(57)【要約】  本発明は、制御装置によりスプレー装置のスプレー性能を検証する方法であって、スプレー装置のスプレーバルブを作動させて、スプレー装置を通る液体流を許容又は停止するための指示信号を受信するステップと、スプレー装置のセンサからスプレー信号を受信するステップと、センサからのスプレー信号及び指示信号を使用してスプレー装置を通る液体流を監視して、スプレー装置の前記スプレー性能を判定するステップとを含む方法を提供する。また、本発明は、スプレーノズル又はスプレー装置の流れを監視し、スプレー装置の機能不全を検知するための改良されたシステムを有するスプレー装置も提供する。スプレー装置は、入力又は指示信号及びスプレー信号を監視するセンサを含む。信号のタイミングを分析して、各スプレー指示信号に対してスプレー装置が正常に開閉しているか否かを検証する。【選択図】  図１
2020529916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置によりスプレー装置のスプレー性能を検証する方法であって、
前記スプレー装置のスプレーバルブを作動させて、前記スプレー装置を通る液体流を許容又は停止するための指示信号を受信するステップと、
前記スプレー装置のセンサからスプレー信号を受信するステップと、
前記センサからの前記スプレー信号及び前記指示信号を使用して前記スプレー装置を通る前記液体流を監視して、前記スプレー装置の前記スプレー性能を判定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記液体流を監視するステップが、
前記指示信号が指示閾値より大きいことに基づいて、前記スプレー信号が開放閾値より大きいか否かを判定する工程と、
前記スプレー信号が前記開放閾値より大きい場合に、前記スプレーバルブが前記スプレー装置を通る前記液体流を許容することを検証する工程と
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スプレー信号が前記開放閾値未満である場合に、エラーが発生したと判定するステップと、
前記エラーが発生したという前記判定に基づいてエラーコードを生成するステップと
をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記液体流を監視するステップが、
前記指示信号が前記指示閾値未満であることに基づいて、前記スプレー信号が閉鎖閾値未満であるか否かを判定する工程と、
前記スプレー信号が前記閉鎖閾値未満である場合に、前記スプレーバルブが前記スプレー装置を通る前記液体流を停止することを検証する工程と
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記スプレー信号が前記閉鎖閾値より大きい場合に、エラーが発生したと判定するステップと、
前記エラーが発生したという判定に基づいてエラーコードを生成するステップと
をさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記指示信号が、
空気圧又は油圧バルブに加わる流体圧力と、
バルブオペレータの位置測定と、
ソレノイドバルブ又はモータバルブに印加される電気信号と、
ソレノイドコイルにより生成される磁場の間接的な測定と
からなる群から選択される一又は複数から受信される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記センサが、
ピエゾ抵抗式圧力センサと、
圧力センサと、
質量流量センサ又は体積流量センサと、
反射式、近接式又はレーダ式のセンサと
からなる群から選択される一又は複数である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記液体流の監視をするステップが、
前記指示信号の増加が前記スプレー信号の増加を伴うか否かを判定する工程と、
前記指示信号の前記増加が前記スプレー信号の前記増加を伴わない場合に、開放エラーが検出されたと判定する工程と
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記液体流を監視するステップが、
前記指示信号の前記増加が前記スプレー信号の前記増加を伴う場合に、前記スプレーバルブが前記液体流を許容していると判定する工程と、
前記スプレーバルブが前記液体流を停止すること、又は前記スプレーバルブが前記液体流を許容することに基づいて、前記スプレーバルブの性能統計を計算する工程と
をさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記液体流を監視するステップが、
前記スプレーバルブの前記性能統計が許容範囲外である場合に、エラーを生成する工程
をさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記液体流を監視するステップが、
前記指示信号の減少が前記スプレー信号の減少を伴うか否かを判定する工程と、
前記指示信号の前記減少が前記スプレー信号の前記減少を伴わない場合に、閉鎖エラーが検出されたと判定する工程と
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記液体流を監視するステップが、
前記指示信号の前記減少が前記スプレー信号の前記減少を伴う場合に、前記スプレーバルブが前記液体流を停止していると判定する工程と、
前記スプレーバルブが前記液体流を停止すること、又は前記スプレーバルブが前記液体流を許容することに基づいて、前記スプレーバルブの性能統計を計算する工程と
