(57)【要約】  流体がタンクから定期的又は継続的に流出する際に該タンク内に残っている該流体の質量を監視する装置であって、前記タンクの出口に取り付けられると共に前記タンクから流体を受容するように適合された入口を備えたハウジングを備えた装置。流量計は、前記流体が前記タンクから流出する際における前記流体の複数の流量測定値を測定する。少なくとも１つのプロセッサは、前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の質量を決定し、前記タンク内の前記流体の初期質量と前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の質量を決定し、残っている前記流体の質量に基づいて指標を生成するように構成されている。【選択図】図１
2017534861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体がタンクから定期的又は継続的に流出する際に該タンク内に残っている該流体の質量を監視する方法であって、
（ａ）少なくとも１つのプロセッサと通信する流量計により、少なくとも１つの測定期間中に前記流体が前記タンクから流出する際における前記流体の複数の流量測定値を測定するステップであって、ここで、前記複数の流量測定値における各流量測定が、時間間隔をおいて決定される、ステップと、
（ｂ）前記少なくとも１つのプロセッサにより、（ｉ）前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値、（ｉｉ）前記流体が前記流量計を通過する際の前記流体の圧力及び／又は温度での前記流体の密度、並びに（ｉｉｉ）前記複数の流量測定値間における前記時間間隔に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の質量を決定するステップと、
（ｃ）前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記タンク内の前記流体の初期質量と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の質量を決定するステップと、
（ｄ）前記少なくとも１つのプロセッサにより、かつ、前記タンク内に残っている前記流体の質量に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の体積、消費率、消費率の履歴、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量、前記タンクが空になるまでの概算残り時間又はこれらの任意の組み合わせのうち少なくとも１つの指標を生成するステップと
を含んでいる、方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量と前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンクが空になるまでの前記概算残り時間を決定するステップをさらに含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記流体の前記圧力及び／又は温度は、仮定されるか、予め決定されるか又は測定されるかであり、前記圧力及び／又は温度での前記流体の密度は、仮定されるか、予め決定されるか又は測定されるかであり、前記タンク内の前記流体の前記初期質量は、仮定されるか、予め決定されるか又は測定されるかである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのプロセッサ及び前記少なくとも１つのプロセッサと通信する圧力センサにより、圧力を決定するステップと、
前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記タンク内の前記圧力、及び、知られた、仮定された又は決定された前記タンクの容積に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内の前記流体の前記初期質量を決定するステップと
をさらに含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのプロセッサ及び前記少なくとも１つのプロセッサと通信する圧力センサにより、前記タンク内部の圧力を定期的又は継続的に測定するステップであって、結果として圧力データを得る、ステップと、
前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記圧力データに少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中における前記タンク内の前記圧力の変化率を決定するステップと、
前記少なくとも１つの測定期間中における前記タンク内の前記圧力の前記変化率と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンクの容積を決定するステップであって、ここで、前記指標が、前記タンクの前記容積を含んでいる、ステップと
をさらに含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記タンクの複数の容積を決定するステップであって、前記タンク内の前記流体の前記初期質量が、前記タンクの複数の計算された容積の平均値を用いて決定される、ステップをさらに含んでいる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記タンク内の前記圧力の前記変化率は、規定の間隔をおいて前記タンクの複数の圧力測定を行うことにより決定される、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
各流量測定値は、複数の流量の移動平均を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記指標をリモートのシステム又は装置に通信するステップであって、ここで、前記指標が、前記タンクを識別する情報をさらに含んでいる、ステップをさらに含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記指標をリモートのシステム又は装置に通信するステップであって、ここで、前記リモートのシステム又は装置が、ロボット、又は、サプライチェーンイベント、資本的支出及び／若しくは顧客への配送経路を計画又は予測するように構成されたソフトウェアアプリケーション、又は、それらの任意の組み合わせのうち少なくとも１つを含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記指標を少なくとも１つの第２タンクに接続された少なくとも１つの自動バルブに通信するステップであって、ここで、前記少なくとも１つの自動バルブが、前記指標に基づいて開く又は閉じるように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記指標は、表示装置又はグラフィカルユーザインタフェース上の視覚的表現、警戒灯の外観の変化、可聴警報、電子的に生成された声、香り付き気体の放出、電子的警告、電子的信号又はこれらの任意の組み合わせの少なくとも１つを含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
流体がタンクから定期的又は継続的に流出する際に該タンク内に残っている該流体の質量を監視する装置であって、
前記タンクの出口に取り付けられると共に前記タンクから流体を受容するように適合された入口を備えたハウジングと、
少なくとも１つの測定期間中に前記流体が前記タンクから流出する際における前記流体の複数の流量測定値を測定するように構成された流量計であって、ここで、前記複数の流量測定値における各流量測定が、時間間隔をおいて決定される、流量計と、
前記流量計と通信する少なくとも１つのプロセッサであって、
前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値、前記流体が前記流量計を通過する際の前記流体の圧力及び／又は温度での前記流体の密度、並びに、前記複数の流量測定値間における前記時間間隔に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の質量を決定し、
前記タンク内の前記流体の初期質量と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の質量を決定し、
前記タンク内に残っている前記流体の質量に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の体積、消費率、消費率の履歴、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量、前記タンクが空になるまでの概算残り時間又はこれらの任意の組み合わせのうち少なくとも１つの指標を生成する
ようにプログラム又は構成されている、少なくとも１つのプロセッサと
を備えている、装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量と前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンクが空になるまでの前記概算残り時間を決定するように構成されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、
圧力センサにより、前記タンク内の圧力を決定し、
前記タンク内の前記圧力、及び、知られた、仮定された又は計算された前記タンクの容積に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内の前記流体の前記初期質量を決定する
