(57)【要約】  システム（１００）は、制御システム（１３８）およびフィールドデバイス（２００）を含む。制御システムは、フィールドデバイスとデータをやり取りするように構成されている。フィールドデバイスは、複数の超音波トランスデューサ（２３５）を使用して、管を通る流体の流れ（３０５）の流れプロファイル（３３０）を測定するように構成された超音波計測器（２２０）を含む。超音波トランスデューサのそれぞれは、他の超音波トランスデューサのそれぞれによって反射、受信される超音波パルス（３３５）を送信するように構成されている。フィールドデバイスは、流れプロファイルを制御システムに出力するように構成されたネットワークインターフェース（１５２）も含む。
2018527565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数のフィールドデバイスとデータをやり取りするように構成された制御システム（１３８）と、
フィールドデバイス（２００）であって、
複数の超音波トランスデューサ（２３５）を使用して、管を通る流体の流れ（３０５）の流れプロファイル（３３０）を測定するように構成された超音波計測器（２２０）であって、前記超音波トランスデューサのそれぞれが、他の超音波トランスデューサのそれぞれによって反射、受信される超音波パルス（３３５）を送信するように構成されている、超音波計測器（２２０）、および
前記流れプロファイルを前記制御システムに出力するように構成されたネットワークインターフェース（１５２）を備える、フィールドデバイス（２００）と、を備える、システム（１００）。
【請求項２】
前記超音波計測器が、４つの超音波トランスデューサを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記４つの超音波トランスデューサが、矩形配置で、前記超音波計測器に配置されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記フィールドデバイスが、前記複数の超音波トランスデューサを通過する前記流体の流れを含むように構成された矩形流路（２１５）をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の超音波トランスデューサが、すべて、前記矩形流路の１つの側面（２４５）に配置されている、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記フィールドデバイスが、円形管から前記矩形流路に前記流体の流れを移すように構成されたノズル（２１０）を入口にさらに備える、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
前記フィールドデバイスが、前記流体の流れプロファイルにおける外乱を軽減するように構成された一体型２次元流れ調整装置（２３０）をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
複数の超音波トランスデューサ（２３５）を使用して、管を通る流体の流れ（３０５）の流れプロファイル（３３０）を測定するように構成された超音波計測器（２２０）であって、前記超音波トランスデューサのそれぞれが、他の超音波トランスデューサのそれぞれによって反射、受信される超音波パルス（３３５）を送信するように構成されている、超音波計測器（２２０）と、
前記流れプロファイルを前記制御システムに出力するように構成されたネットワークインターフェース（１５２）と、を備える、フィールドデバイス（２００）。
【請求項９】
前記フィールドデバイスが、前記複数の超音波トランスデューサを通過する前記流体の流れを含むように構成された矩形流路（２１５）をさらに備える、請求項８に記載のフィールドデバイス。
【請求項１０】
前記複数の超音波トランスデューサが、すべて、前記矩形流路の１つの側面（２４５）に配置されている、請求項９に記載のフィールドデバイス。
【請求項１１】
第１の超音波パルス（３３５）を、前記第１の超音波パルスを生成する第１の圧電トランスデューサ（４０５）の向かい側の壁（３２５）に反射させるステップと、
前記第１の超音波パルスが第２の圧電トランスデューサ（４１０）によって受信されるのに要する第１の時間量、および前記第１の超音波パルスが第４の圧電トランスデューサ（４２０）によって受信されるのに要する第２の時間量を測定するステップと、
第２の超音波パルス（３３５）を、前記第２の超音波パルスを生成する第３の圧電トランスデューサ（４１５）の向かい側の壁（３２５）に反射させるステップと、
前記第２の超音波パルスが前記第４の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第３の時間量、および前記第２の超音波パルスが前記第２の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第４の時間量を測定するステップと、
第３の超音波パルス（３３５）を、前記第３の超音波パルスを生成する前記第２の圧電トランスデューサの向かい側の壁（３２５）に反射させるステップと、
前記第３の超音波パルスが前記第１の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第５の時間量、および前記第３の超音波パルスが前記第３の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第６の時間量を測定するステップと、
第４の超音波パルス（３３５）を、前記第４の超音波パルスを生成する前記第４の圧電トランスデューサの向かい側の壁（３２５）に反射させるステップと、
前記第４の超音波パルスが前記第３の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第７の時間量、および前記第４の超音波パルスが前記第１の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第８の時間量を測定するステップと、
前記第１の時間量および前記第５の時間量に基づき第１の流速を、前記第３の時間量および前記第７の時間量に基づき第２の流速を、また前記第２の時間量、前記第４の時間量、前記第６の時間量、および前記第８の時間量に基づき第３の流速を、計算するステップと、
前記第１の流速、前記第２の流速、および前記第３の流速に基づき、流量を計算するステップと、を含む方法。
【請求項１２】
前記第１の圧電トランスデューサ、前記第２の圧電トランスデューサ、前記第３の圧電トランスデューサ、および前記第４のトランスデューサが、流体の流れを含むように構成された矩形流路（２１５）に配置されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の圧電トランスデューサ、前記第２の圧電トランスデューサ、前記第３の圧電トランスデューサ、および前記第４のトランスデューサが、すべて、前記矩形流路の１つの側面（２４５）に配置されている、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は、概して、超音波流れ測定を対象とする。より具体的には、本開示は、ガス用、またより小さな寸法(dimension:規模)用の超音波計測器を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
