【手続補正書】
【提出日】平成30年6月5日(2018.6.5)
【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】
空気圧作動式ダイヤフラムポンプのポンピングチャンバ内の液体の量を測定するシステムであって、
前記ポンピングチャンバに接続された流体入口弁および流体出口弁と、
前記ポンピングチャンバから空気圧作動式制御チャンバを分離するダイヤフラムであって、前記制御チャンバが、基準チャンバ弁を含む導管を介して既知の容積の基準チャンバに流体接続されており、
前記制御チャンバが、１つまたは複数の作動弁を介して正または負の空気圧源に流体接続されている、ダイヤフラムと、
前記流体入口弁および前記流体出口弁、前記基準チャンバ弁ならびに前記１つまたは複数の作動弁を制御し、前記作動チャンバに接続された第１圧力センサと前記基準チャンバに接続された第２圧力センサとから圧力データを受け取るように構成されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラが、前記流体入口弁および前記流体出口弁を閉鎖することによって前記ポンピングチャンバを隔離し、前記制御チャンバに第１空気圧を充填し；前記基準チャンバを通気するか、または前記基準チャンバ内で前記制御チャンバ空気圧とは異なる空気圧を固定し；第１制御チャンバ圧力および第１基準チャンバ圧力を測定し、前記基準チャンバ弁を開放することにより前記制御チャンバを前記基準チャンバに接続し、前記制御チャンバおよび前記基準チャンバ内の第３均等化空気圧を測定し、
前記基準チャンバ内の断熱的圧力均等化過程と前記制御チャンバ内のポリトロープ圧力均等化過程を想定する理想気体モデルに基づいて、制御チャンバ容積を計算するように構成されている、システム。
【請求項２】
前記モデルが、前記均等化過程中に気体が前記制御チャンバから前記基準チャンバに移動する際に、前記導管内の等温過程をさらに想定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記制御チャンバに適用される前記モデルが、前記理想気体モデルにおいてポリトロープ係数を使用し、前記コントローラが、前記制御チャンバ容積の事前定義された関数として前記ポリトロープ係数を変更するようにプログラムされている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記コントローラが、前記制御チャンバ内の断熱圧力均等化過程を想定するモデルを用いて、前記制御チャンバの推定容積に基づいてポリトロープ係数を計算するようにプログラムされている、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
空気圧作動式ダイヤフラムポンプのポンピングチャンバ内の液体の量を測定するシステムであって、
前記ポンピングチャンバに接続された流体入口弁および流体出口弁と、
前記ポンピングチャンバから空気圧作動式制御チャンバを分離するダイヤフラムであって、前記制御チャンバが、基準チャンバ弁を含む導管を介して既知の容積の基準チャンバに流体接続されており、
前記制御チャンバが、１つまたは複数の作動弁を介して正または負の空気圧源に流体接続されている、ダイヤフラムと、
前記流体入口弁および前記流体出口弁、前記基準チャンバ弁ならびに前記１つまたは複数の作動弁を制御し、前記作動チャンバに接続された第１圧力センサと前記基準チャンバに接続された第２圧力センサとから圧力データを受け取るように構成されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラが、前記流体入口弁および前記流体出口弁を閉鎖することによって前記ポンピングチャンバを隔離し、前記制御チャンバに第１空気圧を充填し；前記基準チャンバを通気するか、または前記基準チャンバ内で前記制御チャンバ空気圧とは異なる空気圧を固定し；第１制御チャンバ圧力および第１基準チャンバ圧力を測定し、前記基準チャンバ弁を開放して前記制御チャンバと前記基準チャンバとの間で圧力を均等化することにより、前記制御チャンバを前記基準チャンバに接続し、前記制御チャンバおよび前記基準チャンバ内の第３均等化空気圧を測定し、
気体の３つの閉鎖質量系の存在を想定する理想気体モデルに基づいて制御チャンバ容積を計算するように構成されており、前記３つの閉鎖質量系が、
圧力均等化の最後に前記制御チャンバを占有する第１質量系と、
圧力均等化の前に前記基準チャンバを占有する第２質量系と、
前記制御チャンバと前記基準チャンバとの間で圧力の均等化が開始した後に、前記導管、前記制御チャンバの一部および前記基準チャンバの一部を占有する第３質量系と、
を含む、システム。
【請求項６】
