(57)【要約】プロセストランスミッタ（１００）は、トランスミッタハウジング（１０８）及びトランスミッタハウジング（１０８）に結合された液体検出器（１２８、３０２）を含む。液体検出器（１２８、３０２）は、トランスミッタハウジング（１０８）内の液体の存在を示す信号を生成するように構成された温度センサ（４０２）を含む。プロセストランスミッタ（１００）はまた、生成された信号を受信し、受信された信号に基づいてトランスミッタハウジング（１０８）内の液体の存在を決定し、そして決定されたトランスミッタハウジング（１０８）内の液体の存在を示す出力を生成するように構成された、液体検出器（１２８、３０２）に結合された制御装置（１２２）を含む。
2022502650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセストランスミッタであって、
トランスミッタハウジングと、
前記トランスミッタハウジングに結合された液体検出器と、
を含み、
前記液体検出器は、
前記トランスミッタハウジング内の液体の存在を示す信号を生成するように構成された温度センサと、
前記液体検出器に結合され、前記生成された信号を受信し、前記受信された信号に基づいて前記トランスミッタハウジング内の液体の存在を決定し、前記トランスミッタハウジング内の前記決定された液体の存在を示す出力を生成する、ように構成された制御装置と、
を含む、
プロセストランスミッタ。
【請求項２】
前記液体検出器が、前記温度センサに結合され、前記制御装置からの電流を受けて前記温度センサに対して熱を発成するように構成された加熱要素をさらに含む、請求項１記載のプロセストランスミッタ。
【請求項３】
前記加熱要素が、抵抗器を含み、前記温度センサが、前記液体検出器の電気回路内で並列に接続されたダイオードを含む、請求項２記載のプロセストランスミッタ。
【請求項４】
前記ダイオードが、異なるタイミングで前記ダイオードを挟んだ電圧降下に対応する信号を生成する、請求項３記載のプロセストランスミッタ。
【請求項５】
前記制御装置が、前記ダイオードからの信号を受信した際、異なるタイミングで前記ダイオードを挟んだ前記電圧降下に基づいて前記ダイオードの動作温度を決定する、請求項４記載のプロセストランスミッタ。
【請求項６】
前記制御装置が、前記ダイオードの動作温度における差に基づいて液体の存在を決定する、請求項５記載のプロセストランスミッタ。
【請求項７】
前記信号が、第１のタイミングで前記ダイオードの第１の電圧降下に対応する第１の信号と、第２のタイミングで前記ダイオードの第２の電圧降下に対応する第２の信号と、を含む、請求項４記載のプロセストランスミッタ。
【請求項８】
前記第１のタイミングが、前記ダイオードが前記加熱要素から発成された熱を受けた後に、上昇された動作温度で動作されるタイミングを含み、前記第２のタイミングが、電力が前記加熱要素に提供されなくなったその後のタイミングを含む、請求項７記載のプロセストランスミッタ。
【請求項９】
前記制御装置が、前記出力を受信した際に前記トランスミッタハウジング内の前記決定された液体の存在を表示するように構成されたユーザインターフェースデバイスに対して、前記出力を生成する、請求項１記載のプロセストランスミッタ。
【請求項１０】
トランスミッタハウジング内の液体の存在を検出するための方法であって、
液体検出器に対して、前記液体検出器の温度センサによって受けられるように設定された第１の電流を生成することと、
前記温度センサから、前記液体検出器の第１の動作温度を示す第１の信号を受信し、前記第１の信号を受信した際、前記液体検出器の第１の動作温度を決定することと、
前記液体検出器に対して、前記液体検出器の温度センサによって受けられるように設定された第２の電流を生成することと、
前記温度センサから、前記液体検出器の第２の動作温度を示す第２の信号を受信し、前記第２の信号を受信した際、前記液体検出器の第２の動作温度を決定することと、
前記第１の動作温度と前記第２の動作温度との間の温度差に基づいて、前記液体の存在を検出すること
を含む、方法。
【請求項１１】
前記温度センサが、ダイオードを含み、前記第１及び第２の信号が、前記ダイオードを挟んだ電圧降下に各々対応する、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記液体検出器に対する前記第１の電流を生成することは、
