(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィールド装置であって：
フィールド装置回路を含むハウジング;
前記フィールド装置回路に結合され且つ前記ハウジングを通して視認可能なディスプレイ；
前記ハウジングの周りに配置された可動制御部であって、
磁石、
前記ハウジングに固定されている外側リング、及び
前記ハウジングに対して可動である内側リング、
を含む前記可動制御部；
前記ハウジング内に配置され且つ前記磁石の動きを検出するように構成された感知素子；及び
前記ディスプレイ及び前記感知素子に結合されたプロセッサであって、前記プロセッサが、
前記磁石の検出された動きに基づいて、前記可動制御部の位置を識別するように、且つ
前記可動制御部の識別された位置に基づいて、前記ディスプレイ上のユーザーインターフェースを制御するように
構成されているもの；
を備えた、
上記フィールド装置。
【請求項２】
前記検出された動きは、
前記内側リングの前記ハウジングの周りの検出された回転、及び
前記内側リングの前記外側リングへの検出された挿入、
のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載のフィールド装置。
【請求項３】
前記磁石は、前記内側リング内に配置されている、請求項１に記載のフィールド装置。
【請求項４】
前記フィールド装置回路は、本質的に安全である、請求項１に記載のフィールド装置。
【請求項５】
前記ハウジングは、防爆等級を有する、請求項１に記載のフィールド装置。
【請求項６】
前記感知素子は、リードスイッチを備える、請求項１に記載のフィールド装置。
【請求項７】
前記感知素子は、ホール効果センサーを含む、請求項１に記載のフィールド装置。
【請求項８】
前記ホール効果センサーは、検出された前記可動制御部の動きに従うデューティサイクル動作である、請求項７に記載のフィールド装置。
【請求項９】
プロセス送信機であって：
フィールド装置回路を含んでいるハウジング;
前記フィールド装置回路に結合され且つ前記ハウジングを通して視認可能なディスプレイ；
前記ハウジングの周りに配置されたリングであって、
磁石、
回転方向に沿って前記ハウジングの周りを回転するように構成されている内側部分、
外側部分、
を含み、且つ、
前記内側部分は、回転軸に沿って、前記外側部分に対して可動である、
前記リング；
前記ハウジング内に配置され且つ前記磁石の動きを検出するように構成された感知素子；
前記ディスプレイ及び前記感知素子に結合されたプロセッサであって、前記プロセッサが、
前記磁石の検出された動きに基づいて、リング位置を識別するように、且つ
前記識別されたリング位置に基づいて、前記ディスプレイ上のユーザーインターフェースで実行されるべき動作を選択するように、
構成されているもの；
プロセス変数を感知するように構成されたプロセス変数センサー；及び
前記感知されたプロセス変数の表示を送信するように構成された通信回路；
を備えている、
上記プロセス送信機。
【請求項１０】
前記選択された動作は、
前記ユーザーインターフェース上のメニューを誘導するメニュー誘導動作。及び
前記ユーザーインターフェース上のメニュー項目を選択する項目選択動作、
の内の少なくとも１つを含む、請求項９に記載のプロセス送信機。
【請求項１１】
前記検出された動きは、
前記ハウジングの周りでの前記リングの動き、及び
前記ハウジングに対する軸方向における前記リングの動き、
の内の少なくとも１つを含む、請求項１０に記載のプロセス送信機。
【請求項１２】
前記プロセッサは、更に
前記ハウジングの周りの前記リングの動きの検出に応答して、前記メニューで前記メニュー誘導動作を実行する、及び
前記ハウジングに対する軸方向における前記リングの動きの検出に応答して、前記メニュー項目を選択するために前記項目選択動作を実行する、
ように構成されている、請求項１１に記載のプロセス送信機。
【請求項１３】
前記プロセス送信機の回路が、本質的に安全である、請求項９に記載のプロセス送信機。
【請求項１４】
前記プロセス送信機が、プロセス環境内に設置されている、請求項１３に記載のプロセス送信機。
【請求項１５】
プロセス送信機のためにオペレータインターフェース部を制御する方法であって、本方法は：
可動制御部を動かすユーザーの制御入力を受け取ることであり、前記可動制御部が、前記プロセス送信機に対して可動である：
前記プロセス送信機と共にある前記可動制御部に結合された磁石の動きを検出すること；
検出された前記動きを示す信号を生成すること；
生成された前記信号を前記プロセス送信機に結合されたプロセッサへ提供すること；
前記プロセッサによって、前記可動制御部の位置を決定すること；及び
前記プロセッサによって、決定された前記位置に基づいて、前記オペレータインターフェース部への出力を出力すること；
を包含する、
上記方法。
【請求項１６】
前記磁石の動きを検出することは、磁気スイッチに対する前記磁石の動きを検出することを包含し、前記磁石は前記可動制御部と共に可動であり、且つ前記磁気スイッチは前記プロセス送信機に固定されている、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記生成された信号は、前記磁気スイッチに対する前記磁石の動きを示し、且つ、前記可動制御部の位置を決定することは、