[0002]産業用制御および自動化システムにおいて一般的に使用されるタービン流量計および回転式メータは、小さな流れ寸法におけるガス測定に必ずしも理想的ではない。そのため、著しい価格上昇を提示しない、より小さな寸法用の非機械的測定器具への要求が高まっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0003]本開示は、超音波計測器を使用して、小さな寸法でガスを測定するための装置および方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0004]第１の実施形態において、システムが提供される。システムは、制御システムおよびフィールドデバイスを含む。制御システムは、１つまたは複数のフィールドデバイスとデータをやり取りするように構成されている。フィールドデバイスは、複数の超音波トランスデューサを使用して、管を通る流体の流れプロファイル（ｆｌｏｗ  ｐｒｏｆｉｌｅ）を測定するように構成された超音波計測器を含む。超音波トランスデューサのそれぞれは、他の超音波トランスデューサのそれぞれによって反射、受信される超音波パルスを送信するように構成されている。フィールドデバイスは、流れプロファイルを制御システムに出力するように構成されたネットワークインターフェースをさらに含む。
【０００５】
[0005]第２の実施形態において、フィールドデバイスが提供される。フィールドデバイスは、複数の超音波トランスデューサを使用して、管を通る流体の流れプロファイルを測定するように構成された超音波計測器を含む。超音波トランスデューサのそれぞれは、他の超音波トランスデューサのそれぞれによって反射、受信される超音波パルスを送信するように構成されている。フィールドデバイスは、流れプロファイルを制御システムに出力するように構成されたネットワークインターフェースをさらに含む。
【０００６】
[0006]第３の実施形態において、方法が提供される。方法は、第１の超音波パルスを、第１の超音波パルスを生成する第１の圧電トランスデューサの向かい側の壁に反射させることを含む。方法は、第１の超音波パルスが第２の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第１の時間量と、第１の超音波パルスが第４の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第２の時間量とを測定することも含む。方法は、第２の超音波パルスを、第２の超音波パルスを生成する第３の圧電トランスデューサの向かい側の壁に反射させることをさらに含む。方法は、第２の超音波パルスが第４の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第３の時間量と、第２の超音波パルスが第２の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第４の時間量とを測定することも含む。方法は、第３の超音波パルスを、パルス信号を生成する第２の圧電トランスデューサの向かい側の壁に反射させることをさらに含む。方法は、第３の超音波パルスが第１の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第５の時間量と、第３の超音波パルスが第３の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第６の時間量とを測定することも含む。方法は、第４の超音波パルスを、第４の超音波パルスを生成する第４の圧電トランスデューサの向かい側の壁に反射させることをさらに含む。方法は、第４の超音波パルスが第３の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第７の時間量と、第４の超音波パルスが第１の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第８の時間量とを測定することも含む。方法は、第１の時間量および第５の時間量に基づき第１の流速を、第３の時間量および第７の時間量に基づき第２の流速を、また第２の時間量、第４の時間量、第６の時間量、および第８の時間量に基づき第３の流速を計算することをさらに含む。方法は、第１の流速、第２の流速、および第３の流速に基づき流量を計算することも含む。
【０００７】
[0007]他の技術的特徴は、以下の図、発明を実施するための形態、および請求項から、当業者にはすぐに明らかになるであろう。
[0008]本開示およびそれの特徴のより完全な理解のために、ここで、以下の添付図面と合わせて、以下の発明を実施するための形態に対して参照がなされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】[0009]本開示による、フィールドデバイスを有する産業用制御および自動化システム例を示す図である。
【図２】[0010]本開示による、フィールドデバイスを示す図である。
【図３】[0011]本開示による、図２のフィールドデバイスのさらなる詳細を表す側断面視を示す図である。
【図４】[0012]本開示による、図２のフィールドデバイスのさらなる詳細を表す底断面視を示す図である。
【図５】[0013]本開示による、流体におけるより小さな寸法を測定するための方法例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[0014]本特許文献における本発明の原理を説明するのに使用される、以下に考察される図１〜５、および様々な例は、単に例示としてのものであり、本発明の範囲を限定するとして何ら解釈されるべきではない。当業者であれば、本発明の原理が、任意の適切な方法で、任意のタイプの適切に配置されたデバイスまたはシステムにおいて実施され得ることを理解するであろう。
【００１０】
[0015]図１は、本開示による、産業用プロセス制御および自動化システム１００の例を示す。図１に示されているように、システム１００は、少なくとも１つの製品または他の材料の生産または処理を容易にする様々な構成要素を含む。例えば、システム１００は、ここでは、１つまたは複数のプラント１０１ａ〜１０１ｎ内で構成要素にわたる制御を容易にするのに使用される。各プラント１０１ａ〜１０１ｎは、少なくとも１つの製品または材料を生産するための１つまたは複数の製造施設など、１つまたは複数の処理施設（または、それの１つまたは複数の部分）に相当する。一般に、各プラント１０１ａ〜１０１ｎは、１つまたは複数のプロセスを実施し得、個々にまたはまとめて、プロセスシステムと呼ばれることがある。プロセスシステムは、一般に、何らかの方法で１つまたは複数の製品または他の材料を処理するように構成された任意のシステムまたはそれの一部に相当する。
【００１１】
[0016]図１では、システム１００は、プロセス制御のパデューモデルを使用して実装されている。パデューモデルでは、「レベル０」は、１つまたは複数のセンサ１０２ａおよび１つまたは複数の作動装置１０２ｂを含み得る。センサ１０２ａおよび作動装置１０２ｂは、多種多様の機能のうちのいずれかを果たし得る、プロセスシステム内の構成要素に相当する。例えば、センサ１０２ａは、温度、圧力、または流量など、プロセスシステムにおける多種多様な特性を測定することができる。また、作動装置１０２ｂは、プロセスシステムにおける多種多様な特性を変えることができる。センサ１０２ａおよび作動装置１０２ｂは、任意の適切なプロセスシステム内の任意の他のまたは追加の構成要素に相当する可能性がある。センサ１０２ａのそれぞれは、プロセスシステムにおける１つまたは複数の特性を測定するための任意の適切な構造を含む。作動装置１０２ｂのそれぞれは、プロセスシステムにおける１つまたは複数の状態に作用する、または影響を及ぼすための任意の適切な構造を含む。