逆バイアス方式にしたがって前記液体検出器の前記ダイオードを動作させるために、前記液体検出器を挟んで電位を印加することと、
前記ダイオードに対して熱を発成するために、前記液体検出器の加熱要素に対する初期電流を生成することと、
前記液体検出器の前記加熱要素から電源を除去することと、
順バイアス方式にしたがって前記ダイオードに対する前記第１の電流を生成することを含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記加熱要素が、前記液体検出器の電気回路内で前記ダイオードと並列に接続された抵抗器を含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記トランスミッタハウジング内で前記検出された液体の存在を示す表示を生成するように構成されたユーザインターフェースデバイスに対する出力を生成することをさらに含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
前記トランスミッタハウジングが、圧力トランスミッタハウジングを含む、請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
プロセストランスミッタであって、
トランスミッタハウジングと、
前記トランスミッタハウジングに結合された液体検出器と、
を含み、
前記液体検出器が、
熱を発成するように構成された加熱要素と、
前記加熱要素に電気的に結合されて、前記発成された熱を受けて前記トランスミッタハウジング内の液体の存在を示す信号を生成するように構成された温度センサと、
前記液体検出器に結合され、前記信号を受信して、前記受信された信号に基づいて前記トランスミッタハウジング内の液体の存在を決定するように構成された制御装置と、
を含む電気回路、
を含む、
プロセストランスミッタ。
【請求項１７】
前記温度センサが、ダイオードを含み、前記加熱要素が、前記電気回路内で並列に接続された抵抗器を含む、請求項１６記載のプロセストランスミッタ。
【請求項１８】
前記生成された信号が、前記ダイオードを挟んだ異なるタイミングの電圧降下に対応し、前記制御装置が、前記生成された信号を受信した際に、前記ダイオードを挟んだ電圧降下に基づいて、異なるタイミングで、前記ダイオードの動作温度を決定する、請求項１７記載のプロセストランスミッタ。
【請求項１９】
前記制御装置が、前記液体検出器の温度差に基づいて、前記トランスミッタハウジング内の液体の存在を決定する、請求項１８記載のプロセストランスミッタ。
【請求項２０】
前記トランスミッタハウジング内の液体の存在を決定した際に、前記制御装置が、ユーザインターフェースデバイスに対する出力を生成するように構成されている、請求項１９記載のプロセストランスミッタ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
流体などを生成又は移行させるのに使用される工業プロセスを監視して制御するために、工業プロセス制御システムが使用される。このようなシステムにおいて、「プロセス変数」、例えば、温度、圧力、流量等を測定することが典型的に重要である。このようなプロセス変数を測定して、測定されたプロセス変数に関連する情報を中央制御室などの中央位置に送り戻すために、プロセス制御トランスミッタが使用される。
【０００２】
例えば、あるタイプのプロセス変数トランスミッタは、プロセス流体圧力を測定して、測定された圧力に関連する出力を提供する圧力トランスミッタである。この出力は、プロセス流体の圧力、流量、レベル、又は測定された圧力から生じ得る他のプロセス変数であってもよい。
【０００３】
動作中、プロセス制御トランスミッタは、異なる環境内のさまざまなプロセスに実装されてもよい。一例では、プロセス制御トランスミッタはフィールド実装可能であってもよく、これは次に、プロセス制御トランスミッタを高湿度、雨、出水等に曝すことがある。次に、これはプロセス制御トランスミッタの電気構成要素に損害を与えることがある。例えば、プロセス制御トランスミッタの不適当な取付けは、結果として、カバーを緩め、及び／又は、漏れやすい導管及びケーブルグランドとなることがあり、これはプロセス制御トランスミッタのハウジング中に環境水分を導入し得る。水分の導入はしばしば出力エラーにつながり、経時的にトランスミッタの故障につながることすらある。