ように構成されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのプロセッサと通信する圧力センサであって、前記タンク内部の圧力を定期的又は継続的に測定し、結果として圧力データを得るように構成された圧力センサをさらに備えており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、
前記圧力データを受信し、
前記圧力データに少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中における前記タンク内の前記圧力の変化率を決定し、
前記少なくとも１つの測定期間中における前記タンク内の前記圧力の前記変化率と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンクの容積を決定し、ここで、前記指標が、前記タンクの前記容積を含んでいる
ように構成されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、
前記タンクの複数の容積を決定し、ここで、前記タンク内の前記流体の前記初期質量が、前記タンクの複数の決定された容積の平均値を用いて決定される
ように構成されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記タンク内の前記圧力の前記変化率は、規定の間隔をおいて前記タンクの複数の圧力測定を行うことにより決定される、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記流量計は、複数の流量の移動平均を計算することによって流量を測定するように構成されている、請求項１３に記載の装置。
【請求項２０】
前記ハウジング内に配されている又は前記ハウジングに取り付けられている表示装置であって、前記指標に基づいて視覚的表現を表示するように構成された表示装置をさらに備えている、請求項１３に記載の装置。
【請求項２１】
前記ハウジング内に配されている又は前記ハウジングに取り付けられている通信装置であって、前記指標をリモートのシステム又は装置に通信する通信装置をさらに備えている、請求項１３に記載の装置。
【請求項２２】
前記リモートのシステム又は装置が、サプライチェーンイベント、資本的支出及び／若しくは顧客への配送経路を計画又は予測するように構成されたソフトウェアアプリケーションを実行するプロセッサを備えている、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記リモートのシステム又は装置が、ロボット、又は、前記指標に基づいて開閉するように構成された少なくとも１つの自動バルブを備えている、請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
流体がタンクから定期的又は継続的に流出する際に該タンク内に残っている該流体の質量を監視する非一時的コンピュータ可読媒体であって、
複数のプログラム命令であって、少なくとも１つのプロセッサによって実行された際に、少なくとも１つのプロセッサに対して、
前記少なくとも１つのプロセッサと通信する流量計により、少なくとも１つの測定期間中に前記流体が前記タンクから流出する際における前記流体の複数の流量測定値を測定するステップであって、ここで、前記複数の流量測定値における各流量測定が、時間間隔をおいて決定される、ステップと、
前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値、前記流体が前記流量計を通過する際の前記流体の圧力及び／又は温度での前記流体の密度、並びに、前記複数の流量測定値間における前記時間間隔に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の質量を決定するステップと、
前記タンク内の前記流体の知られた、測定された又は決定された初期質量と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の質量を決定するステップと、
前記タンク内に残っている前記流体の質量に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の体積、消費率、消費率の履歴、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量、前記タンクが空になるまでの概算残り時間又はこれらの任意の組み合わせのうち少なくとも１つの指標を生成するステップと
を行わせる複数のプログラム命令を備えている、非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年１０月２日に出願された米国仮特許出願第６２／０５８，９７８号及び２０１５年９月３０日に出願された米国特許出願第１４／８７０，８２８号に対する優先権を主張し、それらの開示は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
発明の技術分野
本発明は、概して、タンク内の流体の量の監視、通信及び分析に関し、より詳細には、タンク内の流体の量を監視、通信及び分析するためのシステム、方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
液相、気相又はそれらの組み合わせの流体は、多くの場合、タンク又は他の剛性容器に貯蔵される。流体は、加圧されていることがあり、大気圧下におかれていることもある。これらの流体がタンクから流出する際に、どれほどの量の流体がタンクから流出するか、どれほどの量の流体がタンク内に残っているか、及び／又は、タンクが空になるまでにどれほどの時間がかかるかを知ることが望ましい。
【０００４】
現在では、多くのタンクからの流れは、タンク内部の圧力を示すダイヤルを包含したレギュレータによって制御される。このダイヤルによって示される圧力の変化は、多くの場合、タンク内にどれほどの量の流体が残っているかについてユーザが有する唯一の指標である。ダイヤルが変化する速度は、タンクが空になるまでの残り時間がどれほどかを示す唯一の指標であり、そのような測定値は不正確で読み難いと判明することがある。
【０００５】
多くの用途では、どれほどの量の流体がタンク内に残っているかについての正確な推定値を取得して、該タンクが空になるまでにどれほどの時間がかかるかを決定すると共に、この情報を通信及び分析することが望ましい。例の１つとして、医療用酸素療法における使用が挙げられる。使用者は、タンク内にどれほどの量の液体が残っているか、又は、該タンクが空になるまでにどれほどの時間がかかるかについて知っていなければ、酸素を切らせてしまったり、必要となる前にタンクを交換してしまったりすることがある。医療用酸素の供給会社は、どの患者が酸素を必要としているか、その患者がどれほどの量の酸素を必要としているか、及び／又は、その患者がいつ酸素を必要としているかについて正確に知っていなければ、非効率又は不経済な緊急配達を行う必要に迫られることがある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、従来技術の欠点の一部又は全部を克服するものであって、タンク内の流体の量を監視し、タンク内に残っている流体の質量に関する指標を提供する方法、装置、及びコンピュータプログラム製品を提供することにある。
【０００７】
本発明の好ましく非限定的な一実施形態によれば、流体がタンクから定期的又は継続的に流出する際に該タンク内に残っている該流体の質量を監視する方法であって、（ａ）少なくとも１つのプロセッサと通信する流量計により、少なくとも１つの測定期間中に前記流体が前記タンクから流出する際における前記流体の複数の流量測定値を測定するステップであって、ここで、前記複数の流量測定値における各流量測定が、時間間隔をおいて決定される、ステップと、（ｂ）前記少なくとも１つのプロセッサにより、（ｉ）前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値、（ｉｉ）前記流体が前記流量計を通過する際の前記流体の圧力及び／又は温度での前記流体の密度、並びに（ｉｉｉ）前記複数の流量測定値間における前記時間間隔に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の質量を決定するステップと、（ｃ）前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記タンク内の前記流体の初期質量と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の質量を決定するステップと、（ｄ）前記少なくとも１つのプロセッサにより、かつ、前記タンク内に残っている前記流体の質量に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の体積、消費率、消費率の履歴、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量、前記タンクが空になるまでの概算残り時間又はこれらの任意の組み合わせのうち少なくとも１つの指標を生成するステップとを含んでいる、方法が提供される。
【０００８】
いくつかの例では、前記方法は、前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量と前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンクが空になるまでの前記概算残り時間を決定するステップをさらに含んでいてもよい。さらに、前記流体の前記圧力及び／又は温度は、仮定されるか、予め決定されるか又は測定されるかであってもよく、前記圧力及び／又は温度での前記流体の密度は、仮定されるか、予め決定されるか又は測定されるかであってもよく、前記タンク内の前記流体の前記初期質量は、仮定されるか、予め決定されるか又は測定されるかであってもよい。
【０００９】