【００１２】
[0017]少なくとも１つのネットワーク１０４が、センサ１０２ａおよび作動装置１０２ｂに結合されている。ネットワーク１０４は、センサ１０２ａおよび作動装置１０２ｂとの相互作用を容易にする。例えば、ネットワーク１０４は、センサ１０２ａからの測定データを転送し、制御信号を作動装置１０２ｂに提供することができる。ネットワーク１０４は、任意の適切なネットワークまたはネットワークの組み合わせに相当する可能性がある。特定の例として、ネットワーク１０４は、イーサネット（登録商標）ネットワーク、超音波パルスネットワーク（ＨＡＲＴまたはＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ  ＦＩＥＬＤＢＵＳネットワーク）、空気制御信号ネットワーク、または任意の他のもしくは追加のタイプのネットワークに相当する可能性がある。
【００１３】
[0018]パデューモデル（Purdue model）では、「レベル１」は、ネットワーク１０４に結合されている１つまたは複数の制御装置１０６を含み得る。とりわけ、各制御装置１０６は、１つまたは複数のセンサ１０２ａからの測定値を使用して、１つまたは複数の作動装置１０２ｂの動作を制御し得る。例えば、制御装置１０６は、１つまたは複数のセンサ１０２ａから測定データを受信し、その測定データを使用して、１つまたは複数の作動装置１０２ｂ用の制御信号を生成し得る。複数の制御装置１０６は、１つの制御装置１０６が一次制御装置として動作する一方、もう一方の制御装置１０６がバックアップ制御装置（一次制御装置と同期し、一次制御装置での故障の場合、一次制御装置の役割を引き継ぐことができる）として動作する場合など、冗長構成でも動作することができる。各制御装置１０６は、１つまたは複数のセンサ１０２ａと相互作用し、１つまたは複数の作動装置１０２ｂを制御するための任意の適切な構造を含む。各制御装置１０６は、例えば、ロバスト多変数予測制御テクノロジー（ＲＭＰＣＴ：Ｒｏｂｕｓｔ  Ｍｕｌｔｉｖａｒｉａｂｌｅ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）制御装置、あるいは、モデル予測制御（ＭＰＣ：Ｍｏｄｅｌ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）または他の先進的予測制御（ＡＰＣ：Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）を実装する他のタイプの制御装置など、多変数制御装置に相当する可能性がある。特定の例として、各制御装置１０６は、リアルタイムオペレーティングシステムを動かすコンピューティングデバイスに相当する可能性がある。
【００１４】
[0019]２つのネットワーク１０８が、制御装置１０６に結合されている。ネットワーク１０８は、コントローラ１０６とデータをやり取りすることなどによって、制御装置１０６との相互作用を容易にする。ネットワーク１０８は、任意の適切なネットワークまたはネットワークの組み合わせに相当する可能性がある。特定の例として、ネットワーク１０８は、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ  ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＩＮＣ．からのＦＡＵＬＴ  ＴＯＬＥＲＡＮＴ  ＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）（ＦＴＥ）ネットワークなど、イーサネット（登録商標）ネットワーク対または冗長イーサネット（登録商標）ネットワーク対に相当する可能性がある。
【００１５】
[0020]少なくとも１つのスイッチ／ファイアウォール１１０が、ネットワーク１０８を２つのネットワーク１１２に結合する。スイッチ／ファイアウォール１１０は、１つのネットワークからのトラフィックをもう一方のネットワークに転送し得る。スイッチ／ファイアウォール１１０は、１つのネットワーク上のトラフィックがもう一方のネットワークに達するのを阻止することもある。スイッチ／ファイアウォール１１０は、ＨＯＮＥＹＷＥＬＬ  ＣＯＮＴＲＯＬ  ＦＩＲＥＷＡＬＬ（ＣＦ９）デバイスなど、ネットワーク間に通信をもたらすための任意の適切な構造を含む。ネットワーク１１２は、イーサネット（登録商標）ネットワーク対またはＦＴＥネットワークなど、任意の適切なネットワークに相当する可能性がある。
【００１６】
[0021]パデューモデルでは、「レベル２」は、ネットワーク１１２に結合された１つまたは複数の機械レベル制御装置１１４を含み得る。機械レベル制御装置１１４は、特定の産業用機器（ボイラまたは他の機械など）に関連している可能性のある制御装置１０６、センサ１０２ａ、および作動装置１０２ｂの動作および制御をサポートするための様々な機能を果たす。例えば、機械レベル制御装置１１４は、センサ１０２ａからの測定データ、または作動装置１０２ｂ用の制御信号など、制御装置１０６によって集められた、または生成された情報のログを取ることができる。機械レベル制御装置１１４は、制御装置１０６の動作を制御し、それにより、作動装置１０２ｂの動作を制御するアプリケーションを実行することもできる。それに加え、機械レベル制御装置１１４は、制御装置１０６へのセキュアなアクセスを提供することができる。機械レベル制御装置１１４のそれぞれは、機械または他の個々の機器に関係した動作へのアクセス、または動作の制御を提供するための任意の適切な構造を含む。機械レベル制御装置１１４のそれぞれは、例えば、ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ  ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）オペレーティングシステムを動かすサーバコンピューティングデバイスに相当する可能性がある。示されていないが、プロセスシステム（各機器が、１つまたは複数の制御装置１０６、センサ１０２ａ、および作動装置１０２ｂに関連している）内の様々な機器を制御するのに、様々な機械レベル制御装置１１４が使用される可能性がある。
【００１７】
[0022]１つまたは複数のオペレータステーション１１６がネットワーク１１２に結合されている。オペレータステーション１１６は、機械レベル制御装置１１４へのユーザアクセスを提供し、次に制御装置１０６（ならびに、場合によってはセンサ１０２ａおよび作動装置１０２ｂ）へのユーザアクセスを提供することのできる、コンピューティングデバイスまたは通信デバイスに相当する。特定の例として、オペレータステーション１１６は、ユーザが、制御装置１０６および／または機械レベル制御装置１１４によって集められた情報を使用して、センサ１０２ａおよび作動装置１０２ｂの動作履歴を見直すことを可能にすることができる。オペレータステーション１１６は、ユーザが、センサ１０２ａ、作動装置１０２ｂ、制御装置１０６、または機械レベル制御装置１１４の動作を調整することを可能にすることもできる。それに加え、オペレータステーション１１６は、制御装置１０６または機械レベル制御装置１１４によって生成された警告、警報、または他のメッセージもしくは表示を受信し、表示することができる。オペレータステーション１１６のそれぞれは、システム１００内の１つまたは複数の構成要素のユーザアクセスおよび制御をサポートするための任意の適切な構造を含む。オペレータステーション１１６のそれぞれは、例えば、ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ  ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）オペレーティングシステムを動かすコンピューティングデバイスに相当する可能性がある。