【０００４】
プロセス制御トランスミッタのハウジング／端子ブロック内の水分の存在を検出するために、現行の試みはしばしば、まず制御ループからトランスミッタを除去して、トランスミッタ上のマルチステップ診断動作を手動実行することをユーザに余儀なくさせる。しかしながら、これはしばしば、トランスミッタ出力が出力シフトを経験した後のみ、誤りを示す反応をする。さらに、他の例は、水分の存在を検出するために電気伝導性（抵抗又は容量）を使用することを含むことが多い。しかしながら、これらの方法はしばしば、信頼性がなく、汚染、漏洩電流、及び誤報に敏感である。例えば、いったん汚染されると、さまざまなセンサが湿度に対して極めて敏感となり、水分が存在しないときに誤ってセンサに水分を検出させることがある。
【発明の概要】
【０００５】
プロセストランスミッタは、トランスミッタハウジング及びトランスミッタハウジングに結合された液体検出器を含む。液体検出器は、トランスミッタハウジング内の液体の存在を示す信号を生成するように構成された温度センサを含む。プロセストランスミッタはまた、生成された信号を受信し、受信された信号に基づいてトランスミッタハウジング内の液体の存在を決定し、そして決定されたトランスミッタハウジング内の液体の存在を示す出力を生成するように構成された、液体検出器に結合された制御装置を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施態様を使用してもよい、プロセス流体圧力トランスミッタの概略斜視図である。
【図２】本発明の実施態様にしたがった、プロセス流体圧力トランスミッタのブロック図である。
【図３】本発明の実施態様にしたがった、液体検出器の概略図である。
【図４】本発明の実施態様にしたがった、制御装置／プロセッサに結合された液体検出器の概略回路図である。
【図５Ａ】本発明の実施態様にしたがった、プロセッサ／制御装置のさまざまなポートに結合された液体検出器の概略回路図である。
【図５Ｂ】本発明の実施態様にしたがった、プロセッサ／制御装置のさまざまなポートに結合された液体検出器の概略回路図である。
【図６】本発明の実施態様にしたがった、液体検出器の加熱、冷却、及び測定段階を例示的に示す相図である。
【図７】本発明の実施態様にしたがった、液体検出器の検出器計数差を例示的に示すグラフである。
【図８Ａ】本発明の実施態様にしたがった、トランスミッタハウジング内の水分を検出する方法である。
【図８Ｂ】本発明の実施態様にしたがった、トランスミッタハウジング内の水分を検出する方法である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
例示的実施態様の詳細な説明
フィールド適用内のプロセス変数トランスミッタの動作中、プロセス変数トランスミッタのハウジング内で水分又は他の流体の存在を検出して正確な出力が確実に提供されるようにする一方、同時にプロセス変数トランスミッタが確実に損傷されないようにすることが必要な場合がある。
【０００８】
さまざまな実施態様にしたがって、プロセス変数トランスミッタは、プロセス変数トランスミッタのハウジング内の水分又は他の流体の検出を可能にする液体検出器とともに提供される。本明細書において記載される実施態様は、一般的に、液体の電気伝導性の代わりに液体の熱伝導性に基づいて、電子機器ハウジングにおける液体を検出する液体検出器を提供する。したがって、検出器は導電性汚染に敏感でない。さらに、これは、液体検出器が微量の水滴凝結からの誤報に影響を受けにくくなることを可能にする。
【０００９】
本記載がプロセス流体圧力トランスミッタに関して進行する一方で、本発明は、電子機器ハウジングを有する幅広いさまざまな他のプロセスデバイスにおいて利用され得ることが企図される。
【００１０】