前記モデルが、圧力均等化が開始した後の前記第１質量系の膨張を想定し、前記膨張がポリトロープ過程としてモデル化されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記モデルが、圧力均等化が開始した後の前記第２質量系の圧縮を想定し、前記圧縮が断熱過程としてモデル化されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記第３質量系が、構成要素容積に細分されるようにモデル化されており、第１構成要素容積が、前記制御チャンバの一部を占有しかつポリトロープ的にモデル化され、第２構成要素容積が、前記基準チャンバの一部を占有しかつ断熱的にモデル化され、第３構成要素容積が、前記導管を占有しかつ等温的にモデル化されている、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
空気圧作動式ダイヤフラムポンプのポンピングチャンバ内の液体の量を測定するシステムであって、
前記ポンピングチャンバに接続された流体入口弁および流体出口弁と、
前記ポンピングチャンバから空気圧作動式制御チャンバを分離するダイヤフラムであって、前記制御チャンバが、基準チャンバ弁を含む導管を介して既知の容積の基準チャンバに流体接続されており、
前記制御チャンバが、１つまたは複数の作動弁を介して正または負の空気圧源に流体接続されている、ダイヤフラムと、
前記流体入口弁および前記流体出口弁、前記基準チャンバ弁ならびに前記１つまたは複数の作動弁を制御し、前記作動チャンバに接続された第１圧力センサと前記基準チャンバに接続された第２圧力センサとから圧力データを受け取るように構成されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラが、前記流体入口弁および前記流体出口弁を閉鎖することによって前記ポンピングチャンバを隔離し、前記制御チャンバに第１空気圧を充填し；前記基準チャンバを通気するか、または前記基準チャンバ内で前記制御チャンバ空気圧とは異なる空気圧を固定し；第１制御チャンバ圧力および第１基準チャンバ圧力を測定し、前記基準チャンバ弁を開放して前記制御チャンバと前記基準チャンバとの間で圧力を均等化することにより、前記制御チャンバを前記基準チャンバに接続し、前記制御チャンバおよび前記基準チャンバ内の第３均等化空気圧を測定し、
気体の３つの閉鎖質量系の存在を想定する理想気体モデルに基づいて制御チャンバ容積を計算するように構成されており、前記３つの閉鎖質量系が、
圧力均等化の前に前記制御チャンバを占有する第１質量系と、
圧力均等化の終了時に前記基準チャンバを占有する第２質量系と、
前記制御チャンバと前記基準チャンバとの間で圧力の均等化が開始した後に、前記導管、前記制御チャンバの一部および前記基準チャンバの一部を占有する第３質量系と、
を含む、システム。
【請求項１０】
前記モデルが、圧力均等化が開始した後の前記第１質量系の圧縮を想定し、前記圧縮がポリトロープ過程としてモデル化されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記モデルが、圧力均等化が開始した後の前記第２質量系の膨張を想定し、前記膨張が断熱過程としてモデル化されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第３質量系が、構成要素容積に細分されるようにモデル化されており、前記制御チャンバの一部を占有する第１構成要素容積が、ポリトロープ的にモデル化され、前記基準チャンバの一部を占有する第２構成要素容積が、断熱的にモデル化され、前記導管を占有する第３構成要素容積が、等温的にモデル化されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
空気圧作動式ダイヤフラムポンプのポンピングチャンバ内の液体の量を測定するシステムであって、
前記ポンピングチャンバに接続された流体入口弁および流体出口弁と、
前記ポンピングチャンバから空気圧作動式制御チャンバを分離するダイヤフラムであって、前記制御チャンバが、基準チャンバ弁を含む導管を介して既知の容積の基準チャンバに流体接続されており、
前記制御チャンバが、１つまたは複数の作動弁を介して正または負の空気圧源に流体接続されている、ダイヤフラムと、
前記流体入口弁および前記流体出口弁、前記基準チャンバ弁ならびに前記１つまたは複数の作動弁を制御し、前記作動チャンバに接続された第１圧力センサと前記基準チャンバに接続された第２圧力センサとから圧力データを受け取るように構成されたコントローラと、
を備え、
前記コントローラが、前記流体入口弁および前記流体出口弁を閉鎖することによって前記ポンピングチャンバを隔離し、前記制御チャンバに第１空気圧を充填し；前記基準チャンバを通気するか、または前記基準チャンバ内で前記制御チャンバ空気圧とは異なる空気圧を固定し；第１制御チャンバ圧力および第１基準チャンバ圧力を測定し、前記基準チャンバ弁を開放して前記制御チャンバと前記基準チャンバとの間で圧力を均等化することにより、前記制御チャンバを前記基準チャンバに接続し、前記制御チャンバおよび前記基準チャンバ内の第３均等化空気圧を測定し、
