(57)【要約】【課題】調整弁の故障した時点、どの調整弁が破損したのかを容易に判断可能にする。【解決手段】方法は、制御装置及び複数のセンサを有する圧力調整弁システムにおいてセンサデータを収集するために開示される。制御装置及び夫々の個々のセンサは、サンプリング期間の間、センサデータを収集することが必要なときに起動され、それによって、圧力調整弁システムにより消費される電力量が減少する。更に、圧力調整弁バッテリの容量をモニタするためにバッテリセンサを使用し、バッテリの容量が減少したときに、電力消費量を減少させる動作モードに圧力調整弁をセットすることにより、電力節約測定が実行される。【選択図】図１
2008181568.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリによって動作するパイプライン内の流体制御用の圧力調整弁であって、
前記バッテリの電圧値を検出して、これに応じて該電圧値を表すデジタル信号を発生させるように構成されたバッテリセンサと、
前記バッテリの閾値容量値を記憶し、これに応じて該閾値容量値を表す閾値容量信号を発生させるように構成されたメモリと、
前記圧力調整弁の電力消費量を制御するための制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記デジタル信号及び前記閾値容量信号を受信し、該電圧値が前記閾値容量値以下であると判断されるとこれに応じて少なくともアウェークモード及びアスリープモードのうちの１つにて前記圧力調整弁を動作させるためにコマンド信号を発生させるように構成されている圧力調整弁。
【請求項２】
前記制御装置は、計算ユニット及び論理演算ユニットを有するプロセッサを有し、前記計算ユニットは、前記電圧値を表すデジタル信号に応答してバッテリの残存容量を表す残存容量信号を発生させるように構成されており、前記論理演算ユニットは、前記残存容量信号と前記閾値容量信号とを比較し、これに応じてロジックルーチンに従ってアウェークモード及びアスリープモードのうちの少なくとも１つにて前記圧力調整弁を動作させるためにコマンド信号を発生させるように構成されている請求項１に記載の圧力調整弁。
【請求項３】
前記アウェークモード及びアスリープモードは、電力節約モード及びフェイルセーフモードを有しており、前記残存容量信号が前記閾値容量信号未満のときに、前記ロジックルーチンは前記圧力調整弁を前記電力節約モードで動作させ、前記残存容量信号が最小閾値容量信号未満のときに、前記ロジックルーチンは前記圧力調整弁を前記フェイルセーフモードで動作させる請求項２に記載の圧力調整弁。
【請求項４】
前記圧力調整弁に連結されたバックアップバッテリを更に有しており、前記ロジックルーチンは、前記フェイルセーフモードにおいて前記バックアップバッテリを起動させるように構成されている請求項３に記載の圧力調整弁。
【請求項５】
前記ロジックルーチンは、前記フェイルセーフモードにおいて前記バッテリセンサを停止させるように構成されている請求項３に記載の圧力調整弁。
【請求項６】
前記ロジックルーチンは、前記フェイルセーフモードにおいて前記プロセッサをシャットダウンするように構成されている請求項３に記載の圧力調整弁。
【請求項７】
前記閾値容量値は、第１の閾値及び第２の閾値を有しており、前記電力節約モードは、第１の電力節約モード及び第２の電力節約モードを有しており、前記メモリは、前記第１の閾値に応答して第１の閾値容量信号を発生させるように構成されており、
前記メモリは、第２の閾値に応答して第２の閾値容量信号を発生させるように構成されており、前記ロジックルーチンは、前記残存容量信号が前記第１の閾値容量信号未満のときに、前記圧力調整弁を前記第１の電力節約モードで動作させるように構成されており、前記ロジックルーチンは、前記残存容量信号が前記第２の閾値容量信号未満のときに、前記圧力調整弁を前記第２の電力節約モードで動作させるように構成されている請求項３に記載の圧力調整弁。
【請求項８】
前記ロジックルーチンは、前記第１の電力節約モード及び前記第２の電力節約モードのうちの少なくとも１つにおいてアラームを発生させるように構成されている請求項７に記載の圧力調整弁。
【請求項９】
前記アラームは、第１のアラーム及び第２のアラームを有しており、
前記ロジックルーチンは、前記第１の電力節約モードにおいて前記第１のアラームを発生させるように構成されており、また前記ロジックルーチンは、前記第２の電力節約モードにおいて前記第２のアラームを発生させるように構成されている請求項８に記載の圧力調整弁。
【請求項１０】
前記プロセッサは、ある周波数でクロック信号を提供するように構成されているクロックを有しており、
前記制御装置は、前記クロック信号の周波数に対応するサンプリング速度で前記電圧値を表すデジタル信号を受信するように構成されており、前記ロジックルーチンは、前記第１の電力節約モード及び前記第２の電力節約モードのうちの１つにおいて前記クロック信号の周波数を減少させるように構成されている請求項７に記載の圧力調整弁。
【請求項１１】
前記ロジックルーチンは、前記第１の電力節約モード及び前記第２の電力節約モードのうちの少なくとも１つにおいて前記サンプリング速度を減少させるように構成されている請求項１０に記載の圧力調整弁。
【請求項１２】
バッテリによって動作する圧力調整弁の電力消費量を制御するように構成されている制御装置であって、
バッテリの電圧値を検出して、これに応じて該電圧値を表すデジタル信号を発生させるように構成されたバッテリセンサと、
前記バッテリの閾値容量値を記憶し、これに応じて該閾値容量値を表す閾値容量信号を発生させるように構成されたメモリと、
前記デジタル信号及び前記閾値容量信号を受信し、該電圧値が前記閾値容量値以下であると判断されるとこれに応じて、少なくともアウェークモード及びアスリープモードのうちの１つにて前記圧力調整弁を動作させるためにコマンド信号を発生させるように構成されているプロセッサとを備える制御装置。
【請求項１３】
前記プロセッサは、計算ユニットと、論理演算ユニットと、クロックとを有しており、前記クロックは、ある周波数でクロック信号を提供するように構成されており、前記計算ユニットは、前記クロック信号の周波数に対応するサンプリング速度で前記バッテリセンサから前記電圧値を表すデジタル信号を受信し、これに応じてバッテリの残存容量を表す残存容量信号を発生させるように構成されており、前記論理演算ユニットは、前記残存容量信号と前記閾値容量信号とを比較し、ロジックルーチンに従って前記アウェークモード及びアスリープモードのうちの少なくとも１つにて前記圧力調整弁を動作させるように構成されている請求項１２に記載の制御装置。
【請求項１４】
前記アウェークモード及び前記アスリープモードは、電力節約モード及びフェイルセーフモードを有しており、前記ロジックルーチンは、前記残存容量信号が閾値容量信号未満のときに、前記圧力調整弁を前記電力節約モードで動作させるように構成されており、また前記ロジックルーチンは、前記残存容量信号がゼロに等しいときに、前記圧力調整弁を前記フェイルセーフモードで動作させるように構成されている請求項１３に記載の制御装置。
【請求項１５】
前記閾値容量値は、前記メモリに記憶された第１の閾値及び第２の閾値を有しており、前記電力節約モードは、第１の電力節約モード及び第２の電力節約モードを有しており、前記メモリは、前記第１の閾値に応答して第１の閾値容量信号を発生させるように構成されており、前記メモリは、前記第２の閾値に応答して第２の閾値容量信号を発生させるように構成されており、前記ロジックルーチンは、前記残存容量信号が前記第１の閾値容量信号未満のときに、前記圧力調整弁を前記第１の電力節約モードで動作させるように構成されており、また前記ロジックルーチンは、前記残存容量信号が前記第２の閾値容量信号未満のときに、前記圧力調整弁を前記第２の電力節約モードで動作させるように構成されている請求項１４に記載の制御装置。
【請求項１６】
バッテリによって動作する圧力調整弁の電力消費量を制御する方法であって、
前記バッテリの電圧値を検出するためにバッテリセンサを設けるステップと、
前記バッテリの閾値容量値を記憶するステップと、
前記電圧値及び前記閾値容量値に基づくロジックルーチンに従って、複数の動作モードのうちの少なくとも１つにて前記圧力調整弁を動作させるステップとを有する方法。
【請求項１７】
前記電圧値に基づいてバッテリの残存容量値を判断するステップと、
前記残存容量値と前記閾値容量値とを比較するステップと、
前記残存容量値と前記閾値容量値との比較に基づいて複数の動作モードのうちの少なくとも１つにて前記圧力調整弁を動作させるステップとを有する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記圧力調整弁を動作させるステップは、
前記残存容量値が前記閾値容量値未満であるときに、前記圧力調整弁を電力節約モードで動作させるステップと、
前記残存容量値がゼロに等しいときに、前記圧力調整弁をフェイルセーフモードで動作させるステップとを有する請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して流量調整弁に関する。より詳細には、本発明は概して電力消費量を減らすために、選択された調整弁部品の電源を選択的に投入し及び切断する低消費電力調整弁システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これは、以前の出願（２０００年６月２３日に出願の同時係属中の出願番号第０９／６０３１５７号）の一部継続出願である。
【０００３】
