(57)【要約】圧力測定は、外部から加えられた圧力に応答し、圧力を圧力センサ１４０に伝達する圧力伝達媒体１２０を使用することによって、達成することができる。圧力の伝達を用いて、圧力測定は、圧力伝達媒体の圧力を決定し、圧力伝達媒体の温度を決定し、外部から圧力伝達媒体上に加えられた圧力を、圧力伝達媒体の圧力および圧力伝達媒体の温度に基づき決定することによって、達成することができる。
2006518041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力を測定するためのシステムであって、
結合デバイスと、
前記結合デバイス上の外部圧力に反応する圧力伝達媒体と、
前記圧力伝達媒体の圧力を検知するために使用可能な圧力センサと、
前記圧力伝達媒体の温度を検知するために使用可能な温度センサと、
前記結合デバイス上の外部圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するために使用可能なプロセッサとを含むシステム。
【請求項２】
前記結合デバイスが、前記圧力伝達媒体を少なくとも部分的にその中に配置したシールを含み、
前記シールが、プロセスと結合し、プロセス媒体が加えた圧力に機械的に応答するようになされた、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記シールが、プロセス媒体が加えた圧力に機械的に応答し、前記応答を前記圧力伝達媒体に伝達するために使用可能なダイヤフラムを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記圧力伝達媒体が、グリセリンを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記圧力センサが、ピエゾ型センサを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記温度センサが、抵抗性温度デバイスを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記プロセッサが、前記決定された圧力を代表する信号を生成するためにさらに使用可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記決定された外部圧力を代表する指示を、前記生成された信号に基づき表示するために使用可能な可視出力装置をさらに含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき、前記結合デバイス上の外部圧力を決定するステップが、前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき前記圧力伝達媒体の前記圧力を補正するステップと、前記圧力伝達媒体の前記補正された圧力に基づき前記結合デバイス上の外部圧力を決定するステップとを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
圧力を測定するためのシステムであって、
外部圧力に機械的に反応するダイヤフラムを含む結合デバイスと、
前記結合デバイス中に少なくとも部分的に配置され、前記ダイヤフラムに反応する圧力伝達媒体と、
前記圧力伝達媒体の圧力を検知するように位置付けられた圧力センサと、
前記圧力伝達媒体の温度を検知するように位置付けられた温度センサと、
前記ダイヤフラム上の外部圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するために使用可能なプロセッサとを含むシステム。
【請求項１１】
圧力を測定するためのシステムであって、
圧力センサと、
前記圧力センサをプロセス媒体に連結するために使用可能な結合デバイスと、
少なくとも部分的に前記結合デバイス中に配置され、前記プロセス媒体の圧力変化を前記圧力センサに伝達するための圧力伝達媒体と、
前記圧力伝達媒体の温度を検知するために使用可能な温度センサと、
前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき、前記プロセス媒体の圧力を決定するために使用可能なプロセッサとを含むシステム。
【請求項１２】
圧力を測定するための方法であって、
圧力伝達媒体の圧力を決定するステップと、
前記圧力伝達媒体の温度を決定するステップと、
プロセス媒体が外部から前記圧力伝達媒体上に加えた圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するステップとを含む方法。
【請求項１３】
プロセス媒体が外部から前記圧力伝達媒体上に加えた圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するステップが、前記圧力伝達媒体の前記温度について、前記圧力のうちの少なくとも１つを補正するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
プロセス媒体が外部から前記圧力伝達媒体上に加えた圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するステップが、前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき前記圧力伝達媒体の前記圧力を補正するステップと、前記補正された圧力を使用して前記外部から加えられた圧力を決定するステップとを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記決定された外部圧力を代表する指示を決定するステップをさらに含み、
