(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業プロセスアセットのための音響測定システムであって、：
産業プロセスアセットに位置付けられた第一の音響センサからの信号の一部に基づいて産業プロセスアセットにおける音響信号を忠実に表す値を提供するプロセス制御装置と；
雑音に由来する音響値を提供する第二の音響センサと；
第一の音響センサからの信号の大きさから第二の音響センサによって提供された音響値の低減された大きさを減じることによって、産業プロセスアセットに位置付けられた第一の音響センサからの信号の大きさを低減する、雑音低減コンポーネントと、を含み、
産業プロセスアセットが音響エネルギーを生成しないとき、減衰係数が第二のセンサからの音響試験信号および産業プロセスアセットに位置付けられた第一の音響センサからの音響試験信号を受信することによって決定され、
第二の音響センサによって提供された音響値の大きさは、第一の音響センサと第二の音響センサとの間のプロセス構造において生じる雑音の信号減衰を示唆する減衰係数であって、減衰係数を第二の音響センサによって提供された音響値に適用することによって低減され、
雑音低減コンポーネントが、プロセス制御装置によって提供された値に影響を与えるために、
第一の音響センサと第二の音響センサとの間のプロセス構造において生じる雑音の信号減衰を示唆する減衰係数に基づいて、第二の音響センサからの音響値の大きさを減衰した雑音の近似値に低減し、
第一の音響センサからの信号の大きさから減衰した雑音の近似値を減じることによって、
プロセス制御装置によって提供された値が産業プロセスアセットによって生成された音響信号をより忠実に表すようにする、
音響測定システム。
【請求項２】
プロセス制御装置が音響トランスミッタを含む、請求項１記載の音響測定システム。
【請求項３】
第二の音響センサおよび第一の音響センサが音響トランスミッタと通信し、雑音低減コンポーネントが音響トランスミッタ内にある、請求項２記載の音響測定システム。
【請求項４】
第一の音響センサが第一の音響トランスミッタの一部であり、第二の音響センサが第二の音響トランスミッタの一部である、請求項１記載の音響測定システム。
【請求項５】
第二の音響トランスミッタが第二の音響センサの音響値を第一の音響トランスミッタに直接提供し、雑音低減コンポーネントが第一の音響トランスミッタ内にある、請求項４記載の音響測定システム。
【請求項６】
プロセス制御装置が無線ゲートウェイを含み、雑音低減コンポーネントが無線ゲートウェイ内にある、請求項１記載の音響測定システム。
【請求項７】
プロセス制御装置がホストと、
ホスト内にある雑音低減コンポーネントと、を含む請求項１記載の音響測定システム。
【請求項８】
プロセス制御装置がネットワーク管理ツールと、
ネットワーク管理ツール内にある雑音低減コンポーネントと、を含む請求項１記載の音響測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
以下に記載された実施態様は、プロセス制御に関する。とりわけ、実施態様は、産業プラントにおける音響測定に関する。
【０００２】
産業プロセス制御環境においては、流体および材料は、プロセス機器、例えば、例として、反応器、蒸留器、混合器および加熱器を使用して処理される。産業プロセス制御環境内で、流体および材料は、一つまたは複数のタンクに収納されており、導管または配管を通って数個のプロセス機器間で輸送される。導管およびタンクを通じた流体および材料の移動は、一つまたは複数のポンプおよび過剰圧力を軽減するために開く逃がし弁を包含する一つまたは複数の弁によって制御される。プロセス制御環境におけるコンポーネント、例えば、例として、プロセス機器、タンク、導管、ポンプおよび弁は、総称的にプロセス要素またはプロセスアセットと呼ばれることができる。
【０００３】
プロセス工程の性能は、一つまたは複数のプロセスアセットに結合または流体的に連結されたプロセストランスミッタを使用して一つまたは複数のプロセス変数を測定することによって監視される。各プロセストランスミッタは、センサ信号を一つまたは複数のプロセス変数に変換する一つまたは複数のプロセスアセットおよび回路内の流体または材料の状態を感知するセンサを含む。
【０００４】
プロセストランスミッタの一つの例は、プロセスアセットと関連する音響信号を測定する音響プロセストランスミッタである。例として、音響プロセストランスミッタは、弁またはトラップが開いているまたは漏れを起こしているか否かを決定するために、逃がし弁、安全弁または蒸気トラップと関連する音響信号を測定するために使用されることができる。音響トランスミッタは、監視されるアセット近くで音響信号の大きさを測定し、音響信号の大きさを示すプロセス変数を、ネットワークを通じてホストに送信する。ホストまたは音響プロセストランスミッタのいずれかは、音響信号の大きさを警告レベルと比較し、音響信号が監視されるアセットのために設定された閾値を超えた場合、警告を発することができる。いくつかの装置は、温度も測定する。
【０００５】
先の考察は、単に、一般的な背景情報として提供され、請求項の主題の範囲を決定する際の助けに使用されることを意図しない。請求項の主題は、発明の背景に記された不都合のいくつかのまたはすべてを解決する実施態様に限定されない。
【０００６】
発明の概要
産業プロセスアセットのための音響測定システムは、産業プロセスアセット近くに位置付けられた音響センサからの信号に部分的に基づいて産業プロセスアセット近くの音響信号を忠実に表す値を提供するプロセス測定装置を包含する。第二の音響センサは、音響値を提供し、雑音低減コンポーネントは、プロセス測定装置によって提供された値に影響を与えるために第二の音響センサからの音響値を使用して、プロセス測定装置によって提供された値が産業プロセスアセットによって生成された音響信号をより忠実に表すようにする。
【０００７】
さらなる実施態様では、プロセス構造上の雑音レベルが測定され、プロセスアセット近くの音響レベルが測定される。測定された音響レベルは、調節した音響レベルを生むために、測定された雑音レベルに基づいて修正される。
【０００８】
さらなる実施態様では、音響測定システムは、プロセス管および音響抑制装置の近くに取り付けられるように構成された音響センサを包含する。音響抑制装置は、プロセス管に嵌る形状の少なくとも一つの内側面および音響抑制装置をプロセス管に固定するための少なくとも一つのコネクタを有する。
【０００９】
なおもさらなる実施態様では、モジュラー雑音抑制キットは、第一のフィンと、第二のフィンと、異なる長さを有する複数のスペーサとを包含する。異なる長さのスペーサは、異なる雑音周波数と関連する。雑音抑制キットは、第一のフィンと第二のフィンとの間の複数のスペーサの一つを結合するための少なくとも一つのコネクタをさらに包含する。
【００１０】
この発明の概要は、発明を実施するための形態において以下にさらに記載された、単純化した形態の選択されたコンセプトを紹介するために提供される。この発明の概要は、請求項の主題の主要なフィーチャまたは本質的なフィーチャを特定することを意図せず、請求項の主題の範囲を決定する際の助けに使用されることを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】先行技術音響監視システムのブロック図である。
【図２】先行技術に従った測定されたアセット音響信号のコンポーネントの図示である。
