチは、隣接する列内のパッチが幅Ｗの方向に整列されないように、交互に配置することができる。各パッチは、パッチの列の間の基材の長さに沿って走る共通の給電線５２０までの長さＣを有するそれぞれの「整合部分」５２５によって接続されている。給電線は、例えば、図２と関連して説明したように、５０オーム給電線である。図５に示すように、給電線は、コネクタ５８０（例えば、ＳＭＡコネクタ）を介してネットワークアナライザ／励振器１１５に接続することができる。
【００５５】
図５は、パッチから給電線までの直線接続を設けるのではなく、肘形状を有する典型的な設計の整合部分５２５をさらに例示している。さらに、図５に示した整合部分５２５のコーナー５２７の拡大図は、肘のコーナーが、鋭角（例えば、９０度角）を形成する肘のコーナーとは対照的に、斜めの（または「頭を切り取った」）外側縁端部を有することをさらに例示している。このような構成により、電流分布を改善し、より良好な伝送を達成することができる。
【００５６】
［スマートストラップコンテナ測定システム］
典型的な測定システム６００が、図６に示されている。システム６００は、コンテナ６９０の側壁６９５の外面の周りに配備された１つ以上のスマートストラップを備える。図１に示すように、複数のスマートストラップ１５０Ａ、１５０Ｂ、および１５０Ｃが、スマートストラップのアレイを画定するためのそれぞれの高さ（それぞれ、ｈ１、ｈ２、およびｈ３）で側壁の周りの円周方向に延在されている。
【００５７】
図６に示すように、長手方向軸６１６は、コンテナ６９２の基部（例えば、コンテナが、地面上に固定または設置されている場所）と、コンテナの反対側の上端部６９４との間に伸長する中心軸である。説明を簡単にするため、開示された実施形態は、円筒形コンテナの基部が平坦な地面の上に固定され、側壁６９５が長手方向（すなわち、コンテナの地面／基部に対して垂直方向）の上向きに延在しているという前提の下で説明されている。したがって、「長手方向」という用語は、長手方向軸に平行である方向を指すことを意図されている。図から理解され得るように、コンテナが地面に固定されていると想定すると、長手方向軸に沿って基部から離れるように移動すると、それぞれの高さ（基部に対して長手方向に測定される）を有する、コンテナの断面を通って延在する無数の組の横断面または「緯度」断面が存在し、それらの断面の上に、スマートストラップは、コンテナ壁の外面の周りの円周方向に延在され得る。
【００５８】
コンテナ容積を測定するための典型的なシステムおよび方法が、特定の実用的な用途、すなわち、円筒形状を有する大型の石油貯蔵コンテナの容積を測定するという文脈で本明細書にさらに記載されているが、主題となる発明は、この典型的な用途に限定されないことを理解されたい。例えば、いくつかの実施態様では、コンテナは、中心軸が地面に対して水平に伸長するように配向され得る。本明細書に開示される典型的な技術は、同様に、他の形状、例えば、球形のタンクを有するコンテナの容積を検量することに適用可能であるが、そのような別のコンテナ形状は、コンテナ容積を計算するために、一組の異なる既知のパラメータ（例えば、測定装置間の相対的な配置または距離）を必要とし得る。
【００５９】
図６に示すように、スマートストラップは、コンテナ容積検量システム６００および様々なスマートストラップ測定装置の動作と協働するように構成されている診断コンピューティングシステム１０５（接続手段は、図示せず）に接続されている。図に示され、図１〜５と関連して説明されているように、診断コンピューティングシステムは、ベクトルネットワークアナライザ構成要素を含むことができ、その構成要素は、それぞれのスマートストラップに接続され、アンテナアレイの電気的特性を励振および測定し、ネットワークアナライザ構成要素を使用して測定された情報を処理するための制御コンピュータ構成要素に接続されている。図９と関連してさらに説明されているように、診断システム１０５は、１つ以上のプロセッサ（図示せず）を含むことができ、そのプロセッサは、機械実装可能コードの形態で１つ以上のソフトウェアモジュールを実行し、そのように実行する際、診断システムに接続されたスマートストラップを使用した測定動作と協働するように構成されている。さらに、ソフトウェアは、診断システムを構成して、スマートストラップを使用して測定された情報を分析し、それぞれのスマートストラップの長さを計算し、コンテナの様々な寸法（すなわち、コンテナの幾何形状）を幾何学的に計算する。
【００６０】