前記指示が、可視出力装置による表示用である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記指示を表示するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
圧力伝達媒体の圧力を決定するステップが、前記圧力伝達媒体の前記圧力を代表する信号の振幅を決定するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記圧力伝達媒体の温度を決定するステップが、前記圧力伝達媒体の前記温度を代表する信号の振幅を決定するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
可視出力装置を更新する時間であるかどうかを判定するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
圧力を測定するためのシステムであって、
圧力伝達媒体の圧力を決定するための手段と、
前記圧力伝達媒体の温度を決定するための手段と、
プロセス媒体が外部から前記圧力伝達媒体上に加えた圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するための手段とを含むシステム。
【請求項２１】
プロセス媒体が外部から前記圧力伝達媒体上に加えた圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するステップが、前記圧力伝達媒体の前記温度について、前記圧力のうちの少なくとも１つを補正するステップを含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
プロセス媒体が外部から前記圧力伝達媒体上に加えた圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するステップが、前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき前記圧力伝達媒体の前記圧力を補正するステップと、前記補正された圧力を使用して前記外部から加えられた圧力を決定するステップとを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記決定された外部圧力を代表する指示を決定するための手段をさらに含み、
前記指示が、出力装置による表示用である、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２４】
前記指示を表示するための手段をさらに含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
可視出力装置を更新する時間であるかどうかを判定するための手段をさらに含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２６】
圧力を測定するためのシステムであって、
外部から加えられたプロセス媒体の圧力に機械的に応答するために使用可能なダイヤフラムを含むシールと、
少なくとも部分的に前記シール中に配置され、前記ダイヤフラムの前記機械的応答にその圧力が反応する圧力伝達媒体と、
前記圧力伝達媒体に結合されており、前記圧力伝達媒体の圧力を検知し、それを代表する信号を発生するために使用可能なストレインゲージの圧力センサと、
前記圧力伝達媒体に結合されており、前記圧力伝達媒体の温度を検知し、それを代表する信号を発生するために使用可能な熱電対の温度センサと、
マイクロプロセッサであって、
前記圧力センサおよび前記温度センサに結合されており、
前記圧力センサが発生した前記信号に基づき前記圧力伝達媒体の圧力を決定し、
前記温度センサが発生した前記信号に基づき前記圧力伝達媒体の温度を決定し、
前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき前記圧力伝達媒体の前記圧力を補正し、
前記圧力伝達媒体の前記補正された圧力を使用して、前記プロセス媒体が外部から前記ダイヤフラム上に加えた前記圧力を決定し、
前記プロセス媒体が外部から前記ダイヤフラム上に加えた前記圧力を代表する指示を決定し、
前記指示を代表する信号を生成し、
前記プロセス媒体が外部から前記ダイヤフラム上に加えた前記圧力を代表する信号を生成するために使用可能である、マイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに結合されており、前記プロセッサが生成した前記信号に基づき、前記プロセス媒体が外部から前記ダイヤフラム上に加えた前記圧力を代表する前記指示を表示するために使用可能である、可視出力装置とを含むシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２００３年２月１８日出願の「Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｇａｕｇｅ」と題する米国仮特許出願第６０／４４８，００７号、および２００３年１１月１２日出願の「Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ」と題する米国特許出願第１０／７０６，８２２号による優先権を主張するものである。
【０００２】
本明細書は、測定に関し、より詳しくは圧力を測定するためのシステムおよび技法に関する。
【背景技術】
【０００３】