図１は、本発明の実施態様が特に有用であるプロセス流体圧力トランスミッタの概略斜視図である。圧力トランスミッタ１００は、プロセス流体コネクタ１０２、センサ本体１０６、電子機器ハウジング１０８、ディスプレイ１１２、及び導管１１０を含む。動作中、圧力トランスミッタ１００は、プロセス流体コネクタ１０２を通してプロセス流体１０４のソースに結合でき、ここにおいて受けられたプロセス流体は、センサ本体１０６内のダイアフラムに対して重みをかける。ダイアフラムは、プロセス流体を受けた際、センサ本体１０６内に配置された圧力センサ（図２中にセンサ１２６として図示）によって検出可能な変化を経る。圧力センサは、電気的特性、たとえば電気容量や抵抗を有し、これは電子機器ハウジング１０８中の測定回路（図２中に測定回路１２４として図示）によって測定されて、制御装置による適切な算出を使用してプロセス流体圧力に変換される。プロセス流体圧力は、導管１１０を通して結合されたワイヤを介してプロセス通信ループにわたって伝達され、及び／又は、ディスプレイ１１２を通して局所的に表示され得る。さらに、他の例では、プロセス流体圧力はワイヤレスに伝達されてもよい。
【００１１】
図２は、本発明の実施態様にしたがったプロセス流体圧力トランスミッタのブロック図である。圧力トランスミッタ１００は、例示的に、通信回路１１４、電源回路１１８、測定回路１２４、制御装置／プロセッサ１２２、ディスプレイ１１２、液体検出器１２８、及びセンサハウジング１０６内でコネクタ１０２を通して受け取ったプロセス流体に結合するように構成された圧力センサ１２６を含む。
【００１２】
液体検出器１２８の動作を記載する前に、トランスミッタ１００内の他の構成要素の簡単な説明をまず提供しよう。通信回路１１４は、電子機器ハウジング１０８内に配置され、導体１１６を通してプロセス通信ループに結合され得る。プロセス通信ループ１１６への結合によって、通信回路１１４は、プロセス圧力トランスミッタ１００が業界基準プロセス通信プロトコルにしたがって通信するのを可能にする。例は、特に、ハイウェイアドレス可能遠隔トランスデューサ（ＨＡＲＴ（登録商標））プロトコル、ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ（商標）フィールドバスプロトコルを含む。いくつかの例では、通信回路１１４はまた、トランスミッタ１００が、ＩＥＣ６２５９１（ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ）にしたがうなどして他のデバイスとワイヤレスに通信するのを可能にする。さらに、いくつかの例では、トランスミッタ１００は、プロセス通信ループとの結合を通した動作のために、必要なすべての電力を受けてもよい。
【００１３】
電源モジュール１１８は、一例において、「すべてに」と標識された参照符号１２０に示すように、トランスミッタ１００のすべての構成要素に適切な動作電力を供給するためにプロセス通信ループに結合される。
【００１４】
測定回路１２４は、圧力センサなどの１つ以上のセンサ１２６に結合されて、プロセス変数を感知する。測定回路１２４は、一例では、１つ以上のアナログデジタル変換器、線形化及び／又は増幅回路を含み、デジタル信号の形態で、１つ以上の感知されたアナログ値の指示を制御装置１２２に提供する。
【００１５】
制御装置／プロセッサ１２２は、通信回路１１４、測定回路１２４、ディスプレイ１１２、及び検出器１２８に結合されるので、測定回路１２４及び／又は検出器１２８から受信された情報は、プロセス通信ループにわたって又はワイヤレス通信プロトコルにしたがって、表示及び／又は通信され得る。一例では、図３〜５に関して後に記述するように、生成された表示は、トランスミッタハウジング内に水分が存在するか否かについて、測定されたプロセス変数及び／又は指示を含み得る。制御装置／プロセッサ１２２はまた、プログラムデータとともにプロセスデータを記憶できる適切なメモリを含むか、又は、これに結合され得る。メモリは揮発性及び／又は不揮発性のメモリを含み得る。一例では、制御装置／プロセッサ１２２が、測定器としての機能を担うために一連のプログラムステップをプログラムで実行できるように、制御装置／プロセッサ１２２は、適切なメモリを有するマイクロプロセッサである。
【００１６】
圧力センサ１２６は、プロセス流体コネクタ１０２を通して受けられたプロセス流体試料の圧力を測定する。一例では、センサ１２６は、動作中、コネクタ１０２を通して受けられたプロセス流体と直接接触するセンサハウジング１０６内のダイアフラムに結合され得る。この例では、センサ１２６は、ダイアフラムに結合され得るので、センサ１２６は、受けられたプロセス流体と直接接触せず、むしろ、受けられたプロセス流体から結果として生じるダイアフラムの変形に基づいて圧力を決定する。しかしながら、トランスミッタ１００が異なるタイプのトランスミッタである他の例では、センサ１２６は、測定されることになる所望のプロセス変数に依存する幅広いさまざまなセンサを含み得る。