例えば油及びガス・パイプライン系、化学プロセス、その他のような工業プロセスの流体の制御においては、流体の圧力を減少させ、また制御することが必要であることが多い。これらの作業には、調整弁が、当該調整弁を通じて調節可能なフロー絞りを提供することにより一般的に使用される。所定用途での調整弁の目的は流量または他のプロセス変数を制御することであってもよいが、絞りはその流れの制御機能の副産物として、本質的に減圧を発生させる。
【０００４】
例えば、調整弁が使われる特定の用途に、天然ガスの配送及び伝送がある。一般的に天然ガス配送システムは、天然ガス田から一以上の消費者宅まで延びた配管ネットワークを有している。大容量のガスを配送するために、ガスは高圧に圧縮される。ガスが配送グリッド及び、最終的には消費者宅に近づくに従い、ガスの圧力は減圧ステーションで減らされる。減圧ステーションは、ガス圧を減少させるために一般的に調整弁を使用する。
【０００５】
天然ガス配送システムが消費者に充分な容量のガスを提供できることは重要である。このシステムの容量は一般的にシステム圧力、配管サイズ及び調整弁で決定され、またシステム容量はシミュレーションモデルを使用して評価されることが多い。システムモデルの精度は種々の入力ポイント、減圧ポイント、及び出力ポイントにおける流量データを使用して決定される。減圧ポイントは、ガス分配システムの容量に大きな影響を与える。したがって、減圧ポイントを正確にシミュレートすることがシステムモデルにとって重要である。しかしながら、減圧ポイントは、配送システムの中にあり、したがって、管理移転ポイント（すなわちガス流の制御が配送システムから消費者に切り替わるポイント）とは考えられない。その結果、一般的には減圧ポイントにおいて流量は測定されていない。さらに、減圧ポイントは管理移転ポイントではないので、高精度の加算費用は必要とされない。天然ガス配送に関して上記したそれらと同様の流量測定問題は、他の調整弁用途（すなわち工業プロセス、化学プロセス、その他）にも存在する。
【０００６】
加えて、調整弁は動作の間、損耗が原因となって故障することがある。それによって、パイプラインに沿って圧力を制御する能力が減ずる。破損した調整弁により、流体が漏洩が許容され、それによって、流体の無駄が増え、危険な状況が発生し得る。破損した調整弁が修復され、又は取り替えられ得る一方、調整弁が故障した時点を検出し、また破損した調整弁がどれであるかを判断することは困難であることが多い。故障を検出し、また故障した調整弁がどれであるかを判断することは、数マイルに達するパイプラインがある一般的な天然ガス送出システムにおいては更に困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術の調整弁は、一般的にこのような全てまたは大部分の調整弁部品に常に電力を供給したまま動作する。従来技術の調整弁がバッテリ原料により電力を供給されるそれらの状況において、かかる従来技術の調整弁を動作させることにより、不必要な電力資源の消費がしばしばもたらされ、それによって、調整弁の効率が減少する。加えて、長期にわたる使用の結果として、またはおそらく誤動作の結果として、調整弁のバッテリ容量が減少し、電力を供給される全てのまたは大部分の調整弁部品を有する従来技術の調整弁を動作させ続けることにより、かかる従来技術の調整弁を動作させることが可能な時間が短縮される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の態様に基づいて、制御装置及び複数のセンサを有し、前記制御装置がセンサデータを収集すべく構成されている圧力調整弁システムにおけるセンサデータの収集のための方法が提供される。当該方法は、第１のモードに前記制御装置をセットするステップと、前記複数のセンサの中の選択されたセンサを起動するために、第１の制御装置コマンドを発行するステップとを含む。前記制御装置は、前記制御装置が第１のモードで動作する場合よりも減ぜられた電力量を消費する第２のモードに、第１の所定期間の間セットされる。前記制御装置は、前記第１の所定期間が経過した後に、前記第１のモードにセットされる。前記選択されたセンサからセンサデータを収集するために、第２の制御装置コマンドが発行される。
【０００９】
本発明のもう一つの態様に基づいて、制御装置及び複数のセンサを有し、前記制御装置が前記複数のセンサ夫々からサンプリング期間中にセンサデータを収集すべく構成されている圧力調整弁システムにおけるセンサデータの収集のための方法が提供される。当該方法は、前記複数のセンサの中の第１の選択されたセンサを起動させるステップと、前記第１の選択されたセンサからセンサデータを収集するステップと、その後前記第１の選択されたセンサを停止させるステップとを含む。前記複数のセンサの中の第２の選択されたセンサがその後起動する。前記第２の選択されたセンサからセンサデータが収集され、その後前記第２の選択されたセンサが停止する。
【００１０】
本発明の他の態様に基づいて、パイプライン内の流体を制御するために圧力調整弁が提供され、当該圧力調整弁はバッテリによって動作する。前記圧力調整弁は、バッテリセンサ、メモリ及び制御装置を有する。前記バッテリセンサは、前記バッテリの動作パラメータを検出して、動作パラメータ信号を発生させるように構成されている。
前記メモリは、前記バッテリの閾値容量を記憶し、閾値容量信号を発生させるように構成されている。前記制御装置は、前記圧力調整弁の電力消費量を制御する。
より詳しくは、前記制御装置は、前記動作パラメータ信号及び前記閾値容量信号を受信し、複数の動作モードのうちの少なくとも１つにて前記圧力調整弁を動作させるために、コマンド信号を発生させるように構成されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、ガス圧力調整弁１０の如き本発明に基づいた流体圧力調整弁の好ましい実施形態示している。図示されたガス圧力調整弁１０は、以下に記載するようなガス流測定器を含んでおり、このガス流測定器では、上流圧力、下流圧力及びオリフィス開度の測定値が、流れ及び他の情報を計算するために用いられている。図示されたガス圧力調整弁は本発明に係る流体圧力調整弁の単に一例に過ぎず、液体圧力調整弁もまた本発明の原理に基づいて提供することが可能であるということが分かる。
【００１２】
図１に示す調整弁は、調整弁本体１２と、ダイヤフラムハウジング１４と、上部ハウジング１６とを有している。調整弁本体１２の中には、上流パイプラインへ接続するための吸入口１８及び下流パイプラインへ接続するための排出口２０が設けられている。調整弁本体１２内部のオリフィス２２は、吸入口１８及び排出口２０の間の連通を確立している。
【００１３】
ダイヤフラム２６は、ダイヤフラムハウジング１４の内部に取り付けられており、ハウジング１４を上側部分１４ａと下側部分１４ｂとに分割している。圧縮ばね２８は、ダイヤフラム２６の中心に取り付けられており、下側のダイヤフラムハウジング１４ｂに配されていて、ダイヤフラム２６を上方へ付勢している。心棒３０は、ダイヤフラム２６に取り付けられており、ダイヤフラム２６と共に移動する。弁体３２の如き絞り要素は、心棒３０の底端部に取り付けられており、オリフィス２２の下方に配置されている。弁体３２は完全にオリフィス２２を遮断するように寸法決めされている。それによって、吸入口１８から排出口２０への連通が切り離される。したがって、圧縮ばね２８がオリフィス２２を上方へ付勢して、弁体３２を閉じることが分かる。弁体３２が下方へ移動するに従って、オリフィス２２の遮断されていない（または開放された）空間が徐々に増加するように、弁体３２は様々な横断面が形成されている。その結果、オリフィス２２の開放された空間は、弁体３２の位置に直接関係している。
【００１４】
ダイヤフラムの上部チャンバ１４ａのガス圧は、閉塞位置及び開放位置の間で弁体３２を移動させるべく制御される。ハウジングの上側部分１４ａの圧力は、多くの異なる方法で提供され得る。本実施例においては、上側部分１４ａの圧力は、ローディングパイロット（図示せず）により制御される。しかしながら、調整弁１０は、本発明の範囲から逸脱しなければ、アンローディングパイロットの如き、操作手段のタイプが異なるタイプのものであってもよいし、または、調整弁１０は自己動作型若しくは負荷圧型のものであってもよい。
【００１５】
ダイヤフラムハウジングの上側部分１４ａのガス圧を制御する更なる代替手段は、上流配管からダイヤフラムハウジングの上側部分１４ａまで延びている第１の管を、その中を通るガス流を制御する第１のソレノイドと共に有している。第２の管もまた、ダイヤフラムハウジングの上側部分１４ａから下流配管まで延設されており、また第２の管の中を通るガス流を制御すべくその中に配された第２のソレノイドを有して設けられている。パーソナルコンピュータが、第１及び第２のソレノイドに接続されており、それらの動作を制御する。
【００１６】
ダイヤフラムハウジングの上側部分１４ａの圧力を増大させるために、第１のソレノイドが開放されて、上流圧力の前記上側部分への流入が許容される。それによって、ダイヤフラム２６が下方へ駆動され、オリフィス２２が開く。ガスは第２のソレノイドを通じて排出されることが可能であり、それによって、上流部分１４ａの圧力が減じ、ダイヤフラム２６を上昇させることにより、オリフィス２２が閉じる。圧力を提供し及び制御する方法に関係なく、圧力の増大によって、ダイヤフラム２６及び取り付けられた弁体３２が下方へ移動してオリフィス２２が開放され、その一方で圧力の減少によりオリフィス２２が閉塞することが分かる。この配置は、一例としてのみ与えられたものであり、当該技術分野における他の公知の配置もまた使用することが可能であるように、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。
【００１７】