【図３】一つの実施態様の音響監視システムのブロック図である。
【図４】一つの実施態様に従ったフィルターで雑音除去されたアセット音響信号の形成形態を図示する。
【図５】一つの実施態様における減衰係数の形成形態を図示する。
【図６】音響測定システムの第二の実施態様のブロック図である。
【図７】音響測定システムの第三の実施態様のブロック図である。
【図８】音響測定システムの第四の実施態様のブロック図である。
【図９】一つの実施態様に従った音響トランスミッタ、無線ゲートウェイ、ネットワーク管理ツールおよびホストのコンポーネントのブロック図である。
【図１０】音響測定システムの第五の実施態様のブロック図である。
【図１１】雑音抑制装置の一つの実施態様の側断面図である。
【図１２】図１１の雑音抑制装置の側面図である。
【図１３】雑音抑制装置の第二の実施態様の側断面図である。
【図１４】図１３の雑音抑制装置の側面図である。
【図１５】第三の雑音抑制装置の側断面図である。
【図１６】図１５の雑音抑制装置の側面図である。
【図１７】雑音抑制装置の一つの実施態様の拡大断面図である。
【図１８】雑音抑制装置の第二の実施態様の拡大断面図である。
【図１９】モジュラー雑音抑制装置の分解底面透視図を提供する。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明を実施するための形態
図１のブロック図に示されるように、先行技術に従って、音響測定システム１００は、無線音響トランスミッタ１０２、無線ゲートウェイ１０６、ネットワーク１０８、ネットワーク管理ツール１１０およびホスト１１２を包含した。
【００１３】
無線音響トランスミッタ１０２は、監視されるアセットの近くまたは上に取り付けられ、監視されるアセット１１４近くの音響レベルを測定する音響センサ１０４を包含する。音響センサ１０４によって感知された音響レベルは、必要に応じて、音響トランスミッタ１０２のプロセッサによってデジタル値に変換され、音響レベルを示すデジタル値は、音響トランスミッタ１０２によって無線ゲートウェイ１０６に無線で送信される。一つの実施態様に従って、音響トランスミッタ１０２と、無線ゲートウェイ１０６とは、ＩＥＣ６２５９１に従ったWirelessHart（登録商標）通信プロトコルを使用して通信する。しかし、他の無線プロトコルも用いることができる。
【００１４】
無線ゲートウェイ１０６は、無線音響トランスミッタ１０２と有線ネットワーク１０８との間のインターフェースとして作動し、ゲートウェイ１０６と無線通信するトランスミッタのネットワークを定義し維持するためにも作動する。例として、無線ゲートウェイ１０６は、無線トランスミッタのメッシュネットワークを作り、維持することができる。無線ゲートウェイ１０６は、無線音響トランスミッタ１０２からの無線信号を受信し、ネットワーク１０８を通じてネットワーク管理ツール１１０およびホスト１１２の一つまたは両方に無線信号内の音響レベルを伝達する。
【００１５】
代替実施態様では、音響トランスミッタ１０２は、プロトコル、例えば、例として、デジタル情報が４〜２０mA電流に変調されるHART（登録商標）通信プロトコル、Foundation Fieldbus通信プロトコルまたはProfibus通信プロトコルを使用するプロセス制御ループを通じてホスト１１２に接続される有線トランスミッタである。
【００１６】
ネットワーク管理ツール１１０は、様々な無線および有線ゲートウェイによって維持されたネットワークを監視するためのユーザインターフェースおよびアプリケーションを提供する。ネットワーク管理ツール１１０を通じて、どのネットワークが利用可能であり、どの装置が各ネットワークにあるかを見ることが可能である。無線音響トランスミッタ１０２に関する状態情報を包含する各ネットワークにある様々な装置に関する状態情報を見ることも可能である。一つの実施態様では、ネットワーク管理ツール１１０は、音響トランスミッタ１０２によって提供された音響レベルに基づいて監視されるアセット１１４の状態を示すユーザインターフェースを提供するアプリケーションを包含する。
【００１７】
ホスト１１２は、ネットワーク１０８に、およびネットワーク１０８に結合されたゲートウェイによって維持された任意のネットワークに接続された装置の状態を監視するためのアプリケーションも提供する。一つの実施態様では、ホスト１１２は、音響トランスミッタ１０２によって提供された音響レベルに基づいて監視されるアセット１１４の状態を表示するユーザインターフェースを生成するアプリケーションを包含する。
【００１８】
先行技術に従って、音響トランスミッタ１０２、ネットワーク管理ツール１１０およびホスト１１２の任意のものは、音響センサ１０４によって検出された音響レベルが警告閾値を超えたとき、警告を発する警告機能を包含することができる。
【００１９】
理想的には、音響センサ１０４は、監視されるアセット１１４によって生成された音響雑音のみを測定する。しかし、図１に図示されるように、雑音１２０および１２２は、監視されるアセット１１４を支持するまたは物理的に接続されたプロセス構造１１８および１１６上に存在する。プロセス環境においては、音響雑音は、雑音源の大きさおよび輸送媒体に応じて管およびタンクを通って長い距離伝わることができる。低電力音響トランスミッタ１０２が監視されるアセット１１４から発散している音響エネルギーと、システムの他のどこかで生成された背景雑音１２０および１２２とを区別することが困難なことがある。
【００２０】
結果として、図２に図示されるように、雑音、例えば、雑音１２０および雑音１２２は、実際のアセット音響信号２００に追加され、先行技術に従った音響センサ１０４によって感知されるものである測定されたアセット音響信号２０２を作成する。図２で見てとれるように、測定されたアセット音響信号２０２は、実際のアセット音響信号２００とは全く異なり得る。時には、雑音１２０および雑音１２２は、音量が大きく、測定されたアセット音響信号に警告閾値を超えさせることができ、監視されるアセット１１４が警告を正当とするのに十分な音を生まないとしても、それにより警告を発する。音量の大きさに加えて、雑音は、測定された実際のアセット音響信号と組み合わさる同相周波数成分を有する場合がある。雑音レベルが低い場合であっても、雑音周波数がアセット音響信号と同相の場合、アセット音響信号と組み合わさることがあり、それにより警告を発するのに十分に振幅を増加させる。これは、装置のいくつかの適用で起こる場合がある。
【００２１】
