(57)【要約】流体制御デバイスの監視のための装置が開示される。例示的な装置は、そこを通ってシャフトが延在する本体を備える。シャフトは、アクチュエータに連結される。シャフトの角度位置は、アクチュエータの位置に基づく。装置は、シャフトに連結された標的と、ユーザ設定可能スイッチおよび近接スイッチを備える回路とを備える。ユーザ設定可能スイッチは、第１の状態または第２の状態に設定可能である。ユーザ設定可能スイッチが第１の状態にありかつ標的が近接スイッチから離れている場合、回路は第１の信号を出力する。ユーザ設定可能スイッチが第２の状態にありかつ標的が近接スイッチから離れている場合、回路は、第１の信号と異なる第２の信号を出力する。
2016500894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、
そこを通ってシャフトが延在する本体であって、前記シャフトはアクチュエータに連結され、前記シャフトの角度位置は前記アクチュエータの位置に基づく、本体と、
前記シャフトに連結された標的と、
ユーザ設定可能スイッチおよび近接スイッチを備える回路であって、前記ユーザ設定可能スイッチは、第１の状態または第２の状態に設定可能であり、前記ユーザ設定可能スイッチが前記第１の状態にありかつ前記標的が前記近接スイッチから離れている場合、前記回路は第１の信号を出力し、前記ユーザ設定可能スイッチが前記第２の状態にありかつ前記標的が前記近接スイッチから離れている場合、前記回路は、前記第１の信号と異なる第２の信号を出力する、回路と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記ユーザ設定可能スイッチが前記第１の状態にありかつ前記標的が前記近接スイッチに接近している場合、前記回路は前記第２の信号を出力する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ユーザ設定可能スイッチが前記第２の状態にありかつ前記標的が前記近接スイッチに接近している場合、前記回路は前記第１の信号を出力する、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記ユーザ設定可能スイッチは、単極双投スイッチまたはディップスイッチを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の信号の大きさは、前記第２の信号よりも大きい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記ユーザ設定可能スイッチが前記第１の状態にありかつ前記標的が前記近接スイッチから離れている場合、前記回路の抵抗器が短絡される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記ユーザ設定可能スイッチが前記第２の状態にありかつ前記標的が前記近接スイッチに接近している場合、前記回路の抵抗器が短絡される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
装置であって、
そこを通ってシャフトが延在する本体であって、前記シャフトはアクチュエータに連結される、本体と、
前記シャフトに連結された標的と、
前記標的に応答する近接センサーと、
前記標的が前記近接センサーに接近している場合または前記標的が前記近接センサーから所定の距離離れている場合に異なる出力を得るための手段と、
を備える、装置。
【請求項９】
前記異なる出力を得るための手段は、第１の状態または第２の状態に設定可能な、ユーザ設定可能スイッチを備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ユーザ設定可能スイッチが前記第１の状態にありかつ前記標的が前記近接センサーから前記所定の距離離れている場合、回路は第１の電流値を出力し、前記ユーザ設定可能なセンサーが前記第２の状態にありかつ前記標的が前記近接センサーから離れている場合
、前記回路は、前記第１の電流値と異なる第２の電流値を出力する、請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記ユーザ設定可能スイッチが前記第１の状態にありかつ前記標的が前記近接センサーに接近している場合、前記回路は前記第２の電流値を出力する、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ユーザ設定可能スイッチが前記第２の状態にありかつ前記標的が前記近接センサーに接近している場合、前記回路は前記第１の電流値を出力する、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記ユーザ設定可能スイッチが前記第１の状態にありかつ前記標的が前記近接センサーから前記所定の距離離れている場合、前記回路の抵抗器が短絡される、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
装置であって、
抵抗器と、