アレイは、貯蔵コンテナの側壁６９５の外面上の複数の高さに（例えば、コンテナの基部から長手方向６１６に計測したときの異なる高さであって、水平であると想定される高さに）配設された複数のスマートストラップを含むことが望ましい。コンテナの上部／底部に対するスマートストラップの位置は既知であり、したがって、スマートストラップは、長手方向１１６に既知の量だけ互いから離間されていることが望ましい。本明細書にさらに説明されているように、既知の間隔を有する少なくとも２つのスマートストラップを利用することにより、コンテナの容積の検量の際に支援することができる。いくつかの実施態様では、スマートストラップのうちの１つ以上は、コンテナ壁のそれぞれの位置に取り付けられて、長期的または恒久的な検量システムを提供することができる。ただし、いくつかの実施態様では、スマートストラップのうちの１つ以上は、そのシステムが必要に応じて他のコンテナを検量するために使用されるように、一時的に配備することができる。
【００６１】
典型的なコンテナ測定システム６００、ならびに上述した様々な要素および構成要素の動作が、図７を参照してさらに理解されるであろう。図７は、本発明の実施形態による、測定システム６００を使用して貯蔵コンテナの容積を検量するための手順７００の要素を例示するハイレベルフロー図である。
【００６２】
手順７００は、ステップ７０５、すなわち１つ以上のスマートストラップ装置（例えば、１５０Ａ、１５０Ｂ、および／または１５０Ｃ）が、それぞれの高さでコンテナ上に物理的に配備されるときから開始する。より具体的には、各スマートストラップは、コンテナの側壁６９５の周りの円周方向にスマートストラップの長さを延在させることによって配備することができる。スマートストラップを配備することはまた、各ストラップがその長さ全体にわたってばらつきのない高さを有するように、各ストラップを水平調整することも含む。最後に、スマートストラップは、スマートストラップが取り付けられるコンテナ壁の一部の膨張および収縮と一緒に膨張および収縮するように、コンテナの壁の外面に固定することができる。
【００６３】
例えば、図６に例示された典型的な構成では、スマートストラップを配備し、それを適所に固定することには、所与の場所におけるコンテナ壁と同じ円周を有するコンテナ壁の周りにループを形成するように、ストラップの端部を共に接合し、そしてストラップをしっかり締めることが含まれる。接合および固定するステップは、任意の数の恒久的または一時的な固定方法を使用して実行することができ、その固定方法は、コンテナの周りのストラッピングを配備する技術分野において周知である。したがって、スマートストラップは、コンテナの周りに延在する独立型測定装置を含むことができることを理解されたい。さらに、または別の方法として、スマートストラップの実施形態は、例えば、次いで貯蔵コンテナの周りに固定される（例えば、構造上の目的のために）構造上のストラッピング基材（例えば、細長い金属ストラップ）上にスマートストラップ測定装置を実装することによって、当技術分野で共通に使用される既存のストラッピングシステムと一緒に統合することができる。
【００６４】
スマートストラップは、側壁の外側表面上に配備され、コンテナの円周に延在するように構成されていると説明されているが、いくつかの構成では、スマートストラップのうちの１つ以上は、コンテナの周辺の周りに部分的にのみ延在することができる。さらに、スマートストラップは、上部または底部の壁などの他の壁の上、ならびにコンテナの壁の内側表面上にも、同様に配備することができる。
【００６５】
基材の長さ、およびアンテナアレイの長さを含む、スマートストラップの特定の物理的な構成は、所与の円周を有するコンテナで使用するように設計されるか、または様々なサイズのコンテナでの使用に適合するように設計されることができる。例えば、ストラップ基材は、所与のコンテナの円周に延在するのに好適である長さ（例えば、長さが５０メートル）を有することができ、アンテナアレイは、ストラップの中央に位置決めおよびサイズ設計されることができ、その結果、アンテナアレイは、アンテナパッチを全く有さない各端部にストラップの一部分を残すように、ストラップのおおよその端部（例えば、長さが４８メートルである）に延在し、ストラップ基材は、アンテナアレイとの干渉または損傷をさせずにコンテナに適合させるように微調整されることができる。したがって、実質的に円周の周りに延在するアンテナアレイは、ストラップが様々なサイズのコンテナで使用されることを可能にすると同時に、寸法の変化の正確な検出を依然として容易にすることができる。別の方法として、アンテナアレイは、基材のそれぞれの端部からのより長いまたはより短い距離を終端するように構成することができる。さらに、アレイは、細長い基材の中間点から等間隔の距離に延在するのではなく、一方の端部に片寄らせることができる。さらに、上記のように、基材材料は、可撓性があり、かつ空気のインピーダンスに近いインピーダンスを有するように選択されることが望ましく（例えば、低誘電率可撓性材料）、本明細書でさらに記載されているように、これにより、基材のサイズの微調整、および現場でのシステムの検量を容易にすることになる。