図３は、音響測定システム３００の実施態様のブロック図を提供する。図３は無線機器構成を例示するものの、本発明は、有線音響トランスミッタにも利用可能である。そのような機器構成では、コンポーネント間に例示された様々な通信リンクは、有線通信リンクであることができる。例として、電力と情報との両方が同じ二つの線で伝達される２線プロセス制御ループを使用することができる。例として、アナログ電流レベルがプロセス変数を示すために使用される、４〜２０mA電流ループを使用することができる。実施態様のもう一つの例では、デジタル情報は、追加の情報を伝達するために、ループ電流に変調される。そのような実施態様は、HART（登録商標）通信プロトコルを使用して、具現化されることができる。しかし、Profibus、Foundation Fieldbusまたはその他を包含する他の有線通信プロトコルを具現化することもできる。音響測定システム３００では、本発明の一つの実施態様によって、二つの追加の無線音響トランスミッタ３１４および３１８は、無線音響トランスミッタ１０２と共に無線ゲートウェイ３０６によって維持される無線ネットワークを形成するように提供される。無線音響トランスミッタ３１４および３１８は、二つの追加の音響センサ３１６および３２０をそれぞれ包含する。音響センサ３２０がプロセス構造１１６上の音響信号を感知する一方で、音響センサ３１６は、プロセス構造１１８上の音響信号を感知する。したがって、音響センサ３２０が雑音１２２を測定することが可能である一方で、音響センサ３１６は、雑音１２０を測定することが可能である。音響センサ１０４は、監視されるアセット１１４によって生まれた音および雑音１２０および１２２の減衰したバージョンを包含する、監視されるアセット１１４近くで検出された音に対する音響値を生成する。音響センサ３１６、１０４および３２０によって生まれた音響値は、デジタル値に変換され、それらのそれぞれの音響トランスミッタ３１４、１０２および３１８によって無線ゲートウェイ３０６に無線で送信される。追加の音響トランスミッタの数が具体的な構造または適用に基づいて異なることができると認められる。
【００２２】
図３に示された実施態様では、無線ゲートウェイ３０６は、以下にさらに記載されるように、音響センサ３１６および３２０の音響値に基づいて、音響センサ１０４の音響値の雑音を低減する雑音低減コンポーネント３２４を包含する。結果として生じるフィルターで雑音除去されたアセット音響値は、無線ゲートウェイ３０６によって、ネットワーク３０８を通じてネットワーク管理ツール３１０およびホスト３１２の一つまたは両方に提供される。
【００２３】
図４は、図３のブロック図の動作の図示を提供する。図４では、グラフ４００および４０２は、音響センサ３１６および３２０それぞれによって生成された経時的音響値の例を提供する。グラフ４００および４０２では、縦軸は、それぞれの音響センサによって測定された音響信号の大きさを示し、横軸は、時間を示す。したがって、グラフ４００は、センサ３２０における雑音１２２の大きさを示し、グラフ４０２は、センサ３１６における雑音１２０の大きさを示す。
【００２４】
雑音１２２が音響センサ３２０から構造１１６に沿って監視されるアセット１１４へ進行するにつれ、それは、減衰４０４を経験する。加えて、雑音１２２が構造１１６に沿って伝搬するには一定の時間がかかるため、雑音１２２は、伝搬遅延４０５を経験する。減衰および遅延の結果として、監視されるアセット１１４においては、雑音１２２は、グラフ４０７に図示されるように、減衰・遅延した雑音４０６になる。グラフ４０７に示されるように、減衰・遅延した雑音４０６は、大きさにおいては雑音１２２より小さく、時間においては後でシフトされる。同様に、雑音１２０がプロセス構造１１８に沿って伝搬するにつれ、それは、減衰４０８によって減衰され、伝搬遅延４０９によって遅延され、グラフ４１１に示されるように減衰・遅延した雑音４１０を生む。減衰・遅延した雑音４０６および減衰・遅延した雑音４１０は、グラフ４１４に示されるように実際のアセット音響信号４１２と組み合わされる。この組み合わされた信号は、音響センサ１０４が感知するものであり、グラフ４１８に示されるように測定されたアセット音響信号４１６を結果として生じる。
【００２５】
この実施態様では、音響センサ３１６によって生成された音響信号である測定された雑音１２０、音響センサ３２０によって生成された音響信号である測定された雑音１２２および音響センサ１０４によって生成された音響値である測定されたアセット音響信号４１６は、すべて雑音低減コンポーネント３２４に提供される。加えて、雑音低減コンポーネント３２４は、第一の減衰係数・遅延４２０および第二の減衰係数・遅延４２２を受信する。減衰係数・遅延４２０は、減衰４０４および遅延４０５を示し、減衰係数・遅延４２２は、減衰４０８および遅延４０９を示す。減衰係数・遅延４２０を使用して、雑音低減コンポーネント３２４は、測定された雑音１２２を低減し、測定された雑音１２２を遅延させ、減衰・遅延した雑音４０６を近似する減衰・遅延した雑音を生む。同様に、雑音低減コンポーネント３２４は、減衰係数・遅延４２２を使用し、測定された雑音１２０を低減し、および測定された雑音１２０を遅延させ、減衰・遅延した雑音４１０を近似する減衰・遅延した雑音を生む。雑音低減コンポーネント３２４は、次に、測定されたアセット音響信号４１６から、減衰・遅延した雑音４０６および４１０に対する近似値を減じる。この減算の結果は、グラフ４２６に示されるように、フィルターで雑音除去されたアセット音響信号４２４である。
【００２６】
グラフ４２６に示されるように、フィルターで雑音除去されたアセット音響信号４２４は、実際のアセット音響信号４１２のより正確な表示である。結果として、雑音低減コンポーネント３２４は、音響センサ１０４からの信号に基づいて生成された誤認警告の数を低減する。
【００２７】
図３では、音響トランスミッタ３１４、３１８および１０２の各々は、無線ゲートウェイ３０６と通信し、雑音低減コンポーネントは、無線ゲートウェイ３０６に存在する。そのような実施態様では、無線ゲートウェイ３０６は、産業プロセスアセット１１４近くに位置付けられた音響センサ１０４からの信号に部分的に基づいて産業プロセスアセット１１４近くの音響信号を忠実に表す値を提供するプロセス制御装置として作動し、雑音低減コンポーネント３２４は、無線ゲートウェイ３０６によって提供された音響値に影響を与えるために音響センサ３１６および３２０からの音響値を使用して、無線ゲートウェイ３０６によって提供された値が監視されるアセット１０４によって生成された音響信号をより忠実に表すようにする。
【００２８】
他の実施態様では、音響トランスミッタ３１４および３１８は、音響トランスミッタ１０２と通信し、音響センサ３１６および３２０によって生まれた音響センサ信号を音響トランスミッタ１０２に直接提供し、音響トランスミッタ１０２は、雑音低減コンポーネント３２４を包含することができる。そのような実施態様では、音響トランスミッタ１０２は、産業プロセスアセット１１４近くに位置付けられた音響センサ１０４からの信号に部分的に基づいて産業プロセスアセット１１４近くの音響信号を忠実に表す値を提供するプロセス制御装置として作動し、雑音低減コンポーネント３２４は、音響トランスミッタ１０２によって提供された音響値に影響を与えるために音響センサ３１６および３２０からの音響値を使用して、音響トランスミッタ１０２によって提供された値が監視されるアセット１０４によって生成された音響信号をより忠実に表すようにする。そのような実施態様では、音響トランスミッタ１０２は、無線トランスミッタの代わりに有線トランスミッタであることができ、有線プロトコル、例えば、例として、HART（登録商標）、Foundation FieldbusまたはProfibusを使用して、制御ループでホスト３１２に産業プロセスアセット１１４近くの音響信号を示唆する値を通信することができる。音響センサ３１６および３２０からのセンサ信号が音響トランスミッタ１０２に提供される他の実施態様では、雑音低減コンポーネント３２４は、無線ゲートウェイ３０６に存在することができる。音響トランスミッタ３１４および３１８は、音響トランスミッタ１０２と、無線でまたは直接有線接続（図示せず）を通じてのいずれかで通信することができる。
【００２９】