本発明の一つの態様に基づき、上流圧力及び下流圧力のレベルＰ１，Ｐ２を測定するために、絞り要素の上流及び下流に圧力センサが設けられる。図１に示すように、第１及び第２の圧力センサ３４，３５は、上部ハウジング１６に取り付けられる。チュービング３６は、第１の圧力センサ３４から、調整弁の吸入口１８の上流に位置する配管内のタップまで延びている。更にチュービング３７が、第２の圧力センサ３５から、調整弁の排出口２０の下流に位置する配管内のタップまで延びている。したがって、第１及び第２の圧力センサ３４，３５が上部ハウジング１６に載置されると共に、第１及び第２の圧力センサ３４，３５のそれぞれに、チュービング３６，３７から上流及び下流のガス圧が伝達される。これに代えて、第１及び第２の圧力センサ３４，３５を上流及び下流の配管に直接取り付け、圧力センサから上部ハウジング１６まで配線を延ばすことも可能である。温度の補正を提供すべく、所望であれば、プロセス流体温度伝送器４８を、プロセス温度を測定する上流配管に配置する。
【００１８】
上部ハウジング１６は、弁体位置を決定するためのセンサを更に有する。図示した実施形態によれば、心棒３０は弁体３２に取り付けられており、またダイヤフラム２６に連結されている。好ましくは心棒３０が延長されたものである移動距離指示器４０は、ダイヤフラムから上部ハウジング１６内に延びている。その結果、弁体３２の位置が弁体３２の位置に対応する。したがって、センサは指示器移動距離検出手段、好ましくはホール効果センサを備える。当該ホール効果センサは、移動距離指示器４０の上端部に取り付けられたホール効果磁石４２を有する。当該ホール効果磁石４２の位置を検出すべく、磁石センサ４４が上部ハウジング１６の内部に配置される。磁石４２の位置を検出することによって、弁体３２の位置を決定することができ、またそれゆえにオリフィス２２の開放空間を決定することができる。弁体の移動距離の視覚的な表示を提供するために、第２の移動距離指示器（図示せず）を移動距離指示器４０に連結することができる。当該第２の移動距離指示器は、移動距離指示器４０から、上部ハウジング１６を通って、上部ハウジング１６の上面より上に達するまで上方へ移動する。
【００１９】
弁体３２の移動距離の測定のための代替手段は、上部ハウジング１６の中の移動距離指示器４０より上に配置されるレーダ送受信機（図示せず）を使用する。レーダ送受信機は、移動距離指示器４０の位置を検出して、移動距離指示器の位置を示す信号を送信する。
【００２０】
上記の実施形態の磁石４２及びセンサ４４の他に、多くの異なる方法によって弁体３２の位置を決定することができることはいうまでもない。例えば、移動距離指示器４０の位置を測定するために上部ハウジング１６の内部またはダイヤフラム２６の一部の位置を直接測定するためにダイヤフラムハウジング１４の内部の何れかにレーザセンサ（図示せず）を設けてもよい。後者の位置にレーザセンサがある場合には、移動距離指示器４０が不要となる。加えて、弁体位置を決定するために超音波センサを用いてもよい。
【００２１】
更にこれに代えて、図２で示すように、ダイヤフラムハウジングの上側部分１４ａの負荷圧を測定し、弁体位置を推定する。ダイヤフラムハウジングの上側部分１４ａに存在する圧力によって、弁体３２の位置が変化することが分かる。本実施例においては、ダイヤフラムハウジングの上側部分１４ａにおける圧力を測定するために、負荷圧センサ４６が上部ハウジング１６の中に設けられている。測定された負荷圧は、それから弁体位置を決定するために用いてもよい。
【００２２】
図１の実施形態に戻って、第１及び第２の圧力センサ３４，３５及び移動距離センサ４４は、電子フローモジュール５０に送り込む出力を供給する。電子フローモジュール５０は、図１に示す如く、上部ハウジング１６の中のように、調整弁に一体的に設けることもでき、また遠隔に配置することもできる。吸入口圧力、排出口圧力及び弁体位置は、調整弁１０の可変オリフィスを通る流れを決定するために用いられる。臨界前のガス流のために、流量は次のアルゴリズムを使用して計算される。
F=SQRT｛｛K SUB 1｝OVER｛G*T｝｝ * K
sub 2 * Y * P sub 1*sin K sub 3
SQRT｛｛P sub 1 - P sub 2｝OVER｛P sub
ここで、
Ｆ＝流速
Ｋ１＝絶対温度定数
Ｇ＝流動媒体の比重
Ｔ＝流動媒体の絶対温度
Ｋ２＝心棒位置定数
Ｙ＝心棒位置
Ｐ１＝絶対上流圧力
Ｋ３＝トリム形状定数
Ｐ２＝絶対下流圧力
心棒位置及びトリム形状定数Ｋ２，Ｋ３は調整弁の特定サイズ及びタイプに固有でありで、主として特定のトリムサイズ及び形状に依存する。当該技術分野における当業者には明らかなように、Ｋ２とＹとの積は、従来のフローサイジング係数に対する同等物となり得る。上記のアルゴリズムは、線形の金属トリムバルブ型調整弁を通る臨界前（すなわち、Ｐ１−Ｐ２ ＜ ０．５Ｐ１）の流量を計算することに適している。
【００２３】
臨界ガス流のために、正弦関数を取り除くことにより計算が修正される。非線形金属トリム調整弁及びエラストマ型調整弁の如き他の形式の調整弁のために、同様のアルゴリズムが使用される。しかしながら、当該技術分野において周知のように、心棒位置定数Ｋ２は、圧力降下ΔＰ（すなわち上流圧力及び下流圧力Ｐ１，Ｐ２の差）及び／または弁棒位置に関連した関数となる。
液体流のために、方程式は、
F=SQRT｛｛K SUB
1｝OVER｛G*T｝｝ * K sub 2 *
Y * SQRT｛P sub 1 - P sub 2｝
となる。
ここで
Ｆ＝流速
Ｋ１＝絶対温度定数
Ｇ＝流動媒体の比重
Ｔ＝流動媒体の絶対温度
Ｋ２＝心棒位置定数
Ｙ＝心棒位置
Ｐ１＝絶対上流圧力
Ｐ２＝絶対下流圧力
心棒位置定数Ｋ２及び心棒位置Ｙの値を負荷圧定数Ｋ４及び負荷圧基準ＰＬに取り替える以外は同様の計算が、ダイヤフラムハウジングの上側部分１４ａにおける負荷圧を測定し、弁体の移動距離を推定する図２の実施形態において使用される。負荷圧定数Ｋ４を、また特定の用途向けとし、夫々の形式の調整弁１０のために決定することが必要である。非線形エラストマ絞り部材のためには、負荷圧定数Ｋ４は関数ΔＰ及びＰＬとなる。
【００２４】
好ましい実施形態において、ローカルフロービューモジュール５２もまた上部ハウジング１６の内部に配置される。ローカルフロービューモジュール５２は、集計された流れ情報を提供する電子フロー集計器を有する。ローカルフロービューモジュール５２は、携帯通信装置によるアクセスを許容する出力ポートを更に有しており、集計された流れにアクセスし、将来の使用のためにローカルフロー集計器をリセットする。現在の好ましい実施形態においては、ローカルフロービューモジュール５２は、上部ハウジング１６に入れられたＬＣＤ表示器を有している。上部ハウジング１６の最上部に取り付けられたキャップ１７は、ＬＣＤ表示器を見ることが可能である透明なプラスチックのウィンドウを有している。
【００２５】
通信モジュール５４は、遠隔ターミナル装置（ＲＴＵ）、パーソナルコンピュータまたは調整弁が制御する問合せ可能な他のあらゆる装置の如き補助の通信装置５５にフローデータを送信する。通信モジュール５４は、フロー情報を遠隔メータ読み取りシステム（図示せず）に送信するためのアンテナ５３を有していてもよい。電力モジュール５６もまた、流量測定手段に電力を供給するために設けられている。電力モジュール５６は、調整された電圧を装置全体に供給することが可能であり、ソーラ方式、バッテリ及びＤＣまたはＡＣ電源の如きあらゆる周知の電源によって提供されていてもよい。
【００２６】
電子フローモジュール５０、ローカルフロービューモジュール５２、通信モジュール５４及び電力モジュール５６は、図１に示すように、別々に設けられていてもよく、または上部ハウジング１６の中に位置する単一の主回路基板に設けられていてもよいことはいうまでもない。
【００２７】
調整弁１０を通る算出流量は、別個の流量計５８を使用して、迅速且つ容易に目盛り付けすることが可能である。流量計５８は、これはタービンまたは他の形式の計器であってもよいが、実際の流体流れを測定するために一時的に下流のパイプラインに挿入される。流量計５８は、補助の通信装置５５（ＲＴＵ、パーソナルコンピュータ、その他）または直接主回路基板にフィードバックを与える。フィードバックは、、観測された流れ状態に基づいて、そこで調整弁１０により実行される流量計算に組み込まれる誤差関数を発生させるために用いてもよく、それによって、より正確なフローデータを提供することができる。
【００２８】
調整弁流量測定及び診断装置の現在の好ましい実施形態は、図３に示されており、参照符号１００にて概ねデザインされている。図３に示すように、装置１００は、調整弁（図示せず）に連結すべく構成された第１の端部１０２を有する円筒形本体１０１を備えている。前述の実施形態と同様に、調整弁は上流セクション及び下流セクションを有する流体流路内に配置される。円筒形本体１０１は、調整弁のダイヤフラム（図示せず）に連結される移動距離指示器１０３（図４）を中に入れている。図示した実施形態によれば、ホール効果センサは、移動距離指示器１０３の位置を検出するために用いられている。移動距離指示器１０３の部分１０４は、極片を有する磁性体で形成されている。ホール素子１０５（図４）は、磁性体部分１０４を検出し、移動距離指示器１０３の位置に対応する位置信号を発生させるべく配置されている。
【００２９】