圧力計（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｇａｕｇｅ）は、商業および工業の用途に対して無数の互いに異なる環境下において、役立つ。通常、圧力計は、圧力を測定し、その値の表示をもたらす。圧力値は、通常アナログの形で［例えば、指針によって］、またはデジタルの形で［例えば、電子読出し（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｒｅａｄｏｕｔ）によって］表示される。アナログの形で値を表示する圧力計は、ブルドン管などの機械的圧力変換器を含むことが、しばしばであり、それは、変換器が曝されている圧力に応じて、予測できる量だけ変位する。変位が、ムーブメント（ｍｏｖｅｍｅｎｔ）を介して回転可能な指針に伝えられて、指針が、較正された圧力値のダイアルに向かい合って動く。デジタルの形で値を表示する圧力計は、ピエゾ型のセンサなどの電子圧力変換器を含むことがしばしばであり、それは、変換器が曝されている圧力に応答した電気信号を発生する。次に、電気信号は、表示器に表示されるシンボルに変換される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧力測定を、外部から加えられる圧力に応答する圧力伝達媒体（ｐｒｅｓｓｕｒｅ−ｃｏｎｖｅｙａｎｃｅ  ｍｅｄｉａ）を使用して、圧力を圧力センサに伝達することによって、達成し、圧力センサの測定値を、圧力伝達媒体の温度に基づき、補正することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一般的な一態様では、圧力を測定するためのシステムは、結合デバイスと、圧力伝達媒体と、圧力センサと、温度センサと、プロセッサとを含む。圧力伝達媒体は、例えばグリセリンとすることができ、結合デバイス上の外部圧力に反応する。圧力センサは、例えばピエゾ型センサとすることができ、圧力伝達媒体の圧力を検知するために使用可能である。温度センサは、圧力伝達媒体の温度を検知するために使用可能である。温度センサは、例えば抵抗性温度デバイスとすることができる。プロセッサは、圧力伝達媒体の圧力および圧力伝達媒体の温度に基づき、結合デバイス上の外部圧力を決定するために使用可能である。
【０００６】
特定の実装形態では、結合デバイスは、圧力伝達媒体を少なくとも部分的にその中に配置したシールである。さらに、シールは、プロセスと結合し、プロセス媒体が加えた圧力に機械的に応答するようになされる。シールは、プロセス媒体が加えた圧力に機械的に応答し、その応答を圧力伝達媒体に伝達するために使用可能な、ダイヤフラムを含むことができる。
【０００７】
いくつかの実装形態では、プロセッサは、決定された圧力を代表する信号を生成するためにさらに使用可能である。特定の実装形態では、可視出力装置が、決定された外部圧力を代表する指示を、生成された信号に基づき表示するために、使用可能である。
【０００８】
圧力伝達媒体の圧力および圧力伝達媒体の温度に基づき、結合デバイス上の外部圧力を決定するステップは、圧力伝達媒体の温度に基づき圧力伝達媒体の圧力を補正するステップと、圧力伝達媒体の補正された圧力に基づき結合デバイス上の外部圧力を決定するステップとを含むことができる。
【０００９】
一般的な他の態様では、圧力を測定するためのシステムは、結合デバイスと、圧力伝達媒体と、圧力センサと、温度センサと、プロセッサとを含む。結合デバイスは、外部圧力に機械的に反応するダイヤフラムを含み、圧力伝達媒体は、少なくとも部分的に結合デバイス中に配置され、ダイヤフラムに反応する。圧力センサは、圧力伝達媒体の圧力を検知するように位置付けられ、温度センサは、圧力伝達媒体の温度を検知するように位置付けられる。プロセッサは、圧力伝達媒体の圧力および圧力伝達媒体の温度に基づき、ダイヤフラム上の外部圧力を決定するために使用可能である。
【００１０】
一般的な追加の態様では、圧力を測定するためのシステムは、圧力センサと、結合デバイスと、圧力伝達媒体と、温度センサと、プロセッサとを含む。結合デバイスは、圧力センサをプロセス媒体に連結するために使用可能である。圧力伝達媒体は、少なくとも部分的に結合デバイス中に配置され、プロセス媒体の圧力変化を圧力センサに伝達するために使用可能である。温度センサは、圧力伝達媒体の温度を検知するために使用可能であり、プロセッサは、圧力伝達媒体の圧力および圧力伝達媒体の温度に基づき、プロセス媒体の圧力を決定するために使用可能である。
【００１１】
一般的な他の態様では、圧力を測定する方法は、圧力伝達媒体の圧力を決定するステップと、圧力伝達媒体の温度を決定するステップとを含む。この方法は、プロセス媒体が圧力伝達媒体上に外部から加えた圧力を、圧力伝達媒体の圧力および圧力伝達媒体の温度に基づき決定するステップも含む。
【００１２】
圧力伝達媒体の圧力および圧力伝達媒体の温度に基づき、プロセス媒体が圧力伝達媒体上に外部から加えた圧力を決定するステップは、圧力伝達媒体の温度について圧力のうちの少なくとも１つを補正するステップを含むことができる。さらに、圧力伝達媒体の圧力および圧力伝達媒体の温度に基づき、プロセス媒体が圧力伝達媒体上に外部から加えた圧力を決定するステップは、圧力伝達媒体の温度に基づき圧力伝達媒体の圧力を補正するステップと、補正された圧力を使用して外部から加えられた圧力を決定するステップとを含むことができる。
【００１３】
特定の実装形態は、決定された外部の圧力を代表する指示を決定するステップを含むことができ、その指示は、出力装置による表示用である。これらの実装形態のいくつかは、指示を表示するステップを含むことができる。
【００１４】
圧力伝達媒体の圧力を決定するステップは、圧力伝達媒体の圧力を代表する信号の振幅を決定するステップを含むことができる。圧力伝達媒体の温度を決定するステップは、圧力伝達媒体の温度を代表する信号の振幅を決定するステップを含むことができる。