【００６６】
ステップ７１０において、１つ以上のスマートストラップの各々の電気的特性は、診断コンピューティングシステム１０５を使用して測定される。特に、制御コンピュータ１１０は、例えば、以下に限定されないが、励振モジュール９７０およびパラメータ測定モジュール９７２を含むソフトウェアモジュールのうちの１つ以上を実行することによって構成されているのだが、ネットワークアナライザに接続された所与のスマートストラップのアンテナアレイを励振する信号をネットワークアナライザに生成させることができる。別の方法として、ネットワークアナライザは、例えば、人間オペレータによって手動で制御することができる。ネットワークアナライザはまた、励振信号に応答してアンテナアレイの機能に関する様々な電気的パラメータを測定するように構成することもできる。さらに、ステップ７１０において、ネットワークアナライザを使用して取得された測定値は、さらなる処理のために、制御コンピュータ１１０によって記録することができる。
【００６７】
測定手順は、検量プロセス中で最初に実行され、次にアンテナ長さの変化を検出および定量化するのに使用可能となる測定値を繰り返し収集することができる。いかなる段階においても、測定プロセスは、同じであり、ＶＮＡを使用したアンテナ励振、およびその応答の測定値を必要とする。より具体的には、測定中、ＶＮＡは、掃引される連続波信号を使った試験下でのアンテナ装置（本明細書に開示された典型的な実施形態では、１つのポートを有する無線周波数ネットワークである）を励振する。ネットワークは、ポート（励振ＳＭＡ／同軸ポート）および負荷（アンテナ自体）から成る。ソースからの励振信号は、アンテナを駆動するための制御可能な周波数を使って導入することができる。ソースは、アンテナ応答を特徴付けるために使用される励振を提供する。ＶＮＡによって測定された出力は、単一周波数のＳパラメータの場合、典型的には正弦波である。ソースは、各周波数にわたって速やかに掃引してその周波数の振幅および位相角を有するアンテナ機能応答を収集することになる。ＶＮＡのメイン出力は、様々な形式を取ることができ、例えば、図１に示すように、典型的には、出力は、Ｈｚ／ＧＨｚでスペクトラム範囲を表すｘ軸、これに対してｄＢで反射減衰量を表すｙ軸を伴う、共振周波数を示すグラフであろう。次いで、ステップ７１５において、制御コンピュータ１１０は、測定された電気的パラメータを分析する。いくつかの実施態様では、制御コンピュータは、例えば、以下に限定されないが、パラメータ分析モジュール９７４を含むソフトウェアモジュールのうちの１つ以上を実行することによって構成されているのだが、所与のスマートストラップに対して測定された電気的パラメータと、当該所与のスマートストラップに対する既知の基準またはベースラインとの間の差を計算することができる。例えば、制御コンピュータは、所与のスマートストラップに対して測定された共振周波数と、当該周波数に対するベースライン共振との間の差を計算して、共振周波数の変化を判定することができる。
【００６８】
典型的な実施形態のうちの１つ以上によれば、スマートストラップの初期の較正は、スマートストラップの製造中に、その後のある時点で（例えば、定期的に）、現場でのスマートストラップの配備時に、または上記の時期のうちの１つ以上の任意の組み合わせにおいて、実行することができる。較正は、既知の長さの測定器具を使用して所与のスマートストラップのアンテナアレイの基準／ベースライン長さを測定することと、また、測定された基準長さとの関連を有するアンテナアレイの電気的特性を測定することも、必要とし得る。較正はまた、制御コンピュータ１１０によって、関連する記憶媒体上に、各較正されるストラップについての情報を格納することも含むことができ、その情報には、ストラップの基準長さ、基準電気的パラメータ、識別情報、および当該ストラップの使用に妥当と見なされる他の情報（例えば、アンテナアレイの構成、配備場所、以前の測定された長さ、以前の較正日付、当該情報が測定のために使用された以前の日付、製造年月日など）が含まれる。
【００６９】