前記磁石が前記磁気スイッチに対して軸方向に沿って動かされたかどうかを決定すること、
前記磁石が前記磁気スイッチに対して回転方向に沿って動かされたかどうかを決定すること、
前記磁石が前記軸方向に沿って動かされた場合、前記可動制御部の位置が、前記可動制御部を前記軸方向に沿って内側に押されたユーザーの制御入力に対応すると決定すること、及び
前記磁石が前記回転方向に沿って動かされた場合、前記可動制御部の位置が、前記可動制御部を前記回転方向に沿って回転させたユーザーの制御入力に対応すると決定すること、
を包含している、
請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
産業環境において、制御システム及び監視システムは、産業プロセス及び化学プロセスなどの在庫を監視且つ制御するために用いられる。通常、制御システムは、産業プロセスにおける主要な場所に分散され且つプロセス制御ループによって制御室の制御回路に結合されたフィールド装置を用いて、これらの機能を実行する。「フィールド装置」という用語は、分散制御又はプロセス監視システム（産業用プロセスの測定、制御、及び監視に使用されるすべての装置を含む）において機能を実行する装置を指す。
【０００２】
フィールド装置は、プロセス制御及び測定産業によって様々な目的のために用いられる。通常、このような装置は、比較的過酷な環境における屋外に設置できるように、そして極端な温度、湿度、振動、機械的衝撃などに耐えることができるように、フィールド堅牢化された筐体（エンクロージャー）を備えている。これらの装置はまた、通常、比較的低電力で動作しうる。例えば、公知の４〜２０ｍＡループから動作電力の全てを受け取るフィールド装置が、現在利用可能である。
【０００３】
フィールド装置（例えば、送信機）は、プロセス制御産業においてプロセス変数を遠隔で感知するために用いられる。フィールド装置（例えば、アクチュエータ）は、プロセスの物理パラメータ（例えば、流量、温度など）を遠隔制御するために、プロセス制御産業によって用いられる。プロセス変数は、フィールド装置（例えばプロセスに関する情報を制御器へ提供するための送信機など）から制御室へ送信される。次に、コントローラは、フィールド装置（例えば、アクチュエータ）へ制御情報を送信し、プロセスのパラメータを変更する。例えば、プロセス流体の圧力に関係する情報は、制御室へ送信され、プロセス（例えば、石油精製）を制御するために用いられうる。
【０００４】
プロセス変数送信機は、例えば、化学、パルプ、石油、ガス、医薬品、食品、及びその他の流体処理プラントにおける、スラリー、液体、蒸気、及びガスなどの流体に関係するプロセス変数を監視するために用いられる。プロセス変数には、圧力、温度、流量、レベル、ｐＨ、導電率、濁度、密度、濃度、化学組成、その他の流体の特性が含まれる。プロセスアクチュエータには、制御弁、ポンプ、ヒーター、攪拌機、冷却器、ソレノイド、ベント、その他の流体制御装置が含まれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
フィールド装置は、ハウジングを含み、上記ハウジングは、フィールド装置回路、上記フィールド装置回路に結合され且つ上記ハウジングを通して視認可能なディスプレイ、及び上記ハウジングの周りに配置された可動制御部を含む。ここで、上記可動制御部は磁石を含む。上記フィールド装置は、上記ハウジング内に配置され且つ上記磁石の動きを検出するように構成された感知素子をさらに含む。更に、上記フィールド装置は、上記ディスプレイ及び上記感知素子に結合されたプロセッサを含む。上記プロセッサは、検出された上記磁石の動きに基づいて上記可動制御部の位置を識別し、且つ識別された上記可動制御部の位置に基づいて上記ディスプレイ上のユーザーインターフェースを制御するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１−１】１実施形態による、インターフェース部を有するプロセス送信機のブロック図である。
【図１−２】１実施形態による、プロセス送信機のインターフェース部の概略の部分的な切り欠き図である。
【図２】１実施形態による、インターフェース部のリングアセンブリの概略の斜視図である。
【図３−１】１実施形態による、第１のリング位置でのインターフェース部の概略の部分切り欠き図である。
【図３−２】１実施形態による、第２のリング位置でのインターフェース部の概略の部分切り欠き図である。
【図４】１実施形態による、プロセス送信機のインターフェース部を動作させる方法を示す流れ図である。
【図５】１実施形態による、オペレータインターフェース部に与えられる入力を処理する方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