第１のスイッチおよび第２のスイッチであって、前記抵抗器は前記第１のスイッチおよび第２のスイッチと並列であり、前記第１のスイッチは前記第２のスイッチと直列であり、前記第１のスイッチは標的に応答し、前記第２のスイッチはユーザ入力に応答し、前記標的が前記第１のスイッチに接近している場合、または前記標的が前記第１のスイッチから離れている場合、前記ユーザ入力に基づいて、前記装置からの出力が変わる、第１のスイッチおよび第２のスイッチと、
を備える、装置。
【請求項１５】
前記第１の抵抗器、前記第１のスイッチおよび第２のスイッチと直列な第２の抵抗器をさらに備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１のスイッチは近接センサーを含む、請求項１４または１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第２のスイッチは単極双投スイッチを含む、請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記装置の入力電圧は、約８ボルト〜３０ボルトである、請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記第２のスイッチが第１の状態にありかつ前記標的が前記第１のスイッチから前記所定の距離離れている場合、前記出力は第１の電流値であり、前記第２のスイッチが第２の状態にありかつ前記標的が前記第１のスイッチから前記距離にある場合、前記出力は、前記第１の電流値と異なる第２の電流値となる、請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記第１の電流値の大きさは、前記第２の電流値よりも大きい、請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許は、主に流体制御デバイスに関し、より詳細には、流体制御デバイスの監視のための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
実際の弁位置の決定において、センサーが用いられることがある。センサーの読み取りに基づいて、センサーが値を出力し、この値を使用して、弁の位置が制御され得る。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の教示に係る例示的装置は、本体を備え、この本体を通って、シャフトが延在する。シャフトは、アクチュエータに連結される。シャフトの角度位置は、アクチュエータの位置に基づく。本装置は、シャフトに連結された標的と、ユーザ設定可能スイッチおよび近接スイッチを備える回路とを備える。ユーザ設定可能スイッチは、第１の状態または第２の状態に設定可能である。ユーザ設定可能スイッチが第１の状態にありかつ標的が近接スイッチから離れている場合、回路は、第１の信号を出力する。ユーザ設定可能スイッチが第２の状態にありかつ標的が近接スイッチから離れている場合、回路は、第１の信号と異なる第２の信号を出力する。
【０００４】
本開示の教示に係る別の例示的な装置は、抵抗器と、第１のスイッチおよび第２のスイッチとを備える。抵抗器は、第１のスイッチおよび第２のスイッチと並列である。第１のスイッチは、第２のスイッチと直列である。第１のスイッチは標的に応答し、第２のスイッチはユーザ入力に応答する。標的が第１のスイッチに接近している場合、または標的が第１のスイッチから離れている場合、ユーザ入力に基づいて、装置からの出力が変わる。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】流体制御デバイスの監視のための例示的な装置を示す。
【図２】図１の例示的な装置を実施するために使用可能な例示的な回路を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
特定の例を上記の図に示し、以下に詳細に説明する。これらの例の記載において、同一の要素または類似の要素を示すために、類似の参照符号または同一の参照符号を用いる。図面は必ずしも縮尺通りではなく、明確さおよび／または簡潔さのを期するために、特定の特徴および特定の図面の縮尺を誇示するかまたは模式的に示す場合がある。さらに、本明細書中において、一部の例について記載する。任意の例の任意の特徴を他の例の他の特徴と共に含めても、他の例の他の特徴の代わりに用いても、あるいは他の例からの他の特徴と組み合わせてもよい。
【０００７】
本明細書中に記載する例は、流体制御デバイス監視のための、設定可能なナムールインターフェース回路および／または弁上部監視システムに関連する。例示的な回路の構成に応じて、電流出力が増加するかまたは標的が存在する場合は低下する。よって、標的が存在する場合または存在しない場合、標準的なナムールスイッチ電流レベルを出力しつつ、異なる電気要求のある用途において単一の装置を用いることができる。一部の例では、インターフェース回路により、ナムール出力がＥｘｎａ証明と共に得られるため、本質的に安全な追加のバリアが不要となる。
【０００８】
一部の例では、ナムール回路は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）と、第１の抵抗器および第２の抵抗器と、ユーザ設定可能スイッチと、近接センサー（例えば、機械式近接ス