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記液体流を監視するステップが、
前記スプレーバルブの前記性能統計が許容範囲外である場合に、エラーを生成する工程
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
液体スプレーパターンを生成及び指示するように構成されたスプレー装置であって、前記スプレー装置を通る液体流を許容又は停止するための指示信号を受信するように構成されたスプレーバルブ、及び、スプレー信号を測定するように構成されたセンサを備えるスプレー装置と、
前記センサに結合されており、前記センサからの前記スプレー信号及び前記指示信号を使用して前記スプレー装置を通る前記液体流を監視して、前記スプレー装置のスプレー性能を判定するように構成されている制御装置と
を備える液体スプレーシステム。
【請求項１５】
前記制御装置がさらに、
前記指示信号が指示閾値より大きいことに基づいて、前記スプレー信号が開放閾値より大きいか否かを判定し、
前記スプレー信号が前記開放閾値より大きい場合に、前記スプレーバルブが前記スプレー装置を通る前記液体流を許容することを検証する
ように構成されている、請求項１４に記載の液体スプレーシステム。
【請求項１６】
前記制御装置がさらに、
前記スプレー信号が前記開放閾値未満である場合に、エラーが発生したと判定し、
前記エラーが発生したという判定に基づいてエラーコードを生成する
ように構成されている、請求項１５に記載の液体スプレーシステム。
【請求項１７】
前記制御装置がさらに、
前記指示信号が前記指示閾値未満であることに基づいて、前記スプレー信号が閉鎖閾値未満であるか否かを判定し、
前記スプレー信号が前記閉鎖閾値未満である場合に、前記スプレーバルブが前記スプレー装置を通る前記液体流を停止することを検証する
ように構成されている、請求項１４に記載の液体スプレーシステム。
【請求項１８】
前記制御装置がさらに、
前記スプレー信号が前記閉鎖閾値より大きい場合に、エラーが発生したと判定し、
前記エラーが発生したという判定に基づいてエラーコードを生成する
ように構成されている、請求項１７に記載の液体スプレーシステム。
【請求項１９】
前記センサが、
ピエゾ抵抗式圧力センサと、
圧力センサと、
質量流量センサ又は体積流量センサと、
反射式、近接式又はレーダ式のセンサと
からなる群から選択される、請求項１４に記載の液体スプレーシステム。
【請求項２０】
前記指示信号が、
空気圧又は油圧バルブに加わる流体圧力と、
バルブオペレータの位置測定と、
ソレノイドバルブ又はモータバルブに印加される電気信号と、
ソレノイドコイルにより生成される磁場の間接的な測定と
からなる群から選択される一又は複数から受信される、請求項１４に記載の液体スプレーシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
[0001]本願は、２０１７年７月３１日に出願された米国仮特許出願第６２／５３８，８４８号の利益を請求するものであり、これは参照により組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
[0002]本願は概して液体スプレー装置に関し、より詳細には、スプレー装置のスプレーノズルにおける液体流及び／又は動作不良を検知及び監視するための改良されたシステムを有するスプレー装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]時間の経過とともに、スプレー装置のノズルの動作及び性能には、流路の部分的又は完全な閉塞、ノズル部品の摩耗、又は損傷により不具合が生じ、スプレー液の散布が不均一又は無効になる可能性がある。加えて、オペレータは、散布中におけるスプレー性能に不具合があることに気付かない場合がある。スプレー液の再散布には時間がかかり、費用がかかるものであり、性能が落ちると、製品の品質が低下するか、製品の損失が生じるか、又は機器が損傷する可能性がある。加えて、スプレーノズルが損傷すると、スプレー液が過剰に散布される可能性もある。
【０００４】
[0004]過去には、スプレーチップが詰まり又は磨耗する時期を判定するために動作する様々な技術が提案されてきた。しかしながら、そのようなシステムは、スプレーノズルの目詰まり又は機能不全を監視しようとするオペレータの要求を確実に満たせるものではなかった。
【０００５】
[0005]スプレー散布の検証は、特に自動化された製造環境での処理が正常に機能し、スプレーの失敗によって製品品質、工具寿命などが妨げられないことを顧客に保証するために望ましい。
【０００６】
[0006]スプレーノズルから出る噴霧を検知する光学センサがある。光学センサは光を出し、その光は噴霧が存在する場合、噴霧から反射する。センサの受光器がこの反射光を「見る」と、システムは噴霧が発生したことを認識する。特別に設計された制御要素を使用して、この信号は、スプレーを行うように自動ノズルに送られる信号と一致すべきである。この信号が自動スプレーノズルからの信号と一致しない場合、システムはスプレーエラーをユーザに警告することができる。このタイプの構成では噴霧の発生を確認できるが、実際の散布には精度及び堅牢性に問題がある。使用中に光学センサに問題が発生し、スプレーの失敗又は誤った読み値が発生する可能性がある。光学センサのレンズが例えば経時的に集まるミスト又は過剰スプレーで覆われる場合、センサは光を発することも、噴霧からの反射による信号を正常に受信することもできなくなる。これは、レンズの清潔さを保証するための継続的なメンテナンスを意味する。