いくつかのユーザーインターフェース部は、プロセス環境における使用に対して完全には最適化されていない。インターフェース部は、オペレータ（操作者）が送信機へコマンドを入力できるようにするために、送信機と別の装置（例えば携帯フィールド保守ツール）との間に通信リンクを確立することを必要とする。これは、オペレータが携帯フィールド保守ツールを携帯し且つ各プロセス送信機に対して新たな通信リンクを確立する必要があるので、理想的ではない。さらに、通信リンクは、安全性への脅威に対して脆弱である可能性がある。別のインターフェース部は、容量性の及び他の接触感知式のディスプレイ画面（例えば米国特許第8,315,058号に記載されているようなもの）を利用する。これらのインターフェース部には、利点（つまりオペレータが利用できる入力の効率を改善することによる利点）があるけれども、過酷な環境条件（例えば、雨、雪、湿度、及びその他様々な条件）に対して脆弱になる場合がある。さらに、接触感知式インターフェース部は、オペレータが保護手袋やその他の保護具を着用する必要がある場合に使いにくい場合がある。接触感知式インターフェース部は、ディスプレイ画面の貴重なスペースを使用する仮想ボタンを用いる場合もある。従って、過酷なプロセス環境内で使用するように構成され、且つ重要なプロセス情報の表示を妨げることなく直感的なオペレータ対話を提供するように最適化されている、改善されたオペレータインターフェース部が現在必要である。
【０００８】
図１−１は、１実施形態による、オペレータインターフェース部１００を有するプロセス送信機１２１のブロック図である。オペレータインターフェース部１００をさらに詳細に説明する前に、測定装置１０１の概要が以下に説明される。オペレータインターフェース部１００及び測定装置１０１が個別の構成要素として図１−１に図示されているが、それらは、プロセス環境内に設置されている単一のプロセス装置に実装されうる。
【０００９】
測定装置１０１は、プロセス１１７の物理的特性（例えばプロセス流体圧力）の測定値を示す測定出力を提供するように構成されている。例えば、測定装置１０１は、無線の圧力送信機でありうる。測定装置１０１は、プロセス変数と例えばプロセス環境管理システム１１９との通信を容易にする通信構成要素１１１を含んでいる。通信構成要素１１１は、例えば、信号を送受信するように構成された無線トランシーバでありうる。１例として、通信構成要素１１１は、ＩＥＣ ６２５９１に従って通信するように構成されている。
【００１０】
プロセス変数センサー１１３は、プロセス１１７からプロセス変数を感知するように構成されている。例えば、プロセス変数センサー１１３は、プロセス１１７からプロセス流体（例えば、液体又は気体）の圧力を感知する圧力センサーでありうる。プロセス変数センサー１１３は、別の形態のセンサー（例えば、温度、レベル、流量などのセンサー）でありうる。
【００１１】
測定回路１０９は、プロセス変数を決定するために、センサーの電気的特性（例えば、静電容量又は抵抗）を測定するように構成されている。測定回路１０９は、プロセス変数センサー１１３の電気的特性のデジタル表示をプロセッサ１０７に提供するように構成されている。
【００１２】
プロセッサ１０７は、測定装置１０１の機能的構成要素であり、この構成要素は、測定装置内の又は測定装置に結合された別の構成要素の機能によって起動され且つその機能を助ける。図示された例において、プロセッサ１０７はマイクロプロセッサである。更に、プロセッサ１０７は、メモリ１０５に結合され又はメモリ１０５を含むことができる。メモリ１０５は、揮発性及び／又は不揮発性の、コンピュータ記憶媒体又は何らかの別のタイプのコンピュータメモリ記憶構成を含む。
【００１３】
測定されたプロセス変数（測定回路１０９によって決定されるような）は、例えばプロセッサ１０７へ提供され、上記プロセッサ１０７は、測定されたプロセス変数の表示を生成するために出力回路（例えば、通信構成要素１１１）へ信号を提供する。出力が提供されうる１つの方法は、オペレータインターフェース部１００に測定表示を生成することによるものである。例えば、プロセッサ１０７は、オペレータインターフェース部１００に適切な測定出力を提供するために、測定回路１０９と相互作用する。プロセッサ１０７はまた、オペレータインターフェース部１００上の表示のために様々な別の情報を提供しうる。
【００１４】
電源１０３は、電源回路を含みうる。１実施形態において、電源１０３は、既知の４〜２０ｍＡループから動作電力を使用するアナログ電流ループを包含している。例えば、プロセス送信機１２１は、２線式プロセス制御電流ループを介して制御室（例えばプロセス環境管理システム１１９）に接続されている。プロセス送信機１２１は、制御ループを流れる電流を感知されたプロセス変数に比例する電流に変調することによって、制御室に信号を送信しうる。例えば、測定装置１０１は、ループ上の電流を感知された変数に基づいて変調しうる。
【００１５】
図１−２は、１実施形態による、プロセス送信機１２１のオペレータインターフェース部１００の部分的切り欠き図を表示する。オペレータインターフェース部１００は、図示のように、ハウジング１０２、ディスプレイ１０４、内側リング１０８、外側リング１１０、第１の磁石１１２−１及び第２の磁石１１２−２を含むリングアセンブリ１０６を含んでいる。オペレータインターフェース部１００は、インターフェース電子回路１１４をさらに含み、これは図示のように、インターフェース測定回路１１６、感知素子１１８、プロセッサ１２０、メモリ１２２、及び通信回路１２３を含んでいる。オペレータインターフェース部１００は、一般に、オペレータ１１５からのユーザー入力を検出するように構成され、検出された入力に基づいてプロセス送信機１２１により実行される動作を生成し、且つ実行された動作の出力表示を提供する。例えば、オペレータ１１５は、送信機設定（例えば較正値）を選択し且つ実装するために、オペレータインターフェース部１００と相互作用する。もちろん、様々な異なる動作が、以下でさらに詳細に説明するようにオペレータインターフェース部１００によって実装されうる。