いくつかの実施態様では、特定のスマートストラップの電気的特性を測定するためのステップ７１０、または測定された電気パラメータを分析するためのステップ７１５は、特定のスマートストラップを識別し、測定されるアンテナアレイに対応させるステップを含むことができ、次いで、そのステップを使用して、アンテナ情報のデータベースから特定のスマートストラップについての情報を検索することができる。識別ステップは、スマートストラップの固有の情報を取得することを必要とし得、様々な方法で実行され得、それらの方法は、例えば、スマートストラップから識別子を読み取ること（例えば、オペレータが、スマートストラップ上に設けられた数字識別コードを読み取り、その識別子を制御コンピュータに入力すること）、診断システムと通信する電子コードリーダー（例えば、バーコードスキャナ）を使用して、スマートストラップ上に設けられた符号化識別子を自動的に読み取ること、診断システム（例えば、ネットワークアナライザ）を使用して、アンテナアレイに電子的に応答指令信号を送り、そしてアンテナアレイを識別するのに好適な情報を取り込むこと、を含む。さらなる例として、スマートストラップは、その場所（例えば、ＧＰＳセンサを使用して測定されたそのＧＰＳ場所）およびコンテナ上の位置（例えば、上部、底部、中間ストラップ等）を、配備中にデータベース内に記録された対応するスマートストラップ情報と比較することによって、識別することができる。
【００７０】
ステップ７２０において、制御コンピュータ１１０は、ステップ７２０にて実行された分析に基づいて、１つ以上のスマートストラップに対する長さを計算する。より具体的には、制御コンピュータは、例えば、以下に限定されないが、寸法分析モジュール９７６を含むソフトウェアモジュール１３０のうちの１つ以上を実行することによって構成されるのだが、電気的パラメータのうちの１つ以上における測定された変化に基づいて、所与のスマートストラップの現在の長さを計算するように構成することができる。ステップ７１０において電気的パラメータを測定するためのステップ、ステップ７２０において電気的パラメータにおける変化を計算するステップ、およびステップ７２５において上記の情報を分析してスマートストラップの動作長さを計算するステップは、以前に説明されたパッチアンテナおよびアンテナアレイ原理、ならびに分析技術に従って実行することができることを理解されたい。
【００７１】
例えば、上記のように、アンテナアレイの共振周波数は、周知の関係に従うアンテナアレイ長さの関数である。したがって、所与のスマートストラップの長さの変化は、共振周波数の変化、および所与のスマートストラップの基準長さから判定することができる。
【００７２】
一構成では、ＶＮＡを使用して測定されたデータは、較正または測定のすべての段階でＶＮＡ１１７からいつでも保存および抽出され、取り外し可能な記憶媒体または通信ケーブルからなどの媒体から、コンピューティングデバイス１１５上にロードすることができる。通常、ＶＮＡは、データを「ｃｓｖ」形式として保存し、データの分析は、表計算ソフト、ＯＲＩＧＩＮ、またはＭＡＴＬＡＢ（登録商標）などのプログラムを使用したコンピューティングデバイス１１５によって実行することができる。分析には、較正および測定のために使用される同じ周波数スペクトラムにわたって様々なピークを比較することが含まれ得る。また、特定のＶＮＡが、顕著な電気的パラメータの変化を識別および定量化するために利用され得る分析ソフトウェアツールを開発したことも理解されたい。さらに、例えば、共振周波数における所与の変化を含む、電気的パラメータの測定された変化に基づいて、電気的パラメータと長さとの間の既知の関係を使用して、アンテナアレイの長さの変化を計算することができる。以前に測定されたアンテナアレイのベースライン長さ、およびスマートストラップの対応するベースライン長さの点から見て、初期較正中または以前の測定動作中に測定されたとき、アンテナアレイおよび／またはスマートストラップの現在の／実際の長さを判定することができる。
【００７３】
ステップ７２５において、制御コンピュータは、ステップ７２５にて計算された１つ以上のスマートストラップの長さの関数として、貯蔵コンテナの容積を判定する。より具体的には、図６に示した例では、各スマートストラップの長さは、それぞれの高さにおけるコンテナの円周を表す。したがって、容積は、測定されたコンテナの円周、それぞれのスマートストラップの既知の高さ、およびコンテナの全高を使用して、周知の幾何学的原理に従って、構成されたコンピューティングデバイス１１０によって数学的にモデル化することができる。当業者ならば理解されるように、コンテナの寸法の計算はまた、追加の既知のパラメータおよび前提、例えば、コンテナの一定の高さ、円筒形状、一定の曲率半径などにも基づき得る。
【００７４】