イッチ）とを備える。同一の近接センサーの読み取りに基づいて異なる結果（例えば、高電流出力または低電流出力）を得るために、ユーザ設定可能スイッチは、ユーザ設定に応答する。例えば、ユーザ設定可能スイッチが第１の状態および／または設定にありかつ近接センサーがノーマルクローズ位置にある場合、出力電流は、第１の値以上であってよい（例えば、３ミリアンペア以上の値）。しかし、近接スイッチがノーマルクローズ位置にある場合、ユーザ設定可能スイッチが第２の状態および／または設定にある場合、出力電流は、第２値以下（例えば、１ミリアンペアおよび／または３ミリアンペア未満）であってよい。
【０００９】
図１は、例示的な装置１００を示す。装置１００のうち１つ以上は、流体制御デバイスの位置の監視のために用いられる。装置１００は、ハウジング１０２を備える。ハウジング１０２において、位置モニタ（例えば、弁位置モニタ）１０４が取り付けられる。位置モニタ１０４は、シャフト１０５を備える。シャフト１０５は、ハウジング１０２と、ハウジング１０２内に取り付けられた回路（例えば、定電流回路）１０６とを通って延在する。スイッチ１０８およびスイッチおよび／またはセンサー１１０は、回路１０６に連結される。別の例では、回路１０６をスイッチ１０８および／またはスイッチ１１０の外部に設ける代わりに、回路１０６をスイッチ１０８および／またはスイッチ１１０と一体化させてもよい。
【００１０】
スイッチ１０８は、ユーザ入力に応答する、ユーザ設定可能スイッチ（例えば、ディップスイッチ）であり得、スイッチ１１０は、１つ以上の標的１１２，１１４に応答する近接センサーまたはスイッチであってよい。標的１１２，１１４は、金属、磁石、強磁性材料などであってよい。一部の例では、スイッチ１０８、スイッチ１１０および／またはハウジング１０２は密閉的にシール可能であるため、装置１００を有害な位置かつ／または水中で使用できるようになる。一部の例では、装置１００のハウジング１０２および／または他のコンポーネントを耐高温材料（例えば、プラスチック）を用いて構成および／または成形することにより、装置１００を高温環境中で使用できるようになる。一部の例では、ハウジング１０２は、スイッチ１０８および／またはスイッチ１１０の状態を示すための１つ以上の内部および／または外部の発光ダイオード（例えば、ＬＥＤ）を含み得る。
【００１１】
動作時に、回路１０６は、約８〜３０ボルトの直流の入力電圧を受信し、アクチュエータに連結されたシャフト１０５が、アクチュエータの位置に基づいてその回転および／または角度位置を変化させる。標的１１２，１１４のスイッチ１１０に対する位置は、シャフト１０５の位置に応じて変化する。標的１１２，１１４は、シャフト１０５に連結されたフォロワーおよび／またはセグメント化プレート１２０の各溝部（例えば、鋸歯状溝部）１１６および１１８内に移動可能に連結される。標的１１４のスイッチ１１０に対する位置に基づいて、回路１０６の電流出力が変化する。
【００１２】
一部の例では、標的１１４がスイッチ１１０によって検出されかつスイッチ１０８が第１の状態になった場合、回路１０６が短絡されず、電流出力は比較的低い。一部の例では、標的１１４がスイッチ１１０によって検出されかつスイッチ１０８が第２の状態にある場合、回路１０６が短絡され、電流出力は比較的高い。よって、例示的な装置１００は、標的１１４が存在する場合にアンペア数が高くなるかまたは低くなることが予測される電気構成を有する異なる用途において用いることができる。
【００１３】
図２は、本開示の教示による例示的な回路２００を示す。回路２００は、端子２０２，２０４と、過渡電圧プロテクタ２０６（例えば、双方向ダイオード）、第１の抵抗器２０８と、ＦＥＴ２１０と、電流制御回路２１２とを備える。一部の例では、電流制御回路２１２は、第２の抵抗器２１４と、第１のスイッチ２１６および第２のスイッチ２１８とを
備える。本例では、第１の抵抗器２０８は、第２の抵抗器２１４および／または第１のスイッチ２１６および第２のスイッチ２１８に直列接続され、第１のスイッチ２１６および第２のスイッチ２１８は直列接続される。一部の例では、第１のスイッチ２１６は、ユーザ設定可能なディップスイッチおよび／または単極双投スイッチであり、ユーザ入力に応答する。第２のスイッチ２１８は、近接センサーであり、標的（例えば、標的１１４）にスイッチ応答する。
【００１４】
動作時に、予測される出力に応じて、第２のスイッチ２１８は、第１の状態になりかつ／またはノーマルクローズセグメント（ＮＣ２）２２０に接続され得るかまたは第２の状態になりかつ／またはノーマルオープンセグメント（ＮＯ２）２２２に接続され得る。第１のスイッチ２１６および第２のスイッチ２１８がノーマルクローズセグメント２２０に接続される（例えば、第１の状態になる）と、図２に示すように、第２の抵抗器２１４が短絡され、ＦＥＴ２１０のゲートおよびソースへの有効電圧が増加する。ＦＥＴ２１０への電圧が増加すると、ＦＥＴ２１０を流れる電流（例えば、第１の電流値および／または出力）が増加する。第１のスイッチ２１６がノーマルクローズセグメント２２０に接続され（例えば、第１の状態になり）、第２のスイッチ２１８がノーマルオープンセグメント２２２に接続される（例えば、標的が存在する第２の状態になる）と、第２の抵抗器２１４が短絡されず、ＦＥＴ２１０のゲートおよびソースへの有効電圧は低下する。ＦＥＴ２１０への電圧が低下すると、ＦＥＴ２１０を流れる電流（例えば、第２の電流値および／または出力）が低下する。