【００１６】
１実施形態において、ハウジング１０２は、プロセス送信機１２１の何らかの部分又は全てを取り囲むハウジングであることに留意されたい。例えば、ハウジング１０２は、オペレータインターフェース部１００及び測定装置１０１の両方を取り囲む。ハウジング１０２は、好ましくは、オペレータインターフェース部１００を過酷な及び／又は危険な環境内で使用するための防爆装置として構成する安全なハウジングである。さらに、プロセス送信機１２１は、測定装置に含まれる構成要素と測定装置に結合される構成要素とが本質的に安全であるように、本質的な安全要件に準拠するように構成されてもよい。本質的な安全要件の1例は、Factory Mutual Research October 1988（工場相互調査1988年10月）によって公布された「APPROVAL STANDARD INTRINSICALLY SAFE APPARATUS AND ASSOCIATED APPARATUS FOR USE IN CLASS I, II AND III, DIVISION 1 HAZARDOUS (CLASSIFIED) LOCATIONS, CLASS NUMBER 3610（承認標準、クラスI、II、及びIIIにおける使用のための本質的に安全な装置及び関連装置、第1部、危険な（分類済み）場所、クラス番号3610）」に記載されている。追加の工業規格、例えばCanadian Standards Association（CSA）（カナダ規格協会）やヨーロッパのCENELEC規格、に準拠することも考えられる。他のＦＭクラス（例えば防爆機器用の3615）も考えられる。
【００１７】
ディスプレイ１０４は、多種多様な異なるディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイなど）の何れでも含みうる。図示された例において、ディスプレイ１０４は、ＬＣＤディスプレイであり、それは、グラフィカルユーザーインターフェースを提供するように構成されている。ハウジング１０２は、図示のように（例えば図１−２に示されるように）ガラス窓１２５を含む。ガラス窓１２５は、シール１２７及び保持ばね１２９を介してハウジング１０２に結合されている。シール１２７は、図示のように、オペレータインターフェース部１００が本質的な安全性に関する上記の基準を守るように、ディスプレイ１０４と緊密なシールを形成するＯリングを含んでいる。ハウジングが防爆であることが要求される実施形態においては、適切なセメント化合物１２８が、ガラス窓１２５とハウジング１０２との間に提供される。しかし、セメントは本質的に安全なハウジングには必要とされない。
【００１８】
簡潔に、インターフェース電子回路１１４の概要が説明される。一方、インターフェース電子回路１１４の詳細は、図３−１及び図３−２の説明に関連して与えられよう。感知素子１１８は、多種多様な異なるスイッチ又はセンサー（例えば、磁気スイッチ、リードスイッチ、及び／又は、磁石１１２の近接（例えば誘導近接）を感知するホール効果センサー）の何れでも含むことができる。インターフェース測定回路１１６は、一般に、感知素子１１８（例えば、静電容量、抵抗、又はインダクタンス）の電気的特性を測定する回路を含み、外側リング１１０に相対的な内側リング１０８の動きを決定する。インターフェース測定回路１１６は、低電力の磁気測定回路を含む様々な異なるタイプの回路でありうることに留意されたい。感知素子１１８がホール効果センサーを含む１例において、インターフェース測定回路１１６は、デューティサイクル動作であるように構成されている。インターフェース測定回路１１６は、インターフェース測定回路１１６の平均電力消費を低減するためにデューティサイクル動作でありうる。例えば、感知素子１１８は、制御部（例えば、可動リング）の検出された動きに従ってデューティサイクル動作にされ、そこではリングを動かす動作は比較的遅く、1ヘルツ（Ｈｚ）の更新レートである。
【００１９】
オペレータ１１５は、様々な方法でオペレータインターフェース部１００と相互作用することができる。オペレータインターフェース部１００と相互作用するための１つの特定の機構は、リングアセンブリ１０６を含んでいる。図１−２は、外側リング１１０が、ハウジング１０２に結合されていることを図示している。外側リング１１０は、ハウジング１０２に固定的に結合され、一方、内側リング１０８は、ハウジング１０２に対して可動である。このように、外側リング１１０がハウジング１０２に固定されているので、内側リング１０８は、外側リング１１０の固定位置に対しても可動である。
【００２０】
図２は、１実施形態によるリングアセンブリ１０６の斜視図である。磁石１１２−１及び磁石１１２−２は、説明目的のためにのみ、以下において「磁石１１２」と集合的に呼ばれる。２つの磁石１１２が図示されているが、リングアセンブリ１０６は、任意の数の磁石１１２を含みうる。磁石１１２は、様々な方法でリングアセンブリ１０６の一部分に結合されうる。図示された例において、磁石１１２は、内側リング１０８の内部に配置され、内側リング１０８の周りに公知の間隔で互いに空間を空けられている。
【００２１】