いくつかの実施形態では、前記方法は、前記少なくとも１つのプロセッサ及び前記少なくとも１つのプロセッサと通信する圧力センサにより、圧力を決定するステップと、前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記タンク内の前記圧力、及び、知られた、仮定された又は決定された前記タンクの容積に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内の前記流体の前記初期質量を決定するステップとをさらに含んでいてもよい。前記方法はまた、前記少なくとも１つのプロセッサ及び前記少なくとも１つのプロセッサと通信する圧力センサにより、前記タンク内部の圧力を定期的又は継続的に測定するステップであって、結果として圧力データを得る、ステップと、前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記圧力データに少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中における前記タンク内の前記圧力の変化率を決定するステップと、前記少なくとも１つの測定期間中における前記タンク内の前記圧力の前記変化率と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンクの容積を決定するステップであって、ここで、前記指標が、前記タンクの前記容積を含んでいる、ステップとをさらに含んでいてもよい。いくつかの例では、前記流体の質量の変化率は、決定に用いられる。さらに、前記方法はまた、前記タンクの複数の容積を決定するステップであって、前記タンク内の前記流体の前記初期質量が、前記タンクの複数の計算された容積の平均値を用いて決定される、ステップをさらに含んでいてもよい。いくつかの例では、前記タンク内の前記圧力の前記変化率は、規定の間隔をおいて前記タンクの複数の圧力測定を行うことにより決定される。いくつかの例では、前記圧力測定は、平均されてもよい。さらに、各流量測定値は、複数の流量の移動平均を含んでいてもよい。
【００１０】
いくつかの実施形態では、前記方法は、前記指標をリモートのシステム又は装置に通信するステップであって、ここで、前記指標が、前記タンクを識別する情報をさらに含み得る、ステップをさらに含んでいてもよい。前記指標はまた、リモートのシステム又は装置に通信されてもよく、ここで、前記リモートのシステム又は装置が、ロボット、又は、サプライチェーンイベント、資本的支出及び／若しくは顧客への配送経路を計画又は予測するように構成されたソフトウェアアプリケーション、又は、それらの任意の組み合わせのうち少なくとも１つを含んでいる。いくつかの例では、前記指標はまた、少なくとも１つの第２タンクに接続された少なくとも１つの自動バルブに通信されてもよく、ここで、前記少なくとも１つの自動バルブが、前記指標に基づいて開く又は閉じるように構成されている。実施形態では、前記指標は、表示装置又はグラフィカルユーザインタフェース上の視覚的表現、警戒灯の外観の変化、可聴警報、電子的に生成された声、香り付き気体の放出、電子的警告、電子的信号又はこれらの任意の組み合わせの少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００１１】
本発明の別の好ましく非限定的な実施形態によれば、流体がタンクから定期的又は継続的に流出する際に該タンク内に残っている該流体の質量を監視する装置が提供される。前記装置は、前記タンクの出口に取り付けられると共に前記タンクから流体を受容するように適合された入口を備えたハウジングと、少なくとも１つの測定期間中に前記流体が前記タンクから流出する際における前記流体の複数の流量測定値を測定するように構成された流量計であって、ここで、前記複数の流量測定値における各流量測定が、時間間隔をおいて決定される、流量計とを含んでいる。前記装置はまた、前記流量計と通信する少なくとも１つのプロセッサであって、前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値、前記流体が前記流量計を通過する際の前記流体の圧力及び／又は温度での前記流体の密度、並びに、前記複数の流量測定値間における前記時間間隔に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の質量を決定し、前記タンク内の前記流体の初期質量と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の質量を決定し、前記タンク内に残っている前記流体の質量に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の体積、消費率、消費率の履歴、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量、前記タンクが空になるまでの概算残り時間又はこれらの任意の組み合わせのうち少なくとも１つの指標を生成するようにプログラム又は構成されている、少なくとも１つのプロセッサを含んでいる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量と前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンクが空になるまでの前記概算残り時間を決定するように構成されていてもよい。前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、圧力センサにより、前記タンク内の圧力を決定し、前記タンク内の前記圧力、及び、知られた、仮定された又は計算された前記タンクの容積に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内の前記流体の前記初期質量を決定するように構成されていてもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態では、前記装置は、前記少なくとも１つのプロセッサと通信する圧力センサであって、前記タンク内部の圧力を定期的又は継続的に測定し、結果として圧力データを得るように構成された圧力センサをさらに備えている。前記少なくとも１つのプロセッサはまた、さらに、前記圧力データを受信し、前記圧力データに少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中における前記タンク内の前記圧力の変化率を決定し、前記少なくとも１つの測定期間中における前記タンク内の前記圧力の前記変化率と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンクの容積を決定し、ここで、前記指標が、前記タンクの前記容積を含んでいるように構成されていてもよい。いくつかの例では、前記流体の質量の変化率は、決定に用いられる。さらに、いくつかの例では、前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、前記タンクの複数の容積を決定し、ここで、前記タンク内の前記流体の前記初期質量が、前記タンクの複数の決定された容積の平均値を用いて決定されるように構成されていてもよい。前記タンク内の前記圧力の前記変化率は、規定の間隔をおいて前記タンクの複数の圧力測定を行うことにより決定されてもよい。さらに、各流量測定値は、複数の流量の移動平均を含んでいてもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、前記装置の前記流量計は、複数の流量の移動平均を計算することによって流量を測定するように構成されていてもよい。前記装置はまた、前記ハウジング内に配されている又は前記ハウジングに取り付けられている表示装置であって、前記指標に基づいて視覚的表現を表示するように構成された表示装置を含んでいてもよい。さらに、前記装置はまた、前記ハウジング内に配されている又は前記ハウジングに取り付けられている通信装置であって、前記指標をリモートのシステム又は装置に通信する通信装置を含んでいてもよい。前記リモートのシステム又は装置は、ロボット、又は、サプライチェーンイベント、資本的支出及び／若しくは顧客への配送経路を計画又は予測するように構成されたソフトウェアアプリケーション、又はそれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。前記リモートのシステム又は装置はまた、前記指標に基づいて開閉するように構成された少なくとも１つの自動バルブを含んでいてもよい。
【００１５】
本発明のさらに好ましく非限定的な実施形態によれば、流体がタンクから定期的又は継続的に流出する際に該タンク内に残っている該流体の質量を監視する非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。前記コンピュータ可読媒体は、複数のプログラム命令であって、少なくとも１つのプロセッサによって実行された際に、少なくとも１つのプロセッサに対して、前記少なくとも１つのプロセッサと通信する流量計により、少なくとも１つの測定期間中に前記流体が前記タンクから流出する際における前記流体の複数の流量測定値を測定するステップであって、ここで、前記複数の流量測定値における各流量測定が、時間間隔をおいて決定される、ステップと、前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値、前記流体が前記流量計を通過する際の前記流体の圧力及び／又は温度での前記流体の密度、並びに、前記複数の流量測定値間における前記時間間隔に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の質量を決定するステップと、前記タンク内の前記流体の知られた、測定された又は決定された初期質量と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の質量を決定するステップと、前記タンク内に残っている前記流体の質量に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の体積、消費率、消費率の履歴、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量、前記タンクが空になるまでの概算残り時間又はこれらの任意の組み合わせのうち少なくとも１つの指標を生成するステップとを行わせる複数のプログラム命令を含んでいる。