【００１８】
[0023]少なくとも１つのルーター／ファイアウォール１１８が、ネットワーク１１２を２つのネットワーク１２０に結合する。ルーター／ファイアウォール１１８は、セキュアなルーターまたはルーター／ファイアウォールの組み合わせなど、ネットワーク間に通信をもたらすための任意の適切な構造を含む。ネットワーク１２０は、イーサネット（登録商標）ネットワーク対またはＦＴＥネットワークなど、任意の適切なネットワークに相当する可能性がある。
【００１９】
[0024]パデューモデルでは、「レベル３」は、ネットワーク１２０に結合された１つまたは複数のユニットレベル制御装置１２２を含み得る。各ユニットレベル制御装置１２２は、通常、プロセスの少なくとも一部を実施するために一緒に動作する様々な機械の集合体に相当する、プロセスシステム内のユニットに関連している。ユニットレベル制御装置１２２は、下位レベルの構成要素の動作および制御をサポートするための様々な機能を果たす。例えば、ユニットレベル制御装置１２２は、下位レベルの構成要素によって集められた、または生成された情報のログを取り、下部レベルの構成要素を制御するアプリケーションを実行し、また下部レベルの構成要素へのセキュアなアクセスを提供することができる。ユニットレベル制御装置１２２のそれぞれは、プロセスユニット内の１つまたは複数の機械もしくは他の機器に関係した動作へのアクセス、または動作の制御を提供するための任意の適切な構造を含む。ユニットレベル制御装置１２２のそれぞれは、例えば、ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ  ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）オペレーティングシステムを動かすサーバコンピューティングデバイスに相当する可能性がある。示されていないが、プロセスシステム（各ユニットが、１つまたは複数の機械レベル制御装置１１４、制御装置１０６、センサ１０２ａ、および作動装置１０２ｂに関連している）内の様々なユニットを制御するのに、様々なユニットレベル制御装置１２２が使用され得る。
【００２０】
[0025]ユニットレベル制御装置１２２へのアクセスは、１つまたは複数のオペレータステーション１２４によって提供され得る。オペレータステーション１２４のそれぞれは、システム１００内の１つまたは複数の構成要素のユーザアクセスおよび制御をサポートするための任意の適切な構造を含む。オペレータステーション１２４のそれぞれは、ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ  ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）オペレーティングシステムを動かすコンピューティングデバイスに相当する可能性がある。
【００２１】
[0026]少なくとも１つのルーター／ファイアウォール１２６が、ネットワーク１２０を２つのネットワーク１２８に結合する。ルーター／ファイアウォール１２６は、セキュアなルーターまたはルーター／ファイアウォールの組み合わせなど、ネットワーク間に通信をもたらすための任意の適切な構造を含む。ネットワーク１２８は、イーサネット（登録商標）ネットワーク対またはＦＴＥネットワークなど、任意の適切なネットワークに相当する可能性がある。
【００２２】
[0027]パデューモデルでは、「レベル４」は、ネットワーク１２８に結合された１つまたは複数のプラントレベル制御装置１３０を含み得る。各プラントレベル制御装置１３０は、通常、同じ、同様の、または異なるプロセスを実施する、１つまたは複数のプロセスユニットを含み得る、プラント１０１ａ〜１０１ｎのうちの１つに関連している。プラントレベル制御装置１３０は、下位レベルの構成要素の動作および制御をサポートするための様々な機能を果たす。特定の例として、プラントレベル制御装置１３０は、１つまたは複数の製造実行システム（ＭＥＳ：Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｅｘｅｃｕｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ）アプリケーション、スケジューリングアプリケーション、あるいは、他のまたは追加のプラントもしくはプロセス制御アプリケーションを実行することができる。プラントレベル制御装置１３０のそれぞれは、プロセスプラント内の１つまたは複数のプロセスユニットに関係した動作へのアクセス、または動作の制御を提供するための任意の適切な構造を含む。プラントレベル制御装置１３０のそれぞれは、例えば、ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ  ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）オペレーティングシステムを動かすサーバコンピューティングデバイスに相当する可能性がある。
【００２３】
[0028]プラントレベル制御装置１３０へのアクセスは、１つまたは複数のオペレータステーション１３２によって提供され得る。オペレータステーション１３２のそれぞれは、システム１００内の１つまたは複数の構成要素のユーザアクセスおよび制御をサポートするための任意の適切な構造を含む。オペレータステーション１３２のそれぞれは、ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ  ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）オペレーティングシステムを動かすコンピューティングデバイスに相当する可能性がある。
【００２４】
[0029]少なくとも１つのルーター／ファイアウォール１３４が、ネットワーク１２８を１つまたは複数のネットワーク１３６に結合する。ルーター／ファイアウォール１３４は、セキュアなルーターまたはルーター／ファイアウォールの組み合わせなど、ネットワーク間に通信をもたらすための任意の適切な構造を含む。ネットワーク１３６は、企業規模のイーサネット（登録商標）ネットワークもしくは他のネットワーク、またはより大きなネットワーク（イーサネット（登録商標）など）のすべてもしくは一部など、任意の適切なネットワークに相当する可能性がある。
【００２５】