【００１５】
特定の実装形態は、可視出力装置を更新する時間であるかどうかを判定するステップを含むことができる。
【００１６】
一般的な他の態様では、圧力を測定するためのシステムは、圧力伝達媒体の圧力を決定するための手段と、圧力伝達媒体の温度を決定するための手段と、圧力伝達媒体上に外部から加えられた圧力を決定するための手段と、圧力伝達媒体の温度について圧力のうちの少なくとも１つを補正するための手段とを含む。
【００１７】
特定の実装形態は、決定された外部圧力を代表する指示を決定するための手段を含むことができ、その指示は、出力装置による表示用である。いくつかのこれらの実装形態は、指示を表示するための手段を含むことができる。
【００１８】
いくつかの実装形態は、可視出力装置を更新する時間であるかどうかを判定するための手段を含むことができる。
【００１９】
一般的な他の態様では、圧力を測定するためのシステムは、外部から加えられたプロセス媒体の圧力に機械的に反応するために使用可能なダイヤフラムを有したシールと、少なくとも一部分がシール中に配置された圧力伝達媒体とを含み、圧力伝達媒体の圧力が、ダイヤフラムの機械的応答に反応する。このシステムは、圧力伝達媒体に結合されており、圧力伝達媒体の圧力を検知し、それを代表する信号を発生するために使用可能である、ストレインゲージの圧力センサも含む。さらに、システムは、圧力伝達媒体に結合されており、圧力伝達媒体の温度を検知し、それを代表する信号を発生するために使用可能である、熱電対の温度センサを含む。さらに、システムは、圧力センサおよび温度センサに結合されたマイクロプロセッサを含む。マイクロプロセッサは、圧力センサが発生した信号に基づき圧力伝達媒体の圧力を決定し、温度センサが発生した信号に基づき圧力伝達媒体の温度を決定し、圧力伝達媒体の温度に基づき圧力伝達媒体の圧力を補正するために、使用可能である。さらに、マイクロプロセッサは、圧力伝達媒体の補正された圧力を使用して、プロセス媒体がダイヤフラム上に外部から加えた圧力を決定し、プロセス媒体がダイヤフラム上に外部から加えた圧力を代表する指示を決定し、その指示を代表する信号を生成し、プロセス媒体がダイヤフラム上に外部から加えた圧力を代表する信号を生成するために、使用可能である。システムは、プロセッサに結合された可視出力装置も含み、可視出力装置は、プロセス媒体がダイヤフラム上に外部から加えた圧力を代表する指示を、プロセッサが生成した信号に基づき表示するために、使用可能である。
【００２０】
上記で簡単に述べたシステムおよび技法は、様々な特徴を有する。例えば、プロセス媒体と圧力センサの間に圧力伝達媒体を介在させることによって、圧力センサは、プロセス媒体から少なくとも部分的に隔離することができる。したがって、プロセス媒体は、圧力センサに悪影響を及ぼす機会がより少なくなる。他の例のように、圧力伝達媒体の温度を測定することによって、圧力伝達媒体の圧力は、その温度から生じるエラーを修正することができる。圧力伝達媒体の温度を検知するステップによって、圧力伝達媒体の温度による他の影響を補正するステップも可能になる。しかし、様々な実装形態は、これらの特徴および／または追加の特徴を、まったく含まない、あるいは１つ、いくつかまたはすべてを含むことができる。
【００２１】
１つまたは複数の実装形態は、その細部について、添付図面とともに以下の記述中で発表する。特定の実装形態の他の特徴は、この記述および図面から、ならびに特許請求の範囲から明らかになる。
【００２２】
様々な図面中の同じ参照記号は、同じ要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
圧力測定の精度は、圧力測定のシステムおよび技法に影響する環境変数について、補正することによって、向上させることができる。特定の実装形態では、これは、その圧力を測定するプロセス媒体から圧力測定システムの一部分を隔離するように働く圧力伝達媒体の温度について、補正することによって、達成することができる。この補正は、圧力伝達媒体の圧力に、プロセス媒体の圧力に、または別の物に適用することができる。圧力伝達媒体の温度を使用して他のエラーを修正することもできる。
【００２４】
図１に、圧力を測定するためのシステム１００を示す。システム１００は、結合デバイス（ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）１１０と、圧力伝達媒体１２０と、ハウジング１３０と、圧力センサ１４０と、温度センサ１５０と、プロセッサ１６０と、可視出力装置（ｖｉｓｕａｌ  ｏｕｔｐｕｔ  ｄｅｖｉｃｅ）１７０とを含む。結合デバイス１１０は、システム１００を、その圧力を測定する媒体を有したプロセスに結合し、プロセス媒体の圧力を圧力伝達媒体１２０に中継するために、使用可能である。プロセス媒体は、液体、気体またはその組合せとすることができる。圧力センサ１４０および温度センサ１５０は、それぞれ圧力伝達媒体１２０の圧力および圧力伝達媒体１２０の温度を検知するために使用可能である。ハウジング１３０は、圧力センサ１４０および温度センサ１５０を支持し保護する。ハウジング１３０は、プロセッサ１６０および可視出力装置１７０も支持し保護する。プロセッサ１６０は、圧力センサ１４０および温度センサ１５０から、それぞれ圧力および温度を表す信号を受け取り、プロセス媒体が結合デバイス１１０上に加えた圧力を決定する。次いで、可視出力装置１７０は、プロセス媒体が加えた圧力を代表する指示を表示する。
【００２５】