【００１５】
第１のスイッチ２１６がノーマルオープンセグメント２２２に接続され、第２のスイッチ２１８がノーマルクローズセグメント２２０に接続されると、第２の抵抗器２１４が短絡されず、出力電流は低下する。第１のスイッチ２１６および第２のスイッチ２１６がノーマルオープンセグメント２２２に接続されると、第２の抵抗器２１４は短絡し、出力電流は増加する。
【００１６】
本明細書中に記載されるように、例示的な装置は本体を備え、この本体を通って、シャフトが延在する。このシャフトは、アクチュエータに連結される。シャフトの角度位置は、アクチュエータの位置に基づく。この装置は、シャフトに連結された標的を含み、回路は、ユーザ設定可能スイッチと、近接スイッチとを備える。ユーザ設定可能スイッチは、第１の状態または第２の状態設定可能である。ユーザ設定可能スイッチが第１の状態にありかつ標的が近接スイッチから離れている場合、回路は、第１の信号を出力する。ユーザ設定可能スイッチが第２の状態にありかつ標的が近接スイッチから離れている場合、回路は、第１の信号と異なる第２の信号を出力する。
【００１７】
一部の例では、ユーザ設定可能スイッチは第１の状態にあり、標的が近接スイッチに接近している場合、回路は第２の信号を出力する。一部の例では、ユーザ設定可能スイッチが第２の状態にありかつ標的が近接スイッチに接近している場合、回路は第１の信号を出力する。一部の例では、ユーザ設定可能スイッチは、単極双投スイッチまたはディップスイッチを含む。一部の例では、第１の信号の大きさは、第２の信号の大きさよりも大きい。一部の例では、ユーザ設定可能スイッチが第１の状態にありかつ標的が近接スイッチから離れている場合、回路の抵抗器が短絡する。一部の例では、ユーザ設定可能スイッチが第２の状態にありかつ標的が近接スイッチに接近している場合、回路の抵抗器が短絡される。
【００１８】
別の例示的な装置は本体を備え、この本体を通ってシャフトが延在する。このシャフトは、アクチュエータに連結される。標的がシャフトに連結される。この装置は、標的に応答する近接センサーと、標的が近接センサーに接近している場合または標的が近接センサーから所定の距離離れている場合に異なる出力を得るための手段とを備える。一部の例で
は、異なる出力を得るための手段は、第１の状態または第２の状態に設定可能な、ユーザ設定可能スイッチを備える。一部の例では、ユーザ設定可能スイッチが第１の状態にありかつ標的が近接センサーから所定の距離離れている場合、回路は第１の電流値を出力する。一部の例では、ユーザ設定可能なセンサーが第２の状態にありかつ標的が近接センサーから離れている場合、回路は、第１の電流値と異なる第２の電流値を出力する。
【００１９】
一部の例では、ユーザ設定可能スイッチが第１の状態にありかつ標的が近接センサーに接近している場合、回路は、第２の電流値を出力する。一部の例では、ユーザ設定可能スイッチが第２の状態にありかつ標的が近接センサーに接近している場合、回路は、第１の電流値を出力する。一部の例では、ユーザ設定可能スイッチが第１の状態にありかつ標的が近接センサーから所定の距離離れている場合、回路の抵抗器が短絡される。
【００２０】
別の例示的な装置は、抵抗器と、第１のスイッチおよび第２のスイッチとを備える。抵抗器は、第１のスイッチおよび第２のスイッチと並列である。第１のスイッチは、第２のスイッチと直列である。第１のスイッチは標的に応答し、第２のスイッチはユーザ入力に応答する。標的が第１のスイッチに接近している場合、または標的が第１のスイッチから離れている場合、ユーザ入力に基づいて装置からの出力が変わる。
【００２１】
一部の例では、装置は、第１の抵抗器と直列な第２の抵抗器と、第１のスイッチおよび第２のスイッチとも備える。一部の例では、第１のスイッチは、近接センサーを含む。一部の例では、第２のスイッチは、単極双投スイッチを含む。一部の例では、装置の入力電圧は、約８ボルト〜３０ボルトである。一部の例では、第２のスイッチが第１の状態にありかつ標的が第１のスイッチから所定の距離離れている場合、出力は、第１の電流値となる。一部の例では、第２のスイッチが第２の状態にありかつ標的が第１のスイッチから所定の距離離れている場合、出力は、第１の電流値と異なる第２の電流値となる。一部の例では、第１の電流値の大きさは、第２の電流値の大きさよりも大きい。
【００２２】
本明細書中、特定の例示的な方法、装置および製造物品について記載したが、本特許の網羅範囲はこれに限定されない。むしろ、本特許は、添付の特許請求の範囲内に、文言的にまたは均等論の下で公正に包含される全ての方法、装置および製造物品を網羅する。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
2016500894.tif 000005
2016500894.tif 000006
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