内側リング１０８は、例示的に、拡張面２０２及び把持面２０６を含む。拡張面２０２は、把持面２０６を越えて延在し、外側リング１１０の少なくとも一部分と係合するように構成されている。把持面２０６は、内側リング１０８の動きを制御するために、オペレータによって把持される把持パターンを含む。把持面２０６はまた、ハウジング１０２、及び／又は外側リング１１０に対する内側リング１０８の位置に関する視覚的表示子として機能しうる。
【００２２】
外側リング１１０は、例示的に、拡張面２０２に対して垂直に延在する外側リングリップ２０４を含む。１実施形態において、外側リング１１０は、内側リング１０８の外径よりも大きい内径を有する。従って、拡張面２０２の一部分は、外側リング１１０によって保持されうる。例えば外側リングリップ２０４及び拡張面２０２での、内側リング１０８の外側リング１１０との係合は、内側リング１０８を回転可能であるように、及び／又は外側リング１１０の一部分に対して軸方向に変位可能であるように構成する。内側リング１０８は、一般的に矢印２０１によって示される方向に沿って回転可能であるとして図示される。矢印２０１によって示される方向に沿った内側リング１０８の移動は、拡張面２０２を外側リング１１０の内側部分に沿って回転させる。内側リング１０８は、矢印２０３によって一般的に示される方向に沿って軸方向に変位可能又は「押圧可能」であるとして一般的に示されている。矢印２０３により示される方向に沿った内側リング１０８の移動は、拡張面２０２が、外側リングリップ２０４の下に挿入され、且つ外側リングリップ２０４から変位される。インターフェース電子回路１１４とのインターフェース動作を処理するための内側リング１０８の動きの検出は、図３−１及び３−２に関してさらに詳細に以下で説明される。
【００２３】
図３−１は、１実施形態による、第１のリング位置３００におけるオペレータインターフェース部１００の部分的切り欠き図を例示的に示す。第１のリング位置３００は、押されていない方向にある内側リング１０８を規定するリングアセンブリ１０６の位置を一般的に示す。
【００２４】
内側リング１０８は、例示的に、拡張面リップ２０８を更に含んでいる。拡張面２０２は、拡張面リップ２０８まで延在し、拡張面リップ２０８は、拡張面２０２に対して垂直な方向に延在する。内側リング１０８の少なくとも一部分（例えば、拡張面２０２及び拡張面リップ２０８）は、保持空間２１０内に挿入されるものとして例示的に示されている。保持空間２１０は、一般に、ハウジング１０２と外側リング１１０との間の空間を含む。保持空間２１０は、圧縮され且つ保持空間２１０内に伸張されるところの１以上のばね２１２を含む。拡張面リップ２０８は、拡張面２０２が保持空間２１０内に（少なくとも部分的に）保持されるように、外側リングリップ２０４の一部分と係合する。従って、外側リングリップ２０４と拡張面リップ２０８との間の係合は、内側リング１０８が外側リング１１０から外れるのを防ぐ。
【００２５】
第１のリング位置３００で、ばね２１２は完全に伸張した位置にある。ばね２１２は、矢印３０８によって一般的に示される方向にばね戻り力を提供する。ばね戻り力は、拡張面リップ２０８に伝達され、それによって、内側リング１０８を矢印３０８によって一般的に示される方向に移動させる。第１のリング位置３００は、リングアセンブリ１０６の静止状態を示すことができ、オペレータ入力がインターフェース部に提供されないとき、内側リング１０８は第１のリング位置３００にある。例えば、第１のリング位置３００で、リングアセンブリ１０６の静止状態及び／又は開始位置を示す測定値が得られる。
【００２６】
内側リング１０８が第１のリング位置３００で表されるように完全に伸ばされるとき、内側リング１０８は、ハウジング１０２の周りで（図２の矢印２０１によって一般的に示される方向に）回転するように構成されている。内側リング１０８がハウジング１０２の周りで回転させられると、磁石１１２は、感知素子１１８の近くのハウジング１０２の部分を連続的に通過する。感知素子１１８は、回転によって引き起こされた磁石１１２の通過を感知し、且つ回転中に磁石１１２の誘導近接を示すセンサー信号を生成する。例えば、磁石１１２が感知素子１１８に近接している場合、感知素子１１８は、近接の磁石を示すセンサー信号を生成する。しかし、磁石１１２が感知素子１１８から離れている場合、感知素子１１８は、近接の磁石がないことを示すセンサー信号を生成する。感知された近接の内側リング１０８の所定の位置への変換を容易にするために、磁石１１２は、公知の間隔で互いに空間を空けられうる。
【００２７】
インターフェース測定回路１１６は、感知素子１１８の固定位置に対する磁石１１２の通過数を示すデジタルカウント（digital count：離散的計数）を生成する。これらのデジタルカウントは、開始位置（例えば、内側リング１０８の回転前の第１のリング位置３００）に対する内側リング１０８の位置を決定するために、プロセッサ１２０によって利用される。限定するためでなく単なる一例として、各磁石の間の距離は、時間間隔（例えば、回転が検出される間の時間間隔）にわたって感知素子１１８を通過する磁石の数を識別するために用いられる。
【００２８】