【０００７】
[0007]これらの欠点のいくつかを克服するために、実際の流量を測定するために流量計が使用されてきたが、各ノズルに非常に正確な流量計を有するとなると非常に高額になる可能性がある。また、流量計は、散布によっては非常に高速な応答スプレー時間に対応するのに問題を有するため、ノズル噴霧の検証が困難となる。このように、スプレーノズルが故障した場合、及び／又はセンサが有効でなくなった場合に警告する方法を有することが望ましい。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]一実施形態において、本開示は、制御装置によりスプレー装置のスプレー性能を検証する方法であって、（ａ）スプレー装置のスプレーバルブを作動させて、スプレー装置を通る液体流を許容又は停止するための指示信号を受信するステップと、（ｂ）スプレー装置のセンサからスプレー信号を受信するステップと、（ｃ）センサからのスプレー信号及び指示信号を使用してスプレー装置を通る液体流を監視して、スプレー装置のスプレー性能を判定するステップとを含む方法を提供する。
【０００９】
[0009]別の実施形態において、本開示は、液体スプレーパターンを生成及び指示するように構成されたスプレー装置を備える液体スプレーシステムを提供する。スプレー装置は、スプレー装置を通る液体流を許容又は停止するための指示信号を受信するように構成されたスプレーバルブと、スプレー信号を測定するように構成されたセンサとを備える。液体スプレーシステムは、センサに接続された制御装置をさらに備える。制御装置は、センサからのスプレー信号及び指示信号を使用してスプレー装置を通る液体流を監視し、スプレー装置のスプレー性能を判定するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示に係るスプレー装置の流れを監視するための制御システムを示す図である。
【図２Ａ】本開示に係る、図１に示す制御システムで使用され得る検知素子を備えたスプレー装置の一実施形態を示す図である。
【図２Ｂ】本開示に係る、図１に示す制御システムで使用され得る異なる検知素子を備えたスプレー装置の一実施形態を示す図である。
【図３】内部スプレー圧力センサを取り付けるための薄肉部を有するスプレー装置の部分断面斜視図である。
【図４Ａ】本開示に係る内部スプレー圧力センサを取り付けるための薄肉管要素を示す、スプレー装置の第２の実施形態の部分断面斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す斜視図の断面図である。
【図５Ａ】本開示の一実施形態に係るセンサを備えたずれた薄肉部の断面図である。
【図５Ｂ】本開示の一実施形態に係るセンサを備えた薄肉管要素の断面図である。
【図６】スプレー装置におけるスプレー指示信号とスプレー圧力との関係を示す例示的な波形を示す図である。
【図７】本開示の一実施形態に係る検知回路の概略図である。
【図８Ａ】本開示の一実施形態に係るスプレー装置の、事象に基づく監視を示すフロー図例である。
【図８Ｂ】本開示の一実施形態に係るスプレー装置の連続監視を示すフロー図例である。
【図９】ソレノイド作動式スプレー装置におけるバルブ設置例を示す図である。
【図１０】空気作動式スプレー装置におけるバルブ設置例を示す図である。
【図１１】本開示の一実施形態に係る、インライン圧力検知のための検知素子を使用する装置例を示す図である。
【図１２】本開示の一実施形態に係る、差圧検知のための２つの検知素子を使用する装置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0026]本発明は、様々な修正及び代替構成が可能であるが、本発明の特定の例示的な実施形態が図示され、以下で詳細に説明される。ただし本発明は、開示された特定の形態に限定する意図はなく、逆に、本発明の趣旨及び範囲に含まれるすべての修正、代替構成、及び均等物を網羅するよう意図されていることを理解されたい。
【００１２】
[0027]本開示の実施形態は、スプレーノズルから様々な手段によって液体流を測定するスプレー監視装置を提供する。測定された液体流は、自動スプレーバルブの性能を監視し個々のスプレー事象を検証するために使用することができる。液体流は、スプレーノズルに加えられる圧力を測定することにより判定できる。この圧力は、歪みゲージ、圧電、及びホール効果型センサなどを使用した直接的又は間接的（非接触）な測定手段を使用する、十分なサンプリング速度を有するセンサを用いて測定することができる。本開示の実施形態に係るセンサは、非常に迅速な応答をもたらすことができ、スプレーノズルで作動するプロセス又はスプレー流体から完全に隔離することができる。
【００１３】
[0028]本開示の実施形態は、スプレーバルブを開閉するための作動プランジャを制御するためのパルス幅変調（ＰＷＭ）を利用する高速電気バルブを備えたスプレー装置をさらに提供する。一実施形態において、追加のインサートがプランジャシールとスプレーノズルとの間に配置される。インサートは、スプレー装置の内部スプレー圧力に晒されるときに撓む薄肉部を有する。この歪み（撓み）は、例えば装置内に存在する流体から流体的に隔離した状態で、インサートの外側に接合された歪みゲージを使用して測定される。このように、歪みゲージは、スプレー流体又はプロセス流体から流体的に隔離した状態に維持される。
【００１４】