【００１６】
本発明の概要を、以下の番号付の節にて記す。
【００１７】
節１．流体がタンクから定期的又は継続的に流出する際に該タンク内に残っている該流体の質量を監視する方法であって、（ａ）少なくとも１つのプロセッサと通信する流量計により、少なくとも１つの測定期間中に前記流体が前記タンクから流出する際における前記流体の複数の流量測定値を測定するステップであって、ここで、前記複数の流量測定値における各流量測定が、時間間隔をおいて決定される、ステップと、（ｂ）前記少なくとも１つのプロセッサにより、（ｉ）前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値、（ｉｉ）前記流体が前記流量計を通過する際の前記流体の圧力及び／又は温度での前記流体の密度、並びに（ｉｉｉ）前記複数の流量測定値間における前記時間間隔に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の質量を決定するステップと、（ｃ）前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記タンク内の前記流体の初期質量と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の質量を決定するステップと、（ｄ）前記少なくとも１つのプロセッサにより、かつ、前記タンク内に残っている前記流体の質量に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の体積、消費率、消費率の履歴、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量、前記タンクが空になるまでの概算残り時間又はこれらの組み合わせのうち少なくとも１つの指標を生成するステップと
を含んでいる、方法。
【００１８】
節２．前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量と前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンクが空になるまでの前記概算残り時間を決定するステップをさらに含んでいる、節１に記載の方法。
【００１９】
節３．前記流体の前記圧力及び／又は温度は、仮定されるか、予め決定されるか又は測定されるかであり、前記圧力及び／又は温度での前記流体の密度は、仮定されるか、予め決定されるか又は測定されるかであり、前記タンク内の前記流体の前記初期質量は、仮定されるか、予め決定されるか又は測定されるかである、節１又は２に記載の方法。
【００２０】
節４．前記少なくとも１つのプロセッサ及び前記少なくとも１つのプロセッサと通信する圧力センサにより、圧力を決定するステップと、前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記タンク内の前記圧力、及び、知られた、仮定された又は決定された前記タンクの容積に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内の前記流体の前記初期質量を決定するステップとをさらに含んでいる、節１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【００２１】
節５．前記少なくとも１つのプロセッサと通信する圧力センサとにより、前記タンク内部の圧力を定期的又は継続的に測定するステップであって、結果として圧力データを得る、ステップと、前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記圧力データに少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中における前記タンク内の前記圧力の変化率を決定するステップと、前記少なくとも１つの測定期間中における前記タンク内の前記圧力の前記変化率と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンクの容積を決定するステップであって、ここで、前記指標が、前記タンクの前記容積を含んでいる、ステップと、前記少なくとも１つのプロセッサ及び前記少なくとも１つのプロセッサと通信する圧力センサにより、圧力を決定するステップと、前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記タンク内の前記圧力、及び、知られた、仮定された又は決定された前記タンクの容積に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内の前記流体の前記初期質量を決定するステップとをさらに含んでいる、節１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【００２２】
節６．前記タンクの複数の容積を決定するステップであって、前記タンク内の前記流体の前記初期質量が、前記タンクの複数の計算された容積の平均値を用いて決定される、ステップをさらに含んでいる、節５に記載の方法。
【００２３】
節７．前記タンク内の前記圧力の前記変化率は、規定の間隔をおいて前記タンクの複数の圧力測定を行うことにより決定される、節５又は６に記載の方法。
【００２４】
節８．各流量測定値は、複数の流量の移動平均を含んでいる、節１〜７のいずれか１つに記載の方法。
【００２５】
節９．前記指標をリモートのシステム又は装置に通信するステップであって、ここで、前記指標が、前記タンクを識別する情報をさらに含んでいる、ステップをさらに含んでいる、節１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【００２６】
節１０．前記指標をリモートのシステム又は装置に通信するステップであって、ここで、前記リモートのシステム又は装置が、ロボット、又は、サプライチェーンイベント、資本的支出及び／若しくは顧客への配送経路を計画又は予測するように構成されたソフトウェアアプリケーション、又は、それらの任意の組み合わせのうち少なくとも１つを含んでいる、節１〜９のいずれか１つに記載の方法。
【００２７】
節１１．前記指標を少なくとも１つの第２タンクに接続された少なくとも１つの自動バルブに通信するステップであって、ここで、前記少なくとも１つの自動バルブが、前記指標に基づいて開く又は閉じるように構成されている、節１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【００２８】
節１２．前記指標は、表示装置又はグラフィカルユーザインタフェース上の視覚的表現、警戒灯の外観の変化、可聴警報、電子的に生成された声、香り付き気体の放出、電子的警告又はこれらの任意の組み合わせの少なくとも１つを含んでいる、節１〜１１のいずれか１つに記載の方法。
【００２９】
節１３．流体がタンクから定期的又は継続的に流出する際に該タンク内に残っている該流体の質量を監視する装置であって、
前記タンクの出口に取り付けられると共に前記タンクから流体を受容するように適合された入口を備えたハウジングと、
少なくとも１つの測定期間中に前記流体が前記タンクから流出する際における前記流体の複数の流量測定値を測定するように構成された、前記ハウジング内に配されると共に前記入口と流体連通している流量計であって、ここで、前記複数の流量測定値における各流量測定が、時間間隔をおいて決定される、流量計と、
前記流量計と通信する少なくとも１つのプロセッサであって、
前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値、前記流体が前記流量計を通過する際の前記流体の圧力及び／又は温度での前記流体の密度、並びに、前記複数の流量測定値間における前記時間間隔に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の質量を決定し、
前記タンク内の前記流体の初期質量と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の質量を決定し、
前記タンク内に残っている前記流体の質量に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の体積、消費率、消費率の履歴、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量、前記タンクが空になるまでの概算残り時間又はこれらの組み合わせのうち少なくとも１つの指標を生成する
ようにプログラム又は構成されている、少なくとも１つのプロセッサと
を備えている、装置。
【００３０】
節１４．前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量と前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンクが空になるまでの前記概算残り時間を決定するように構成されている、節１３に記載の装置。
【００３１】
節１５．前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、
圧力センサにより、前記タンク内の圧力を決定し、
前記タンクの前記圧力、及び、知られた、仮定された又は計算された前記タンクの容積に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内の前記流体の前記初期質量を決定する