ハウジング１０６は、円筒形本体１０２に取り付けられており、第１の圧力ポート１０７、第２の圧力ポート１０８、補助の圧力ポート１０９、及び補助のポート１１０（図３）を有している。第１の圧力センサアセンブリ１１１は、第１の圧力ポート１０７に挿入されており、管（図示せず）が流路の上流セクションにアセンブリ１１１を連結している。第２の圧力センサアセンブリ１１４は、第２の圧力ポート１０８に挿入されており、管（図示せず）が流路の下流セクションに第２のアセンブリ１１４を連結している。第３の圧力センサアセンブリ１１５が、第３の圧力ポイントで測定するために補助の圧力ポート１０９に挿入されていてもよい。第３の圧力センサ１１５は、前述の実施形態に関して上述のより大きな詳細にて説明したように、プラグの移動距離を推測すべく、流路内または調整弁内を含む種々の位置にて圧力を測定するために用いられてもよい。好ましい実施形態においては、第４の圧力ポート１１７が、大気圧の測定のために設けられる。補助のポート１１０は、図１に示した温度伝送器４８の如き他の装置から、離散またはアナログ入力を受け取るために設けられている。加えて、後により詳細に述べるように、入出力ポート１１２が外部の装置に連結するために設けられている。
【００３０】
複数の回路基板１２０ａ〜ｅが、装置１００（図５）の種々の動作を制御するためにハウジング１０５内部に配置されている。図示した実施形態において、第１の（またはメインの）回路基板１２０ａは、第１、第２、第３の圧力センサ及び大気圧センサ用のインタフェースと、ホール効果センサ１０５用のコネクションとを有していてもよい。第２の（または連通）回路基板１２０ｂには、外部の装置との通信用のインタフェースが設けられている。第２の回路基板１２０ｂは、モデムカード、ＲＳ２３２通信ドライバ、及びＣＤＰＤモデムの如き有線通信用のコネクションを有することができる。これに加えて、またはこれに代えて、無線通信用の送受信機が設けられていてもよい。第３の（またはメインの）回路基板１２０ｃは、好ましくは、プロセッサ、メモリ、リアルタイムクロック、及び２つの通信経路用の通信ドライバを有している。特に、プロセッサは流量を計算するために一つ以上の上記のアルゴリズムを有することができる。その一方で、メモリは、各日毎の高圧力及び低圧力の如き選択パラメータを記憶することができる。オプションの第４の回路基板１２０ｄには、補助の入出力装置５５用のインタフェースが設けられている。かかる入出力装置の例には、漏れ検出器、メタン検出器、温度センサ及びレベルセンサを含めることができる。第５の（または終端）基板１２０ｅはまた、電源レギュレータ、（入出力装置との連結用の）フィールド終端、バックアップ電源装置、及び他の基板１２０ａ〜ｄを接続することができるコネクションを有して設けられている。５つの回路基板１２０ａ〜ｅを図示の実施形態として示しているが、本発明の範囲から逸脱することなく、単一の回路基板、５つ未満の回路基板または５つ以上の回路基板を使用することができることはいうまでもない。
【００３１】
したがって、装置１００と外部の装置との間の通信が、ＲＦモデム、イーサネット（Ｒ）または同様の他の周知の通信によってなされていてもよいことはいうまでもない。プロセッサによって、外部装置が装置１００への所望の圧力設定ポイント及びアラーム状態の如き情報を入力することが許容され、メモリに記憶されたデータが読み出される。読み出されるデータには、アラームログ及び記憶された動作パラメータを含めることができる。たとえば、装置１００が圧力記録計の機能を提供するために、読み出された情報には、メモリに周期的に記憶された上流及び下流の圧力の履歴を含めることができる。
【００３２】
発明の一つの態様に基づいて、プロセッサはアラーム信号を発生させるためのルーチンを有する。図５において概略的に示す如く、ルーチンの第１部分は、測定されたパラメータ（すなわち上流圧力、下流圧力及び移動位置）をあるユーザが特定した限界と比較する。加えて、例として概略的に図６及び７Ａ〜７Ｄに示した一つ以上のロジックサブルーチンが実行されることが可能であり、測定されたパラメータのうちの少なくとも２つが比較され、特定の論理演算に基づいてアラーム信号が生成される。
【００３３】
まずレベルアラームについて説明すると、ユーザによってレベル限界が入力されたか否かを判断すべく、チェックが開始される（１５０）。圧力、移動、流れ及びバッテリの値は、ユーザが入力したハイ・ハイリミットと最初に比較される（１５１）。何れかの値がハイ・ハイリミットを超える場合、その日付及び時刻が読み出され（１５２）、対応するハイ・ハイアラームが記録される（１５３）。次に、測定値は、ユーザによって入力された上限と比較される（１５４）。何れかの値が上限を超えた場合、その日付及び時刻が読み出され（１５５）、対応するハイアラームが記録される（１５６）。その後、それらの値は、ユーザが入力した下限と比較される（１５７）。何れかの値が下限より小さい場合、その日付及び時刻が読み出され（１５８）、対応するローアラームが記録される（１５９）。最後に、それらの値はユーザによって入力されたロー・ローリミットと比較される（１６０）。何れかの値がロー・ローリミットより小さい場合、その日付及び時刻が読み出され（１６１）、対応するロー・ローアラームが記録される（１６２）。
【００３４】
付加的な限界アラームは、算出流速Ｆに基づいて設定され得る。例えば、ユーザは瞬間的で蓄積された流れのための限界を入力することができる。算出流速Ｆがこれらの限界の何れかを超える場合に、アラームは起動する。更にアラームは、心棒移動に基づいて設けられてもよい。ユーザは、蓄積された心棒移動距離のための限界を入力することができ、また蓄積された心棒移動が前記限界を超えたときに、メンテナンスアラームを起動させることができる。
【００３５】
ユーザが入力した限界アラームをチェックした後には、一つ以上のロジックサブルーチンの実行が可能であり、何れかの論理的アラーム状態が存在するか否かが判別される。好ましい実施形態においては、概して図６に示すように、ロジックサブルーチンの夫々は単一の統合ロジックサブルーチンに結合される。図６に示すように、サブルーチンは、圧力調整弁の中の流れを計算する中で、全ての圧力及び移動データをまず収集する。その後、測定パラメータの夫々は、他の測定パラメータ及びユーザが特定した任意の設定ポイントの両方と比較される。論理的アラームは、上流圧力１６６、下流圧力１６７、補助圧力１６８、心棒移動１６９及び流量１７０のために監視される。付加的な論理的アラームがまた、第３の圧力センサアセンブリ及び入出力コネクション１１２に接続された補助装置からのフィードバックのために設けられていてもよい。後で詳しく述べるように、夫々のパラメータの相対値が獲得された後に、論理的アラームがチェックされる。
【００３６】
図７Ａには、上流圧力に基づく論理的アラームの判別（ステップ１６６）のための動作の好ましい流れが模式的に示されている。最初に、サブルーチンは、上流圧力に関する入力値をチェックする（１７２）。上流圧力に関して入力された値である場合、測定された上流圧力がユーザの入力値より大きい（１７３）、小さい（１７４）、等しい（１７５）の何れであるかが、サブルーチンによって判別される。夫々の相対的な比較（すなわちステップ１７３，１７４及び１７５）のために、図７Ｂ〜７Ｄに示したように、一連のサブステップが実行される。
【００３７】
上流圧力がある値より大きいことをアラームが必要とする場合、サブルーチンによって、まず最初にユーザが入力した特定上流圧力値がチェックされる（１７６）（図７Ｂ）。ユーザが上流圧力用の値を入力した場合、測定された上流圧力がその入力値と比較される（１７７）。測定値が入力値より大きい場合、上流圧力がより大きいというフラグがセットされる（１７８）。特定のユーザ入力値が使用されない場合、サブルーチンは、下流圧力が上流圧力１７９と比較されるか否かを調べるためにチェックする。その場合は、サブルーチンは上流圧力が下流圧力より大きいか否かを判別する（１８０）。その場合は、上流圧力が下流圧力より大きいというフラグがセットされる（１８１）。下流圧力が論理的アラームとして使用されない場合、サブルーチンは次に、補助圧力に基づく論理的アラーム値をチェックする（１８２）。補助圧力が論理的アラームとして使用される場合、サブルーチンは上流圧力が下流圧力より大きいか否かを調べる（１８３）。その場合は、上流圧力が補助圧力より大きいというフラグがセットされる（１８４）。
【００３８】
図７Ｃ及び７Ｄに示すように、サブルーチンは上流圧力が論理的アラーム値以下か否かを判断するために同様のステップを実行する（１８５〜２０２）。さらに、下流圧力及び補助圧力のために図７Ｂ〜７Ｄに示すそれらと同一の動作が実行され、それらが特定ロジックアラーム値より大きい、小さい、又は等しいかどうかが判断される。これらの動作は同一であるので、これらのステップを図示する別個のフローチャートは提供されない。
【００３９】
移動に基づくロジックアラーム（１６９）（図７Ａ）について説明すると、論理シーケンスフローチャートが図７Ｅで示される。したがって、サブルーチンは、まず移動位置論理値が入力されたか否かをチェックする（２０３）。移動位置論理値が入力された場合、サブルーチンは測定値は論理値より大きくなければならないか否かを判断する（２０４）。論理演算子が「限界より大きい」である場合には、サブルーチンは、測定された移動位置が入力値より大きいか否かを判断する（２０５）。その場合は、より大きい移動というフラグがセットされる（２０６）。移動のために「より大きい」限界が使用されていない場合、その後サブルーチンは、「より小さい」限界をチェックする（２０７）。「より小さい」限界が検出された場合には、サブルーチンは、測定された移動が入力値より小さいか否かを判断する（２０８）。その場合は、より小さい移動というフラグがセットされる（２０９）。「より小さい」値が使用されていない場合には、サブルーチンは、「等しい」演算子限界をチェックする（２１０）。「等しい」限界が使用されている場合には、測定された移動が入力値に等しいか否かを、サブルーチンが判断する（２１１）。その場合は、等しい移動というフラグがセットされる（２１２）。図６のステップ１７０で要求されるように、算出流速がロジックフローアラーム値より大きい、より小さい、又は等しいかどうかを判断するために、類似のステップのシーケンスを使用することができる。