なおもさらなる実施態様では、図３の雑音低減コンポーネント３２４は、無線ゲートウェイ３０６からネットワーク管理ツール３１０およびホスト３１２の一つにシフトされることができる。そのような実施態様では、無線ゲートウェイ３０６は、音響値を、音響トランスミッタ１０２、３１４および３１８から雑音低減コンポーネント３２４を含むネットワーク管理ツール３１０またはホスト３１２に中継する。雑音コンポーネント３２４がどこにあるかにかかわらず、それは、監視されるアセット１１４によって生成された実際のアセット音響信号４１２のより正確な描写であるフィルターで雑音除去されたアセット音響信号４２４を生む。そのような実施態様では、雑音低減コンポーネント３２４を含むプロセス制御装置である、ネットワーク管理ツール３１０またはホスト３１２のいずれかは、産業プロセスアセット１１４近くに位置付けられた音響センサ１０４からの信号に部分的に基づいて産業プロセスアセット１１４近くの音響信号を忠実に表す値を提供するプロセス制御装置として作動し、雑音低減コンポーネント３２４は、ネットワーク管理ツール３１０またはホスト３１２によって提供された音響値に影響を与えるために音響センサ３１６および３２０からの音響値を使用して、ネットワーク管理ツール３１０またはホスト３１２によって提供された値が監視されるアセット１０４によって生成された音響信号をより忠実に表すようにする。
【００３０】
図５は、図４の減衰係数４２０および４２２を作成するための方法の図示を提供する。図５のプロセスは、音響センサ３１６および３２０の各々に対して別個に実施され、減衰係数４２２および４２０を別個に形成する。以下の考察では、音響センサ３２０、プロセス構造１１６および減衰係数４２０を参照しながら、工程が考察される。しかし、当業者は、減衰係数４２２を作成するために、同じ工程が音響センサ３１６およびプロセス構造１１８に対して繰り返されることを認識する。
【００３１】
図５のプロセスを始める前に、監視されるアセット１１４が音響信号を生成していないことを確実にするために、処置が取られる。測定されたアセットから発散している雑音は、アセットがアイドリング状態にあることを確実にすることによって消されることができる。これは、例として、測定されたアセットの動作および／またはそれを通じた漏れを防ぐ遮断弁を閉じることによって達成されることができる。理想的には、処置は、監視されるアセット１１４ならびにプロセス構造１１６および１１８を監視されるアセット１１４ならびにプロセス構造１１６および１１８の予想される動作状態にできるだけ近い状態に保つ。とりわけ、監視されるアセット１１４ならびにプロセス構造１１６および１１８は、動作中にこれらの要素によって伝えられると予想される流体と同じ種類のもので満たされるべきである。加えて、これらの要素内の内部圧力および温度は、動作中の予想される温度および圧力にできるだけ近くなるようにされるべきであり、外部環境温度および圧力は、動作中の予想される外部温度および圧力にできるだけ近くなるようにされるべきであ。さらに、これらの要素を通じて通過する流体の速度または材料は、動作中の予想される流体の速度または材料にできるだけ近くなるようにされるべきであ。
【００３２】
試験雑音信号または背景雑音は、次に、プロセス構造１１６に導入され、音響センサ３２０によって測定され、グラフ５０１に図示されるように、測定された雑音５００（測定された背景雑音または測定された試験雑音とも呼ばれる）を提供する。理想的には、測定された雑音５００は、プロセス環境の動作中に存在すると予想される雑音１２２とできるだけ類似する。音響センサ３２０で測定された雑音は、プロセス構造１１６を通じて伝搬し、測定された減衰した雑音５０４として音響センサ１０４によって感知される、監視されるアセット１１４で減衰した雑音を生むために、減衰５０２によって減衰される。音響センサ３２０からの測定された雑音５００および音響センサ１０４によって測定された測定された減衰した雑音５０４は、減衰係数５０８を作成するために値を使用する減衰係数モジュール５０６に提供される。一つの実施態様に従って、減衰係数モジュール５０６は、ある時間範囲にわたる測定された雑音５００および測定された減衰した雑音５０４を平均化すること、次に、減衰係数を作成するために、測定された雑音の平均に対する測定された減衰した雑音の平均の比率を決定することによって減衰係数５０８を作成する。
【００３３】
雑音が音響センサ３２０によって検出されたときと音響センサ１０４によって検出されるときとの間の遅延は、インパルス雑音をシステムに導入することと、音響センサ３２０がインパルス雑音を検出するときと音響センサ１０４がインパルス雑音を検出するときとの間の時間の長さを測定することとによって決定されることができる。同様に、雑音が音響センサ３１６によって検出されたときと音響センサ１０４によって検出されるときとの間の遅延は、インパルス雑音をシステムに導入することと、音響センサ３１６がインパルス雑音を検出するときと音響センサ１０４がインパルス雑音を検出するときとの間の時間の長さを測定することとによって決定されることができる。
【００３４】
図６は、産業プロセスアセットのための音響測定システム６００の第二の実施態様を提供する。図６では、図３に共通する要素は、同様に番号付けられ、音響トランスミッタ１０２および３１４が別個の無線ゲートウェイ６０１と無線通信する一方で、無線ゲートウェイ６０２と無線通信する音響トランスミッタ３１８を除いて、先に記載したものと同様の方式で動作する。したがって、音響トランスミッタ１０２が音響センサ１０４によって生成された音響信号を無線ゲートウェイ６０１に送信し、音響トランスミッタ３１４が音響センサ３１６によって生成された音響センサ信号を無線ゲートウェイ６０１に送信する一方で、音響トランスミッタ３１８は無線ゲートウェイ６０２に音響センサ３２２によって生成された音響値を送信する。
【００３５】
ネットワーク管理ツール６０８は、音響トランスミッタ３１８が別個の無線ゲートウェイを通じて通信するとしても、音響トランスミッタ３１８を音響トランスミッタ１０２および３１４と関連させるために、様々なユーザインターフェースを提供する。加えて、ネットワーク管理ツール６０８は、無線ゲートウェイ６０１および６０２ならびにネットワーク６０４を通じて、音響トランスミッタ３１４、１０２および３１８によって提供された音響センサ信号を受信することができる。代替実施態様では、音響トランスミッタ３１４、３１８および１０２は、通信プロトコル、例えば、例として、HART（登録商標）、Foundation FieldbusまたはProfibusを使用して、プロセスループでネットワーク管理ツール６０８と通信する有線トランスミッタであり、無線ゲートウェイ６０１および６０２は、存在しない。一つの実施態様に従って、ネットワーク管理ツール６０８は、図３の雑音低減コンポーネント３２４と同一の方式で動作する雑音低減コンポーネント６１２を包含する。ネットワーク管理ツール６０８の雑音低減コンポーネント６１２は、ネットワーク管理ツール６０８が使用できるまたはネットワーク管理ツール６０８がネットワーク６０４を通じてホスト６０６に転送することができる、フィルターで雑音除去されたアセット音響信号４２４を提供する。そのような実施態様では、ネットワーク管理ツール６０８は、産業プロセスアセット１１４近くに位置付けられた音響センサ１０４からの信号に部分的に基づいて産業プロセスアセット１１４近くの音響信号を忠実に表す値を提供するプロセス制御装置として作動し、雑音低減コンポーネント６１２は、ネットワーク管理ツール６０８によって提供された音響値に影響を与えるために、音響センサ３１６および３２０からの音響値を使用して、ネットワーク管理ツール６０８によって提供された値が監視されるアセット１０４によって生成された音響信号をより忠実に表すようにする。