ように構成されている、節１３又は１４に記載の装置。
【００３２】
節１６．前記少なくとも１つのプロセッサと通信する圧力センサであって、前記タンク内部の圧力を定期的又は継続的に測定し、結果として圧力データを得るように構成された圧力センサをさらに備えており、
前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、
前記圧力データを受信し、
前記圧力データに少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中における前記タンク内の前記圧力の変化率を決定し、
前記少なくとも１つの測定期間中における前記タンク内の前記圧力の前記変化率と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンクの容積を決定し、ここで、前記指標が、前記タンクの前記容積を含んでいる
ように構成されている、節１３〜１５のいずれか１つに記載の装置。
【００３３】
節１７．前記少なくとも１つのプロセッサは、さらに、
前記タンクの複数の容積を決定し、ここで、前記タンク内の前記流体の前記初期質量が、前記タンクの複数の決定された容積の平均値を用いて決定される
ように構成されている、節１６に記載の装置。
【００３４】
節１８．前記タンク内の前記圧力の前記変化率は、規定の間隔をおいて前記タンクの複数の圧力測定を行うことにより決定される、節１６又は１７に記載の装置。
【００３５】
節１９．前記流量計は、複数の流量の移動平均を計算することによって流量を測定するように構成されている、節１３〜１８のいずれか１つに記載の装置。
【００３６】
節２０．前記ハウジング内に配されている又は前記ハウジングに取り付けられている表示装置であって、前記指標に基づいて視覚的表現を表示するように構成された表示装置をさらに備えている、節１３〜１９のいずれか１つに記載の装置。
【００３７】
節２１．前記ハウジング内に配されている又は前記ハウジングに取り付けられている通信装置であって、前記指標をリモートのシステム又は装置に通信する通信装置をさらに備えている、節１３〜２０のいずれか１つに記載の装置。
【００３８】
節２２．前記リモートのシステム又は装置が、サプライチェーンイベント、資本的支出及び／若しくは顧客への配送経路を計画又は予測するように構成されたソフトウェアアプリケーションを実行するプロセッサを備えている、節２１に記載の装置。
【００３９】
節２３．前記リモートのシステム又は装置が、ロボット、又は、前記指標に基づいて開閉するように構成された少なくとも１つの自動バルブを備えている、節２１又は２２に記載の装置。
【００４０】
節２４．流体がタンクから定期的又は継続的に流出する際に該タンク内に残っている該流体の質量を監視する非一時的コンピュータ可読媒体であって、
複数のプログラム命令であって、少なくとも１つのプロセッサによって実行された際に、少なくとも１つのプロセッサに対して、
前記少なくとも１つのプロセッサと通信する流量計により、少なくとも１つの測定期間中に前記流体が前記タンクから流出する際における前記流体の複数の流量測定値を測定するステップであって、ここで、前記複数の流量測定値における各流量測定が、時間間隔をおいて決定される、ステップと、
前記少なくとも１つの測定期間中に得られた前記複数の流量測定値の平均値、前記流体が前記流量計を通過する際の前記流体の圧力及び／又は温度での前記流体の密度、並びに、前記複数の流量測定値間における前記時間間隔に少なくとも部分的に基づいて、前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の質量を決定するステップと、
前記タンク内の前記流体の知られた、測定された又は決定された初期質量と前記少なくとも１つの測定期間中に前記タンクから流出した前記流体の決定された前記質量とに少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の質量を決定するステップと、
前記タンク内に残っている前記流体の質量に少なくとも部分的に基づいて、前記タンク内に残っている前記流体の体積、消費率、消費率の履歴、前記タンク内に残っている前記流体の決定された前記質量、前記タンクが空になるまでの概算残り時間又はこれらの組み合わせのうち少なくとも１つの指標を生成するステップと
を行わせる複数のプログラム命令を備えている、非一時的コンピュータ可読媒体。
【００４１】
本発明のこれらの及び他の特徴及び特性は、操作方法、構造における関連要素の機能、部品の組み合わせ及び製造の経済性と同様に、添付の図面を参照して以下の説明及び添付の特許請求の範囲を考慮することによってさらに明らかとなる。添付の図面の全ては、本明細書の一部を形成し、同様の参照番号は、種々の図において対応する部分を示す。しかしながら、これらの図面は例示及び説明の目的のためのみのものであって、本発明の範囲を規定することを意図するものではないことは明白に理解されるべきである。本明細書及び特許請求の範囲で使用される場合において、単数形の“a”“an”及び“the”は、文脈において他に明示されない限り、複数の指標対象を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の原理による装置の斜視図である。
【図２】図２は、本発明の原理による図１に示す装置の分解図である。
【図３】図３は、本発明の原理による図１に示す装置の正面図である。
【図４】図４は、本発明の原理による図１に示す装置の断面図である。
【図５】図５は、本発明の原理による方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下の説明においては、「端」、「上」、「下」、「右」、「左」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「側」、「長手」及びそれらの派生語は、記載の図面において配向させた場合の本発明に関連するものとする。しかしながら、逆のことが明示されている場合を除いて、本発明は様々な代替となる変形及び様々なステップの順序を想定し得ることを理解されたい。また、添付の図面に示される特定の装置及びプロセス及び以下の明細書に記載される特定の装置及びプロセスは、本発明の単なる例示的な実施形態であることも理解されたい。したがって、本出願に開示された実施形態に関連する具体的な寸法及び他の物理的特性は、限定するものとみなされるべきではない。
【００４４】
本明細書で用いる場合において、用語「通信（communication）」及び「通信する（communicate）」は、１つ又は複数の信号、メッセージ、コマンド又は他の種類のデータの受信又は送信を示す。１つのユニット又はコンポーネントが他のユニット又はコンポーネントと通信するとは、その１つのユニット又はコンポーネントが他のユニット又はコンポーネントから直接又は間接的にデータを受信及び／又は送信することができることを意味する。これは、本質的に有線及び／又は無線であり得る直接又は間接的な接続のことを示し得る。加えて、送信されるデータが、第１及び第２のユニット又はコンポーネント間で変更、処理及び／又はルーティングされ得る場合であっても、２つのユニット又はコンポーネントが互いに通信するといえる。例えば、第１のユニットが受動的にデータを受信するが能動的に第２のユニットへとデータを送信しない場合であっても、第１のユニットが第２のユニットと通信するといえる。別の例としては、中間ユニットが１つのユニットからのデータを処理して該処理されたデータを第２のユニットに送信する場合、第１のユニットは第２のユニットと通信するといえる。多くの他の構成が可能であることは理解されよう。
【００４５】
本明細書で用いる場合において、用語「指標（indication）」は、人間の感覚によって知覚可能な情報の伝達、及び／又は、人間に知覚され得るか否かに関わらず、システムと通信しているプロセッサ又は他の電子装置によって知覚可能な情報の任意の伝達を示す。非限定的かつ例示的な例では、指標は、視覚、聴覚、触覚、嗅覚及び／又は味覚によって知覚可能な信号であってもよい。さらなる非限定的な例では、指標は、システムと通信するプロセッサ又は他の電子装置に送信される電子的信号であってもよい。指標は、例えば、グラフィカルユーザインタフェースのようなインタフェース上に表示されるデータであってもよい。非限定的な実施形態では、電子装置は、指標を受信したこと（又は指標を受信しなかったこと）に応じて又は基づいて、又は該指標の一部として伝達された情報に基づいて、アクションを実行するように構成されてもよい。
【００４６】
本明細書に記載の例において、本発明の非限定的な実施形態は、理想気体の法則に基づく数式を利用する。理想気体の法則は、主に２つの仮定に基づく。第１の仮定は、気体分子の有する体積が無視できることであり、第２の仮定は、気体分子間に相互作用がないことである。これらの仮定のいずれも実際には真でないが、比較的低い圧力下では気体分子の体積及び力の相互作用の影響は無視できるので、本発明の非限定的な実施形態において、簡略化のために使用されてもよい。
【００４７】
例えば、高圧下においては、理想気体の法則による仮定はそれほど有用ではない。高圧は定義上、比較的小さな空間内に多数の気体分子が存在することを意味するため、第１の仮定が崩れてしまう。このような多くの気体分子が小さな空間に押し込まれていると、該気体分子は互いに対し向かっていく移動に抵抗し始めるため、それらの体積が関係するようになる。また、高い圧力は、複数の分子が共に接近しており、互いの間の相互作用の影響を比較的受けやすいことを意味するため、第２の仮定が崩れてしまう。このことを説明するために、多くの「実在気体」の法則が提案されており、そのうちおそらく最も有名なものは、ファンデルワールスの方程式である。これらの提案される実在気体の法則は、依然として圧力、温度、気体のモル数及び体積を扱う傾向にあるが、どの気体又は気体の組み合わせを評価するかに基づいて変化する多数の経験的に決定された定数もまた組み込んでいる。