[0029]本開示の実施形態は、特性指示及びスプレー信号を測定するための一体型センサを備えた作動スプレーバルブを提供する。また、システム、ユーザ、及び性能の入力を使用して、作動スプレーバルブが正しく機能していることを検証するスプレー監視装置も提供する。本実施形態はまた、作動スプレーバルブを含むスプレーシステムに接続された様々な制御装置及び／又は工場運転システムと通信する方法を提供する。
【００１５】
[0030]本開示の実施形態は、開閉の各事象で作動スプレーバルブの指示信号の直接的又は間接的な測定を使用してスプレー性能の検証を提供する。スプレー圧力を所与の時間遅延でチェックして、作動スプレーバルブの状態の一致を確認することができる。スプレーバルブは開放状態又は閉鎖状態であり得るが、これは閉鎖状態においてよりも開放状態においての方が圧力読み値が高いことに対応する。
【００１６】
[0031]本開示の実施形態は、作動スプレーバルブの指示信号及び作動スプレーバルブのスプレー圧力信号を連続的に監視して、スプレーサイクルごとのタイミングマーカを監視することにより、スプレー性能の検証を提供する。タイミングマーカを監視することにより、作動スプレーバルブが正常に機能しているか、又は故障しているかを判定することができる。連続的な監視又は事象に基づく監視により、スプレーバルブの寿命を通じて作動スプレーバルブのタイミング特性を追跡することが可能になる。
【００１７】
[0032]図面の図１を特に参照すると、スプレーノズル又はスプレー装置１０２の流れを監視するための例示的な制御システム１００が示されている。スプレー装置１０２は、スプレー監視装置１１２にスプレー装置１０２の流れ動作に関する読み値を提供するために、検知回路１１０に検知素子又はセンサ（図示せず）を含む。スプレー装置１０２がスプレー流体を付着させるように構成されている場合、スプレー装置１０２は、スプレーチップ１０８からスプレーパターンを提供する。スプレー装置１０２は、スプレー装置１０２がスプレー流体を付着させるべきときと、スプレー装置１０２がスプレー流体を付着させるべきでないときとを判定するスプレー制御装置１１４からコマンド入力を受信するための電気的インタフェース１０６を含む。スプレー装置１０２は、スプレー装置１０２により付着される流体を供給するチューブを保持する流体コネクタ１０４を含む。
【００１８】
[0033]スプレー装置１０２は、噴霧が発生したか、又は発生しているかを示すパラメータを測定するように配置された検知回路１１０を含み、この情報をスプレー監視装置１１２に提供する。スプレー監視装置１１２は、スプレー装置１０２をスプレー制御装置１１４とインタフェース接続する電子部品を含む。検知回路１１０は、検知素子又はセンサ及び信号調整回路を含む。信号調整回路は、センサから届く信号を、スプレー監視装置１１２が用いることができる電圧又は電流レベルに変換する。次に、スプレー監視装置１１２は、検知回路から受信した電圧信号又は電流信号を処理し得、スプレー制御装置１１４がこれらの信号を使用して電気的インタフェース１０６でスプレー装置１０２に適した電気コマンド入力を判定できるようにする。いくつかの実施形態において、検知回路１１０の出力をスプレー監視装置１１２に提供するためにシリアルデータ伝送が使用される。無線データ伝送も同様に使用することができる。別々に示されているが、いくつかの実施形態において、検知回路１１０及びスプレー監視装置１１２は、単一の構成要素として実装される。
【００１９】
[0034]いくつかの実施形態において、電気的インタフェース１０６へのコマンド入力を調整することに加えて、スプレー制御装置１１４は、遠隔システム（システム入力１１６）又はオペレータ若しくはユーザ（ユーザ入力１１８）から入力を受け取ってもよい。システム入力１１６は、構成ファイルを用いて複数のスプレー装置を制御する遠隔サーバからの入力であってもよく、またユーザ入力１１８は、キーボード、ボタン、及びタッチスクリーンなどからの入力であってもよい。スプレー制御装置１１４は、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又はコンピュータ、例えばラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、若しくはスマートフォンなどとして実現してもよい。ユーザ入力１１８及びシステム入力１１６を使用して、オペレータは、特定のコマンド入力を電気的インタフェース１０６に提供するようにスプレー制御装置１１４に指示してもよい。さらに、スプレー制御装置１１４は、コンピュータモニタ及びテレビ画面などを含むヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）を通じて状態出力１２０を提供してもよい。いくつかの実施形態において、状態出力１２０は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）又は電球を使用する光インジケータとして設けられる。
【００２０】
[0035]図２Ａは、図１に示す制御システムで使用され得るセンサ（例えば歪みゲージ）を備えたスプレー装置２００の一実施形態を示す。スプレー装置２００は、入口ハウジング２３８、外側本体２３４、及び前部ハウジング２３０を含む。ソレノイドコイル２３６が入口ハウジング２３８内部に収容されており、ノズル保持具２１０がスプレーチップ２０２と係合してこれを所定の位置に保持する。バルブプランジャ２２２は、スプレーチップ２０２からのスプレー液の放出を制御するためのソレノイドコイル２３６の動作に応じて制御された往復運動のために取り付けられている。スプレー装置２００は、プロセス液を受け入れるための入口管２４２を含み、プロセス液は、入口管２４２の一端からスプレー装置２００のスプレーチップ２０２端部に向かって流れる。
【００２１】