【００１７】
トランスミッタ１００の動作中、トランスミッタ１００のハウジング内で水分又は流体の存在を検出することが必要である場合がある。これは、センサハウジング１０６及び／又は電子機器ハウジング１０８を含み得る。例えば、トランスミッタ１００は、次に、トランスミッタ１００を高湿度、雨、出水等に曝すことがあるフィールド適用に結合され得る。これは次に、トランスミッタ１００の１つ以上の電気的構成要素に損害を与えることがある。トランスミッタ１００のハウジング内で水分又は流体の存在を検出するために、制御装置／プロセッサ１２２は液体検出器１２８に結合され、これは熱式質量及び熱伝導性における変化に基づいて水分又は他の流体を検出する。
【００１８】
図３は、本発明の実施態様にしたがった液体検出器の概略図である。液体検出器１２８は、例示的に水分又は流体を含み、検出器３０２及び電気コネクタ３０４は、動作中、液体検出器１２８をプロセッサ／制御装置１２２に結合する。さらに、液体検出器１２８は、環境保護のためにエポキシで被覆され得る。動作中、液体検出器１２８は、トランスミッタハウジング内に配置されて、トランスミッタハウジング内の水分又は流体の存在を決定するために使用され得る。例えば、検出器３０２は、後に記述されるように、トランスミッタハウジング内の水分又は流体の検出を可能にする加熱要素に接着された温度センサを含む。しかしながら、一例では、加熱要素及び温度センサは、抵抗器及びダイオードを含み得る。しかしながら、他のタイプの加熱要素及び温度センサも同様に使用されてもよい。さらに、加熱器及び温度センサが、感温ワイヤ（例えば、白金）の巻線のような同じ物理構造であってもよいことが明示的に企図される。図４に関して記述されるように、トランスミッタハウジング内の水分又は流体の存在を検出するために、液体検出器１２８は、加熱要素に対して循環電力によって繰り返し加熱され、冷却される。
【００１９】
図４は、本発明の実施態様にしたがった制御装置／プロセッサに結合された液体検出器の概略回路図である。液体検出器１２８は、例示的に、水分又は流体、加熱要素４０４及び温度センサ４０２を含む検出器３０２、ならびにプロセッサ／制御装置１２２に結合された電気コネクタ３０４を含む。
【００２０】
温度センサ４０２及び加熱要素４０４は、水分検出動作に依存して、さまざまな形態及び構成をとり得る。温度センサ４０２がダイオードであり、加熱要素４０４が抵抗器である、温度センサ４０２及び加熱要素４０４の一形態をここで記述するが、他のさまざまな温度センサ及び加熱要素が同様に使用されてもよいことが企図される。しかしながら、この例において、ダイオード４０２は、２つの型の半導体材料、ｐ型及びｎ型を含み、これらがｐｎ接合を形成し、これは電流が一方向に流れるのを可能にする一方で、反対方向で電流を遮断する。一例では、これはダイオード４０２が順バイアス方式で動作されるのを可能にし、ここにおいて、電流はダイオード４０２を流れるのを可能にされ、逆バイアス方式では、電流はダイオード４０２を流れるのを妨げられる。ダイオード４０２は、ケイ素、ヒ化ガリウム、及びゲルマニウムなどのさまざまな異なるタイプの材料から形成され得る。
【００２１】
動作中、検出器３０２は、一例では銅線を含む電気コネクタ３０４を通して、プロセッサ／制御装置１２２に結合される。いったん検出器３０２がプロセッサ／制御装置１２２に結合されると、プロセッサ／制御装置１２２は、トランスミッタハウジング内の水分又は流体の検出を可能にするさまざまな機能を実行し得る。例えば、ここでは、制御装置／プロセッサ１２２及び液体検出器１２８を使用して水分の存在を検出するための１つの動作を記述する。
【００２２】