前述したように、スマートストラップ測定装置の典型的な設計は、アンテナアレイの電気的特性に基づいて、その真の長さを正確に自己較正することができる独立型測定器具を提供するように構成することができ、その電気的特性は、前述の分析技術に基づいて測定および分析される。典型的な手順７００の態様を、同様に実行して、例えば、ステップ７１０〜７２０の独立型測定装置の長さを測定することができることを理解されたい。例えば、図８は、測定装置８５０の典型的な構成のハイレベルズ図であり、測定装置の一部分の拡大概念図を提供する。図に示すように、測定装置は、長さ単位の寸法を表す、等間隔に離間されたマーカーを含む基材８５５を備える細長い測定テープの形態である。拡大図に示すように、装置８５０は、基材８５５の長さに延在するように構成されたアンテナアレイ８７０を含む。概念図は、簡略化された形式でアンテナアレイを図示していること（すなわち、単位表示と平行に長手方向に伸長する基材８５５の表面上の周期的な印として）、ならびに基材およびアンテナアレイが、上記の典型的な任意のアンテナアレイ構成に従って設計することができることを理解されたい。例えば、アンテナアレイは、基材８５５の上に設けられ、またはその内部に埋め込まれるパッチアンテナのうちの１つ以上のアレイを含むことができる。また、アンテナアレイは、パッチアンテナ、給電線、および基材上に印刷された他のアンテナアレイ構成要素を含むアセンブリとすることができ、アンテナアセンブリは、測定装置８５０のメイン構造体を画定する別の材料（例えば、細長い基材８５５）の上に固定されるか、または別の材料の内部に埋め込まれ得ることも理解されたい。
【００７５】
そのような測定装置（例えば、測定装置８５０または１５０）を組み込む典型的な測定システムは、様々な方法で使用することができる。一構成では、測定装置、すなわち装置８５０を使用して、高精度の測定を実行するために、実質的に測定器具の長さに沿って延在するパッチアンテナアレイ８７０は、測定装置８５０自体の長さを較正する前述の技術に従って試験および分析することができる。言い替えると、測定装置８５０の実際の長さは、基材８５５およびアンテナアレイ８７０の、その以前に較正された状態に対する物理的な膨張／収縮に基づいて、リアルタイムで判定することができる。したがって、そのように較正された測定装置を使用して、構造物、または他の等間隔の測定器具などの他の対象物の長さを正確に測定（例えば、較正または検証）することができる。実用的な利益として、開示されたシステムおよび方法は、認証機関により較正された測定ツールを持つ必要性を回避し、アンテナが、測定ツールの「自己較正」を実行するように構成されるとき、それによって、アンテナの周波数応答に基づいて真の長さを判定する。第２に、また、典型的な測定装置および分析方法を使用して、例えば、図６および７と関連して説明したように、測定装置が取り付けられている表面または材料の変化を測定することもできる。どちらの構成であっても、アンテナの精度が、較正を必要としている測定器具の長さに対してより重要である場合には、さらに大規模に増強することができる。
【００７６】
図９は、コンピューティングデバイスのうちの１つ以上のハードウェアおよびソフトウェア構成要素の典型的な構成を例示するブロック図であり、このコンピューティングデバイスは、スマートストラップアンテナアレイの電気的特性の測定に関する様々な動作を実行すること、スマートストラップの長さを測定すること、および構造物の寸法を検量することとして、本開示で説明された診断コンピューティングシステム１０５（例えば、制御コンピュータ１１０および／またはネットワークアナライザ１１５）を含む。
【００７７】
コンピューティングデバイスのコンポーネントには、プロセッサ９４０および回路基板９５０が含まれる。回路基板は、プロセッサ９４０によってアクセス可能なメモリ９５５、通信インターフェース９６０、およびコンピュータ可読記憶媒体９６５を含むことができる。回路基板９５０はまた、コンピューティングデバイスに電力を供給するための電源（図示せず）ソースを含むか、またはそれに結合することができる。
【００７８】
プロセッサ９４０および／または回路基板９５０はまた、当業者によって理解されるように、オペレータ（ユーザ）に視覚的に情報を出力するためのディスプレイ９７０、オペレータ入力を受信するためのユーザインターフェース９７５、および音声フィードバックを提供するための音声出力９８０に結合され得る。一例として、プロセッサ９４０は、ディスプレイ９７０からの視覚信号、例えば、ネットワークアナライザ１１５を使用して測定されたアンテナアレイの周波数対反射減衰量を示すグラフを発し、ネットワークアナライザまたは制御コンピュータ１１０のディスプレイ上に出力することができる（図１に示すように）。様々な構成要素は、回路基板９５０から独立して、または回路基板９５０の一部としてのいずれかで示されているが、この構成要素は、様々な構成で配置し得ることを理解することができる。
【００７９】