[0030]パデューモデルでは、「レベル５」は、ネットワーク１３６に結合された１つまたは複数の企業レベル制御装置１３８を含み得る。各企業レベル制御装置１３８は、通常、複数のプラント１０１ａ〜１０１ｎ用の計画動作を行うことができ、また、プラント１０１ａ〜１０１ｎの様々な側面を制御することができる。企業レベル制御装置１３８は、プラント１０１ａ〜１０１ｎ内の構成要素の動作および制御をサポートするための様々な機能を果たすこともできる。特定の例として、企業レベル制御装置１３８は、１つまたは複数の注文処理アプリケーション、企業資源計画（ＥＲＰ：Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｐｌａｎｎｉｎｇ）アプリケーション、先進的計画・スケジューリング（ＡＰＳ：Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｌａｎｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ）アプリケーション、または任意の他のもしくは追加の企業制御アプリケーションを実行することができる。企業レベル制御装置１３８のそれぞれは、１つまたは複数のプラントの制御に関係した動作へのアクセス、または動作の制御を提供するための任意の適切な構造を含む。企業レベル制御装置１３８のそれぞれは、例えば、ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ  ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）オペレーティングシステムを動かすサーバコンピューティングデバイスに相当する可能性がある。この文献では、「ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ（企業）」という用語は、管理される１つまたは複数のプラントもしくは他の処理施設を有する組織を指す。１つのプラント１０１ａが管理されることになる場合、企業レベル制御装置１３８の機能性が、プラントレベル制御装置１３０に組み込まれる可能性があることに留意されたい。
【００２６】
[0031]企業レベル制御装置１３８へのアクセスは、１つまたは複数のオペレータステーション１４０によって提供され得る。オペレータステーション１４０のそれぞれは、システム１００内の１つまたは複数の構成要素のユーザアクセスおよび制御をサポートするための任意の適切な構造を含む。オペレータステーション１４０のそれぞれは、例えば、ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ  ＷＩＮＤＯＷＳ（登録商標）オペレーティングシステムを動かすコンピューティングデバイスに相当する可能性がある。
【００２７】
[0032]パデューモデルの様々なレベルは、１つまたは複数のデータベースなどの他の構成要素を含むことができる。各レベルに関連したデータベースは、システム１００のそのレベル、あるいは１つまたは複数の他のレベルに関連した任意の適切な情報を格納することができる。例えば、ヒストリアン(historian)１４１がネットワーク１３６に結合され得る。ヒストリアン１４１は、システム１００についての様々な情報を格納する構成要素に相当する可能性がある。ヒストリアン１４１は、例えば、生産スケジューリングおよび最適化中に使用される情報を格納することができる。ヒストリアン１４１は、情報を格納し、情報の検索を容易にするための任意の適切な構造に相当する。ネットワーク１３６に結合された１つの集中型構成要素として示されているが、ヒストリアン１４１は、システム１００内の他の場所に位置する可能性があり、または複数のヒストリアンが、システム１００内の様々な場所に分散されている可能性がある。
【００２８】
[0033]特定の実施形態において、図１の様々な制御装置およびオペレータステーションは、コンピューティングデバイスに相当し得る。例えば、制御装置のそれぞれは、１つまたは複数の処理デバイス１４２と、処理デバイス１４２によって使用される、生成される、または集められる命令およびデータを格納するための１つまたは複数のメモリ１４４とを含むことができる。制御装置のそれぞれは、１つまたは複数のイーサネット（登録商標）インターフェースまたは無線送受信装置など、少なくとも１つのネットワークインターフェース１４６も含むことができる。また、オペレータステーションのそれぞれは、１つまたは複数の処理デバイス１４８と、処理デバイス１４８によって使用される、生成される、または集められる命令およびデータを格納するための１つまたは複数のメモリ１５０とを含むことができる。オペレータステーションのそれぞれは、１つまたは複数のイーサネット（登録商標）インターフェースまたは無線送受信装置など、少なくとも１つのネットワークインターフェース１５２も含むことができる。
【００２９】
[0034]図１は、産業用プロセス制御および自動化システム１００の一例を示しているが、図１に様々な変更がなされてもよい。例えば、制御システムは、任意の個数のセンサ、作動装置、制御装置、サーバ、オペレータステーション、およびネットワークを含むことができる。また、図１のシステム１００の組立および配置は、単に例示のためのものである。特定の必要性に従って、任意の他の適切な構成において、構成要素が、加えられる、省かれる、組み合わされる、または置かれる可能性がある。さらに、システム１００の特定の構成要素によって行われるとして、特定の機能が説明された。このことは、単に例示のためのものである。一般に、プロセス制御システムは、高度に構成可能であり、特定の必要性に従い、任意の適切な方法で構成され得る。
【００３０】
[0035]図２は、本開示によるフィールドデバイス２００を示す。説明を簡単にするために、フィールドデバイス２００は、図１のシステム１００において使用されるとして説明される。例えば、フィールドデバイス２００は、図１において説明されている、センサ１０２ａ、作動装置１０２ｂ、制御装置１０６、別の構成要素、または構成要素の組み合わせに相当し得る（または、それらによって表され得る）。しかしながら、フィールドデバイス２００は、任意の他の適切なシステムにおいて使用される可能性がある。
【００３１】
[0036]フィールドデバイス２００は、上流接続部２０５、ノズル２１０、矩形流路２１５、超音波計測器２２０、下流接続部２２５、および複数の超音波トランスデューサ２３５を含む。フィールドデバイス２００は、パイプラインを通る流体の流れ（ｆｌｕｉｄ  ｆｌｏｗ）を測定するために、パイプラインに取り付けられているデバイスまたはシステムに相当する。フィールドデバイス２００内の相対方向および位置は、流体の流れの方向に関して説明され、この場合、「上流」は、流体の流れがフィールドデバイス２００に入る場所を示し、「下流」は、流体の流れがフィールドデバイス２００を出る場所を示す。示された実施形態は、１つの方向における流体の流れを示しているが、フィールドデバイス２００は、両方向における流体の流れを測定することができる。
【００３２】
[0037]上流接続部２０５は、上流から流体の流れを受け取るためのパイプラインに接続する。上流接続部２０５は、流体流路に取り付けられた、スプールピースなどの一体型２次元流れ調整装置２３０を含むことができる。一体型２次元流れ調整装置２３０は、超音波トランスデューサ２３５からの流れ読み取り値の精度向上のために、流れプロファイルの外乱を低減する。下流接続部２２５は、流体の流れが意図された行先に進み続けるのを可能にする下流パイプラインに接続する。
【００３３】
[0038]上流接続部２０５の後、ノズル２１０は、流体の流れを、円形輪郭パイプラインから矩形流路２１５に向きを変えさせる。一体型２次元流れ調整装置２３０に沿って、ノズル２１０は、超音波トランスデューサ２３５からの流れ読み取り値の精度を上げるのに、流れプロファイルの外乱を軽減するように設計されている。上流接続部２０５と矩形流路２１５との間に、ノズル２１０および一体型２次元流れ調整装置２３０が示されているのみであるが、矩形流路２１５と下流接続部２２５との間に、第２のノズルおよび一体型２次元流れ調整装置が含まれ得る。