【００４８】
特に、より高い温度又は圧力で動作する本発明の実施形態、流体が概ね理想気体としての挙動を示さない実施形態、又は、流体が少なくとも部分的に液体状態にある実施形態において、以下の非限定的な実施例に記載される計算及びアルゴリズムに対して、例えば、上述の提案される実在気体の法則に基づいて適切な調整が行われ得ることを理解されたい。
【００４９】
図１は、本発明の非限定的な実施形態による、タンク１０４に取り付けられた組み立て式装置１００の図を示す。流体は、タンク１０４から装置１００を通って流体出口１０３より流出する。流体流のいくつかの態様は、制御装置１０２によって制御されてもよい。このプロセスの間、該装置は、流体及びタンクの様々な態様を測定及び決定する。これらの決定の結果は、表示機器１０１に示され得る。
【００５０】
引き続き図１を参照すると、タンク１０４は、以下に限定されないが、円筒形タンク及び／又は球形タンク等のような任意の形状又はサイズであってもよい。さらに、制御装置１０２は、例えば、１つ以上のノブ、ダイヤル又はスイッチ等を含んでいてもよい。いくつかの例では、制御装置１０２は、電子インタフェース又はソフトウェアインタフェースであってもよい。また、制御装置１０２は、装置１００上にあってもよく、他には装置１００と通信してもよい。また、流体出口１０３は、任意の形状又はサイズであってもよく、装置１００の任意の場所に位置していてもよいことは、当業者であれば理解するであろう。装置１００の使用方法に基づいて、様々なアダプタが流体出口１０３に接続されてもよい。表示機器１０１は、例えば、１つ以上の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）画面、デジタルディスプレイ及び／又は発光ダイオード（ＬＥＤ）等を含んでいてもよい。表示機器１０１は、例えば、装置と通信するスマートフォン又はコンピュータモニタのような、装置１００とは別個のディスプレイ画面であってもよいことは、当業者であれば理解するであろう。
【００５１】
図２は、好ましい非限定的な実施形態による装置１００の分解図を示す。図に示すように、流体は、流体入口２１０を介して装置１００に入る。続いて、流体は、圧力センサ２０２を包含する圧力測定チャンバ内へと進入する。装置１００はまた、流量測定装置（例えば、流量計）２０９、制御／通信回路２０８、表示機器２１２、制御装置２１３、圧力調整器２０３及び電源２０７を含む。圧力センサ２０２及び／又は流量測定装置２０９は、装置１００内に位置すると共に入口と流体連通していてもよく、他の例では装置１００の外部にあってもよい。
【００５２】
引き続き図２を参照すると、圧力センサ２０２、流量測定装置２０９、制御／通信回路２０８及び表示機器２１２は、電源２０７により電力供給される。この電源２０７は、以下に限定されないが、太陽エネルギー、風力エネルギー、運動エネルギー、又は熱エネルギーを利用する１つ以上のバッテリー及び／又は発電機であってもよい。様々な他の構成が可能であることは、当業者であれば理解するであろう。電源２０７は、装置１００の下方ハウジング２１１内に配される。電源２０７は、カバー２０６によって保護され、カバー２０６は、留め具２０４によって下方ハウジング２１１に留められる。留め具２０４としては、以下に限定されないが、ねじ、釘、リベット及び／又は接着剤等が挙げられる。
【００５３】
さらに図２を参照すると、圧力センサ２０２は、制御／通信回路２０８に信号を通信する。この回路２０８は、以下に限定されないが、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ又は他のタイプのコンピューティング装置のようなプロセッサを含んでいてもよい。該プロセッサは、該プロセッサによって実行された際に該プロセッサにデータ処理タスクを実行させる複数のプログラム命令を該プロセッサ上に格納していてもよく、又はそのような複数のプログラム命令と通信してもよい。例えば、コンピュータ可読媒体が、プロセッサ上に位置しているかプロセッサと通信する、プログラム命令を格納するためのメモリであってもよい。非限定的な構成では、制御回路２０８は、互いに通信する複数のプロセッサに分割することができる。例えば、制御回路２０８は、２つのセグメントに分割することができ、そのうち１つは装置内にあり、１つは装置外部に位置する。回路２０８は、圧力センサ２０２から信号を受信し、装置２０２によって測定された圧力量を表す圧力データを生成する。
【００５４】
圧力測定チャンバを通った後には、流体は圧力調整器２０３内へと流入する。圧力調整器２０３は、流体の圧力を、タンク（図示せず）内部の流体の圧力から流体出口２１４を通じた放出のための所定の圧力へと調整する。次に、流体は、流量測定装置２０９を包含する流量測定通路内へと流入する。この通路内における流体の流速は、制御装置２１３によって制御され得るか、単にシステムパラメータによって運用される。該システムパラメータとしては、以下に限定されないが、流体を使用する場所での流量要求、タンク内部の圧力、又は、圧力調整器２０３を出た後の制御された流体の圧力が挙げられる。流量測定装置２０９は、制御／通信回路２０８に信号を送信する。続いて、制御／通信回路２０８は、タンク内に残っている質量と、現在の流量が継続した場合におけるタンクが空になるまでの時間量を計算してもよい。
【００５５】
非限定的な実施形態では、回路２０８は、タンク内に残っている質量及び／又は現在の流量におけるタンクが空になるまでの時間量に基づいて、指標を生成してもよい。計算及びアルゴリズムは非常に迅速に更新されるため、流量のあらゆる大きな変化が、残り時間の測定に対してほぼ瞬時に影響する。図に示す非限定的な実施形態では、制御／通信回路２０８によって生成された指標は、続いて表示機器２１２に送信され、表示機器２１２は、どれほどの量の流体がタンク内に残っているかの視覚的表示を使用者に提供する。生成された指標は、制御／通信回路２０８自体によって、外部システム又は装置に通信されてもよい。このような外部システム又は装置としては、以下に限定されないが、コンピュータ、データベース、サーバ、モバイル装置、追加の流量測定装置又はプロセッサなどが挙げられる。この指標はまた、任意の可能な装置によって人間に伝えられてもよい。この指標は、例として、ネットワーク、セルラー送信、無線送信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続、Ｗｉ−Ｆｉ接続及び／又はテザー（tether）（有線）接続を介して通信されてもよい。様々な実装が可能であることは、当業者であれば理解するであろう。通信された指標が受信されると、該指標は、人間又はソフトウェアプログラムによって、以下に限定されないが、経路最適化／経路計画及び将来の資産購入計画を含む使用のために分析及び／又は処理され得る。図に示す非限定的な実施形態では、以下に限定されないが、ディスプレイ上の明るさ、色及び／又は情報を含む種々の表示機器２１２の態様が変更され得る。
【００５６】
図２に示す非限定的な実施形態では、流体は、流体入口２１０を介して装置１００に導入される。装置１００を通る流体の流れは、単一方向性又は双方向性であり得ることが理解されるであろう。流体は、流量測定流路を出た後、流体出口２１４を介して装置１００から流出する。
【００５７】
図２に示す非限定的な実施形態では、損傷から保護するために、上方ハウジング２０１及び下方ハウジング２１１が装置１００を取り囲んでいる。上記図中に示された装置１００の形状は円筒形であるが、装置１００は任意の形状に設計され得る。ハウジング２０１，２１１、圧力センサ２０２、流量測定装置２０９及び制御／通信回路２０８は、ねじ、釘、リベット及び／又は接着剤のような留め具２０５によりまとめられている。
【００５８】
図３は、好ましく非限定的な実施形態による装置１００の正面図を示す。図に示すように、該装置は、制御装置２１３と、上方ハウジング２０１と、下方ハウジング２１１と、表示機器２１２と、流体出口２１４とを含む。
【００５９】
図４は、好ましく非限定的な実施形態による装置１００の断面図を示す。特に、図４は、装置１００を通過する流体の流路を示す。流体は、流体入口３０１に入る。続いて、流体は、圧力センサ２０２（図２に示す）を包含する圧力測定室３０２に入る。次に、流体は圧力調整器３０３内へと進入する。圧力調整器３０３を出た後、流体は、流量測定装置２０９（図２に示す）及び制御／通信回路２０８（図２に示す）を包含する流量測定通路３０４に入る。最後に、流体は流出口３０５を介して装置を出る。
【００６０】
非限定的な実施形態では、装置１００には、タンク内部における流体の圧力及び／若しくは温度を測定するための圧力センサ及び／若しくは温度計、タンクから流出する際の流体の圧力及び／若しくは温度を測定するための圧力センサ及び／若しくは温度計、又はそれらの任意の組み合わせが組み込まれている。これらは選択的な特徴であって、多くの用途において、圧力及び／又は温度は、流体の密度に影響を及ぼし得ること、推定され得ること、又は本発明の非限定的な実施形態に従って見積もられ得ることが理解されよう。
【００６１】
本発明の非限定的な実施形態では、圧力センサによって決定されたタンク内部の開始圧力及び／又は開始温度を使用して、かつ、知られた、仮定された、見積もられた又は計算されたタンクの容積を使用して、タンク内に残っている流体の量が決定される。この情報、当業者にとって既知の理想気体の法則及び／又は他の流体力学方程式より、タンク内の初期質量が、装置１００内のプロセッサ又は装置１００と通信するプロセッサを使用して決定されてもよい。
【００６２】