動作中、電位は、最初にダイオード４０２に逆バイアスをかけるプロセッサ／制御装置１２２によって提供され得る。これは、すべての後続の電流が抵抗器４０４を通るようにさせ、これは次に、抵抗器４０４及び抵抗器４０４が接着されたダイオード４０２を昇温させる。いったんダイオード４０２が加熱されると、液体検出器１２８から電力が除去され得る。プロセッサ／制御装置１２２は、その後、順バイアス方式で加熱されたダイオード４０２を流れるように構成された電流を生成し、ここにおいて、電圧降下が、加熱されたダイオード４０２を挟んで測定される。測定された電圧降下は、液体検出器１２８の現在の動作温度を示す。例えば、生成された電流が順バイアス方式でダイオード４０２を流れるように、電流は、ｐｎ接合において電位障壁を克服しなければならない。これは典型的に、ケイ素について約０．６〜０．７ボルトであり、ゲルマニウムについて０．３〜０．３５ボルトである。しかしながら、液体検出器１２８の温度に依存して、電位障壁は、ショックレーダイオード方程式にしたがって変化する。そのようなものとして、加熱されたダイオード４０２を挟んだ電圧降下を決定することによって、動作温度が決定され得る。
【００２３】
いったん現在の動作温度が決定されると、ダイオード４０２は、予め決定された時間冷却することが可能となる。その後、プロセッサ／制御装置１２２は、順バイアス方式でダイオード４０２を流れるように設定された別の電流を生成する。その後、ダイオード４０２を挟んで後続の電圧降下が決定される。後続の電圧降下に基づいて、新たな動作温度を算出する。２つの決定された温度を使用して、プロセッサ／制御装置１２２は、温度差を決定して、水分又は流体がトランスミッタハウジング内に存在するか否かを決定し得る。例えば、液体検出器１２８が空気中にあるか又は水（もしくは別の流体）中にあるか否かに依存して、加熱された検出器温度と冷却された検出器温度との間に測定可能な差がある。したがって、検出器温度間の差に基づいて、制御装置／プロセッサ１２２は、トランスミッタハウジング内の水分又は流体の存在を検出し得る。この現象は例示的に図７中に図示されており、後に記述されるであろう。
【００２４】
図５Ａ〜５Ｂは、本発明の実施態様にしたがった、プロセッサ／制御装置のさまざまなポートに結合された液体検出器の概略回路図である。図５Ａに例示的に図示されるように、液体検出器１２８は、ダイオード４０２、抵抗器４０４、及びプロセッサ／制御装置１２２のさまざまなポートに結合するように構成された電気コネクタ３０４を含む。電位が逆バイアスダイオード４０２に印加される加熱段階の間、プロセッサ／制御装置１２２は、液体検出器１２８を通して電流路を修正するスイッチ５０２及び５０４を含み得る。例えば、図５Ａに例示的に図示されるように、スイッチ５０２及び５０４は、加熱段階の間、電位を逆バイアスダイオード４０２に供給するために図示された位置にあり得る。この例では、供給された電流はほぼ例外なく、抵抗器４０４を通して移動し、次に抵抗器４０４及びダイオード４０２を加熱し得る。
【００２５】
あるいはまた、図５Ｂに例示的に図示されるように、加熱されたダイオード４０２が順バイアスにしたがって動作される測定及び冷却段階の間、スイッチ５０２及び５０４の場所は、生成された電流がダイオード４０２及びアナログデジタル変換器５０６を流れるのを可能にするために変更され得る。次に、ダイオード４０２を挟んだ電圧降下が決定されてもよい。しかしながら、図５Ａ及び５Ｂが、さまざまな加熱、冷却、及び測定段階の間に液体検出器１２８を動作するための例示的な回路図を図示する一方で、さらなる構成が本明細書において企図される。
【００２６】
図６は、本発明の実施態様にしたがった液体検出器の加熱、冷却、及び測定段階を例示的に示す相図である。図６に例示的に図示されるように、グラフ６００は、一般的に線６０２、６０４、及び６０６によって示される複数の段階を含む。例えば、線６０２は、一般的に、加熱器（例えば、抵抗器４０４）が線６１６によって一般的に示されるタイミングｔ０で熱を発成し始めて、線６１８によって一般的に示されるタイミングｔ１で遮断する期間を指す。このｔ０とｔ１との間の時間期間中、抵抗器４０４によって熱が発成され、線６０４によって例示的に示されるように、温度センサ（例えば、ダイオード４０２）の温度を高める。
【００２７】