プロセッサ９４０は、メモリにロードされ得るソフトウェア命令を実行する役割を果たす。プロセッサ９４０は、複数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、またはいくつかの他の種類のプロセッサであり得る。メモリ９５５は、プロセッサ９４０によってアクセス可能であり、それによって、プロセッサが、メモリ上および／または記憶装置上に記憶された命令を受信および実行することが可能になる。メモリ９５５は、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、または任意の他の好適な揮発性もしくは不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体を使用して、実装され得る。加えて、メモリ９５５は、固定式でも取り外し可能でもよい。
【００８０】
記憶媒体９９５はまた、特定の実装形態に応じて、様々な形態を採り得る。例えば、記憶媒体９６５は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書き換え可能な光ディスク、書き換え可能な磁気テープ、または上記の何らかの組み合わせなどの１つ以上の構成要素またはデバイスを含むことができる。記憶媒体９６５はまた、固定式でも、または取り外し可能でも、あるいはクラウドベースのデータ記憶システムなどのリモート装置であり得る（リモートメモリまたは記憶装置の構成は示されていない）。例えば、記憶装置を使用してデータベース９８０を維持することができ、データベースは、前述したように、それぞれのスマートストラップ測定装置に関する情報、および対応するアンテナアレイ情報、それぞれの測定装置もしくは構造物の検量に関する情報、ならびに／または本明細書に開示されたシステムおよび方法の動作を実行し、その態様を実施する間に使用または生成されるデータを格納する。
【００８１】
１つ以上のソフトウェアモジュール９８５は、メモリ９５５内および／または記憶媒体９６５内に符号化されている。このソフトウェアモジュールは、コンピュータプログラムコード、またはプロセッサ９４０内で実行される一組の命令を有する、１つ以上のソフトウェアプログラムまたはアプリケーションを含み得る。本明細書に開示されたシステムおよび方法の動作を実行し、態様を実施するためのそのようなコンピュータプログラムコードまたは命令は、１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述され得る。ソフトウェアモジュールは記憶装置９６５またはメモリ９５５にローカルに保存され、プロセッサ９４０でローカルに実施されるが、プロセッサは、通信インターフェース９６０を介して、またはローカルまたはワイドエリアネットワークを介してリモートベースのコンピューティングプラットフォームと対話して計算または分析を実行することができる。
【００８２】
ソフトウェアモジュール９８５の実行中、プロセッサ９４０は、本明細書に記載された測定システムの様々な動作を実行するように構成されており、その動作には、アンテナアレイの電気的パラメータを測定し、測定された情報を分析してそれぞれのスマートストラップ測定装置の長さを判定し、そして一緒に測定されるそのような装置および構造物の寸法を較正するための以前説明されたステップが含まれるが、これらに限定されない。ソフトウェアモジュールは、前述したステップ、ならびに本明細書に記載された他のステップおよびアクションを実施するためのコードを含むことができ、例えば、以下に限定されないが、電気信号を使ってアンテナアレイを励振するようにプロセッサを構成する励振モジュール９７０、アンテナアレイの電気信号応答（例えば、入力信号の関数としての電気的パラメータ）を測定するようにネットワークアナライザを構成するパラメータ測定モジュール９７２、測定された電気的パラメータを分析する（例えば、測定された電気的パラメータと以前測定されたベースラインとの間の差を計算する）ようにプロセッサを構成するパラメータ分析モジュール９７４、電気的パラメータに基づいてスマートストラップのサイズの変化を測定し、１つ以上のスマートストラップと共に測定される任意の構造物の寸法を較正するようにプロセッサを構成する寸法分析モジュール９７６、および通信ネットワークなどの通信接続、または有線もしくは無線の電子通信接続を介してリモート装置と通信するようにプロセッサを構成する通信モジュール９７８を含むことができる。
【００８３】
ソフトウェアモジュール９８５のプログラムコード、および非一時的コンピュータ可読記憶デバイス（メモリ９５５および／または記憶装置９６５など）のうちの１つ以上は、当業者には既知であるように、本開示に従って製造および／または販売することができるコンピュータプログラム製品を形成することができる。
【００８４】
現段階では、前述の説明のほとんどが、貯蔵コンテナの容積の検量のための測定装置およびシステム、ならびに方法を対象としているが、本明細書に開示されたシステムおよび方法は、同様に配備され、かつ／または参照したシナリオをはるかに超えるシナリオ、状況、および設定で、実施することができることに留意されたい。