より詳細に述べると、結合デバイス１１０は、説明する実装形態では、衛生的なタイプのシールであり、プロセス媒体が加えた圧力に応答して変形するダイヤフラム１１２を含む。外部圧力から生じるダイヤフラム１１２の変形は、圧力伝達媒体１２０の圧力に影響する。結合デバイス１１０は、システム１００をプロセスに結合するのに適したどのようなサイズのものでよい。さらに、結合デバイス１１０は、ステンレス鋼、プラスチック、ゴム、複合材および／または他の適切などのような材料からも構成することができる。一般に、結合デバイス１１０は、圧力測定システムを、その圧力を測定する物質を有したシステムに結合し、物質の圧力を圧力伝達媒体に伝えるのに適したどのような装置でもよい。
【００２６】
圧力伝達媒体１２０は、グリセリン、シリコンまたは圧力を圧力センサ１４０に伝達するのに適した他のどのような液体からも構成することができる。システム１００について図１で示すように、圧力伝達媒体１２０は、結合デバイス１１０とハウジング１３０の間に分布する。しかし、他の実装形態では、圧力伝達媒体は、結合デバイス１１０中に、またはハウジング１３０中にすべて含むことができる。
【００２７】
ハウジング１３０は、結合デバイス１１０に結合し、圧力伝達媒体１２０の一部分を受け入れるソケット１３２を含む。ソケット１３２は、溶接、ネジきりまたは他の適切な任意の技法によって、結合デバイス１１０に、および／またはハウジング１３０に結合することができる。ハウジング１３０は、電気結合部１３４も含み、それを通して信号を、中央監視用施設などの遠隔サイトに送信しおよび／またはそれから受信することができる。電気結合部１３４は、ヘイコ社製（Ｈｅｙｃｏ）取付部品または他の適切な任意の電気結合装置とすることができる。さらに、上記で言及したように、ハウジング１３０は、圧力センサ１４０、温度センサ１５０、プロセッサ１６０および可視出力装置１７０を支持し保護する。ハウジング１３０は、プラスチック、複合材、金属または他の適切な任意の材料から構成することができる。一般に、ハウジング１３０は、結合デバイス１１０と結合し、圧力センサおよび温度センサを支持し保護するのに適した任意の形状および／または構成を有することができる。
【００２８】
圧力センサ１４０は、ハウジング１３０のソケット１３２に結合されて、圧力伝達媒体１２０の圧力を検知する。検知された圧力に応じて、圧力センサ１３０は、電気信号を発生する。特定の実装形態では、圧力センサ１４０は、容量型圧力センサ、ピエゾ型圧力センサまたはひずみゲージ型圧力センサ（ｓｔｒａｉｎ  ｇａｕｇｅ  ｔｙｐｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｅｎｓｏｒ）とすることができる。一般に、圧力センサ１４０は、適切な任意のタイプの圧力電気変換器とすることができる。
【００２９】
温度センサ１５０も、ソケット１３２に結合されるが、圧力伝達媒体１２０の温度を検知し、それに応じて電気信号を発生する。図１に示すように、温度センサ１５０は、圧力伝達媒体１２０中に配置された温度プローブ１５２を含む。プローブ１５２は、管状の形状を有し、ステンレス鋼または他の適切な任意の材料から構成することができる。他の実装形態では、プローブ１５２は、適切な他の任意の形状を有することができる。プローブ１５２は、検知要素１５４に温度を伝導し、その検知要素は、例えば抵抗性温度デバイスまたは熱電対とすることができる。検知要素１５４は、検知された温度に応じて電気信号を発生する。温度センサ１５０は、ソケット１３２の中央部に、圧力センサ１４０の近傍にまたは適切な他の任意の位置に、位置付けることができる。温度センサ１５０は、一般に適切な任意の型の温度電気変換器とすることができる。
【００３０】
プロセッサ１６０は、圧力センサ１４０および温度センサ１５０に結合される。この結合によって、プロセッサ１６０は、圧力伝達媒体１３０の圧力および温度を代表する電気信号を受け取る。プロセッサ１６０は、これらの信号を使用して、プロセス媒体がダイヤフラム１１２上に加えた圧力を決定する。この決定を行う際、プロセッサ１６０は、圧力伝達媒体１２０の圧力を、圧力伝達媒体の圧力を代表する信号に基づき決定し、圧力伝達媒体の温度を代表する信号に基づき、圧力伝達媒体の温度について、決定された圧力を補正し、補正された圧力に基づきダイヤフラム上に加えられた圧力を決定することができる。プロセッサ１６０は、ダイヤフラム上の圧力を代表する指示を決定し、その指示を代表する信号も生成する。
【００３１】
プロセッサ１６０は、論理的方法で情報を処理するために、アナログ・プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレー（ＦＰＧＡ）または他の適切な任意のデバイスとすることができる。プロセッサ１６０が、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラである場合、それは、関連したメモリに格納された、その動作を決定する論理命令を有することができ、そのメモリは、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、コンパクト・ディスク・リード・オンリー・メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）および／または情報を格納するのに適した他の任意の装置を含むことができる。
【００３２】
可視出力装置１７０は、プロセッサ１６０に結合され、指示を代表する信号を受け取る。次いで、可視出力装置１７０は、その指示を表示することができる。可視出力装置１７０は、液晶表示装置（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）表示装置または情報を表示するのに適した他の任意の装置とすることができる。