インターフェース測定回路１１６は、センサー信号を測定し、磁石１１２に対する近接性を示す測定値を生成する。磁石１１２が感知素子１１８に近接する場合、感知素子１１８は、近接磁石を示すセンサー信号（例えば、大きな誘導を示す信号）を生成する。磁石１１２が近接感知素子１１８でない場合、感知素子１１８は、近接磁石を示すセンサー信号（例えば、小さな誘導を示す信号）を生成しない。インターフェース測定回路１１６は、センサー信号を測定し、近接磁石を示す測定値を生成する。インターフェース測定回路１１６は、測定された電気的特性のデジタル表示をプロセッサ１２０に提供するように構成されている。インターフェース測定回路１１６は、内側リング１０８の回転をデジタルカウントとして測定する。ここで、各カウントは、内側リング１０８の動き、即ちハウジング１０２に対する特定の間隔、を表す。例えば、各カウントは、磁石１１２が感知素子１１８の傍を一回通過することを表す。このようにして、オペレータ１１５が内側リング１０８を或る回転距離（例えば、内側リング１０８のハウジング１０２の周りの３回の全回転）回転させるというシナリオにおいて、インターフェース測定回路１１６は、各磁石１１２が感知素子１１８の傍を、３回の独立した事例として通過することを表すデジタルカウントを生成する。
【００２９】
インターフェース測定回路１１６によって測定されるものとしてのデジタルカウントは、プロセッサ１２０に提供される。プロセッサ１２０は、上記デジタルカウントに基づきリングアセンブリ１０６の位置を決定する。デジタルカウントが３である例においては、プロセッサ１２０は、カウントがハウジング１０２の周りの内側リング１０８の３回の全回転を示していることを決定する。更に、プロセッサ１２０は、リングアセンブリ１０６の決定された位置に基づいて実行されるべき動作を識別する。これに限定されるものではないが、例えば、プロセッサ１２０は、リングが（例えば時計回りに）３回回転されたことを識別する。次に、プロセッサ１２０は、例えばメニュー選択が３回誘導された（navigate）ような動作を選択する（例えば、時計回りの回転に対応するように、メニュー項目の選択を、最初の項目からこの項目から３つ離れた項目に、左から右の方向に動かす）。
【００３０】
第１のリング位置３００はまた、一般的に矢印２０１によって示される回転軸に沿った内側リング１０８の押圧の検出を生じさせないオペレータ入力の標示である。第１のリング位置３００は、内側リング１０８が外側リング１１０に対して完全に伸長されている位置を一般的に示している。第１のリング位置３００において、磁石１１２が感知素子１１８と実質的に整列している（例えば、内側リング１０８上に磁石１１２が互いに１８０度離されている）ことが示されている）。このようにして、感知素子１１８は、リングアセンブリ１０６が第１のリング位置３００に置かれる場合に、少なくともいくつかの閾値誘導を感知するように構成されている。言い換えると、磁石１１２は、第２のリング位置（例えば、オペレータインターフェース部１００に提示されている押圧入力を示す位置）よりも、第１のリング位置３００において感知素子１１８により近い。
【００３１】
図３−２は、1実施形態による、第２のリング位置３０２におけるオペレータインターフェース部１００の部分的切り欠き図を例示的に示す。簡単に云うと、第１のリング位置３００及び図３−１に関して上述したのと同様に、オペレータインターフェース部１００が第２のリング位置３０２にある場合、内側リング１０８はまた、ハウジング１０２の周りを（図２の矢印２０１によって一般的に示された方向に）回転するように構成されていることに留意されたい。
【００３２】
拡張面リップ２０８は、外側リング１１０の内面に沿って配置された１又は複数の溝２０５と相互作用するように構成されることにも留意されたい。拡張面リップ２０８と１又は複数の溝２０５との相互作用は、それによって内側リング１０８の回転が一定の増分運動に限定されるラチェット機構を提供する。例えば、内側リング１０８の回転は、拡張面リップ２０８を、ハウジング１０２の周りで３０度の増分で、外側リング１１０とそれぞれ摩擦係合させ且つ係合解除させる。これは、内側リング１０８との相互作用の間、オペレータ１１５に触覚のフィードバックを提供するのみならず、磁石１１２に対する内側リング１０８の位置を決定するための、測定回路１１６とプロセッサ１２０との能力をも改善する。例えば、各増分、即ち内側リング１０８の３０度の動きは、感知素子１１８に、磁石１１２の相対的な近さの、特有の感知された特性を生成させることができる。触覚目的のために、内側リング１０８と外側リング１１０の溝２０５とのラチェットは、クリック音を提供することができ、上記クリック音は、オペレータ１１５に入力のフィードバックを与えるのを助ける。もちろん、別の触覚、及び／又は触覚フィードバック機構が、本明細書で考えられている。
【００３３】
第２のリング位置３０２は、一般的に、内側リング１０８が押された向きにあることを規定するリングアセンブリ１０６の位置を示す。例えば、オペレータ１１５は、矢印３１０によって一般的に示される方向に内側リング１０８を押す入力を内側リング１０８に与える。矢印３１０は、一般に、回転の軸に沿い且つハウジング１０２に対して水平である方向を示し、従って、感知素子１１８の少なくとも１つの位置に対して水平である方向を示す。それに応じて、内側リング１０８は、矢印３１０によって示される水平方向に摺動可能に移動し、保持空間２１０内のばね２１２を圧縮する。より具体的には、拡張面リップ２０８は、ばね２１２を圧縮する。
【００３４】