[0036]ソレノイドコイル２３６の遠隔電源への接続を可能にするために、スプレー装置２００には、例えばＰＷＭ信号を受信するための電気コネクタ２４０が設けられている。加えて、スプレー装置２００には、スプレーセンサ（歪みゲージ２４８）を監視システム２４６に接続するための電気コネクタ（センサコネクタ２１６）が設けられている。リードワイヤ２１４は、スプレーセンサ（図示せず）をセンサコネクタ２１６にインタフェース接続する。センサコネクタ２１６は、コネクタハウジング２１２内に配置されている。歪みゲージ２４８又はスプレーセンサは、ノズルシート２０４とプランジャシート２０８との間に位置するセンサ管２０６上に配置されている。
【００２２】
[0037]センサ管２０６は、シール２１８とスプレーチップ２０２との間の円筒形チャンバ内の領域に流入するスプレー流体に応じて曲がり、撓む。この領域を通るスプレー液の流れは、バルブプランジャ２２２により制御される。バンパスプリング２２４がバルブプランジャ２２２の一部分に配置されている。ソレノイドコイル２３６により生成される磁場は、ソレノイド駆動装置の軸線に沿った力を引き起こし、固定鉄片と可動鉄片との間のギャップを閉じることになる。図２Ａの場合、バルブプランジャ２２２は、固定された入口ハウジング２３８のステム部に向かって引き戻される。バルブプランジャ２２２は、固定鉄片に向かって引き込まれるとき、開放位置にある。バンパ２２６及びバンパスプリング２２４は、固定鉄片に対するプランジャ２２２の衝撃を吸収するのに役立つ。バルブプランジャ２２２が閉鎖位置に移動すると、液体はスプレーチップ２０２に通じる開口部に導かれる。リターンスプリング２３２は、図２Ａに示されるように、プランジャ２２２を閉鎖位置に戻す力を提供する。閉鎖位置において、シール２１８は、液体がスプレーチップ２０２につながる開口部を流れるのを防止する。
【００２３】
[0038]図２Ｂは、本開示の一実施形態に係る、相手先商標製造（ＯＥＭ）センサ用の図２Ａのスプレー装置の変形例を示す。ＯＥＭセンサは、流路２５２とインタフェース接続する圧力センサ２５０である。圧力センサ２５０からの読み値は、センサコネクタ２１６を介して監視システム２４０に提供される。ＯＥＭセンサ又は圧力センサ２５０は、流路２５２内の圧力レベルに応じて膨張及び収縮する検知ダイヤフラムを含んでもよい。圧力センサ２５０は、検知ダイヤフラムの膨張又は収縮を電気信号に変換し、この電気信号は、監視システム２４６に向かう途中でセンサコネクタ２１６を介して信号調整回路（図示せず）に提供される。
【００２４】
[0039]図３は、スプレー装置の一実施形態の部分３００の内側の斜視図を示し、検知素子３０４を取り付けるための薄肉部３０２を示す。スプレー装置の部分３００は、図２Ａのスプレー装置２００のノズルシート２０４とシール２１８との間の同様の部分に類似している。部分３００は、バルブ端部３０６及びノズル端部３０８を有する。バルブ端部３０６は、流体が薄肉部３０２を備えたチャンバに流入するのを防止するためにプランジャ又はニードルが開口部３１０を封止し得る端部である。ノズル端部３０８は、スプレーパターン、例えばスプレーパターン２５０を得るためにスプレーチップを取り付けてもよい端部である。本開示のこの実施形態に係るスプレー装置の動作中、開口部３１０が封止又は閉鎖されるとき、薄肉部３０２を含むチャンバは或る圧力極値にあり、開口部３１０が封止又は開放されないとき、薄肉部３０２を含むチャンバはもう一つの圧力極値にある。スプレー装置の動作中、開口部３１０が封止されているときと封止されていないときとで、圧力レベルはこれら２つの極値の間で遷移する。
【００２５】
[0040]薄肉部３０２と接触する流体の圧力が薄肉部３０２を含むチャンバ内で変化するにつれ、薄肉部は撓むか、曲がるか、又は湾曲する。例えば、開口部３１０が封止されると、薄肉部３０２は低圧になり、休止状態又は製造時状態になる。この状態において、薄肉部に作用する流体圧力は、チャンバ内の流体の静圧である。開口部３１０の封止が解除されると、薄肉部３０２を含むチャンバ内の圧力が上昇し、薄肉部を撓ませる。圧力の上昇は、ノズルから付着されることになる流体の動作圧力に薄肉部が晒されることによる場合がある。撓み量は、圧力の上昇に比例する。いくつかの実施形態において、薄肉部３０２は、ポリマープラスチック又は金属、例えばステンレス鋼から作られてもよい。いくつかの実施形態において、薄肉部３０２は、０．２５ｍｍ（０．０１０インチ）未満の厚さを有する。
【００２６】
[0041]検知素子３０４は、チャンバ内の内部スプレー圧力を示す信号を提供するように構成されている。一実施形態において、検知素子３０４は、スプレー装置の部分３００の薄肉部３０２に物理的に接合される。圧力の変化により薄肉部３０２が曲がるにつれ、薄肉部３０２に接合された検知素子３０４も曲がる。一実施形態において、検知素子は歪みゲージであり、歪みゲージの形状の変化は歪みゲージの電気抵抗を変化させる。したがって、歪みゲージに電力を供給することにより、スプレー監視装置、例えばスプレー監視装置１１２は、薄肉部３０２を含むチャンバ内の抵抗の変化と、最終的に圧力の変化とを検知することができる。圧力の上昇は、スプレー事象の開始、すなわち、スプレー流体がチャンバに流入し最終的にスプレーチップから放出されたとして解されてもよい。圧力の低下は、スプレー事象の終了、すなわち、より多くのスプレー流体がチャンバに流入するのが阻止されたとして解されてもよい。一定の圧力は、スプレー事象が発生しているか、スプレー事象が発生していないかのいずれかとして解されてもよい。スプレー事象中の圧力のレベル又は大きさは、スプレー事象が発生していないときの圧力のレベル又は大きさよりも高くなる。これらの圧力読み値は、薄肉部３０２の撓みが歪みゲージの抵抗変化に変換されることにより、容易に得られる。一例として歪みゲージが使用されるが、検知素子３０４は、流路２５２が圧力センサ２５０に設けられる図２Ｂの実施形態で設けられるＯＥＭセンサであってもよい。圧力センサ２５０は、圧力の上昇に応じて膨張する検知ダイヤフラムを含むことができる。