【００３４】
[0039]矩形流路２１５は、流体が流れる導管を提供し、超音波計測器２２０によって正確に測定される。矩形流路２１５の平らな内面は、多くの円形流路に見られる丸みを帯びた表面よりも、超音波パルスを反射させるのに適した表面を提供する。
【００３５】
[0040]超音波計測器２２０は、矩形流路２１５の上面２４５上の筐体２４０内に取り付けられている複数の超音波トランスデューサ２３５を含む。この実施形態では、上面２４５上に超音波計測器２２０が取り付けられているが、超音波計測器２２０は、矩形流路２１５のいずれの部分にも取り付けられ得る。さらに、描写された実施形態は、４つの超音波トランスデューサ２３５を含むが、本開示は、いかなる特定の個数の超音波トランスデューサにも限定されるものではない。超音波トランスデューサ２３５は、矩形流路２１５の平らな内部面と面一になるように矩形流路２１５に取り付けられている。生み出された超音波パルス（例えば、パルス信号）が、矩形流路２１５の内部面の向かい側に反射され、他の超音波トランスデューサのすべてが反射超音波パルスを受信することができるように、超音波トランスデューサ２３５が、超音波計測器２４０に取り付けられている。筐体２４０は、保護と安定性をもたらし、また超音波トランスデューサ２３５の正確な位置付けをもたらす。
【００３６】
[0041]図２は、フィールドデバイス２００の例の詳細を示しているが、図２に様々な変更がなされてもよい。例えば、図２に表されている構成要素の個数およびタイプは、単に例示のためのものである。また、図２に表されているフィールドデバイス２００の機能分割も、単に例示のためのものである。図２における様々な構成要素は、省かれる、組み合わされる、またはさらに再分割される可能性があり、また、特定の必要性に従って、追加の構成要素が加えられる可能性がある。
【００３７】
[0042]図３は、本開示によるフィールドデバイス２００のさらなる詳細を表す側断面視を示す。図３では、流体の流れ３０５は、矢印によって示されるように左から右に流れる。流体の流れ３０５は、両方向において測定され得るが、分かりやすくするために、流体の流れ３０５の測定は、左から右に流れる流体に言及して考察する。
【００３８】
[0043]フィールドデバイス２００は、第１のトランスデューサ３１０、第２のトランスデューサ３１５、装着面３２０、および反射面３２５を含む。第１のトランスデューサ３１０および第２のトランスデューサ３２０は、図２に表されている超音波トランスデューサ２３５のうちの２つに相当し得る。反射面３２５は、装着面３２０の向かい側である。トランスデューサ３１０、３１５は、流体の流れ３０５に影響を及ぼすことのないように、または流体の流れ３０５を乱すことのないように、装着面３２０と面一に装着されている。第１のトランスデューサ３１０から生成された超音波パルス３３５が、反射面３２５に反射され、それにより、反射パルス信号３４０が第２のトランスデューサ３１５によって検出されるような、またその逆であるような角度に、トランスデューサ３１０、３１５が装着されている。
【００３９】
[0044]流体の流れ３０５の流体プロファイル３３０が、矩形流路２１５において滑らかになると、第１のトランスデューサ３１０は、超音波パルス３３５を、流体の流れ３０５を通して矩形流路２１５の反射面３２５に送信する。反射超音波パルス３４０は、第２のトランスデューサ３１５によって受信、検知される。反射超音波パルス３４０が受信されると、第２のトランスデューサ３１５は、第１のトランスデューサ３１０に反射して戻される超音波パルスを生成する。流体物性や矩形流路２１５の寸法などの他の要因とともに、上流および下流への超音波パルスの移動時間が、フィールドデバイス２００を通る流体の流れ３０５の流速を測定するのに使用される。
【００４０】
[0045]図３は、フィールドデバイス２００の側断面視に関する詳細を示しているが、図３に様々な変更がなされてもよい。例えば、図３に表されている構成要素の個数およびタイプは、単に例示のためのものである。また、フィールドデバイス２００の機能分割も、単に例示のためのものである。図３における様々な構成要素は、省かれる、組み合わされる、またはさらに再分割される可能性があり、また、特定の必要性に従って、追加の構成要素が加えられる可能性がある。
【００４１】
[0046]図４は、本開示によるフィールドデバイス２００のさらなる詳細を表す底断面視を示す。流体の流れは、両方向において測定され得るが、分かりやすくするために、流体の流れの測定は、左から右に流れる流体に言及して考察する。
【００４２】
[0047]フィールドデバイス２００は、トランスデューサ４０５、トランスデューサ４１０、トランスデューサ４１５、およびトランスデューサ４２０を含む。トランスデューサ４０５〜４２０は、図２に表されている超音波トランスデューサ２３５に相当し得る。トランスデューサ４０５〜４２０は、矩形流路２１５を通して流体プロファイルを測定するのに使用される。流体プロファイルには、第１の流れ測定値４２５、第２の流れ測定値４３０、および第３の流れ測定値４３５が含まれる。第１の流れ測定値４２５は、トランスデューサ４０５から生成された超音波パルスの反射がトランスデューサ４１０によって受信されるのに必要とされるのに時間量に基づき、測定される。第２の流れ測定値４３０は、トランスデューサ４１５から生成された超音波パルスの反射がトランスデューサ４２０によって受信されるのに必要とされる時間量に基づき、測定される。第３の流れ測定値４３５は、第１の交差測定値４４０および第２の交差測定値４４５から計算される。第１の交差測定値４４０は、トランスデューサ４０５から生成された超音波パルスの反射がトランスデューサ４２０によって受信されるのに必要とされる時間量に基づき、測定される。第２の交差測定値４４５は、トランスデューサ４１５から生成された超音波パルスの反射がトランスデューサ４１０によって受信されるのに必要とされる時間量に基づき、測定される。反射路構成は、渦などの横流速の追加の「悪い」測定値を補う。
【００４３】
[0048]第１の流れ測定値４２５、第２の流れ測定値４３０、第１の交差測定値４４０、および第２の交差測定値４４５の場合の流速は、方程式１を使用して計算され得る。
【００４４】
【数１】
2018527565.tif 000003
【００４５】
ここで、ｖは、流れ測定値の流速であり、Ｌは、超音波パルスの通路の長さであり、αは、管に対する通路の角度であり、Ｔ−は、下流に移動する生成された超音波パルスが検出されるのに要する時間量であり、Ｔ＋は、上流に移動する生成された超音波パルスが検出されるのに要する時間量であり、ΔＴは、Ｔ−とＴ＋との間における時間差である。
【００４６】
[0049]第３の流れ測定値４３５の場合の流速は、方程式２を使用して計算される。
【００４７】
【数２】
2018527565.tif 000004
【００４８】
ここで、ｖＭは、第３の流れ測定値４３５の流速であり、ｖｃｍ１は、第１の交差測定値４４０の場合の流速であり、ｖｃｍ２は、第２の交差測定値４４５の場合の流速である。
[0050]プロファイル全体に対する平均流速の計算は、例えば、３つの固定点の単純なガウス−ルジャンドル積分を適用することによって行われ得る。このような手順は、標準的な文献で分かる。
【００４９】
[0051]流量Ｑは、以下の方程式３を使用し、平均流速に矩形断面を掛け合わせて計算される。
Ｑ＝ｖＭ×Ａ（方程式３）