１実施形態において、内側リング１０８の押された向きは、弱い磁場を感知させる。例えば、第２のリング位置３０２で、感知素子１１８は、磁石１１２が感知素子１１８に近接していないことを感知する。磁石１１２が感知素子１１８に近接していないことを決定するために、第２のリング位置３０２で感知された磁場は、様々な別の位置での感知された磁場を基準として用いて、弱い磁場として特徴付けられうる。例えば、内側リング１０８が第２のリング位置３０２にあるときに感知された磁場は、内側リング１０８が第１のリング位置３００の回転位置のいずれかにあるときに感知された磁場のそれよりも一般的に弱いか又は誘導性が低い。これは、インターフェース部１００の向きが、磁石１１２を、矢印３０８によって一般的に示される方向に沿って軸方向に移動（例えば、内側リング１０８を押すことによって引き起こされるように）すること、従って、感知素子１１８からより大きな距離まで移動することを可能にするからである。
【００３５】
図３−１及び３−２は、インターフェース部１００が第２の感知素子３１２を更に又は代替的に含みうることを例示的に示す。第２の感知素子３１２は、一般的に、第２のリング位置３０２の近くの位置でハウジング１０２内に配置されるように図示されている。勿論、本明細書では、第２の感知素子３１２は、様々な別の位置でハウジング１０２内に配置されうると考えられている。第２の感知素子３１２は、感知素子１１８に関して本明細書で説明される特徴の何れか又は全てを含みうる。
【００３６】
測定回路１１６は、第２の感知素子３１２から感知された特性を受け取り、且つプロセッサ１２０（それは、感知素子１１８によって感知された特性と第２の感知素子３１２によって感知された特性とを区別するように構成されている）に上記の特性を提供するように構成されている。第１のリング位置３００では、磁石１１２は、第２の感知素子３１２に近接していない。こうして、第２の感知素子３１２は、近接していない磁石を示すセンサー信号を生成する。これは、プロセッサ１２０によって決定されるように、プレス入力が内側リング１０８に与えられていないことを示す。内側リング１０８が、矢印３１０によって一般的に示される方向に第２のリング位置３０２まで押される場合、第２の感知素子３１２は、磁石１１２が第２の感知素子３１２の近傍に在ることを感知する。従って、第２のリング位置３０２で、第２の感知素子３１２は、近接の磁石を示すセンサー信号を生成する。これは、磁石１１２が矢印３１０によって示される軸方向に沿って第２の感知素子３１２に向かっていたことを示し、従って、プロセッサ１２０は、押された入力が内側リング１０８に与えられたことを決定する。
【００３７】
従って、感知素子１１８及び／又は第２の感知素子３１２はリングアセンブリ１０６の動きを検出し、インターフェース測定回路１１６は検出された動きのデジタルカウントを測定し、プロセッサ１２０はこのデジタルカウントをリングアセンブリ１０６の具体的な位置（a tangible position）に変換する。それは、オペレータ１１５によって与えられた、リングアセンブリ１０６の入力の表示であると決定される。決定された入力（オペレータ１１５によって与えられる）は、次に、プロセッサ１２０によって、プロセス送信機１２１で実行されるべき動作を選択するために利用される。
【００３８】
図４は、１実施形態による、プロセス送信機のインターフェース部を動作させる方法４００の流れ図である。ブロック４０２で、方法４００は、インターフェース制御部の動き（例えば可動リングの動き）を検出することを包含する。動きを検出することは、ブロック４１４によって示されるように、回転を検出することを包含しうる。一例として、ブロック４１４は、内側リングのインターフェース部のハウジングの周りでの回転によって引き起こされる回転を検出することを包含する。動きを検出することは、ブロック４１６によって示されるように、軸に沿った内側への動きを検出することを更に又は代替的に包含しうる。例えば、ブロック４１６は、包囲リングアセンブリ（例えば外側リング）の一部分への内側リングの内側への押し込みを検出することを包含する。動きを検出することは、ブロック４１８によって示されるように、軸に沿った外向きの動きを検出することをさらに包含しうる。例えば、ブロック４１８は、押されたリングの解放によって引き起こされる動きを検出することを包含する。ブロック４２０に示されるように、他の動きが更に又は代替的に検出されうる。
【００３９】
方法４００は、ブロック４０４に示されるように、インターフェース制御部の位置を決定する工程をさらに包含する。インターフェース制御部は、オペレータによって様々な位置にまで移動させられることができ、それらの位置の決定は、出力が選択されることを可能にしうる。例えば、ブロック４２２により示されるように、制御部の位置は、磁石の近接を感知することによって決定されうる。１例において、ブロック４２４により示されるように、電気スイッチが磁石の近接を感知するために利用される。更に、制御部の位置の決定は、ブロック４２６に示されるように、位置エンコーダを利用することを包含しうる。例として但しこれに限定するためではなく、位置エンコーダを使用することは、磁石の誘導を検知する電気スイッチと、動きを示すデジタルカウンを生成するように検知された誘導をデコードする測定回路とを使用することを包含しうる。デジタルカウント（例えば、位置エンコーダからの）は、オペレータによって与えられる入力に関連する制御部の具体的な位置を識別するためにプロセッサによって用いられる。一例としてのみではあるが、上記の位置は、以下の３つのカテゴリー：Ａ）点Ａから点Ｂへの回転；Ｂ）特定の回転位置で制御部を内側に押すこと；Ｃ）押された制御部の解放又は特定の回転位置で制御部を外側へ移動させること；の中の１つに特徴付けられる１つの位置として決定されうる。