【００３６】
同様に、ホスト６０６は、無線ゲートウェイ６０１および６０２ならびにネットワーク６０４を介してまたは有線プロセスループを介して、音響センサ３２０、３１６および１０４によって生成された音響センサ信号を受信することができる。結果として、ホスト６０６は、フィルターで雑音除去されたアセット音響信号を生むために図３の雑音低減コンポーネント３２４と完全に同じように動作する雑音低減コンポーネント６１０を包含することもできる。そのような実施態様では、ホスト６０６は、産業プロセスアセット１１４近くに位置付けられた音響センサ１０４からの信号に部分的に基づいて産業プロセスアセット１１４近くの音響信号を忠実に表す値を提供するプロセス制御装置として作動し、雑音低減コンポーネント６１０は、ホスト６０６によって提供された音響値に影響を与えるために音響センサ３１６および３２０からの音響値を使用して、ホスト６０６によって提供された値が監視されるアセット１０４によって生成された音響信号をより忠実に表すようにする。ここで留意すべきは、二つの雑音低減コンポーネント６１０および６１２が図６に示されているものの、雑音低減コンポーネントのうち一つのみが必要であるという点である。
【００３７】
図７は、産業プロセスアセットのための音響測定システム７００のさらなる実施態様を提供する。図７の実施態様では、図３および６の音響トランスミッタ３１４および３１８は、取り除かれ、それらに代わって、音響トランスミッタ７０２に直接接続される音響センサ７０６および７０８が提供される。したがって、音響トランスミッタ７０２は、音響センサ７０６および音響センサ７０８の音響センサ信号を受信する。音響センサ７０６および７０８が有線接続によって音響トランスミッタ７０２に接続されるように示されているものの、他の実施態様では、センサ７０６および７０８は、無線接続によって接続され、内部電源または別個の電力接続を包含する。音響センサ７０８がプロセス機器１１６内の音響雑音１２２を忠実に表す音響センサ信号を提供する一方で、音響センサ７０６は、プロセス機器１１８内の音響雑音１２０を測定する音響信号を提供する。音響トランスミッタ７０２は、監視されるアセット１１４近くの音響信号を測定する音響センサ７０４からの音響センサ信号も受信する。
【００３８】
図３の雑音低減コンポーネント３２４と同一の方式で動作する雑音低減コンポーネント７１０は、音響センサ７０４、７０６および７０８からの音響センサ信号を受信し、それらの音響センサ信号から、図４との関連で記載された方法と同一の方式でフィルターで雑音除去されたアセット音響信号４２４を生む。音響トランスミッタ７０２は、ネットワーク７１４への有線接続を通じてネットワーク管理ツール７１６およびホスト７１８の一つまたは両方にフィルターで雑音除去されたアセット音響信号を中継する無線ゲートウェイ７１２にフィルターで雑音除去されたアセット音響信号４２４を無線で送信する。あるいは、音響トランスミッタ７０２は、プロトコル、例えば、例として、HART（登録商標）、Foundation FieldbusまたはProfibusを使用して、有線プロセスループでホスト７１８およびネットワーク管理ツール７１６の一つまたは両方と通信する。無線および有線実施態様の両方で、音響トランスミッタ７０２は、産業プロセスアセット１１４近くに位置付けられた音響センサ１０４からの信号に部分的に基づいて産業プロセスアセット１１４近くの音響信号を忠実に表す値を提供するプロセス制御装置として作動し、雑音低減コンポーネント７１０は、音響トランスミッタ７０２によって提供された音響値に影響を与えるために音響センサ３１６および３２０からの音響値を使用して音響トランスミッタ７０２によって提供された値が監視されるアセット７０４によって生成された音響信号をより忠実に表すようにする。
【００３９】
雑音低減コンポーネント７１０が図７では音響トランスミッタ７０２内にあることが示されているものの、当業者は、雑音低減コンポーネント７１０が無線ゲートウェイ７１２、ネットワーク管理ツール７１６またはホスト７１８のうち一つまたは複数にあることができることを認識する。雑音低減コンポーネント７１０が音響トランスミッタ７０２に存在しない実施態様では、音響トランスミッタ７０２は、雑音低減コンポーネントが無線ゲートウェイ７１２内にある場合にフィルターで雑音除去されたアセット音響値４２４を作成するか、音響センサ値を、雑音低減コンポーネント７１０を含むプロセス装置、例えば、ネットワーク管理ツール７１６またはホスト７１８に転送するかのいずれかである、音響センサ７０４、７０６および７０８からの音響センサ値を無線ゲートウェイ７１２に送る。他の実施態様では、音響トランスミッタ７０２は、プロトコル、例えば、例として、HART（登録商標）、Foundation FieldbusまたはProfibusを使用して、音響センサ値を有線プロセスループでネットワーク管理ツール７１６およびホスト７１８の一つまたは両方に送る。そのような実施態様では、雑音低減コンポーネント７１０を含むプロセス制御装置、例えば、無線ゲートウェイ７１２、ネットワーク管理ツール７１６またはホスト７１８は、産業プロセスアセット１１４近くに位置付けられた音響センサ１０４からの信号に部分的に基づいて産業プロセスアセット１１４近くの音響信号を忠実に表す値を提供するプロセス制御装置として作動し、雑音低減コンポーネント７１０は、無線ゲートウェイ７１２、ネットワーク管理ツール７１６またはホスト７１８によって提供された音響値に影響を与えるために音響センサ７０６および７０８からの音響値を使用して、無線ゲートウェイ７１２、ネットワーク管理ツール７１６またはホスト７１８によって提供された値が監視されるアセット１０４によって生成された音響信号をより忠実に表すようにする。
【００４０】
図８は、産業プロセスアセットのための音響測定システム８００のさらなる実施態様を提供する。図８では、監視されるプロセスアセット８０４は、プロセス構造８０２、例えば、導管または配管上に位置付けられる。音響センサ８１０を有する音響トランスミッタ８０８は、監視されるアセット８０４の近くに位置付けられる。音響センサ８１０は、音響信号を感知し、音響トランスミッタ８０８によって無線ゲートウェイ８１６に送信されるデジタル値に変換される音響センサ値を生成する。無線ゲートウェイ８１６は、音響センサ値をネットワーク８２０への有線接続を通じてネットワーク管理ツール８２２およびホスト８２４のうち一つまたは複数に転送する。他の実施態様では、音響トランスミッタ８０８は、プロトコル、例えば、例として、HART（登録商標）、Foundation FieldbusまたはProfibusを使用して、音響センサ値を有線プロセスループでネットワーク管理ツール８２２およびホスト８２４の一つまたは両方に送る。
【００４１】
音響測定システム８００は、さらに、プロセス構造８０２上または近くに位置する音響センサ８１２およびプロセス構造８０２上に位置する雑音防止トランスミッタ８１４を包含する。音響センサ８１２は、プロセス構造８０２上の雑音信号８０６を感知し、音響雑音８０６を忠実に表す音響値を雑音防止トランスミッタ８１４に送信する。音響センサ８１２によって提供された音響センサ値および減衰係数・伝搬遅延値に応えて、雑音防止トランスミッタ８１４は、音響雑音８０６を消去するように設計された音響信号を生成する。とりわけ、雑音防止トランスミッタ８１４は、位相がシフトされ減衰した形態の音響雑音８０６である音響信号を生み、位相シフトの量がプロセス構造８０２に沿った音響センサ８１２と雑音防止トランスミッタ８１４との間の伝搬遅延に基づき、減衰の量が音響センサ８１２と雑音防止トランスミッタ８１４との間の減衰の量を示す減衰係数に基づく。加えて、位相シフトは、雑音防止トランスミッタ８１４によって生成された音響信号に音響雑音８０６を消去させる音響雑音８０６の各周波数に沿った１８０度位相シフトを包含する。位相シフトは、音響センサ信号を生成すること、音響センサ信号を消去音響信号に変換することに関連する遅延を考慮に入れることもできる。