【００３３】
システム１００は、様々な特徴を有する。例えば、プロセス媒体と圧力センサの間に圧力伝達媒体を配置することによって、システムでは、プロセス媒体から圧力センサを少なくとも一部分隔離することが可能になる。したがって、プロセス媒体は、圧力センサおよび多分他の構成要素に対して悪影響を及ぼす機会が、より少なくなる。他の例のように、圧力伝達媒体の温度を測定することによって、システムは、圧力伝達媒体の温度に起因するエラーの修正が可能になる。例えば、圧力伝達媒体が、動作中、システムの較正時より暖かい場合、圧力伝達媒体の圧力が示すプロセス媒体の圧力は、圧力伝達媒体が熱膨張するため、多分プロセス媒体の実際の圧力より高くなるはずである。しかし、圧力伝達媒体の温度を検知するステップによって、圧力伝達媒体の温度による影響を補正するステップが可能になる。
【００３４】
特定の実装形態は、追加の構成要素を含むことができる。例えば、温度センサを使用して大気温度を測定することができる。この温度を使用して、温度に敏感である可能性のある圧力センサ中のエラーを修正することができる。大気温度だけを使用して、または圧力伝達媒体の温度と組み合わせて使用して、圧力測定センサのエラーを修正することができる。
【００３５】
いくつかの実装形態では、含む構成要素をより少なくすることができる。例えば、システムが、ダイヤフラムの圧力を代表する電気信号を、中央監視用施設などの遠隔サイトに送る場合、可視出力装置を削除することができる。有線および／または無線の技術を使用することがある、これらの実装形態では、システム１００は、より大きいシステムのための圧力電気変換器または発信器として働くことができる。しかし、他の実装形態では、可視出力装置は、ローカルに圧力読みを表示するために保有され、一方さらに遠隔サイトに信号を送信することができる。他の例のように、プロセッサを削除することができる。例えば、遠隔サイトが圧力を計算する役割を果たす場合、これを行うことができるはずである。
【００３６】
図２に、圧力測定システム２００を示す。この図に示すように、システム２００は、結合デバイス２１０と、圧力伝達媒体２２０と、圧力センサ２３０と、温度センサ２４０と、プロセッサ２５０と、可視出力装置２６０とを含む。
【００３７】
結合デバイス２１０は、圧力測定システム２００を、その圧力を測定する物質を有したシステムに結合し、その物質の圧力を圧力伝達媒体２２０に伝えるのに適した任意のデバイスとすることができる。圧力伝達媒体２２０は、結合デバイス２１０から受ける圧力に応答して、圧力を圧力センサ２３０に加えるのに適した任意の物質とすることができる。圧力センサ２３０は、媒体２２０の圧力を検知し、その圧力を電気信号に変換するのに適した任意の装置とすることができる。温度センサ２４０は、やはり、媒体２２０の温度を検知し、その温度を電気信号に変換するのに適した任意の装置とすることができる。圧力センサ２３０および温度センサ２４０は、プロセッサ２５０に結合されて、それらの信号をそれに送信することができる。プロセッサ２５０は、可視出力装置２６０にも結合され、したがって出力装置は、プロセッサからの情報を表示することができる。
【００３８】
１つの動作モードでは、結合デバイス２１０は、プロセス媒体がその上に圧力を加えており、プロセス媒体は、結合デバイス２１０と直接接触し、またはそれと接触しないことができる。加えられた圧力に応答して、結合デバイスは、圧力を圧力伝達媒体２２０に伝え、その圧力を変更する。圧力センサ２３０は、媒体２２０の圧力を検出し、その圧力を代表する信号を発生する。同時に、温度センサ２４０は、媒体２２０の温度を検出し、その温度を代表する信号を発生する。圧力センサ２３０からの信号および温度センサ２４０からの信号に基づき、プロセッサ２５０は、プロセス媒体が結合デバイス２１０上に加えた圧力を決定する。その実行時、プロセッサ２５０は、その信号に基づき媒体２２０の圧力および温度を決定し、その温度を使用して媒体２２０のその圧力を補正し、媒体２２０の補正された圧力に基づき、媒体２２０上にプロセス媒体が加えた圧力を決定することができる。プロセス媒体が加えた圧力を決定した後、プロセッサ２５０は、その圧力を代表する信号を生成する。その信号は、可視出力装置２６０が、受信して圧力の指示を表示する（例えば、数字）。
【００３９】
図２に、圧力測定システムを示してあるが、他の圧力測定システムは、より少ない、追加のおよび／または様々な、構成要素の構成を取ることができる。例えば、温度センサは、一部分または全体を圧力伝達媒体中に浸漬することができる。他の例のように、アナログ・デジタル変換器、増幅器および／または他の信号調整デバイスが、温度センサとプロセッサの間、および／または圧力センサとプロセッサの間に存在することができる。同様の信号調整デバイスは、プロセッサと可視出力装置の間に存在することができる。他の例のように、可視出力装置は、使用しないことがある。これらの状況では、プロセッサ２５０は、圧力伝達媒体上に加えられた、決定された圧力を格納し、その圧力を代表する信号を生成し、それらを遠隔サイトに送信し、他の操作のための入力としてその圧力を使用し、またはその決定された圧力を用いた他の適切な任意の操作を実行することができる。プロセッサ２５０は、可視出力装置が存在する場合も、これらの操作を実行できることに留意されたい。
【００４０】
図３は、圧力測定のためのプロセス３００を示すフローチャート図である。プロセス３００は、図１のシステム１００と同様の圧力測定システムが、実行することができる。他のタイプの圧力測定システムが、このプロセスを実行することもできる。