【００４０】
セットされ得る論理フラグに基づいて、あるロジックアラームは、測定されたパラメータのうちの２つとの比較に基づいて起動され得る。例えば、停止問題アラームは、移動位置がゼロに等しく、しかも下流圧力が増加している（現在の下流圧力が直前に測定された下流圧力より大きい）ときに、起動されるべくセットされていてもよい。適切な動作状態が、対応する論理フラグをセットするために存在するときには、停止問題アラームが起動し、それにより、絞り要素の損傷の原因となり得る圧力調整弁中の流体の漏れを表示することができる。移動値がゼロより大きく、しかも下流圧力信号が減少しているときには、他のロジックアラームを発生させることが可能である。それにより、心棒の破損を示すことができる。移動値がゼロより大きく、しかも上流圧力信号が増加しているときには、さらにもう一つのロジックアラームを発生させることが可能である。それにより、心棒の破損又は調整弁の他の問題を示すことができる。
移動信号がゼロより大きく、しかも下流圧力信号がユーザが入力した下流圧力限界より大きいときには、更なるロジックアラームを起動することができる。そして、それは調整弁を制御するパイロットが有する問題を示すことができる。他のロジックアラームを入力して、種々の測定値及び算出値を考慮に入れることが可能である。その結果、調整弁が有する他の潜在的問題を直ちに示すことができる。
【００４１】
プロセッサに伴うメモリは、好ましくは日付、時刻及びアラームのタイプを追跡記録するアラームログを有する。アラームログは、アラーム履歴を読み出すことを可能とすべく、外部の通信装置によってアクセスすることが可能である。さらに、プロセッサは、好ましくは、遠隔に位置するホストコンピュータへ自動的にいかなるアラームも送信するリポートバイエクセプション（ＲＢＸ）回路を有する。したがって、パイプラインの潜在的問題は迅速に報告され、特定の部品または破損エリアが特定される。
【００４２】
ガス流量調節弁１０は、一般的にバッテリ電源によって動作し、消費電力量を最小化にするのに特に適している。図８を参照すると、低い静止電力消費量、又は切り換えられるデューティーサイクル動作を利用することの何れかにより、最小の電力消費量のために設計された低消費電力回路３００が示されている。ガス流量調整弁１０は、低消費電力回路３００を有している。通常は当該低消費電力回路の個々の部品がスリープモードにセットされており、また測定または診断動作を実行することが必要な場合には電源が投入される。低消費電力回路３００は、通信ボード１２０ｂ及びセンサ入出力ボード１２０ａに通信可能に接続されたプロセッサボード１２０ｃを概して有している。プロセッサボード１２０ｃはまた、拡張入出力ボード３０２を支持するように構成されている。
【００４３】
プロセッサボード１２０ｃは、プロセッサ３０３を有しており、このプロセッサ３０３は、リアルタイムクロック（ＲＴＣ）モジュール３０６、通信モジュール３０８、ローカルオペレータインターラプト（ＬＯＩ）モジュール３１０、内部入出力（Ｉ／Ｏ）モジュール３１２、外部のスタティックランダムアクセスメモリ（スタティックＲＡＭ）モジュール３１４及び電子消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）３１６と通信可能に接続されている。夫々のモジュール３０６〜３１６は、個々のプリント配線基盤または一つ以上のプリント配線基盤上に配置され得る。
【００４４】
プロセッサ３０３は、ＣＰＵ３０４、内部クロック３１８、フラッシュリードオンリメモリ（フラッシュＲＯＭ）３２０及びプロセッサランダムアクセスメモリ（プロセッサＲＡＭ）３２２を有しており、また夫々の基板１０２ａ，１０２ｂ，３０２及びモジュール３０６〜３１６との通信のための制御及びタイミングを提供し、しかも異なるモジュール３０６〜３１６及びセンサ３４，３５，４４，１１５に対して動作及び電力配分を制御する。
【００４５】
ＣＰＵ３０４は、３つの異なるモード（ＣＰＵ３０４が完全動作を維持するのに必要な電力量を消費するアウェイクモード、ＣＰＵ３０４がその内部システムの動作を維持するのに必要な減ぜられた電力量を消費するスリープモード及びＣＰＵ３０４が基本的にそれ自体を停止して、最小の電力量で動作するディープスリープモード）において動作する。スリープモードにおいては、ＣＰＵ３０４の動作周波数が電力を節約するために減ぜられる。ディープスリープモードにおいては、ＣＰＵ３０４、内部クロック３１８及び内部ＲＡＭ３２２への電力供給がオフされ、さらに電力が節約される。
【００４６】
他の機能の中で、内部クロック３１８は作業者により与えられた設定サンプルレートに従って、スリープモードからＣＰＵ３０４を目覚めさせる。そのコンテンツを維持するために電力を必要としない不揮発性メモリであるフラッシュＲＯＭ３２０は、動作中のファームウェアを含む。プロセッサＲＡＭ３２２は、非初期化変数及びプログラムスタックを記憶するのに使用されるスタティックメモリである。プロセッサＲＡＭ３２２は、揮発性であり、起動時には常に初期化される必要がある。ＲＴＣモジュール３０６は、ログ及び履歴にスタンプするために使用される日時及びカレンダ機能、通信呼び出しスケジューリング、通信電力制御並びに日時及びカレンダに基づくアラーム発生を実行する。ＲＴＣモジュール３０６は、Ｉ2Ｃバス及び外部割込バスＩＮＴ１を介してＣＰＵ３０４に接続されている。ディープスリープモードに入る前に、構成サンプルレートに基づく指定時間にそれを目覚めさせるための外部割込ＩＮＴ１をＲＴＣモジュール３０６に発行させるべく、ＣＰＵ３０４はＲＴＣモジュール３０６に一般的に命令を発行する。
【００４７】
通信モジュール３０８は、ＲＳ４８５ドライバを有しており、これは単一のＲＳ４８５ループ上でマルチドロップされ得る外部装置又はツールと通信するのに適している。外部通信が要求されるときに、通信モジュール３０８内の割込み信号発生器はＣＰＵ３０４に割込み信号ＩＮＴ２を発行する。この割込み信号ＩＮＴ２は、ＣＰＵ３０４にプロセッサと外部装置またはツールとの間で双方向通信を可能にするＲＳ４８５ドライバを起動させる。ＣＰＵがたまたまスリープモードまたはディープスリープモードにある場合、割込み信号はＣＰＵ３０４を目覚めさせる。
【００４８】
ＬＯＩモジュール３１０は、ＲＳ２３２ドライバを有しており、現場で設定ツールに接続することを目的としている。外部通信が要求されていることを示している動作をＬＯＩモジュール３１０が検出したとき、割込み信号ＩＮＴ３がＣＰＵ３０４へ発行される。ＣＰＵ３０４がたまたまスリープモードまたはディープスリープモードにある場合、割込み信号ＩＮＴ３はＣＰＵ３０４を目覚めさせる。割込み信号ＩＮＴ３を受信した場合には即座に、ＣＰＵ３０４は設定ツールとの双方向通信を可能にするためにＲＳ２３２ドライバを有するＬＯＩモジュールに電源を投入する。
【００４９】
内部入出力モジュール３１２は、プロセッサアナログ・ポートＡ１を介してＣＰＵ３０４と通信可能に接続されている。ＣＰＵ３０４は、内部入出力モジュールへの電力を調整する。内部入出力モジュール３１２は、通常は消費電力を節約するためにスリープモードとされており、内部入出力信号の変換の前及びその間においてのみ電力を供給される。内部入出力モジュール３１２は、基板温度、電力端子に与えられる電圧及びロジックバッテリ電圧を含む内部パラメータデータをＣＰＵ３０４に供給するように構成されている。ロジックバッテリ電圧は、内部バッテリの端子電圧である。内部入出力モジュール３１２もまた、ＲＳ２３２カード、２４００ボーのモデム、ＣＳＣ携帯電話インタフェースカード、セルラーデジタルパケットデータ携帯電話インタフェースカード、符号分割多重アクセス方式（ＣＤＭＡ）携帯電話インタフェースカードまたは無線通信インタフェースカードのようなオプションの付属通信カードが取り付けられているか否かについてＣＰＵ３０４にアラームを発する。
【００５０】
ＥＥＰＲＯＭモジュール３１６は、ガス流量調整弁１０用の設定、校正及びセキュリティパラメータを記憶するために使用される。このメモリは、不揮発性であって、そのコンテンツを維持するのに電力を必要としない。スタティックＲＡＭモジュール３１４は、初期化された変数、アラームログ、イベントログ及び履歴ログを記憶するために使用されるスタティックメモリである。スタティックＲＡＭモジュール３１４の１つのセクションは、ファームウェアアップグレード及び機能拡張の如きファームウェアダウンロードのために確保されている。これは、ファームウェアアップグレードでフラッシュメモリ３２０をプログラミングする前に、安全性及び信頼性のチェックを実行することを容易にする。スタティックＲＡＭモジュール３１４に対する電力は、交換可能なリチウムバッテリを用いてバックアップされる。
【００５１】
通信ボード１２０ｂは、一つ以上の外部の装置との外部通信用のインタフェースが設けられており、ホストまたはマスタ装置を有している。通信モジュール１２０ｂは、異なるタイプのドライバの使用を必要とする異なるタイプの通信カードに対応するように構成されている。特定の通信カードを取り付けるときに、取り付けた通信カードのタイプを識別するアナログ信号が当該通信カードによってＣＰＵ３０４へ発せられる。ＣＰＵ３０４は、一般的に作業者が介入せずに、通信カード上の通信ドライバを正しく初期化し、当該通信ドライバに調和するために、アナログ信号データを使用する。通信カードは、外部の通信装置との通信が要求されたときにＣＰＵ３０４に割込みを発行するための割込み信号ＩＮＴ４を生成する割込み信号発生器を有している。外部の通信装置とＣＰＵ３０４との間で双方向通信を可能とするために、割込み信号ＩＮＴ４に対して応答するＣＰＵ３０４により、通信カード上のドライバが起動される。通信ボード１２０ｂは、例えばモデム・カード、ＲＳ２３２通信ドライバを経由した有線通信用、または例えばセルラーデジタルパケットデータ（ＣＤＰＤ）モデムを経由した無線通信用に構成されている。通信ボード１２０ｂは、また、ダイヤルモデム、他の携帯電話装置、無線通信装置、人工衛星、フィールドバス（登録商標）インタフェース又はＨＡＲＴ（登録商標）インタフェースを含む他の装置を有するインタフェースに適合されていてもよい。