例えば、抵抗器４０４が熱を発成し始めるタイミングに対応するタイミングｔ０で、線６０８及び６１０によって一般的に示されるように、温度センサ（例えば、ダイオード４０２）の温度は高まる。一例では、線６０８は、トランスミッタハウジング内に存在する水分又は液体がない状況におけるダイオード４０２の温度に対応する。あるいはまた、線６１０は、トランスミッタハウジング内に存在する水分又は流体がある例におけるダイオード４０２の温度に対応する。線６０４に沿って例示的に示されるように、線６１０に対し、線６０８によって示される比較的乾燥した環境で液体検出器が動作される状況において、ダイオード４０２の温度はより高い。抵抗器４０４が熱を発成するのを停止するタイミングに対応するタイミングｔ１では、ダイオード４０２の温度は一般的に、例示的に図示されるように低下する。
【００２８】
線６０６は、ダイオード４０２の温度が測定されるさまざまなタイミングを図示する。例えば、抵抗器４０４が熱を発成するのを停止するタイミングに対応する線６１２によって一般的に示されるタイミングｔ１で、第１の測定が行われる。予め決定された時間期間（例えば、ｔ１とｔ２との間の時間の期間）の後、線６１４によって一般的に示されるｔ２で、第２の測定が行われる。ｔ１とｔ２との間のダイオード４０２の温度差に基づいて、液体検出器１２８のトランスミッタハウジング内の水分又は流体の存在が決定され得る。
【００２９】
例えば、図６において例示的に示されるように、液体検出器１２８の温度は、液体検出器１２８の環境に依存して変化する。例えば、線６１０によって一般的に示される湿潤条件下でのダイオード４０２の温度に対し、乾燥条件下では、線６０８によって一般的に示されるように、ダイオード４０２の温度はより高い。したがって、ｔ１とｔ２との間のダイオード４０２の温度差に基づいて、トランスミッタハウジング内の水分又は流体の存在を決定し得る。
【００３０】
図７は、本発明の実施態様にしたがった液体検出器の検出器計数差を例示的に示すグラフである。図７に例示的に図示されるように、液体検出器１２８から取得された計数は、異なる環境要因に基づいて変化する。例えば、線７０２は、液体検出器１２８が比較的冷却されたときに取得される検出器計数を表す。あるいはまた、線７０４は、液体検出器１２８が上昇した温度で動作されたときに取得される検出器計数を表す。点７０６では、液体検出器１２８が比較的乾燥した環境で動作される一方、点７０８では、液体検出器１２８は水中に浸漬されている。その後、点７１２では、液体検出器１２８は水中から除去される。点７０６で例示的に示されるように、乾燥した環境で動作する液体検出器１２８は典型的に、液体検出器１２８が線７０２によって示されるように冷却されたときと、対して線７０４によって示されるように暖められたときとの間に３００の計数差を有する。あるいはまた、点７１０では、液体検出器１２８が水中に浸漬され、１００の計数差を見せる。したがって、液体検出器１２８が乾燥又は湿潤いずれかの環境で動作している間、取得されたそれぞれの計数差に基づいて、液体検出器１２８は、トランスミッタハウジング内の水分の存在を示し得る。
【００３１】
図８Ａ〜８Ｂは、本発明の実施態様にしたがったトランスミッタハウジング内の水分を検出する方法の流れ図である。方法８００は、トランスミッタハウジング内の水分又は流体の存在を検出するために、さまざまな異なるトランスミッタにおいて利用され得ることが理解される。しかしながら、本例において、処理はブロック８０２で始まり、ここにおいて、プロセッサ／制御装置１２２が液体検出器１２８を挟んだ電位を発成する。一例では、発成された電位は、ダイオード（例えば、ダイオード４０２）に逆方式でバイアスをかけて、電流がブロック８０４によって示されるように加熱器（例えば、抵抗器４０４）を流れるのをほぼ例外なく可能にし得る。しかしながら、ブロック８０６によって示されるのと同様に、さまざまな他の構成要素を使用してもよいことが企図される。
【００３２】
液体検出器１２８を挟んだ電位を生成する際、処理はブロック８０８に変わり、ここにおいて、プロセッサ／制御装置１２２が液体検出器１２８のための電流を生成する。一例では、ブロック８１０によって示される熱を発成するために、生成された電流は、ほぼ例外なく加熱器を通して移動する。しかしながら、他の例では、電流は、ブロック８１２によって示されるのと同様に、さらなる構成要素を通して移動し得る。一例では、加熱器のダイオードに対する近接性によって、加熱器から発成された熱は、ダイオードの動作温度を高めるためにダイオードに供給される。
【００３３】