【００８５】
図示または説明されたものよりも多いまたは少ない動作が実行され得ることを理解されたい。また、これらの動作は、説明された動作とは異なる順序でも実行され得る。図面中の類似した数字は、いくつかの図面を通して類似の要素を表し、図面に関連して記載され説明された全ての構成部品および／またはステップが、全ての実施形態または配置に必要とされるわけではないことが理解されるべきである。
【００８６】
このため、本システムおよび方法について例示した実施形態および配設は、貯蔵コンテナの容積の検量のためのシステムおよびコンピュータ実施方法、コンピュータシステム、ならびにコンピュータプログラム製品を提供する。図中のフローチャートおよびブロック図は、様々な実施形態および配設によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実施態様のアーキテクチャ、機能性、および動作を示す。この点について、フローチャートまたはブロック図の各ブロックは、モジュール、セグメント、またはコードの一部を表し得、これらは、指定された論理機能（複数可）を実施するための１つ以上の実行可能な命令を含む。また、いくつかの代替の実施態様では、ブロック中に記載された機能は、図中に記載された順序とは異なる順序で行われてもよいことにも留意されたい。例えば、連続して示された２つのブロックが、関わる機能性に応じて、実際には、ほぼ同時に実行されてもよく、または時には、逆の順序で実行されてもよい。ブロック図および／またはフローチャート図の各ブロック、ならびにブロック図および／またはフローチャート図におけるブロックの組み合わせは、特定の機能もしくは動作を行う特殊目的ハードウェアベースシステム、または特殊目的ハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせによって実装され得ることにも留意することになる。
【００８７】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のためであり、本開示を限定することを意図していない。本明細書で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈で別に明示していない限り、複数形も含むことを意図している。「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（備える）」および／または「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」という用語は、本明細書で使用する際、述べた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を明示するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または追加を排除しないことがさらに理解されるであろう。
【００８８】
また、本明細書に使用されている表現および専門用語は、説明目的のものであり、限定するものと見なされるべきではない。本明細書における「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、または「ｈａｖｉｎｇ（有する）」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（含む）」、「ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ（伴う）」、およびそれらの異形の使用は、それ以降に挙げられた項目、およびその均等物、ならびに追加項目を包含することを目的としている。
【００８９】
上述の主題は、単に例示として提供されており、限定されるものと解釈されるべきではない。説明および記載された例示的な実施形態およびアプリケーションに従うことなく、かつ、以降の特許請求の範囲に記載されている本開示の真の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更が、本明細書に記載された主題に対して行われ得る。
【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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【図９】
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【国際調査報告】
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