【００５２】
センサ入出力ボード１２０ｃは、一つ以上のアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータＡＤ１，ＡＤ２を有しており、ＣＰＵ３０４と、第１、第２、第３、及び第４の圧力センサ３４，３５，１１５，１１７及び移動センサ４４を含む異なるセンサとの間の通信を容易にする。ＣＰＵ３０４は、シリアル接続インタフェースバスＳＰＩを介してＡ／ＤコンバータＡＤ１，ＡＤ２と通信する。Ａ／ＤコンバータＡＤ１，ＡＤ２は校正データを維持するために常に電力を供給されているが、通常は電力消費量を最小にするスリープモードにセットされている。ＣＰＵ３０４は、必要に応じて個々のセンサ３４，３５，４４，１１５，１１７と連動し、サンプルをとられたセンサ示度を集め、変換するために、個々のＡ／ＤコンバータＡＤ１，ＡＤ２を目覚めさせる。
【００５３】
センサ入出力ボード１２０ｃもまた、第１、第２、第３及び第４の圧力センサインタフェースＰ１，Ｐ２，Ｐ３，ＰＢＡＲ、及び移動センサインタフェースＴＲＡＶＥＬを含む複数のセンサインタフェースを有している。ＣＰＵ３０４は、センサインタフェースＰ１，Ｐ２，Ｐ３，ＰＢＡＲ，ＴＲＡＶＥＬを介して異なるセンサ３４，３５，４４，１１５，１１７の夫々への電力供給を調整する。電力制御データバスＰＣＤＢは、ＣＰＵ３０４と、センサインタフェースＰ１，Ｐ２，Ｐ３，ＰＢＡＲ，ＴＲＡＶＥＬとの間の通信を可能にする。センサ３４，３５，４４，１１５，１１７は通常電力を供給されておらず、示度またはサンプルを取得することが必要な場合にだけ電力を供給される。特定のセンサ３４，３５，４４，１１５，１１７に電力を供給することを必要とするときに、ＣＰＵ３０４は該当する圧力インタフェースにパワーアップコマンドを発行する。夫々のセンサインタフェースＰ１，Ｐ２，Ｐ３，ＰＢＡＲ，ＴＲＡＶＥＬは、電圧基準、ブリッジアンプ及び電源スイッチを有している。電源スイッチは、電圧基準、ブリッジアンプ及びセンサ３４，３５，４４，１１５，１１７への供給電力を制御する。電圧基準は、センサに電力を供給し、Ａ／ＤコンバータＡＤ１，ＡＤ２に基準入力を与え、またブリッジアンプに基準出力を与える。複数のポイントでの基準信号の使用は、低消費電力回路３０４をレシオメトリックにし、それによって、基準のドリフトの影響が減少し、またＡ／Ｄ変換の精度上の影響が減少する。
【００５４】
センサ３４，３５，４４，１１５，１１７は、運転モード及びスリープモードにおいて動作するように構成されていてもよい。スリープモードにおいては、センサ３４，３５，４４，１１５，１１７は運転モードにおける場合よりも少ない電力量を消費する。センサ３４，３５，４４，１１５，１１７は、それらが電力を節約するためにサンプルデータに実際に使用されない場合に、スリープモードにセットされてもよい。例えば、センサ３４，３５，４４，１１５，１１７は、サンプルデータがＣＰＵ３０４によって必要とされた場合に、それらが初期化され、それから稼働されまたは運転モードにセットされた後、スリープモードにセットされてもよい。同様に、Ａ／Ｄコンバータはまた、スリープモード及び運転モードにおいて動作するように構成されていてもよい。センサ３４，３５，４４，１１５，１１７及びＡ／Ｄコンバータは、使用中でないときに、スリープモードにセットされるのに対して、別の実施形態においては、単に電力を供給されないようにしてもよい。
【００５５】
拡張シリアル接続インタフェースＳＰＩバス、アナログポート、制御出力及び状態入力に単一のコネクタを通じて入出力を行う単一のカードに、拡張入出力３０２は、一般的に含まれる。コネクタも、フィールド終端から拡張入出力カード３０２まで、フィールド信号を送る。拡張入出力ボード３０２の機能性は、用途の原理によって、用途について一般的に決定される。
【００５６】
図９を参照すると、低消費電力回路３００でファームウェアを実行しているガス流量調整弁１０の動作の概要を提供するフローチャートが示されている。ファームウェアは、フラッシュメモリ３２０内に記憶される。ファームウェアの動作は、ＣＰＵ３０４又は作業者によってパワーアップコマンドが発せられ得るステップ４０２において、低消費電力回路部品に電力供給するためのコマンドに応答して初期化される。
【００５７】
ステップ４０４において、センサ示度及びサンプルを取得し及び処理し並びに流速の計算を実行するために作業者から与えられた設定に基づき、低消費電力回路３００及びセンサ３４，３５，４４，１１５，１１７が初期化されることにより、ＣＰＵ３０４は初期化処理を開始する。作業者は、さまざまな時間間隔において異なる割合でセンサデータをサンプリングすべく、ガス流量調整弁１０を設定することができる。
【００５８】
ＣＰＵ３０４はその後、作業者から与えられた設定に基づいて、ステップ４０６においてサンプリング動作を開始すべきか否かを判断する。ＣＰＵ３０４がセンサ示度をサンプリングすべきであることを設定が示す場合、ステップ４０８において、それらがＡ／ＤコンバータＡＤ１，ＡＤ２からセンサ示度のサンプルを取得することを必要とするとき、ＣＰＵ３０４は、選択されたセンサ３４，３５，４４，１１５，１１７及び選択された低消費電力回路３００の部品への電力供給をまず開始する。夫々のセンサ及び低消費電力回路部品は、それらがサンプリング処理でのそれらの役割を完了するとすぐに、電源を切断される。収集したデータは、上流圧力センサ３４、下流圧力センサ３５、補助圧力センサ１１５、大気圧センサ１１７及び移動センサ４４からの示度を含む。他の収集したパラメータは、入力電圧、バッテリ電圧、バッテリの化学的性質及び基板周囲温度を含む。ステップ４１０において、ＣＰＵ３０４は収集したセンサデータを使用して流速を計算する。
【００５９】
その後、ＣＰＵ３０４は夫々の収集した示度及び算出流速を作業者から与えられた上限及び下限と比較し、ステップ４１２において、何れかの値が範囲外であるか、またはアラーム状態を起動させるか否かを判断する。ＣＰＵ３０４は、アラーム設定状態からアラームクリア状態へ、またはアラームクリア状態からアラーム設定状態へといったように、何れかのアラームが状態を変化させたか否かを判断し、その結果をアラームログに記録する。アラームが記録された場合には、ＣＰＵ３０４はリポートバイエクセプション（ＲＢＸ）をファイルし、自動的に通信モジュール１２０ｂを介して遠隔に位置するホストコンピュータへアラーム状態を送信する。したがって、パイプラインの潜在的問題は迅速に報告され、特定の部品または破損エリアが特定される。
【００６０】
ステップ４１４において、ＣＰＵ３０４は、設定された保管率に基づいて夫々の収集した示度及び算出流速が保管されなければならないか否かを判断する。ＣＰＵ３０４が、ステップ４１６において、例えば収集した示度または算出流速の如き特定のパラメータを保管すべきであると判断した場合、ＣＰＵ３０４はそのパラメータの平均値及び累計値を計算し、その後当該値をログ履歴に記録する。夫々のパラメータの保管率は、作業者によって設定可能であり、１分に一度の保管から６０分ごとに一度まで変動させることができる。
【００６１】
ＣＰＵ３０４が特定のパラメータが保管されることを必要としないと判断する場合、ＣＰＵ３０４がそのパラメータの平均値を計算することを必要とされるイベントのために、ＣＰＵ３０４は、パラメータ値をそのパラメータ値の現在の合計に加え、またステップ４２０においてパラメータ値が合計された回数を追跡し続ける。
【００６２】
ステップ４２２において、一旦サンプリング処理が完了すると、ＣＰＵ３０４はシステムのチェック及び診断を実行するためのコマンドを発行する。システム診断処理は、低消費電力回路が適切に動作していることを確認し、任意の未解決のＲＢＸ要求に従って動作し、最近のファームウェア設定が使用されていることを保証し、ファームウェア最新版をモニタし、バッテリ性能をモニタし、またガス圧力調整弁１０が動作制限値の範囲内で実行されていることを保証すべく実行される。具体的には、ＣＰＵ３０４は、アラームの下限、ロー・ローアラームリミット、アラームの上限及びハイ・ハイアラームリミットに基づいて、ガス圧力調整弁システム電源の適当な動作範囲をモニタする。バッテリ電圧レベル、設定されたサンプル速度、内部クロック速度、ＲＴＣクロック速度及び通信レベルに従い、消費電力を節約し、バッテリ寿命を増大させるべく、適切なガス圧力調整弁システムが調整される。超低電力状態の下で、さらに電力を節約するために低消費電力回路３００の部分から電力を取り除くことさえ可能である。一旦システムチェックが完了すると、ＣＰＵ３０４は、減ぜられた動作周波数で動作することによって消費される電力量を減少させるために、スリープモードにセットされる。
【００６３】
ＣＰＵ３０４は、その後、ステップ４２４において、低消費電力回路３００の中の通信モジュール３０８、ＬＯＩモジュール３１０及び通信ボード１２ｂの如き異なる通信システムをチェックし、何れかの通信ポートが動作中であるか否かを確認する。通信ポートが動作中の場合、ＣＰＵ３０４は動作し続け、再びステップ４０６に戻って、サンプリング処理が繰り返されなければならないか否かを判断して、ステップ４２２で再びシステムチェックを実行する。