【００４１】
プロセスは、圧力測定値を更新する時間かどうかを判定するステップで始まる（判定ブロック３０４）。圧力測定値を更新する時間かどうかを判定するステップは、一定の長さの時間が経過したと判定することによって、圧力を代表する信号が受信されたと判定することによって、圧力測定値を更新するコマンドを受信することによって、または他の適切な任意の技法によって、実施することができる。
【００４２】
圧力測定値を更新する時間になった場合、プロセスは、圧力伝達媒体の圧力を決定するステップを呼び（機能ブロック３０８）、圧力伝達媒体のその圧力が、更新される圧力測定値として関連付けられる。圧力伝達媒体の圧力を決定するステップは、圧力伝達媒体の圧力を代表する信号を受信し、方程式またはルックアップ・テーブルを使用してその信号の振幅を圧力に変換することによって、実施することができる。圧力伝達媒体の圧力に関したいくつかの信号は、受け取ることができることに留意されたい。このプロセスは、最新の信号、信号の平均値または適切な他の任意の信号あるいはその信号の組合せを調べるステップを含むことができる。
【００４３】
プロセスは、圧力伝達媒体の温度を決定するステップも呼ぶ（機能ブロック３１２）。圧力伝達媒体の温度を決定するステップは、圧力伝達媒体の温度を代表する信号を受信し、方程式またはルックアップ・テーブル（ｌｏｏｋ−ｕｐ  ｔａｂｌｅ）を使用してその信号の振幅を温度に変換することによって、実施することができる。圧力伝達媒体の温度に関したいくつかの信号は、受け取ることができることに留意されたい。このプロセスは、最新の信号、信号の平均値または適切な他の任意の信号あるいはその信号の組合せを調べるステップを含むことができる。
【００４４】
さらに、プロセスは、圧力伝達媒体の温度に基づき圧力を補正するステップを呼ぶ（機能ブロック３１６）。圧力を補正するステップは、方程式またはルックアップ・テーブル中で圧力伝達媒体の温度を使用して、実行することができ、その出力は、補正された圧力である。
【００４５】
プロセスは、圧力伝達媒体上に加えられた圧力を決定するステップも呼び（機能ブロック３２０）、圧力伝達媒体上に加えられた圧力は、測定する圧力である。圧力伝達媒体上に加えられた圧力を決定するステップは、方程式またはルックアップ・テーブルを使用して圧力伝達媒体の補正された圧力を解析することによって、実施することができる。
【００４６】
プロセスは、可視出力装置が表示するための指示を決定するステップで継続され（機能ブロック３２４）、その指示は、圧力伝達媒体上に加えられた、決定された圧力を代表する。その指示は、例えば数字とすることができる。指示は、圧力伝達媒体上に加えられる圧力が、変化していない場合、現在表示されている指示と同じ指示である可能性があることに留意されたい。
【００４７】
プロセスは、指示を代表する信号を生成するステップも呼ぶ（機能ブロック３２８）。次に、この信号を可視出力装置に送信することができ、可視出力装置は、その信号を指示の可視表示に変換することができる。
【００４８】
さらに、プロセスは、決定された圧力を代表する信号を生成するステップを呼ぶ（機能ブロック３３２）。この信号は、格納するため、および／または圧力測定値を処理するために、監視用施設などの遠隔サイトに送信することができる。
【００４９】
次に、プロセスは、再び圧力測定値を更新する時間かどうかを判定するステップを呼ぶ（判定ブロック３０４）。
【００５０】
図３に圧力測定プロセスを示すが、他の圧力測定プロセスは、より少ない、追加のおよび／または様々な、操作の構成を取ることができる。例えば、圧力伝達媒体の温度は、圧力伝達媒体の圧力を決定するステップの前にまたはそれと同時に決定することができる。他の例のように、圧力伝達媒体が加えた圧力は、圧力測定値を更新する時間かどうかにかかわりなく、連続的に決定することができる。他の例のように、圧力伝達媒体の温度に基づき圧力を補正するステップは、圧力伝達媒体上に加えられた圧力を決定するために、実施することができる。追加の例のように、プロセスは、可視出力装置上に表示された指示を更新するステップを含むことができる。他の例は、生成された信号の１つまたはその両方を削除することができる。
【００５１】
いくつかの実装形態を述べ、様々な代替形態を説明および／または言及してきた。さらに、多数の修正形態が、本実装形態の精神および範囲から逸脱せずに実施することができる。したがって、本発明は、特許請求の範囲によって、判定するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】圧力測定用の例示システムの、一部分が切断された正面図である。
【図２】圧力測定用のシステムを示すブロック図である。
【図３】圧力測定用のプロセスを示すフローチャート図である。
【図１】
2006518041.tif 000003
【図２】
2006518041.tif 000004
【図３】
2006518041.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成17年10月13日(2005.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力を測定するためのシステムであって、
結合デバイスと、
前記結合デバイス上の外部圧力に反応する圧力伝達媒体と、
前記圧力伝達媒体の圧力を検知するようになされた圧力センサと、
前記圧力伝達媒体と直接接触しており、前記圧力伝達媒体の温度を検知するようになされた温度センサと、
前記結合デバイス上の外部圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するために使用可能なプロセッサとを含むシステム。