【００４２】
さらなる実施態様では、雑音防止トランスミッタ８１４は、音響雑音８０６を完全に消去する音響信号を生成しない場合がある。そのような実施態様では、監視されるアセット８０４に到達する予想される残存雑音は、音響雑音８０６と消去音響信号との間の差ならびに雑音防止トランスミッタ８１４と監視されるアセット８０４との間の減衰・伝搬遅延を決定することによって計算されることができる。この残存雑音は、次に、図３〜７において先に記載された技術を使用して、音響センサ８１０によって検出された信号からフィルターで雑音除去されることができる。
【００４３】
雑音８０６を消去する音響信号を生成することによって、雑音防止トランスミッタ８１４は、音響トランスミッタ８０８によって提供された音響値に影響を与えるために、音響センサ８１２からの音響値を使用する雑音低減コンポーネントとして動作して、音響トランスミッタ８０８によって提供された値が監視されるアセット８０４によって生成された音響信号をより忠実に表すようにする。とりわけ、雑音８０６を消去することによって、雑音防止トランスミッタ８１４は、音響センサ８１０に到達する雑音の量を低減して、音響センサ８１０が監視されるアセット８０４によって生まれた音のみを実質的に感知するようにする。結果として、音響センサ信号８１０によって生まれ、音響トランスミッタ８０８によって送信された音響センサ値は、監視されるアセット８０４によって生成された音響信号をより忠実に表す。
【００４４】
図９は、プロセス制御装置、例えば、音響トランスミッタ１０２、３１４、３１８、７０２および８０８；雑音防止トランスミッタ８１４、無線ゲートウェイ１０６、３０６、６０１、６０２、７１２および８１６；ネットワーク管理ツール１１０、３１０、６０８、７１６および８２２；ならびにホスト１１２、３１２、６０６、７１８および８２４の総称的な表示であるプロセス制御装置９００に備え付けられた要素のブロック図を提供する。図９では、プロセス制御装置９００は、プロセッサ９０２、メモリ９０４、通信インターフェース９０６、任意のセンサインターフェース９０８および雑音防止トランスミッタ用音響トランスデューサ９１６を包含する。プロセッサ９０２は、メモリバス９１０を通じてメモリ９０４と通信し、通信バス９１２を通じて通信インターフェース９０６と通信する。任意のセンサインターフェース９０８がプロセス制御装置９００に提供される場合、プロセッサ９０２は、インターフェースバス９１４でセンサインターフェース９０８と通信する。プロセス制御装置９００が雑音防止トランスミッタ８１４であるとき、プロセス制御装置９００は、接続９１８で音響トランスデューサ９１６と通信する。信号を接続９１８で音響トランスデューサ９１６に送ることによって、プロセッサ９０２は、音響トランスデューサ９１６に消去音響信号を生成させることが可能になる。
【００４５】
メモリ９０４は、プロセッサ実行可能命令、例えば、アナログセンサ信号をデジタルセンサ信号に変換し、雑音低減コンポーネント３２４、６１０、６１２および７１０の機能の実施に対する命令を包含する。プロセス制御装置９００が雑音防止トランスミッタ８１４であるとき、メモリ９０４は、消去信号を生むために、音響センサ信号を位相シフトするための命令を包含する。
【００４６】
通信インターフェース９０６は、プロセス制御装置９００が無線でおよび／または直接もしくはネットワーク接続を通じ他のプロセス制御装置との有線接続を通じて通信することを可能にする。
【００４７】
センサインターフェース９０８は、一つまたは複数の音響センサからのセンサ信号を受信し、アナログセンサ信号を、プロセッサ９０２に提供されるデジタル信号を示すサンプリングされたデジタル値に変換する。センサインターフェース９０８は、通常、無線ゲートウェイ、ネットワーク管理ツールまたはホストに存在せず、代わりに、通常、音響トランスミッタにのみ存在する。
【００４８】
図１０は、産業プロセスアセットのための音響測定システム１０００のさらなる実施態様を提供する。音響測定システム１０００では、監視されるアセット１００２は、例として、配管、導管またはタンクであることができるプロセス構造１００４および１００６に接続される。雑音１００８は、プロセス構造１００４上に存在し、音響雑音１０１０は、プロセス構造１００６上に存在する。音響トランスミッタ１０１２は、監視されるアセット１００２の近くに位置付けられ、音響信号を測定する音響センサ１０１４を包含し、音響信号に基づいて音響値を提供する。音響トランスミッタ１０１２は、デジタルバージョンの音響値を、無線接続を通じて無線ゲートウェイ１０１６に送信する。無線ゲートウェイ１０１６は、音響センサ値を、ネットワーク１０１８を通じてネットワーク管理ツール１０２０およびホスト１０２２のうち一つまたは複数に再送信する。
【００４９】
音響測定システム１０００は、プロセス構造１００４および１００６上にそれぞれ取り付けられる音響抑制装置または音響抑制器１０２４および１０２６も包含する。具体的には、音響抑制器１０２４は、監視されるアセット１００２と、雑音１００８を生成する雑音源との間に位置する。同様に、音響抑制器１０２４は、監視されるアセット１００２と、雑音１０１０を生成する雑音源との間に位置する。結果として、音響抑制器１０２４は、雑音１００８を減衰させ、音響抑制器１０２６は、雑音１０１０を減衰させて、より少ない雑音が監視されるアセット１００２に達するようにする。これは、音響センサ１０１４が監視されるアセット１００２によって生成された音響信号をより忠実に表す音響センサ値を生成させることを可能にする。
【００５０】
図１１および１２は、音響抑制器、例えば、音響抑制器１０２４および音響抑制器１０２６の第一の実施態様１１００の断面側面図および側面図をそれぞれ提供する。音響抑制器１１００は、図１０では導管１００４または導管１００６であろう導管１１０２上に位置付けられる。図１１に示されるように、音響抑制器１１００は、二つのセクション１１０４および１１０６を包含する。セクション１１０６が導管１１０２の下半分と接触して覆う一方で、セクション１１０４は、導管１１０２の上半分を覆って接触している。セクション１１０４および１１０６は、一つの実施態様では、一般的に円柱形状を有し、導管１１０２の外側円柱面１１０８と直接接触し嵌るような形状の一つまたは複数の内側円柱面を包含する。例として、上側セクション１１０４は、内側円柱面１１１０、１１１２および１１１４を包含し、下セクション１１０６は、内側円柱面１１１６、１１１８および１１２０を包含する。ここで留意すべきは、図１１では、すべての内側円柱面が別個に言及されているわけではなく、図１１に示されるように、追加の内側円柱面が導管１１０２の外側円柱面１１０８と接触するという点である。
【００５１】