ポリトロープ過程の下で理想気体モデルに基づいて制御チャンバ容積を計算するように構成され、前記コントローラが、前記モデルに対するポリトロープ係数を、前記ポリトロープ係数の値が前記制御チャンバ容積によって決まりかつそれによって変化する所定関数を用いて選択するように構成されている、システム。
【請求項１４】
前記所定関数が、前記制御チャンバ容積を既知の容積に固定し、前記制御チャンバおよび前記基準チャンバの前記既知の容積と、圧力の均等化の前および後の前記測定された第１圧力、第２圧力および第３圧力とに対応するポリトロープ係数を計算することによって求められ、前記計算が複数回繰り返され、前記回の各々が、前記制御チャンバ容積を異なる既知の容積に固定することに対応する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記関数が、格納されたルックアップテーブルに対応し、そこから、前記コントローラが、計算されている前記制御チャンバの前記容積に対応するポリトロープ係数を選択する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記関数が、一連の既知の制御チャンバ容積に対応する複数の計算されたポリトロープ係数に当てはめられた式に対応する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
ｎの比熱比を有する気体を用いて空気圧作動式ダイヤフラムポンプのポンピングチャンバ内の流体体積の変化を計算するシステムであって、
可撓性ダイヤフラムによって前記ポンピングチャンバから分離された制御チャンバと、
前記ポンピングチャンバの流体入口または流体出口と、
前記気体の加圧源に前記制御チャンバを接続する弁と、
前記制御チャンバに流体接続された圧力センサと、
前記圧力センサから圧力データを受け取り、前記弁を制御し、前記弁を開閉することによって前記制御チャンバ内の圧力を調節するように構成されているコントローラと、
を備え、
前記コントローラが、前記弁が閉鎖されているときに前記制御チャンバ内の圧力変化をモニタリングすることにより、流体が前記ポンピングチャンバに入るかまたはそこから出る際に、前記制御チャンバの容積の変化を計算するように構成され、
前記計算が、第１チャンバ容積を第１測定圧力に割り当て、後の第２測定圧力に基づいて第２チャンバ容積を、前記第１測定圧力に対する前記第２測定圧力の比が、前記第２チャンバ容積に対する前記第１チャンバ容積の比の１乗〜ｎ乗に等しいように想定される式を用いて計算する、システム。
【請求項１８】
前記割り当てられた第１チャンバ容積が、前記制御チャンバが空気で加圧され、前記ポンピングチャンバおよび前記制御チャンバが隔離され、制御チャンバ圧力の測定が行われ、前記制御チャンバが、既知の容積および測定圧力を有する基準チャンバに接続され、前記コントローラが、理想気体式に基づくモデルを用いて前記制御チャンバの初期容積を導出する、初期状態から導出される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記コントローラが、流体が前記ポンピングチャンバに入るかまたはそこから出る際に、第３チャンバ容積を、前記第２チャンバ容積を前記第２測定圧力に割り当て、第３測定圧力に基づいて第３チャンバ容積を、前記第２測定圧力に対する前記第３測定圧力の比が、前記第３チャンバ容積に対する前記第２チャンバ容積の比の１乗〜ｎ乗に等しいように想定される式を用いて計算することにより、計算する、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記コントローラが、前記第１チャンバ容積、前記第２チャンバ容積および前記第３チャンバ容積に基づいて前記ポンピングチャンバを出入りする流体流量を計算する、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記コントローラが、流体が前記ポンピングチャンバに入り続けるかまたはそこから出続ける期間中に定期的に前記計算を繰り返し、前記弁が、前記気体の前記加圧源に前記制御チャンバを接続するように前記弁が開放されている期間中、前記計算を一時停止する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記気体の前記加圧源が、正加圧源または負加圧源である、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記気体が空気である、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ｎの値がおよそ１．４である、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
前記ｎの値が、前記コントローラにより、ポンプストローク中に前記ポンピングチャンバを出入りして移動した流体の累積計算体積を、前記ポンプストロークの開始時の初期体積確定と前記ポンプストロークの終了時の最終体積確定とから計算された前記ポンピングチャンバの体積変化と比較することによって調整される、請求項２４に記載のシステム。