【００４０】
インターフェース制御部の決定された位置に基づいて、方法４００は、ブロック４０８によって示されるように、実行されるべき動作の指示を出力することを包含する。従って、制御部へのユーザー入力は、実行されるべき動作を選択し且つ出力するために用いられる。出力される動作は、ブロック４３４に示されたように、オペレータインターフェース部（例えば、メニュー誘導入力、及び／又は、メニュー項目選択入力）上で実行される動作を包含しうる。更に、ブロック４３６に示されたように、上記動作は、フィールド装置で実行されるべき動作（例えば、較正値設定）を包含しうる。勿論、別の動作が、ブロック４３８に従って出力されうる。
【００４１】
方法４００は、インターフェース制御部の位置をリセットすることを更に包含する。動作が検出された動き及びリング位置に基づいている場合、測定回路は、将来の入力を処理する準備としてデジタルカウントをリセットする。
【００４２】
図５は、１実施形態による、フィールド装置のオペレータインターフェース部への入力を処理する方法５００の流れ図である。方法５００のブロック５０２に、オペレータインターフェース部が表示されている。例えば、オペレータインターフェース部は、プロセス環境内に設置されているプロセス送信機の表示画面上に生成される。
【００４３】
ブロック５０４で、リング位置はゼロに設定されるか、そうでなければリセットされる。従って、この初期位置がリセットされるか無効になると、リングのさらなる動きが検出されうる。リング位置をゼロに設定することは、ブロック５２２によって示されるように、タイムアウトイベントによってトリガーされ得、及び/又は、ブロック５２４によって示されるように、インターフェース部への以前の入力の結果として実行された（又は実行が試みられた）動作の検出によってトリガーされうる。ブロック５０６で、リングの回転が検出される。リングの回転を検出することは、磁石（これらは、オペレータによって回転される可動内側リングに連結されている）の動きを検出することを包含しうる。勿論、リングの回転運動は、ブロック５０６によって示されるように、他のもので検出されうる。ブロック５０８で、方法５００は検出されたリングの回転を示す信号を生成することを包含する。ブロック５１０で、上記リングの位置は、上記回転に基づいて決定される。１実施形態において、プロセッサは、新しい回路信号と上記リングの既知の位置又は動きへの既知の回路信号のマッピングとの間の比較に基づいて、上記リングの新しい位置を識別する。
【００４４】
ブロック５１２で、決定された位置に対する動作が識別される。１例として、オペレータインターフェース部は、項目を持つメニューのディスプレイを含んでいる。上記メニューは、検出された上記リングの動きに応じて誘導される。具体的には、上記リングの回転は、上記メニューに表示された項目の選択を順次誘導しうる。従って、オペレータは、メニュー選択を変更するために、さまざまな間隔で上記リングを回転させうる。ブロック５１２で、識別された動作は、一例として（例えば、上記メニュー項目を上記ディスプレイ上に強調表示することによって、又は上記ディスプレイ上に別の視覚的表示を提供することによって）識別されるように上記ディスプレイ上に表示されるところの、メニュー項目を包含する。
【００４５】
ブロック５１４で、方法５００は、上記リングの内側への動きを検出することを包含する。上記リングの内側への動きは、電気スイッチに対する上記リングの近接を感知することによって検出される。上記リングは、例えば内側に動かされたとして検出される。何故なら、上記リングがスイッチから離れた遠位方向に動かされており、且つ、感知された誘導が、（例えば、上記リングが内側に押されていない場合、感知された誘導と比較して）減少しているからである。
【００４６】
ブロック５１６で、識別された動作が選択される。例えば、リングの内側への移動は、メニュー選択動作（これはリングの回転から識別されたメニュー項目を選択する）を起動する。ブロック５１８で、リングの検出された内向きの動きに応答して、選択された動作が実行される。上述されたように、選択された動作は、インターフェース動作、及び／又は、プロセス環境内で実行される動作を含みうる。ブロック５２０で、方法５００は、実行される動作の指示をオペレータインターフェース部に出力することを包含している。例えば、正常に完了した動作、正常に完了しなかった動作、試行された動作、又は試行中である動作の指標が、オペレータインターフェース部に与えられうる。出力は、ディスプレイ上の視覚的出力、又は、例えば触覚のフィードバックでありうる。
【００４７】
本発明の実施形態がプロセス変数送信機に関して説明されてきたが、実施形態は、バルブ制御器、ポジショナー、及びフィールド信号表示器を含む、別のタイプのフィールド装置で実施されうる。
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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