上側セクション１１０４および下側セクション１１０６は、導管１１０２に、クランプ１１２２および１１２４によって互いに取り付けられる。クランプ１１２２は、第一のセグメント１１２６、第二のセグメント（図示せず）ならびにクランプ１１２２のセグメントを共に結合する二つのコネクタ１１２８および１１３０を包含する。同様に、クランプ１１２４は、セグメント１１３２、第二のセグメント（図示せず）ならびにクランプ１１２４の二つのセグメントを共に結合するコネクタ１１３４および１１３６を包含する。
【００５２】
音響抑制器１１００が二つのセクションを有するように示されているものの、当業者は、音響抑制器１１００が二つより多いセクション、例えば、例として、三つ、四つまたは五つのセクションに分割されることができ、１１０８の周囲の周りに全面的に延伸することができず、間に空間を有することができることを認識する。いくつかの適用については、音響抑制器は、セクションが円柱面と接触する間に小さい空間を有する場合、よりよく機能することができる。間の小さい間隔は、円柱面とのよりよい接触を提供することができる。
【００５３】
上セクション１１０４は、ベース１１３８から延伸する片持ちフランジまたはフィンの配列１１４０を包含する。同様に、下セクション１１０６は、ベース１１４２と、ベース１１４２から延伸する片持ちフランジまたはフィンの配列１１４４を包含する。フランジ１１４０および１１４４の配列は、寸法指定され、位置付けられ、調整されて、それらの振動の調和周波数が導管１１０２内の雑音周波数の予想される範囲と調和するようにする。さらに以下に考察されるように、フランジ１１４０および１１４４の配列は、導管１１０２を導管１１０２の軸１１５０に整列された軸方向１１４６に移動させる音響雑音と、導管１１０２を軸１１５０に対して横断する方向１１４８に移動させる音響雑音との両方を緩和するように設計される。ここで留意すべきは、図１１で具体的な方向にあるように横方向１１４８が示されているものの、フランジ１１４０および１１４４の配列は、軸１１５０に対して垂直である任意の方向への導管１１０２の雑音誘発性半径方向移動を抑制するという点である。導管１１０２の雑音誘発性移動を抑制することによって、抑制器１１００は、導管１１０２によって伝えられる雑音を減衰させるかまたは抑制する。
【００５４】
図１３および１４は、プロセス導管１３０２に取り付けられた音響抑制器１３００の第二の実施態様の断面側面図および側面図をそれぞれ提供する。音響抑制器１３００は、導管１３０２の外側円柱面１３０８と直接接触し嵌る形状のそれぞれの内側円柱面１３１０および１３１２を有する上セクション１３０４および下セクション１３０６を包含する。上セクション１３０４および下セクション１３０６は、一般的に円柱形状を有し、導管１３０２の全外側周囲１３０８の周りに共に延伸する。音響抑制器１３００が二つのセクション１３０４および１３０６のみを有するように示されているものの、他の実施態様では、音響抑制器１３００は、より多くのセクション、例えば、例として、三つ、四つまたは五つのセクションに分割されることができ、１３０８の周囲の周りに全面的に延伸することができず、間に空間を有することができる。いくつかの適用については、音響抑制器は、セクションがそれらが円柱面と接触する間に小さい空間を有する場合、よりよく機能することができる。間の小さい間隔は、円柱面とのよりよい接触を提供することができる。
【００５５】
上セクション１３０４および１３０６は、導管１３０２に取り付けられ、クランプ１３１４および１３１６によって共にバインドされる。クランプ１３１４は、コネクタ１３２０および１３２２によって共に結合される第一のセグメント１３１８および第二のセグメント（図示せず）を包含する。クランプ１３１６は、コネクタ１３２６および１３２８によって共に結合される第一のセグメント１３２４および第二のセグメント（図示せず）を包含する。
【００５６】
図１３に示されるように、下側セクション１３０６は、内側円柱面１３１２を形成するベース１３４０と、ベース１３４０から延伸する片持ちフランジの配列１３４２とを包含する。外側ケーシング１３４４は、ベース１３４０へと結合し、片持ちフランジ１３４２の周りに延伸するが、片持ちフランジ１３４２と接触しない。同様に、上セクション１３０４は、内側円柱面１３１０を画定するベース１３４６を包含する。片持ちフランジの配列１３４８は、ベース１３４６から延伸し、外側カバー１３５０は、ベース１３４６に結合され、片持ちフランジ１３４８と接触することなく、片持ちフランジ１３４８を取り囲む。片持ちフランジの配列１３４２および片持ちフランジの配列１３４８は、導管１３０２によって伝えられる雑音の予想される周波数範囲に調整されるために、寸法指定され、互いから間隔を空けられる。とりわけ、フランジの配列は、導管１３０２によって伝えられる雑音と関連する周波数で調和的に振動するように設計される。フランジ１３４２および１３４８の配列は、導管１３０２の軸１３５４に対して平行である軸方向１３５２へと、軸１３５４に対して垂直である横方向１３５６への両方で導管１３０２の雑音誘発性移動を緩和するように設計される。ここで留意すべきは、図１３で具体的な方向にあるように横方向１３５６が示されているものの、フランジ１３４２および１３４８の配列は、軸１３５４に対して垂直である任意の方向への導管１３０２の雑音誘発性半径方向移動を抑制するという点である。導管１３０２の雑音誘発性移動を抑制することによって、抑制器１３００は、導管１３０２によって伝えられる雑音を減衰させるかまたは抑制する。
【００５７】
図１５および１６は、第三の実施態様を示す音響抑制器１５００の側断面図および側面図をそれぞれ提供する。音響抑制器１５００は、プロセス導管１５０２に取り付けられ、外側ケーシング１５０６、内側緩和材料１５１２、第一の結合ブラケット１５１６、第二の結合ブラケット１５１８およびコネクタ１５２０を包含する。内側緩和材料１５０８は、導管１５０２の外側円柱面１５１０と接触し嵌るように形付けられた内側円柱面１５１２を有する。外側ケーシング１５０６および緩和材料１５０８は、そのうちの一つが図１５に端１５２０として示される二つの終端における小さいギャップを除き、実質的に円柱状である。外側ケーシング１５０６および１５０８の端は、ブラケット１５１６および１５１８を通じてコネクタ１５２０によって共にクランプされる。
【００５８】
緩和材料１５０８および外側カバー１５０６は、共に、導管１５０２の軸１５５２に対して平行である軸方向１５５０に沿った雑音誘発性移動ならびに軸１５５２に対して垂直な横方向１５５４への導管１５０２の雑音誘発性移動を緩和する。ここで留意すべきは、横方向移動１５５４に対して単一の方向のみが示されるものの、音響抑制器１５００は、軸１５５２に対して垂直である任意の方向への導管１５０２の雑音誘発性移動を抑制するという点である。導管１５０２の雑音誘発性移動を抑制することによって、抑制器１５００は、導管１５０２によって伝えられる雑音を減衰させるかまたは抑制する。
【００５９】
図１７は、一つの実施態様に従った音響抑制器１１００のセクション１１０４の拡大断面図を提供する。図１７では、フランジ１１４０の配列は、フランジ１７００、１７０２、１７０４、１７０６、１７０８、１７１０、１７１２および１７１４を包含することを示す。フランジ１７０８、１７１０、１７１２および１７１４が長さ１７１８を有する一方で、フランジ１７００、１７０２、１７０４および１７０６は、長さ１７１６を有する。したがって、フランジ１１４０の配列内で、片持ちフランジの長さは、異なる。フランジの各々は、導管１１０２の外側円柱面１１０８と接触するように構成された内側円柱面を有する（図１１）。これは、フランジの各々の自由端、例えば、フランジ１７００および１７１４の自由端１１１４および１１１０が整列されなければならないことを意味する。フランジに対し異なる長さ１７１６および１７１８を提供する一方でこのアラインメントを供するために、ベース１１３８は、二つのそれぞれの部分１７２２および１７２６において二つの異なる厚さ１７２０および１７２４を有する。部分１７２６の厚さ１７２４は、部分１７２２の厚さ１７２０より厚いことにより、フランジ１７０８、１７１０、１７１２および１７１４の長さ１７１８がフランジ１７００、１７０２、１７０４および１７０６の長さ１７１６より短いという結果が生じる。