ここで、Ｑは、流量であり、ｖｍは、平均流速であり、Ａは、矩形流路の断面の面積であり（Ａ＝ｈ×Ｄ）、ｈは、矩形流路の高さであり、Ｄは、矩形流路の奥行である。
【００５０】
[0052]図４は、フィールドデバイス２００の断面視に関する詳細を示しているが、図４に様々な変更がなされてもよい。例えば、図４に表されている構成要素の個数およびタイプは、単に例示のためのものである。また、フィールドデバイス２００の機能分割も、単に例示のためのものである。図４における様々な構成要素は、省かれる、組み合わされる、またはさらに再分割される可能性があり、また、特定の必要性に従って、追加の構成要素が加えられる可能性がある。
【００５１】
[0053]図５は、本開示による、流体におけるより小さな寸法を測定するための方法例を示す。説明を簡単にするために、方法５００は、図２〜４に表されているフィールドデバイス２００に関して説明される。しかしながら、方法５００は、任意の適切なフィールドデバイスによって、任意の適切なシステムにおいて使用される可能性がある。
【００５２】
[0054]ブロック５０５において、システムは、第１の超音波パルスを、パルス信号を生成する第１の超音波トランスデューサの向かい側の壁に反射させる。ブロック５１０において、システムは、第１の超音波パルスが第２の超音波トランスデューサによって受信されるのに要する第１の時間量と、超音波パルスが第４の超音波トランスデューサによって受信されるのに要する第２時間量とを測定する。測定される時間量は、流体の流れが超音波パルスとほぼ同じ方向であるときにより多くなり、流体の流れが超音波パルスとほぼ反対の方向であるときにより少なくなる。
【００５３】
[0055]ブロック５１５において、システムは、第２の超音波パルスを、パルス信号を生成する第３のトランスデューサの向かい側の壁に反射させる。ブロック５２０において、システムは、第２の超音波パルスが第４の超音波トランスデューサによって受信されるのに要する第３の時間量と、超音波パルスが第２の超音波トランスデューサによって受信されるのに要する第４の時間量とを測定する。
【００５４】
[0056]ブロック５２５において、システムは、第３の超音波パルスを、パルス信号を生成する第２のトランスデューサの向かい側の壁に反射させる。ブロック５３０において、システムは、第３の超音波パルスが第１の超音波トランスデューサによって受信されるのに要する第５の時間量と、超音波パルスが第３の超音波トランスデューサによって受信されるのに要する第６の時間量とを測定する。
【００５５】
[0057]ブロック５３５において、システムは、第４の超音波パルスを、パルス信号を生成する第４のトランスデューサの向かい側の壁に反射させる。ブロック５４０において、システムは、第４の超音波パルスが第３の超音波トランスデューサによって受信されるのに要する第７の時間量と、超音波パルスが第１の超音波トランスデューサによって受信されるのに要する第８の時間量とを測定する。
【００５６】
[0058]ブロック５４５において、システムは、第１の時間量および第５の時間量に基づき第１の流速を、第３の時間量および第７の時間量に基づき第２の流速を、また第２の時間量、第４の時間量、第６の時間量、および第８の時間量に基づき第３の流速を計算する。ブロック５５０において、システムは、第１の流速、第２の流速、および第３の流速に基づき、流量を計算する。
【００５７】
[0059]いくつかの実施形態において、超音波トランスデューサのうちの１つまたは複数は、圧電トランスデューサであり得る。
[0060]図５は、流体におけるより小さな寸法を測定するための方法５００の一例を示しているが、図５に様々な変更がなされてもよい。例えば、一連のステップとして表されているが、図５に表されている様々なステップは、重複する、並行して起こる、または複数回起こる可能性がある。さらに、いくつかのステップは、組み合わされる、または取り除かれる可能性があり、また追加のステップが加えられる可能性がある。
【００５８】
[0061]いくつかの実施形態において、本特許文献に説明されている様々な機能は、コンピュータ可読プログラムコードから形成されており、コンピュータ可読媒体において具現化されているコンピュータプログラムによって実施またはサポートされる。「ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｐｒｏｇｒａｍ  ｃｏｄｅ（コンピュータ可読プログラムコード）」という句は、ソースコード、オブジェクトコード、および実行可能コードを含む、任意のタイプのコンピュータコードを含む。「ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｒｅａｄａｂｌｅ  ｍｅｄｉｕｍ（コンピュータ可読媒体）」という句は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ：Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｄｉｓｃ）、または任意の他のタイプのメモリなど、コンピュータによってアクセスされ得る任意のタイプの媒体を含む。「非一時的」コンピュータ可読媒体は、一時的な電気信号または他の信号を転送する、有線の、無線の、光の、または他の通信リンクを除外する。非一時的コンピュータ可読媒体には、データが永続的に格納され得る媒体、また、書き換え可能光ディスクまたは消去可能メモリデバイスなど、データが格納され、後で上書きされ得る媒体が含まれる。
【００５９】
[0062]本特許文献全体を通して使用されている特定の語および句の定義を明記することは有益であり得る。「ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ（アプリケーション）」および「ｐｒｏｇｒａｍ（プログラム）」という用語は、適切なコンピュータコード（ソースコード、オブジェクトコード、または実行可能コードを含む）において実施されるように適合された、１つまたは複数のコンピュータプログラム、ソフトウェア構成要素、命令セット、手順、機能、オブジェクト、クラス、インスタンス、関連データ、またはそれらの一部を指す。「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む）」および「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（備える）」という用語とともにそれらの派生語は、制限のない包含を意味する。「ｏｒ（または）」という用語は、包括的であり、および／または、を意味する。「ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｗｉｔｈ（関連した）」という句とともにそれの派生語は、含む、〜内に含まれる、〜と相互接続する、入っている、〜内に入っている、〜にまたは〜と接続する、〜にまたは〜と結合する、〜と通信可能である、〜と連携する、交互配置する、並置する、〜に近接する、〜にまたは〜と結び付けられる、有する、〜の特性を有する、〜に対するまたは〜との関係を有する、あるいは同様のものを意味し得る。項目リストで使用される際の「ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ（のうちの少なくとも１つ）」という句は、列挙された項目のうちの１つまたは複数の様々な組み合わせが使用され得る、また、リスト内のただ１つの項目が必要とされ得る、ということを意味する。例えば、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つ」は、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡとＢ、ＡとＣ、ＢとＣ、ならびにＡとＢとＣの組み合わせのうちのいずれかを含む。