図５を参照すると、好ましく非限定的な実施形態による方法のフロー図が示されている。該方法はステップ５０１，５０３にて開始し、該ステップ５０１，５０３では、圧力データ及び流量が、それぞれの圧力測定装置及び流量測定装置を用いて測定される。ステップ５０５では、流量データ及び圧力データがプロセッサに送信され、ステップ５０７では、そのデータに基づいてタンクの容積が決定される。次のステップ５０９では、タンク内の流体の質量が、決定されたタンクの容積及び圧力データに基づいて決定される。流量は、ステップ５１１において再び又はれんぞく継続的に測定され、流量データは、ステップ５１３においてプロセッサに送信される。ステップ５１５では、プロセッサが、測定期間中にタンクから流出した質量を決定する。続いて、プロセッサは、ステップ５１７において、以前のタンク内における流体の質量から、タンクから流出した質量を差し引く。ステップ５１９では、プロセッサは、決定されたタンク内の残りの質量に少なくとも部分的に基づいて、指標を生成する。続いて、指標は、ステップ５２１において表示又はリモートの装置若しくはシステムに通信されてもよい。
【００６３】
図２に示す非限定的な実施形態では、流体がタンクから流出する際に、流体が流量測定装置２０９内を通過し、流量測定装置２０９は所定の時間にタンクから流出する流体の体積流量を決定して、その値を制御／通信回路２０８へと通信する。本発明の非限定的な実施形態は、流量を測定するために様々な物理的又は化学的特性を利用し得る種々の異なるタイプの流量測定装置を利用し得ることが理解されよう。非限定的な例では、装置１００は、機械的変位、熱伝達、光遮断、電気抵抗の変化、静電容量若しくは他の材料特性、超音波検出、又はそれらの任意の組み合わせに基づいて流量を測定する流量測定装置を利用し得る。流体流量の測定値を得るため、流量計と共に又は流量計の代わりに流量測定装置としての温度センサを使用することも可能である。
【００６４】
非限定的な実施形態では、流量測定は、間断なく連続して複数回行われてもよい。例えば、流量測定は、少なくとも毎秒２回行ってもよい。全体的に、測定間の時間間隔を短くすると、該装置の精度が向上する。好ましく非限定的な実施形態では、測定間の時間間隔は、１０秒未満である。種々の時間間隔が使用されてもよく、該間隔は１０秒を超えてもよいことが理解されよう。本明細書で開示されるアルゴリズムにて使用される流量を提供するために、これらの測定値を平均してもよい。平均流速を使用することは、個別の流量測定にて発生し得るノイズの低減に役立ち得る。
【００６５】
非限定的かつ例示的な例では、プロセッサと連携する流量計が毎秒１０回の測定を行い、この測定期間内に識別されたデータ点が［４，４，３，４，５，４，４，５，４，３］であると想定する。好ましい非限定的な実施形態では、このアルゴリズムにて使用される流量は、該測定期間中に識別された（この場合、４つの）データ点の算術平均となる。
【００６６】
さらに好ましい非限定的な実施形態では、流量は、複数の測定期間にわたり、例えば移動平均法を用いて正規化されてもよい。前述の例に従う非限定的かつ例示的な例では、次のセンサから読み取られる流量が１４であると想定する。次に、配列が［４，３，４，５，４，４，５，４，３，１４］となるように、先の配列が数字を左にシフトされ、最初の数字が削除される。この例に従えば、次の計算サイクルで使用される次の流量は、続いて新しい配列の算術平均（この場合、５）である。このプロセスは、該アルゴリズムにて使用される各流量がノイズ低減のために正規化されるように、間断なく連続して複数回行われてもよい。ノイズの低減及び／又は測定の正規化のための様々な他の非限定的な方法が使用され得ることが理解されよう。そのような方法には、以下に限定されないが、中央値、モード、標準偏差、積分法、データセットへのフィルタ及び／又はマスクの適用が含まれる。
【００６７】
非限定的な実施形態では、プロセッサは、流体の質量流量（すなわち、所与の時間量において、タンクから流出した流体質量の量）を決定するために、各サイクルについて正規化された流量を使用して、該正規化された流量に流体の密度を乗じてもよい。続いて、試料読み取りの間にタンクから流出した流体の質量を決定するために、質量流量に試料読み取りの間の時間（移動平均を使用する前述の例では、これは０．１秒となる）を乗じてもよい。続いて、タンクから流出した質量は、前回の読み取りより計算されたタンク内の質量から引いてもよい。例えば、読み取りの前にはタンク内に７単位があって、読み取り中に５単位がタンクから流出した場合には、タンク内には２単位があることになる。続いて、タンクが空になるまでの残り時間は、タンク内に残っている質量を質量流量で割ることによって決定することができる。
【００６８】
非限定的な実施形態では、続いて、タンク内に残っている質量、タンクのサイズ及び／又は決定されたタンクが空になるまでの時間を利用して、ユーザ、コンピュータ及び／又はリモートシステムに対して、どれほどの量の流体がタンクに残っているか、タンクのサイズ及び／又は決定されたタンクが空になるまでの時間についての指標を提供することができる。
【００６９】
前述したプロセスがどのようにして動作するかについての非限定的かつ例示的な例では、タンクが０．００１立方メートルであり、タンク内部の流体（この例では、圧縮酸素気体）の圧力を、例えば圧力計によって、２０００ｐｓｉ（１３，７８９，５１４Ｐａ）と測定したと想定する。
【００７０】
タンク内の初期質量は、ＰＶ＝ｎＲＴにより計算される。ここで、Ｐはタンク内の圧力、Ｖはタンクの容積、ｎはタンク内の酸素のモル数、Ｒは気体定数、Ｔはタンク内の温度である。Ｒは既知の定数であり、Ｔは２０℃（２９３ケルビン）と仮定される。したがって、初期のタンク内におけるモル数は、以下の通りである。
【数１】
2017534861.tif 000003
この結果に酸素のモル質量を乗じて、気体の質量を求めることができる。
【数２】
2017534861.tif 000004
【００７１】
非限定的かつ例示的な例では、プロセッサと連携する流量計が、０．１秒毎に新しい測定値を収集し、この値を以前の９つ値と共に平均化すると想定する。非限定的かつ例示的な例では、最初の１０回の読み取り値は、［０．００１，０．００１，０．００１１，０．００１，０．００１２，０．００１２，０．０００９，０．００１，０．００１，０．００１１］（立方メートル／秒）であり得る。これらの値の平均は、０．００１０５である。この値は、続いて、この計算の繰り返し回に使用される。次のセンサ読み取り値が導入されると、配列中の最初の数が削除されて、末尾に新しい数が追加される。この新しい配列は、次の計算の繰り返し回に使用される。
【００７２】
したがって、平均流量が０．００１０５立方メートルである場合、プロセッサはこれに酸素の密度を乗じて質量流量を求めることができる。
【数３】
2017534861.tif 000005
この値は、続いて、測定の間の時間間隔を乗じてもよい。
【数４】
2017534861.tif 000006
この計算は、これらの測定の間の時間間隔において、タンクから流出した該質量の量をもたらす。
【００７３】
続いて、プロセッサは、この値を初期質量から引いてもよい。
【数５】
2017534861.tif 000007
続いて、プロセッサは、この結果の量を質量流量で割って、タンクが空になるまでの残り時間を決定することができる。
【数６】
2017534861.tif 000008
【００７４】
非限定的な実施形態では、該プロセッサ又はそれと通信する別のプロセッサは、ユーザ、コンピュータ及び／又はリモートシステムに対し、決定されたタンク内に残っている流体の質量及び／又は決定されたタンクが空になるまでの残り時間に基づいて、タンク内に残っている流体の量に関連する指標を提供するようにプログラム又は構成され得る。
【００７５】
非限定的な例では、指標は、流出した流体の質量、流出した流体の質量パーセンテージ、タンクの交換が必要となるまでの残り時間又はそれらの組み合わせを示す視覚的表示を含んでいてもよい。
【００７６】
さらなる非限定的な例では、表示は、質量パーセンテージ（又は残り時間）が所定の閾値に達した際における聴覚又は視覚警報を含んでいてもよい。非限定的な例では、該警報は、可聴警報であってもよく、どれほどの量の流体がタンク内に残っているかについてのコンピュータ生成された又は予め記録された音声指標であってもよい。非限定的な例では、警報は、モバイル装置に送信されるメッセージ及び／又はグラフィカルユーザインタフェース上の視覚的表現等であってもよい。
【００７７】
さらなる非限定的な例では、指標は、該装置の電源が低い状態で稼働している際の警報を含んでいてもよい。非限定的な例では、該警報は、どれほどの電力が電源に残っているか（例えば、バッテリー充電のパーセンテージ又は残りの時間）についての可聴警報又はコンピュータ生成された又は予め記録された音声指標であってもよい。非限定的な例では、警報は、モバイル装置に送信されるメッセージ及び／又はグラフィカルユーザインタフェース上の視覚的表現等であってもよい。
【００７８】
さらなる非限定的な例では、指標は、１つ以上の他の装置及び／又はシステムに送信されてもよい。この指標を受信すると、１つ以上の他の装置及び／又はシステムは、指標に含まれる情報を、追加プロセスのための入力データとして使用してもよい。該追加プロセスとしては、以下に限定されないが、配送経路最適化／配送経路計画及び将来の資産購入計画などが挙げられる。
【００７９】
さらなる非限定的な例では、該装置は、１つ以上の他の装置及び／又はシステムから送信された指標を受信してもよい。これらの指標には、以下に限定されないが、装置に対するソフトウェア更新、位置情報、該装置で使用されている流体に関する情報、装置識別番号又は装置名などの項目が含まれ得る。この表示を受信すると、続いて、該装置は、自動的に又は手動入力によって該装置自体を更新してもよく、指標中の情報に基づいてタスクを実行してもよい。
【００８０】
加えて又は代替として、指標は、該装置と通信している装置に機械的な変化を生じさせてもよい。非限定的な例では、タンクが少なくなっている又は空であると決定された場合に、装置は、例えば、自動化バルブ又はロボットを使用して代替タンクに切り替えてもよい。このような例では、指標は、自動バルブに対して開く又は閉じるようにトリガしてもよい。
【００８１】