【００６４】
通信ポートが動作中でない場合、ＣＰＵ３０４は指定された時間に外部割込ＩＮＴ１によってＣＰＵ３０４を目覚めさせるためにＲＴＣへコマンドを発行し、その後ステップ４２６において消費電力を節約するためにディープスリープモードに入る。ＣＰＵ３０４がディープスリープモードにある間には、例えばＬＯＩモジュール３１０、通信モジュール３０８または通信ボード１２０ｂにより発行された外部割込ＩＮＴ２，ＩＮＴ３，ＩＮＴ４によって、ＣＰＵ３０４を目覚めさせることができる。指定された期間が過ぎた場合には、ステップ４２８においてＲＴＣがＣＰＵ３０４へ外部割込ＩＮＴ１を発行し、ＣＰＵが目覚め、再びステップ４０４に戻って、再び処理全体を繰り返す。
【００６５】
図１０を参照すると、ステップ４０４の初期化処理がより詳細に示されている。上記したように、初期化処理は、ステップ４０２において低消費電力回路部品へ電力供給するためのコマンドに応答して起動する。ＣＰＵ３０４は、ステップ４３０において、低消費電力回路ハードウエアを停止しまたはその電力消費量を下げるために、まず、適切な信号方向及びデフォルト信号レベル割り当てるように異なる入出力ポートを設定することから始める。ＣＰＵ３０４はまた、通信ボード１２０ｃ、通信モジュール３０８、ＬＯＩモジュール３１０、Ａ／ＤコンバータＡＤ１，ＡＤ２及びＲＴＣ３０６を含むタイマのために、ポート機能をセットアップする。
【００６６】
ＣＰＵ３０４はその後、ステップ４３２において、スタティックＲＡＭ３１４が有効なプログラム設定を含むかどうか判断するために有効性チェックを実行する。具体的には、スタティックＲＡＭ３１４の３つの異なるエリアが、周知の設定パターンについてチェックされる。３つの異なるエリアの何れか一つでも周知の設定パターンに合致しない場合、スタティックＲＡＭメモリ３１４は不正と判断される。スタティックＲＡＭメモリ３１４が不正である場合、ＣＰＵ３０４は、ステップ４３４において、初期化されていない変数及び初期化された変数全てを含むメモリ全体を初期化する。その後、ステップ４３６においてスタティックＲＡＭメモリフラグがセットされる。ＲＡＭメモリ３１４が正当である場合、ＣＰＵ３０４は、初期化されていない変数のみをステップ４３８において初期化し、ステップ４４０においてスタティックＲＡＭメモリフラグをクリアする。
【００６７】
ＣＰＵ３０４はその後、ステップ４４２において、ＲＴＣモジュール３０６で通信リンクをセットアップし、ＲＴＣ３０６の正常動作をチェックする。ＲＴＣ３０６が正常に動作していないか、ＲＴＣ３０６への供給電力が断たれている場合には、ＣＰＵ３０４は正常な日付時間機能でＲＴＣ３０６を再初期化する。ＣＰＵ３０４はその後、ステップ４４４において、モデムが取り付けられているか否かをチェックして確認する。モデムが取り付けられている場合、ＣＰＵ３０４はモデムを初期化し、その後モデムをパワーダウンする。モデムは、スタートアップの間、引き込まれる最大電流を制限するために消費電力が低いままの回路ハードウエアがパワーアップする前にパワーダウンされる。
【００６８】
ステップ４４６において、通信ボード１２０ｃ、通信モジュール３０８及びＬＯＩモジュール３１０の通信ポートは、設定されたボーレート、データビット、ストップビット及びパリティに従って初期化される。通信ポートを介した通信を開始するための割込みＩＮＴ２，ＩＮＴ３，ＩＮＴ４は、初期化処理の残り時間の間に通信を開始させないように、初期化処理の間、使用不能のままとされる。取り付けられたモデムの何れもが、その後ステップ４４８において動作用に設定される。
【００６９】
その後ステップ４５０において、ステップ４３２でスタティックＲＡＭ３１４が不正であると判別した場合、ＣＰＵ３０４は以前に保存されたメモリ構成がＥＥＰＲＯＭ３１６に記憶されているか否かを確認するためにチェックする。以前に保存されたメモリ構成が見つかった場合、それはステップ４５２においてスタティックＲＡＭ３１４にロードされる。以前に保存されたメモリ構成がＥＥＰＲＯＭ３１６に記憶されていない場合、ＣＰＵ３０４はデフォルトパラメータを使用してスタティックＲＡＭ ３１４を初期化する。
【００７０】
ステップ４５４において、フラッシュＲＯＭパラメータが初期化される。フラッシュＲＯＭ３２０に記憶されるファームウェアの最新版は、通常は作業者によって実行される。フラッシュＲＯＭパラメータは更新処理に適用され、誤動作の検出及び検証を準備する。次にステップ４５６において、Ａ／ＤコンバータＡＤ１，ＡＤ２は動作のために初期化され、校正される。一旦初期化処理が完了すると、Ａ／ＤコンバータＡＤ１，ＡＤ２は電力を節約するためにスリープモードにセットされる。ステップ４５８において、ＣＰＵ３０４は設定されたサンプル及び保管周期を検証する。ＣＰＵ３０４は、保管周期に毎に少なくとも一つのサンプルがあることを保証すべくチェックする。初期化処理４０４の完了直後にサンプリング処理が開始するために、サンプルフラグがセットされる。
【００７１】
センサ信号、種々の低消費電力回路パラメータ及びバッテリ電力レベルのような異なる入出力パラメータのサンプルをとるためにガス圧力調整弁１０によって使用されるサンプリングシーケンスは、バッテリ電力消費量を最小にするように特に設計されている。サンプリング動作を実行するのに必要なそれらのセンサ３４，３５，４４，１１５，１１７及び低消費電力回路部品のみがパワーオンされ、その後、ＣＰＵ３０４によってサンプルが収集された直後にパワーオフされる。図１１を参照すると、ステップ４０８において実行可能なサンプリングシーケンスの一例が示されている。このサンプリングシーケンスは、バッテリ電力消費量を最小にしている間に、ＣＰＵ３０４により、選択された圧力センサ３４，３５，１１５のセット及び移動センサ４４の読み取りに使用される。
【００７２】
ＣＰＵは、ステップ４５０において、Ａ／ＤコンバータＡＤ１，ＡＤ２、上流圧力センサ３４及び下流圧力センサ３５をパワーオンするためのコマンドを発行することから開始する。ＣＰＵ３０４は、ステップ４５２において、指定期間経過後にＣＰＵ３０４にウェイクアップ信号を発行するように内部クロック３１８をセットし、スリープモードに入る。スリープ期間の継続時間は、正確な読み取りを提供するのに十分なだけ圧力センサ３４，３５をウォームアップするために必要な時間に基づいている。かかるスリープ期間の継続時間の一例は、５０ミリ秒とすることができる。ステップ４５４において内部クロック３１８により目覚めると、ＣＰＵ３０４は適切なＡ／ＤコンバータＡＤ１，ＡＤ２を読み出し、圧力センサ３４，３５のサンプル示度を取得する。ＣＰＵ３０４はその後、ステップ４５６において、電力センサ３４，３５をパワーオフするためのコマンドと、補助電力センサ１１５をパワーオンするためのコマンドとを発行する。ＣＰＵ３０４は、ステップ４５８において、獲得した上流及び下流の圧力示度のサンプルを工学単位に変換する。ＣＰＵ３０４は、ステップ４６０において、指定期間経過後にＣＰＵ３０４にウェイクアップ信号を発行するように内部クロック３１８をセットし、スリープモードに入る。ステップ４６２においてＣＰＵ３０４が内部クロック３１８により目覚めたときには、ＣＰＵ３０４は適切なＡ／ＤコンバータＡＤ１，ＡＤ２を読み出し、補助圧力センサ１１５の示度を取得する。ＣＰＵ３０４はその後、ステップ４６４において補助電力センサ１１５をパワーオフするためのコマンドを発行し、移動センサ４４をパワーオンするためのコマンドを発行する。ＣＰＵ３０４は、ステップ４６６において、補助圧力センサ１１５から取得したサンプルを工学単位に変換し、ステップ４６８において、適切な時間にウェイクアップ信号を発行するように内部クロック３１８をセットして、スリープモードに入る。内部クロック信号３１８に応答して目覚めると、ＣＰＵはステップ４７０において適切なＡ／ＤコンバータＡＤ２を読み出し、移動センサ４４から示度を取得する。ステップ４７２において、ＣＰＵ３０４は移動センサをパワーオフするためのコマンドを発行し、その後、ステップ４７４において移動センサ示度を工学単位に変換する。
【００７３】
ＣＰＵ３０４は、サンプリング期間とサンプリング期間との間には通常、ディープスリープにセットされる。一旦ＣＰＵ３０４がセンサ３４，３５，４４，１１５，１１７のサンプリングを完了し、ディープスリープモードに入る前に、ＣＰＵ３０４は、所定の期間の後にＣＰＵ３０４をアウェイクモードに、換言すれば運転モードにセットするための割込み信号ＩＮＴ１をＣＰＵ３０４に発行するためのコマンドを、ＲＴＣに発行する。所定の期間は、２つの連続したサンプリング期間の間の時間間隔に一致しており、設定されたサンプリングレートに基づいている。ディープスリープモードにある場合、ＣＰＵ３０４はまた、通信装置との外部通信が要求されていることを示す割込み信号に応答して、アウェイクモードにセットされることも可能である。
【００７４】
本実施形態では選択されたセンサのセットに関して述べたが、サンプリングシーケンスがより少ないセンサまたはより多くのセンサの示度を必要とすることも本発明の範囲内であると考えられる。例えば、ＣＰＵ３０４は大気圧センサ１１７からの示度、バッテリレベルの示度及びプロセッサボード１２０ｃの性能に関するパラメータを取得してもよい。選択された部品を、それらがセンサの示度を取得するのに必要とされるときにパワーオンし、その後、選択された部品をパワーオフすることを含む代替サンプリングシーケンスが、本発明の精神を逸脱することなく適用され得る。
【００７５】