【００６０】
長さ１７１８および１７１６は、フランジが具体的な雑音周波数に調整されるよう選択される。とりわけ、長さ１７１６は、フランジ１７００、１７０２、１７０４および１７０６を軸方向１１４６への導管１１０２の雑音誘発性移動の第一の周波数に調整する。長さ１７１８は、フランジ１７０８、１７１０、１７１２および１７１４を導管１１０２の雑音誘発性軸方向移動の第二の異なる周波数に調整する。第一の周波数における導管１１０２の雑音誘発性軸方向移動は、フランジ１７００、１７０２、１７０４および１７０６を波線１７２８によって示されるように調和的に振動させる。第二の周波数における導管１１０２の雑音誘発性軸方向移動は、フランジ１７０８、１７１０、１７１２および１７１４を波線１７２９によって示されるように調和的に振動させる。フランジの調和振動は、導管１１０２内のいくつかの雑音エネルギーを熱に変換し、それにより導管１１０２の雑音誘発性軸方向移動を低減する。導管１１０２の雑音誘発性軸方向移動のこの低減は、導管１１０２によって伝えられるそれらの周波数における雑音を低減することと同じである。
【００６１】
フランジ１７０２、１７０４および１７０６は、距離１７３０、１７３４および１７３８によってそれぞれフランジ１７００から離される。同様に、フランジ１７１０、１７１２および１７１４は、距離１７３２、１７３６および１７４０によってそれぞれフランジ１７０８から離される。フランジの配列および距離は、予想される雑音を低減するために調節されるまたは変えられることができる。したがって、フランジの配列内のフランジ間の距離または間隔は、異なる。例として、距離１７３０、１７３２、１７３４、１７３６、１７３８、１７４０を選択することができ、それらは予想される雑音の波長の約１／２、１／４または１／８であるようにする。これらの距離において、フランジは、横方向１１４８への導管１１０２の雑音誘発性移動を抑制する。例として、距離１７３８が導管１１０２の雑音誘発性移動１７６０の波長の１／２に設定される場合、次に、フランジ１７２８は、フランジ１７００がピーク１７６４にあるとき、その横方向移動の谷１７６２にある。ベース１１３８を通じて成されるフランジ１７００とフランジ１７２８との間の結合は、フランジ１７００および１７２８のこの移動を緩和し、それにより導管１１０２の横方向移動を緩和し、導管１１０２によって伝えられる雑音を低減する。
【００６２】
フランジ間の結合、例えば、結合１７４８は、図１７にフランジに対して垂直であるように示される。他の実施態様では、他の形状の結合、例えば、円形結合１７４８または先細結合１７５２を使用することができる。そのような異なる結合形状は、フランジ内の波反射を低減するために使用されることができる。
【００６３】
図１８は、雑音緩和器１１００のセクション１１０４の第二の実施態様を提供する。図１８の実施態様は、フランジ１７００、１７０２、１７０４、１７０６、１７０８、１７１０、１７１２および１７１４間の緩和材料１８０２、１８０４、１８０６、１８０８、１８１０、１８１２および１８１４の追加以外は図１７の実施態様と同一である。緩和材料１８０２、１８０４、１８０６、１８０８、１８１０、１８１２および１８１４は、フランジ１７００、１７０２、１７０４、１７０６、１７０８、１７１０、１７１２および１７１４の移動を熱に変換し、それにより導管１１０２の雑音誘発性移動をさらに抑制する。図１８のフランジの相対的な間隔および寸法は、図１７のフランジと同じであり、同様の方法で動作する。
【００６４】
図１７および１８の実施態様は、音響抑制器１３００の上部分１３０４を形成するために、反転されることもできる。この反転中、フランジの内側円柱面は、外側円柱面になり、ベース１１３８の外側円柱面は、内側円柱面になる。さもなければ、フランジの長さおよびフランジ間の距離は、同じままである。
【００６５】
図１９は、音響抑制器１９００のさらなる実施態様の底面部分分解透視図を提供する。音響抑制器１９００は、コネクタ１９２６、１９２８、１９３０および１９３２によって共に結合されるモジュラーフランジまたはフィン１９０２、１９０４、１９０６、１９１０および１９１２ならびに異なる長さのモジュラースペーサ１９１４、１９１６、１９１８、１９２０、１９２２および１９２４を包含するモジュラー音響抑制器である。音響抑制器１９００のコンポーネントは、雑音の様々な周波数に調整される音響抑制器の構築を可能にするために、多数の異なる長さのスペーサを含む雑音抑制キットの一部である。例として、スペーサ１９１６は、スペーサ１９２２の長さ１９３６とは異なる長さ１９３４を有するように示される。フランジにスペーサが散りばめられているため、スペーサの長さは、音響抑制器１９００によって抑制された雑音の周波数を決定する。さらに、音響抑制器１９００に異なる長さのスペーサが使用されるため、モジュラーフランジ間の距離は、音響抑制器１９００内で異なり、雑音の複数の異なる周波数が音響抑制器１９００によって緩和されるようにする。図１９に示されるように、スペーサは、部分円柱であるが、しかし、他の実施態様では、スペーサには他の形状が使用される。
【００６６】
図１９は、音響抑制器の上半分のみを示し、当業者は、上半分と同一の下半分もキットに提供され、導管を取り囲む一式の音響抑制器を形成することを認識する。とりわけ、フランジの底面、例えば、フランジ１９１２の底面１９４０および１９４２は、音響抑制器のもう片方の半分において同一のフランジの上面と嵌合する。同様に、フランジの内側円柱面、例えば、フランジ１９１２の内側円柱面１９４４は、導管の外側円柱面と接触して、導管の雑音誘発性移動を音響抑制器１９００へ移す。さらなる実施態様では、スペーサ、例えば、スペーサ１９２４は、導管の雑音誘発性移動をさらに抑制するために緩和材料を包含し、それにより導管によって伝えられる雑音を抑制する。
【００６７】
要素が先の別個の実施態様として示されるまたは記載されるものの、各実施態様の一部分は、先に記載された他の実施態様のすべてまたは一部と組み合わされることができる。
【００６８】
主題が構造的フィーチャおよび／または方法論的行為に対して特定の言葉で記載されてきたものの、添付の請求項に定義された主題が先に記載した特定のフィーチャまたは行為に必ずしも限定されないことが理解される。むしろ、先に記載された特定のフィーチャおよび行為は、請求項を具現化するための形態の例として開示される。
【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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【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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