【００２７】
[0042]図４Ａは、スプレー装置の第２の実施形態の部分４００の内部の斜視図を示し、検知素子４０２を取り付けるための薄肉管要素４０４を示している。検知素子４０２は、スプレー装置の内部スプレー圧力の測定値を抽出する方法として機能する。この説明は、図３で提供される説明と同様である。部分４００は、バルブ端部４０６及びノズル端部４０８を有する。バルブ端部４０６は、流体が薄肉管要素４０４を備えたチャンバに流入するのを防止するためにプランジャ又はニードルが開口部４１０を封止し得る端部である。部分３００と部分４００との違いは部分４００にあり、圧力に応じて曲がる機構は薄肉管要素であり、一方、部分３００の機構は本質的に管状ではない。加えて、部分３００のセンサは、検知素子３０４の配置に示されるようにずれた位置にあり、一方、検知素子４０２は、部分４００の薄肉管要素４０４の周りを囲む。図４Ｂは、図４Ａに示された斜視図の断面図を示す。図４Ｂにおいて、スプレー液が薄肉管要素４０２と直接的に接触することを可能にすることにより、圧力に対する感度を高めるためのセンサ液体流路が提供され得ることが示されている。次に両タイプの検知メカニズム（薄肉管要素及び薄肉部）の構成に関して詳述する。
【００２８】
[0043]図５Ａは、本開示の一実施形態に係るセンサを備えたずれた薄肉部（ｔａｎｇｅｎｔ  ｔｈｉｎ−ｗａｌｌｅｄ  ｓｅｃｔｉｏｎ）の断面図を示す。これらの断面図は、必要に応じて図３を使用して説明されることになる。図３に示されるように、薄肉部を含むチャンバを通るスプレー流体流のための円筒状経路がある。図３は、この円筒状経路の内部を見ることが可能になるように切り欠きを設けてある。図５Ａの断面図にはこの切り欠きがないため、検知素子３０４が配置されている場所を見下ろすと、図はセンサを見た図（センサ図）に似たものになる。薄肉部を包む側面から見ると、図は側面図に似たものとなり、スプレー流体流路に沿って見ると、図はセンサ領域の断面図に似たものになる。
【００２９】
[0044]センサ図は、検知素子が配置されている場所を示す。側面図は、センサが配置されている領域５０２が他の領域、例えば領域５０４より低い位置にあることを示す。センサ領域の断面図は、スプレー流体の円筒状経路に対して、センサがスプレー流体の近くに位置することを示す。センサとスプレー流体との距離５０８は、薄肉部５０６における薄肉の厚さである。
【００３０】
[0045]図５Ｂは、本開示の一実施形態に係るセンサを備えた薄肉管要素の断面図を示す。断面図については、必要に応じて図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。図４Ａに示されるように、薄肉管要素は、バルブ端部４０６とノズル端部４０８とを橋渡しする。センサ液体流路４１２と称する開口部が設けられている。図３において、スプレー流体は円筒状経路を辿ったが、図４Ａでは、図示のように、検知素子４０２が薄肉管要素４０４上に配置される場所では直径に変化があり、薄肉管要素４０４の一部のみがスプレー流体に晒される。
【００３１】
[0046]図５Ｂは、薄肉管要素を包含する薄肉部の異なる実施形態を提供する。センサが配置される薄肉部は、スプレー流体が薄肉管要素の内面全体と接触することになる経路を有することが示されている。検知素子５２０は、薄肉管要素５２２の表面に接合されており、検知素子５２０が接合されている部分では、流体がスプレー装置内を流れるときに薄肉管要素５２２の内面がスプレー流体と接する。
【００３２】
[0047]図６は、スプレー装置におけるスプレー指示信号６０２とスプレー圧力６０４との関係を示す例示的な波形を示す。スプレー指示信号６０２は、スプレー制御装置１１４によりスプレー装置１０２の電気的インタフェース１０６に提供されるコマンド入力であってもよい。スプレー指示信号６０２が閉弁指示Ｉ０を示す場合、スプレー装置１０２はオフ状態にあるため、スプレー流体はスプレーチップ１０８から流出しない。スプレー指示信号６０２が開弁指示Ｉ１００を示す場合、スプレー装置１０２はオン状態にあるため、スプレー流体は最終的にスプレーチップ１０８から流出する。スプレー装置１０２がオン状態にあるとき、スプレー装置１０２のスプレーバルブ（例えば図２Ａのプランジャ／ニードル）は開放状態にあり、スプレー装置１０２がオフ状態にあるとき、スプレー装置１０２のスプレーバルブは閉鎖状態にある。スプレーバルブの閉鎖状態から開放状態への移行は開放事象であり、開放状態から閉鎖状態への移行は閉鎖事象である。閉鎖状態の受動的なスプレーバルブは、スプレー装置を通る液体流の経路をブロック又は阻止し、スプレー装置を通る液体流を停止する。開放状態の受動的なスプレーバルブにより、液体がスプレー装置内を流れることが可能になる。
【００３３】
[0048]ソレノイド制御装置などのＰＷＭ制御スプレー装置において、スプレー装置１０２が持続時間ｔＯＮ１の間オンになり、持続時間ｔＯＦＦ１の間オフになるように命令される期間ｔＰＥＲＩＯＤ１を定めることができる。図６において、タイムスタンプがＰＷＭ制御スプレー装置に関する例として提供され、Ｔ１はスプレー指示信号６０２がＩ０からＩ１００に切り替わるときを示し、Ｔ４はスプレー指示信号６０２がＩ１００からＩ０に戻るときを示す。