上記のように、ガス流量調節装置１０は、バッテリによって電力を供給され、周知の電力需要を有する。ガス流量調整弁の電力需要は、通常、設定されたサンプルレートの機能である。換言すれば、 センサ３４，３５，４４，１１５，１１７のサンプルレートが高い程、大きい電力量が消費される。ＣＰＵ３０４は、バッテリ容量レベルをモニタして、通常、バッテリの交換日の推定値を提供することができる。検出されたバッテリの化学的性質は、ガス流量調節装置１０の電力供給に使用されているバッテリのタイプを特定するために用いられる。例えば、検出されたバッテリの化学的性質は、使用されているバッテリが鉛蓄電池かリかリチウム電池であるか否かを判断するために用いることができる。ＣＰＵ３０４は、検出されたバッテリ端子電圧、検出されたバッテリの化学的性質及び周知のガス流量調整弁の電力需要に基づき、バッテリの残存容量を判断する。ＣＰＵ３０４はまた、残存するバッテリ容量の値をさらに調整するために、例えば検出されたバッテリ温度の如き環境要素に関係するデータを使用することができる。
【００７６】
図８をもう一度参照すると、バッテリ電圧センサ５０２及びバッテリの化学的性質検出器５０４は、Ａ／ＤコンバータＡＤ２に通信可能に接続されている。ＣＰＵ３０４は、Ａ／ＤコンバータＡＤ２を介して、夫々のセンサ５０２，５０４によって読み出されるデータをサンプリングする。図１２を参照すると、ガス流量調整弁１０は、４つのバッテリ動作モード（ノーマルモード、第１電力節約モード、第２電力節約モード、フェイルセーフモード）のうちの１つで動作するように構成されている。ＣＰＵ３０４は、残存するバッテリ容量に基づいて適切な動作モードにガス流量調整弁１０をセットする。具体的には、バッテリ電圧センサ５０２は、バッテリ端子電圧を検出する。Ａ／ＤコンバータＡＤ２は、検出されたバッテリ端子電圧を、検出されたバッテリ端子電圧を表すディジタル信号に変換する。ＣＰＵ３０４は、ステップ５１０において該当するＡ／ＤコンバータＡＤ２を読みとってバッテリ端子電圧及びバッテリの化学的性質の示度を取得し、ステップ５１２において残存するバッテリ容量を判断する。使用中のバッテリ容量及び閾値電圧または閾値容量のセットがメモリに記憶される。ＣＰＵ３０４は、検出されたバッテリ電圧を夫々の閾値容量と比較し、ノーマル動作モード、第１電力節約モード、第２電力節約モードまたはフェイルセーフモードの何れにおいてガス流量調整弁１０を動作させるべきかを判断する。比較機能を実行する論理演算ユニットは、低消費電力回路ファームウェアの構成要素である。
【００７７】
ＣＰＵ３０４はその後、ステップ５１４において、バッテリがそのフル動作容量の２５％を超える閾値容量で動作しているか否かを判断する。バッテリが２５％を超える閾値容量で動作している場合、ＣＰＵ３０４はステップ５１６において、ガス流量調整弁１０をノーマル動作モードにセットするために該当するコマンドを発行する。バッテリが２５％の以下のレベルで動作している場合、ＣＰＵ３０４はステップ５１８において、２５％の閾値容量の以下であり、且つフルバッテリ容量の１５％の閾値容量以上の範囲の中でバッテリが動作しているか否かを判断する。バッテリがこの範囲の中で動作している場合、ＣＰＵ３０４はステップ５２０において、ガス流量調整弁１０を第１電力節約モードにセットするために該当するコマンドを発行する。
【００７８】
ステップ５２２において、ＣＰＵ３０４は、閾値容量の１５％以下であり、且つフルバッテリ容量の５％の最小閾値容量を超える範囲の中でバッテリが動作しているか否かを判断する。バッテリがこの範囲の中で動作していると判断される場合、ガス流量調整弁１０はステップ５２４において第２電力節約モードにセットされる。ステップ５２６において、ＣＰＵ３０４はバッテリがフルバッテリ容量の５％の最小閾値容量未満で動作しているか否かを判断する。バッテリが最小閾値容量未満で動作しているとＣＰＵ３０４が判断した場合、ガス流量調整弁１０はステップ５２８においてフェイルセーフモードにセットされる。
【００７９】
ここで図１３を参照すると、ガス流量調整弁１０を第１電力節約モードにセットするためにＣＰＵ３０４が発行するコマンドが示されている。ステップ５３０において、圧力センサ示度及び移動センサ示度の如きセンサ示度がサンプリングされる速度が、第１電力節約レベルにまで減ぜられ、ステップ５３２において、内部クロック３１８のクロック速度が減ぜられる。ステップ５３４において、ローアラームがセットされ、タイムスタンプがされて記録される。イベントログ、履歴ログ及びアラームログは、第１電力節約モードにおいて依然維持される。第１電力節約モードにある間は、ある定義済みイベントの発生はクロック速度を増加することを必要とし得る。かかる定義済みイベントは、例えば、通信ボード１２０ｂ、通信モジュール３０８またはＬＯＩモジュール３１０の如き通信装置からの外部割り込みを含む。ステップ５３６において、ＣＰＵは、定義済みイベントに応答してクロック速度を増加させることを必要とするか否かを確認するためにチェックする。ＣＰＵ３０４がクロック速度を増加させることが必要であると判断した場合、ステップ５３８において、機能の実行がより高いクロック速度を必要とすることが完了するまで、クロック速度は増加する。その後、ＣＰＵ３０４はステップ５４０において、バッテリエネルギを再び節約するためにクロック速度を減少させるためのコマンドを発行する。
【００８０】
図１４を参照すると、ガス流量調整弁１０を第２の節約モードにセットするためにＣＰＵ３０４が発行するコマンドが示されている。ステップ５４２において、圧力センサ示度及び移動センサ示度の如きセンサ示度がサンプリングされる速度が、第２電力節約レベル、即ち、第１の電力節約レベルでセットされるサンプリング速度よりも低いサンプリング速度にまで更に減ぜられる。ステップ５４４においては、通信ボード１２０ｂを介した通信の如き外部通信が全て終了する。ステップ５４６において、ロー・ローアラームがセットされ、タイムスタンプがされて記録される。内部クロック３１８のクロック速度は、減ぜられたクロック速度のままとなる。イベントログ、履歴ログ及びアラームログは、第２電力節約モードにおいて保存され続ける。
【００８１】
図１５を参照すると、メインバッテリが故障したと判断される場合に、ガス流量調整弁１０をフェイルセーフモードにセットするためにＣＰＵ３０４が発行するコマンドが示されている。上記の如く、スタティックＲＡＭ３１４はイベントログ、履歴ログ及びアラームログを記憶するために使用される。ステップ５４８において、交換可能なリチウムバッテリの如きバックアップバッテリが、スタティックＲＡＭ３１４に電力を供給し、それによりイベントログ、履歴ログ及びアラームログを保存するために起動される。センサ３４，３５，４４，１１５，１１７，５０２，５０４Ａ／ＤコンバータＡＤ１，ＡＤ２及びＣＰＵ３０４を含むプロセッサ基板１２０ｃの部品の全ては、ステップ５５０において、電力を節約するためにパワーオフされる。スタティックＲＡＭ３１４だけが電力供給され続ける。メインバッテリが交換されるまで、新規なデータサンプルは取得されず、または記憶されない。
【００８２】
例えばフルバッテリ動作容量の２５％、１５％及び５％の如き特定のバッテリ容量閾値が、本発明の実施形態で示すために使用されている一方で、バッテリ容量閾値が、作業者が設定した値及び他のバッテリ容量閾値に設定され、また本発明の精神から逸脱することなく適用されてもよい。加えて、４つのガス流量調整弁動作モードを含む実施形態が記載されているが、より多い又はより少ない数の動作モードの使用もまた、本発明の範囲内であると考えられる。
【００８３】
前述の詳細な説明は明瞭に理解されるためにのみ与えられたものであり、不要な限定がそこから理解されるべきではなく、当該技術分野における当業者に明らかであるように修正される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明に係る流量測定器を有する調整弁を示す模式図である。
【図２】流量測定器を組み入れている調整弁の付加的な実施形態の模式図である。
【図３】調整弁流量測定装置の斜視図である。
【図４】本発明の教示に基づいた調整弁流量測定装置の側面断面図である。
【図５】アラームルーチンのユーザを指定された限界部分を模式的に示すフローチャートである。
【図６】ロジックアラームサブルーチンを模式的に示すフローチャートである。
【図７Ａ】ロジックアラームサブルーチンの特定の部分を模式的に示すフローチャートである。
【図７Ｂ】ロジックアラームサブルーチンの特定の部分を模式的に示すフローチャートである。
【図７Ｃ】ロジックアラームサブルーチンの特定の部分を模式的に示すフローチャートである。
【図７Ｄ】ロジックアラームサブルーチンの特定の部分を模式的に示すフローチャートである。
【図７Ｅ】ロジックアラームサブルーチンの特定の部分を模式的に示すフローチャートである。
【図８】ガス流量調整弁のための低消費電力回路を表すブロック図である。
【図９】低消費電力回路の全動作を模式的に示すフローチャートである。
【図１０】低消費電力回路により実行される初期化処理を模式的に示すフローチャートである。
【図１１】低消費電力回路により実行され、バッテリの電力を節約するのに適しているサンプリング手順の一例を模式的に示すフローチャートである。
【図１２】ガス流量調整弁のための動作モードを決定する方法を模式的に示すフローチャートである。
【図１３】第１電力節約モードにガス流量調整弁をセットする方法を模式的に示すフローチャートである。
【図１４】第２電力節約モードにガス流量調整弁をセットする方法を模式的に示すフローチャートである。
【図１５】フェイルセーフモードにガス流量調整弁をセットする方法を模式的に示すフローチャートである。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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