本発明のさらなる非限定的な実施形態によれば、システムはさらに、タンクの容積を決定し、さらにこの決定された容積に少なくとも部分的に基づいて、タンク内に残っている流体の質量を決定するように適合されてもよい。これにより、該装置への初期情報を調整又は入力することなく、又は装置のプログラミングを調整することなく、様々な幾何形状の複数のタンク又は未知の幾何形状のタンクに装置を適用できるという明確な利点が得られる。このようにして、該装置は、多くの異なるタンク及び多くの異なる目的に使用され得る。
【００８２】
非限定的な実施形態では、気体で満たされたタンクの内部の圧力は、理想気体の法則を用いて近似される。この法則は、以下の通りである。
【数７】
2017534861.tif 000009
ここで、Ｐはタンク内の圧力、Ｖはタンクの容積、ｎはタンク内の気体モル数、Ｒは気体定数、Ｔは気体／タンクの温度である。式１中の項を並べ替えると、次のことが分かる。
【数８】
2017534861.tif 000010
【００８３】
Ｒはこの式の定数項である。Ｖもまた、タンクが固定及び／又は一定の容積を有する際には定数項である。この式では、Ｔは典型的には定数ではない。しかしながら、医療用酸素供給システム、較正ガスの使用、並びに工業用及び特殊気体の設定のような非限定的な用途では、タンクは主に屋内で使用され、一般的に人の居住又は作業に適した温度の中での変化は、決定されたタンクの容積に実質的に影響しない程度には十分に小さいため、Ｔは室温にて一定であると仮定することができる。しかしながら、タンクの内部温度は、それぞれの室温とは必ずしも同じではないことに留意されたい。
【００８４】
決定された容積に著しく影響するほどＴの変動が大きいような非限定的な用途では、装置と通信する温度計が組み込まれていてもよく、測定された温度を容積の決定に利用し得る。
【００８５】
続いて、この式の両辺を時間に関して微分することにより、Ｐの変化がｎの変化に正比例することがわかる。
【数９】
2017534861.tif 000011
【数１０】
2017534861.tif 000012
【００８６】
ｄＰ／ｄｔ及びｄｎ／ｄｔはプロセッサによって計算されており、Ｒ及びＴは既知の定数であるため（又は、Ｔもまたプロセッサと通信する温度計によって決定される既知の値である場合には）、続いて、Ｖは以下のようにして解くことができる：
【数１１】
2017534861.tif 000013
【００８７】
この非限定的な実施形態では、プロセッサは、圧力センサからの複数の測定値を追跡し続けて、以下のようにしてｄＰ／ｄｔを計算するように構成されてもいてよい。
【数１２】
2017534861.tif 000014
ここで、Ｐ１はある時点の圧力、Ｐ２は後の時点の圧力、ΔｔはＰ１とＰ２との間の時間である。
【００８８】
全体的に、測定間の時間間隔を短くすると、該装置の精度が向上する。好ましく非限定的な実施形態では、測定間の時間間隔は、１０秒未満であり、いくつかの例では、少なくとも毎秒２回である。
【００８９】
続いて、気体のモル流量を決定するため、流量測定装置から読み取った体積流量に気体の密度（装置の動作温度及び圧力に基づいて推定される定数であってもよく、測定された温度及び圧力を用いて決定されてもよい）を乗じて、得られた値を気体のモル質量で割ってもよい。短期間では、これはｄｎ／ｄｔとほぼ同じである。
【数１３】
2017534861.tif 000015
ここで、ｍは測定された体積流量、ρは気体の密度、Ｍは気体のモル質量である。
【００９０】
前述の式を組み合わせて、以下を得ることができる。
【数１４】
2017534861.tif 000016
【００９１】
非限定的な実施形態では、タンクの大きさ又は容積について何ら事前知識を有さない状態でタンクの容積の見積もりを決定するために、該装置内のプロセッサ又は該装置と通信するプロセッサは、この計算を数回繰り返し、その結果を平均するように構成されていてもよい。非限定的な実施形態では、このことは、決定された流体の初期質量にタンクからの気体の対応する損失が著しく影響する前にタンクの容量が見積もられ得るように、マイクロプロセッサによって極めて迅速に行われ得る。該容積が決定されると共に、タンク内の流体の初期質量を、該決定された容積、仮定又は測定された圧力、仮定又は測定された温度を用いて式（１）を解くことによって決定するように該容積が使用されると、システムは、上記のようなタンク内に残っている流体の質量の測定に進んでもよい。
【００９２】
さらなる非限定的な実施形態では、タンクから流出する際の流体の流量を測定する代わりに又はそれに加えて、流体がタンクから流出する際又は流体がタンクから流出した直後に流体の圧力が測定されてもよい。この圧力測定値は、タンク自体の中における圧力の測定値とは異なっており、流体がタンクから離れた導管内を流れるにつれて流体の圧力は概ね低下する傾向にあることに留意されたい。
【００９３】
この非限定的な実施形態では、タンクから流出する質量を決定して残っている質量を決定するために、圧力測定装置（例えば、圧力センサ又は他の同様の装置）と、マイクロコントローラと、コンピュータとの組み合わせが使用されてもよい。タンクからの流体が圧力センサを通過する際に、該センサは流体圧力を記録して、データをマイクロコントローラのようなプロセッサへと送信してもよい。続いて、プロセッサは、Ｍａｔｌａｂ（登録商標）又は他の同様のソフトウェアのようなソフトウェアを使用して、タンク内に残っている質量を決定するように構成された第２のプロセッサ（例えば、パーソナルコンピュータ）とインタフェース接続してもよい。
【００９４】
この非限定的な例では、タンク内に残っている流体の質量は、以下のようにして決定されてもよい。
【００９５】
【数１５】
2017534861.tif 000017
ここで、
【数１６】
2017534861.tif 000018
である。
置換及び単純化を行うと、以下のようになる。
【数１７】
2017534861.tif 000019
【数１８】
2017534861.tif 000020
ここで、
【数１９】
2017534861.tif 000021
である。
【００９６】
時間間隔Δｔにおける質量移動を決定するために、時間間隔Δｔ、密度及びその点における導管の断面積を速度に乗じる。
【数２０】
2017534861.tif 000022
【数２１】
2017534861.tif 000023
【００９７】
層流のために、以下のようになる。
【数２２】
2017534861.tif 000024
【数２３】
2017534861.tif 000025
ここで、Ｒｅｄは流体のレイノルズ数である。
【００９８】
この式は、Δｔの時間間隔においてタンクから流出する質量を綿密に概算する。タンク内の全質量からｍを差し引くことにより、残っている質量がわかる。このプロセスを１分間に複数回繰り返すことにより、タンクの質量を一見して継続的に監視することが可能になり、このことは、タンクが空になる前にどれほどの時間が残っているかについての指標又は情報を提供するために使用され得る。
【００９９】
本明細書に記載の装置は、多くの分野における用途を有する。これらの用途は、以下に限定されないが、容器内の圧縮ガスの状態に関する情報を表示または送信するための装置の使用、医療用酸素タンクの状態に関する情報を表示または送信するための装置の使用、消防隊員または緊急対応要員に使用される酸素タンク状態に関する情報を表示または送信するための装置の使用、スキューバダイバーによって使用される酸素タンクの状態に関する情報を表示または送信するための装置の使用、産業用ガスタンク及び／又は特殊ガスタンクの状態に関する情報を表示または送信するための装置の使用、料理店によって使用されるようなプロパンガスタンクに関する情報を表示または送信するための装置の使用、医療患者、商業消費者又は産業ガス消費者のような特定の顧客が現在どれほどの量のガスを自身の家屋内に有しているかに関する情報を送信するための装置の使用、医療患者、商業消費者又は産業ガス消費者のような特定の顧客が現在どれほどの量のガスを自身の家屋内に有しているかに関する情報を、配送経路計画及び配送経路最適化のために送信するための装置の使用、医療患者、商業消費者又は産業ガス消費者のような特定の顧客が現在どれほどの量のガスを自身の家屋内に有しているかに関する情報を、資本設備又は対象顧客広告の購入を計画するために送信するための装置の使用、医療患者、商業消費者又は産業ガス消費者のような特定の顧客が現在どれほどの量のガスを自身の家屋内に有しているかに関する情報を、複数の大きな顧客グループの消費パターンを分析するソフトウェアプログラムへと送信するための装置の使用、及び、医療患者、商業消費者又は産業ガス消費者のような特定の顧客が現在どれほどの量のガスを自身の家屋内に有しているかに関する情報を、サプライチェーンイベント及び／又は顧客への配送経路を計画するのに役立つソフトウェアプログラムへと送信するための装置の使用を含む。
【０１００】
本発明は、説明の目的で、現在において最も実用的で好ましい実施形態であると考えられるものに基づいて詳細に記載されているが、このような詳細は、単にその目的のためだけのものであって、本発明は開示の実施形態に限定されず、むしろ、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内にある修正及び均等な構成に及ぶよう意図されていることを理解されたい。例えば、本発明は、可能な限りにおいて、任意の実施形態の１つ以上の特徴を任意の他の実施形態の１つ以上の特徴と組み合わせ得ることについて考慮していることを理解されたい。
【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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【国際調査報告】
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