【００３４】
[0049]スプレー装置１０２に、持続時間ｔＯＮ１の間オンになり、持続時間ｔＯＦＦ１の間オフになるように命令することに応じて、スプレー装置１０２内の圧力が変化する。システムスプレー圧力６０４は、スプレー装置１０２内部の圧力がどのように変化し得るかの一実施形態である。スプレー指示信号６０２が時間Ｔ１で切り替わることに応じて、システムスプレー圧力６０４は、初期圧力Ｐ０から最終圧力Ｐ１００に変化する。図６に示されるように、時間Ｔ１でスプレー指示信号６０２が切り替わってから、時間Ｔ２でシステムスプレー圧力６０４が上昇し始めるまでの遅延がある。システムスプレー圧力６０４は、時間Ｔ３でＰ０からＰ１００に上昇するのに持続時間ｔＤ２を要する。
【００３５】
[0050]時間Ｔ４でスプレー指示信号６０２がＩ１００からＩ０に切り替わるときに、同様の動的現象が発生する。時間Ｔ５でシステムスプレー圧力６０４がＰ１００から時間Ｔ６でのＰ０に低下し始める前に、遅延ｔＤ３が観察される。持続時間ｔＤ４は、圧力がＰ０に低下するまでにかかる時間である。このように、図６で特定される様々なタイムスタンプと持続時間との間で定義を行うことができる。ｔＤ５はｔＤ１とｔＤ２との合計であり、ｔＤ６はｔＤ３とｔＤ４との合計であり、ｔＤ７は、システムスプレー圧力６０４がＰ１００にとどまる長さである。ｔＤ５は開放事象の持続時間であり、ｔＤ６は閉鎖事象の継続時間である。スプレー装置１０２との関連からしてこれらの特定された時間及び持続時間について直感的な解釈がもたらされるであろう。
【００３６】
[0051]上述のパラメータｔＯＮ１は、スプレー装置１０２がオンになるためのスプレー指示信号６０２により指定されるコマンド持続時間（スプレーバルブが開いたままである持続時間）である。ｔＤ１は、スプレー指示信号６０２に応じてスプレーバルブ（例えば図２Ａのプランジャ／ニードル）が開放し始めるオン遅延である。ｔＤ２は、指定されたスプレーチップ１０８に対してスプレー装置１０２のスプレーパターンが流体流無しから最大流体流になるスプレー形成遅延である。上述のｔＯＦＦ１は、スプレー装置１０２がオフになるためのスプレー指示信号６０２により指定されるコマンド持続時間（スプレーバルブが閉じたままである持続時間）である。ｔＤ３は、スプレー指示信号６０２に応じてスプレーバルブが閉鎖し始めるオフ遅延である。ｔＤ４は、指定されたスプレーチップ１０８に対してスプレー装置１０２のスプレーパターンが最大流体流から流体流が少量又は流体流が無しになるスプレー崩壊遅延である。マクロ測定レベルから、開放事象では、ｔＤ５はスプレーオン遅延として定められてもよく、閉鎖事象では、ｔＤ６はスプレーオフ遅延として定められてもよい。スプレーオン遅延は、スプレー装置１０２をオンにするというコマンド入力が提供されてから、スプレー装置１０２が最大流量に達するまでにかかる時間である。スプレーオフ遅延は、スプレー装置１０２をオフにするというコマンド入力が提供されてから、スプレー装置１０２が最小流量に達するまでにかかる時間である。スプレーオン遅延ｔＤ５及びスプレーオフ遅延ｔＤ６を使用して、それぞれオン勾配６０６及びオフ勾配６０８を定めることができる。オン勾配６０６は（Ｐ１００−Ｐ０）／ｔＤ５として数学的に記述でき、オフ勾配６０８は（Ｐ０−Ｐ１００）／ｔＤ６として数学的に記述できる。
【００３７】
[0052]これらの持続時間及び定義を使用して、（１）スプレー正パルス検証、（２）バルブ性能監視、及び（３）スプレー散布量の閉ループ制御といった、いくつかの監視戦略を実施してもよい。スプレー正パルス検証において、スプレー監視装置１１２は、スプレー装置１０２からの圧力読み値をスプレー制御装置１１４に提供する。スプレー制御装置１１４は、圧力がレベルＰ０から、最大システムスプレー圧力Ｐ１００以下である閾値圧力レベルＰＴＨＲＥＳＨまで上昇するときの圧力読み値を監視する。いくつかの実施形態において、システムスプレー圧力が閾値に到達するか否かを監視することに加え、オン遅延ｔＤ５を監視して、オン遅延ｔＤ５がコマンドオン時間ｔＯＮ１より小さいことを検証してもよい。スプレー正パルス検証において、ＰＴＨＲＥＳＨが満たされない場合、又はオン遅延ｔＤ５がコマンドオン時間ｔＯＮ１より大きい場合は常に、スプレー制御装置１１４はエラー警告を提供するか、又はパラメータを調整して、システム全体の制御に影響を与えてもよい。
【００３８】
[0053]バルブ性能監視において、（例えば、図３〜図５に開示のいくつかの実施形態に示されるような）薄肉部を持つチャンバを分離するバルブの性能が評価される。スプレー制御装置１１４は、スプレー装置１０２からのスプレー事象を追跡及び記録し、基準性能と比較したスプレー装置１０２の寿命サイクルにわたる傾向及び偏差を判定する。例えば、複数のスプレーオン事象及びスプレーオフ事象にわたりスプレーオン遅延ｔＤ５が変化する場合があり、これは、バルブが摩損している可能性があること、又は開放し始めるようにプランジャ／ニードルを制御するための機構が摩損している可能性があることを示す。複数のスプレーオン事象及びスプレーオフ事象にわたり、スプレーオフ遅延が変化する場合があり、これは、スプレー装置１０２が摩損している可能性があること、又はスプレー装置１０２に閉塞があることを示す。加えて、スプレー装置１０２が閉塞しているか、又は摩損しているかを判定するために、オン勾配６０６及びオフ勾配６０８を監視してもよい。このように、バルブ性能監視において、サービスを行う必要があることを示すポイントまでバルブが逸れたときにスプレー制御装置１１４による通知に対して、バルブの寿命にわたり開放事象のタイミング及び閉鎖事象のタイミングを監視及び記録することができる。これは、特に監視対象のデータが不良が生じる可能性があることを示す場合に、組織がサービス間隔の計画及び決定に役立つ。サービス間隔の通知に加えて、最小システムスプレー圧力Ｐ０の変化を比較することにより、バルブの温度を監視することができる。