予め決定された時間の後、処理はブロック８１４に進み、ここにおいて、プロセッサ／制御装置１２２は、液体検出器１２８から電力を除去する。一例では、液体検出器１２８から電力を除去することによって、加熱要素は熱を発成するのを停止する。処理はその後ブロック８１６に変わり、ここにおいて、プロセッサ／制御装置１２２は、液体検出器１２８に対して順バイアス方式で電流を生成して、生成された電流がダイオードを流れるのを可能にする。これはブロック８１８によって示される。しかしながら、他の例では、電流は、ブロック８２０によって示されるのと同様に、さらなる構成要素を通して移動し得る。
【００３４】
順バイアス方式でダイオードに沿って移動するように構成された電流を生成する際、プロセッサ／制御装置１２２は、ブロック８２２によって示されるように、液体検出器１２８を挟んだ電圧降下を決定する。一例では、これはダイオードを挟んだ電圧降下を決定することを含む。決定された電圧降下に基づいて、プロセッサ／制御装置１２２は、ブロック８３４によって示されるダイオードの初期動作温度を決定する。しかしながら、液体検出器１２８の他のさまざまな特徴及び動作パラメータが、ブロック８２６によって示されるのと同様に決定され得る。
【００３５】
いったん液体検出器１２８の初期動作温度が決定されると、プロセッサ／制御装置１２２は、ブロック８２８によって示されるように、液体検出器１２８に対して冷却するための予め決定された時間待機する。これは、数秒、数分等を含み得る所望の任意の時間に及ぶことがある。いったん液体検出器１２８が冷却できるようになると、処理はブロック８３０に変わり、ここにおいて、プロセッサ／制御装置１２２は、液体検出器１２８に対してさらなる電流を生成する。一例では、さらなる電流が、順バイアス方式で同様にダイオードを挟んで移動し得る。後続の電圧降下はその後、ブロック８３２によって示されるように、プロセッサ／制御装置１２２によって決定される。一例では、後続の電圧降下は、ブロック８３６によって示されるように、ダイオードを挟んで決定でき、これは次に、ブロック８４０によって示されるように、プロセッサ／制御装置１２２が、液体検出器１２８の新たな動作温度を決定するのを可能にする。しかしながら、ブロック８３８によって示されるのと同様に、液体検出器１２８の他の特徴を決定し得る。
【００３６】
処理はその後ブロック８４２に変わり、ここにおいて、プロセッサ／制御装置１２２は、決定された検出器温度間の差を決定する。一例では、プロセッサ／制御装置１２２はまた、ブロック８４４によって示されるように、まず液体検出器１２８を挟んだ電圧降下の差を決定してもよい。しかしながら、他のさまざまな情報が、ブロック８４６によって示されるのと同様に決定されてもよい。
【００３７】
プロセッサ／制御装置１２２は、その後、ブロック８４８によって示されるように、決定された差に基づいて、水分又は流体が存在するか否かを決定する。例えば、液体検出器１２８に対して決定された電圧降下又は温度差は、水分又は流体の存在に基づいて変化するであろう。もし水分又は流体が存在する場合、電圧降下又は温度間の差は、流体がない場合の電圧降下又は温度間の差と比較して、比較的より小さくなるであろう。この現象は図６及び７に図示されている。
【００３８】
もし水分又は流体が存在する場合、処理はブロック８５０に変わり、ここにおいて、プロセッサ／制御装置１２２は、検出された水分を動作者に通知する。一例では、これはブロック８５２によって示されるように表示を、又は、ブロック８５４に示されるように他のさまざまな信号を生成することを含み得る。しかしながら、水分や流体が検出されない場合、処理はその後終了する。
【００３９】
本発明を好ましい実施態様を参照して記載してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細において変更がなされてもよいことを当業者は認識するであろう。例えば、すべての必要な回路、加熱、及び感知構成要素が単一のシリコンダイ上に提供され得ることが明示的に企図される。このダイ／チップはその後、トランスミッタハウジング内の水分又は液体の存在に基づいて、単純な指示（例えば、論理レベルの出力又は通信）をもたらす。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【国際調査報告】
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