【００６０】
[0063]本出願における発明を実施するための形態は、任意の特定の要素、ステップ、または機能が、請求項の範囲に含まれる必要のある必須要素または決定的要素であることを暗示するとして読まれるべきではない。特許対象の範囲は、認められた請求項によってのみ定められる。さらに、請求項のいずれも、「〜のための手段」または「〜のためのステップ」というまさにその語が、後に機能を特定する分詞句を伴って、特定の請求項において明示的に使用されない限り、添付の請求項または請求項要素のいずれかに関して３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ）を行使することが意図されるものではない。ある請求項内での「機構」、「モジュール」、「デバイス」、「ユニット」、「構成要素」、「要素」、「部材」、「装置」、「機械」、「システム」、「プロセッサ」、または「制御装置」など（しかし、それらに限定されるものではない）の用語の使用は、請求項自体の特徴によってさらに修正または高められるような、当業者に知られている構造を指すことが理解され、意図され、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ）を行使することが意図されているものではない。
【００６１】
[0064]本開示は、特定の実施形態および一般に関連する方法を説明したが、これらの実施形態および方法の改変および並べ替えが、当業者であれば明らかであろう。したがって、実施形態例の上の説明は、本開示を定義または制約するものではない。以下の請求項によって定義されているような、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、他の変更、置換、および改変も考えられる。
【図１】
2018527565.tif 000005
【図２】
2018527565.tif 000006
【図３】
2018527565.tif 000007
【図４】
2018527565.tif 000008
【図５】
2018527565.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月18日(2018.4.18)
【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】
１つまたは複数のフィールドデバイスとデータをやり取りするように構成された制御システム（１３８）と、
フィールドデバイス（２００）であって、
複数の超音波トランスデューサ（２３５）を使用して、管を通る流体の流れ（３０５）の流れプロファイル（３３０）を測定するように構成された超音波計測器（２２０）であって、前記超音波トランスデューサのそれぞれが、他の超音波トランスデューサのそれぞれによって反射、受信される超音波パルス（３３５）を送信するように構成されている、超音波計測器（２２０）、および
前記流れプロファイルを前記制御システムに出力するように構成されたネットワークインターフェース（１５２）を備える、フィールドデバイス（２００）と、を備える、システム（１００）。
【請求項２】
前記フィールドデバイスが、前記複数の超音波トランスデューサを通過する前記流体の流れを含むように構成された矩形流路（２１５）をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数の超音波トランスデューサが、すべて、前記矩形流路の１つの側面（２４５）に配置されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
複数の超音波トランスデューサ（２３５）を使用して、管を通る流体の流れ（３０５）の流れプロファイル（３３０）を測定するように構成された超音波計測器（２２０）であって、前記超音波トランスデューサのそれぞれが、他の超音波トランスデューサのそれぞれによって反射、受信される超音波パルス（３３５）を送信するように構成されている、超音波計測器（２２０）と、
前記流れプロファイルを前記制御システムに出力するように構成されたネットワークインターフェース（１５２）と、を備える、フィールドデバイス（２００）。
【請求項５】
前記フィールドデバイスが、前記複数の超音波トランスデューサを通過する前記流体の流れを含むように構成された矩形流路（２１５）をさらに備える、請求項４に記載のフィールドデバイス。
【請求項６】
第１の超音波パルス（３３５）を、前記第１の超音波パルスを生成する第１の圧電トランスデューサ（４０５）の向かい側の壁（３２５）に反射させるステップと、
前記第１の超音波パルスが第２の圧電トランスデューサ（４１０）によって受信されるのに要する第１の時間量、および前記第１の超音波パルスが第４の圧電トランスデューサ（４２０）によって受信されるのに要する第２の時間量を測定するステップと、
第２の超音波パルス（３３５）を、前記第２の超音波パルスを生成する第３の圧電トランスデューサ（４１５）の向かい側の壁（３２５）に反射させるステップと、
前記第２の超音波パルスが前記第４の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第３の時間量、および前記第２の超音波パルスが前記第２の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第４の時間量を測定するステップと、
第３の超音波パルス（３３５）を、前記第３の超音波パルスを生成する前記第２の圧電トランスデューサの向かい側の壁（３２５）に反射させるステップと、
前記第３の超音波パルスが前記第１の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第５の時間量、および前記第３の超音波パルスが前記第３の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第６の時間量を測定するステップと、
第４の超音波パルス（３３５）を、前記第４の超音波パルスを生成する前記第４の圧電トランスデューサの向かい側の壁（３２５）に反射させるステップと、
前記第４の超音波パルスが前記第３の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第７の時間量、および前記第４の超音波パルスが前記第１の圧電トランスデューサによって受信されるのに要する第８の時間量を測定するステップと、
前記第１の時間量および前記第５の時間量に基づき第１の流速を、前記第３の時間量および前記第７の時間量に基づき第２の流速を、また前記第２の時間量、前記第４の時間量、前記第６の時間量、および前記第８の時間量に基づき第３の流速を、計算するステップと、
前記第１の流速、前記第２の流速、および前記第３の流速に基づき、流量を計算するステップと、を含む方法。
【請求項７】
前記第１の圧電トランスデューサ、前記第２の圧電トランスデューサ、前記第３の圧電トランスデューサ、および前記第４のトランスデューサが、流体の流れを含むように構成された矩形流路（２１５）に配置されている、請求項６に記載の方法。
【国際調査報告】
2018527565.tif 000010
2018527565.tif 000011