【請求項２】
前記結合デバイスが、前記圧力伝達媒体を少なくとも部分的にその中に配置したシールを含み、
前記シールが、プロセス媒体が加えた圧力に機械的に応答し、前記応答を前記圧力伝達媒体に伝達するようになされた、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記シールが、プロセスと結合するようになされた、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記シールが、プロセス媒体が加えた圧力に機械的に応答し、前記応答を前記圧力伝達媒体に伝達するように適合されたダイヤフラムを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記圧力伝達媒体が、グリセリンを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記圧力センサが、ピエゾ型センサを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記温度センサが、少なくとも部分的に前記圧力伝達媒体中に浸漬された抵抗性温度デバイスを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記プロセッサが、前記決定された圧力を代表する信号を生成するためにさらに使用可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記決定された外部圧力を代表する指示を、前記生成された信号に基づき表示するために使用可能なビジュアル出力装置をさらに含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき、前記結合デバイス上の外部圧力を決定するステップが、前記圧力伝達媒体の前記温度について前記圧力のうちの少なくとも１つを補正するステップを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき、前記結合デバイス上の外部圧力を決定するステップが、前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき前記圧力伝達媒体の前記圧力を補正するステップと、前記圧力伝達媒体の前記補正された圧力に基づき前記結合デバイス上の外部圧力を決定するステップとを含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
圧力を測定するための方法であって、
圧力伝達媒体の圧力を決定するステップと、
前記圧力伝達媒体に直接接触する温度センサを使用して、前記圧力伝達媒体の温度を決定するステップと、
プロセス媒体が外部から前記圧力伝達媒体上に加えた圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するステップとを含む方法。
【請求項１３】
プロセス媒体が外部から前記圧力伝達媒体上に加えた圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するステップが、前記圧力伝達媒体の前記温度について、前記圧力のうちの少なくとも１つを補正するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
プロセス媒体が外部から前記圧力伝達媒体上に加えた圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するステップが、前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき前記圧力伝達媒体の前記圧力を補正するステップと、前記補正された圧力に基づいて前記外部から加えられた圧力を決定するステップとを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記決定された外部圧力を代表する指示を決定するステップをさらに含み、
前記指示が、ビジュアル出力装置による表示用である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記指示を表示するステップをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
圧力伝達媒体の圧力を決定するステップが、前記圧力伝達媒体の圧力を代表する信号の振幅を決定するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記圧力伝達媒体の温度を決定するステップが、前記圧力伝達媒体の温度を代表する信号の振幅を決定するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
ビジュアル出力装置を更新する時間であるかどうかを判定するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
プロセス媒体が外部から前記圧力伝達媒体上に加えた圧力を、前記圧力伝達媒体の前記圧力および前記圧力伝達媒体の前記温度に基づき決定するステップが、前記圧力伝達媒体を少なくとも部分的にその中に配置しており、プロセス媒体が加えた圧力に機械的に応答し、前記応答を前記圧力伝達媒体に伝達するようになされたシール上に加えられた前記圧力を決定するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【国際調査報告】
2006518041.tif 000006
2006518041.tif 000007