【００３９】
[0054]スプレー散布量の閉ループ制御において、様々な因子の組み合わせを使用して、スプレー流体を散布する流量を決定することができる。これらの因子には、（１）Ｐ１００の値及び指定されたスプレーチップ１０８に基づく流量、（２）コマンドオン時間ｔＯＮ１に対する有効スプレー時間ｔＤ７、（３）噴霧の高さ、幅、ライン速度などの散布スプレーパラメータに基づく、所望のスプレー量又は処理散布量、及び（４）制御システム１００における各スプレーバルブに対するコマンドオン時間を調整するために使用してもよい、検査及びスプレーセンサ出力に基づいて計算された散布量に対する、スプレー制御装置１１４からの所望の散布量が含まれる。
【００４０】
[0055]図７は、本開示の一実施形態に係る検知回路７００の概略図を示す。検知回路７００は、本開示の様々な実施形態に係るスプレー装置内の圧力又は指示信号を測定するための検知素子７０２を含む。検知回路７００は入力電力７０４を受け、電圧調整回路７０６は、検知素子７０２及び信号調整回路７０８とインタフェース接続するために入力電力を調整する。信号調整回路７０８は、検知素子から圧力測定値を受信し、圧力測定値を増幅７１０回路の許容可能な電圧又は電流レベルに調整する。増幅７１０の後、出力信号７１２は、図６の持続時間を使用して定義された開閉事象を判定する計算を行うスプレー監視装置に提供される。
【００４１】
[0056]図７において、出力信号７１２は、スプレー監視装置により監視し、スプレー装置の動作に関する診断情報を提供するために利用することができる。診断情報には、（１）スプレー装置が作動し、流体がスプレーチップから正常に吐出されたか否か、（２）スプレーチップに加えられる圧力はいくらか、（３）スプレーチップが詰まっているか、又は損傷しているか、並びに（４）スプレー装置に関する摩耗及び断裂情報があるか、が含まれ得る。図１について説明したように、検知回路１１０により検出されたアナログ電圧信号は、スプレー制御装置１１４により処理され、以前の読み値及び構成データと比較されて、スプレー装置１０２の動作状態を分析及び診断することになる。
【００４２】
[0057]図８Ａは、本開示の一実施形態に係るスプレー装置、例えば図１のスプレー装置１０２の、事象に基づく監視を示すフロー図例を示す。ステップ８０２において、図１のスプレー制御装置１１４及び電子部品の電源がオンにされる。ステップ８０４において、スプレー制御装置１１４は指示信号を監視する。一実施形態において、スプレー制御装置１１４は、指示信号のためにシステム入力１１６又はユーザ入力１１８を監視する。一実施形態において、スプレー制御装置１１４は、空気圧又は油圧バルブに加わる流体圧力を受ける。一実施形態において、スプレー制御装置１１４は、ソレノイドバルブ又はモータバルブに印加される電気信号を受信する。一実施形態において、スプレー制御装置１１４は、スプレー装置１０２のソレノイドコイルにより生成される磁場を間接的に測定することにより、指示信号の提供を判定する。
【００４３】
[0058]ステップ８０６において、スプレー制御装置１１４は、ステップ８０４で得られた指示信号が指示閾値より大きいと判定する。遅延８０８の後、ステップ８１０において、スプレー制御装置１１４は、スプレー監視装置１１２を介してスプレー圧力を測定することにより「オン」スプレー事象をチェックする。
【００４４】
[0059]スプレー圧力が開放圧力閾値未満である場合、ステップ８１２において、スプレー制御装置１１４は、開放遅延エラーが検出されたと判定する。ステップ８１４において、スプレー制御装置１１４はエラー／信号コードを準備し、ステップ８１６において、スプレー制御装置１１４はエラーコード／信号を状態監視装置又はシステム制御装置１２２に送信して、状態出力１２０として表示する。一実施形態において、生成されたエラーコード／信号は、開放事象の二値状態を示す。例えば、エラーコード／信号は、良好スプレー又は不良スプレーを示す。複数の不良スプレーが検出されると、スプレー制御装置１１４に警告を生成させることができる。例えば、１００回のスプレーのうち３回が不良スプレーである場合、状態出力１２０の１つとして警告を生成することができる。
【００４５】
[0060]スプレー圧力が開放圧力閾値より大きい場合、ステップ８１８において、スプレー制御装置１１４は、成功した開放事象が発生したと判定する。次にステップ８２０において、スプレー制御装置１１４は指示信号を監視する。
【００４６】
[0061]ステップ８２２において、スプレー制御装置１１４は、ステップ８２０で得られた指示信号が指示閾値未満であると判定する。遅延８２４の後、ステップ８２６において、スプレー制御装置１１４は、スプレー監視装置１１２を介してスプレー圧力を測定することにより「オフ」スプレー事象をチェックする。
【００４７】
[0062]スプレー圧力が閉鎖圧力閾値より大きい場合、ステップ８２８において、スプレー制御装置１１４は、閉鎖遅延エラーが検出されたと判定する。ステップ８３０において、スプレー制御装置１１４はエラー／信号コードを準備し、ステップ８３２において、スプレー制御装置１１４はエラーコード／信号を状態監視装置又はシステム制御装置１２２に送信して、状態出力１２０として表示する。一実施形態において、生成されたエラーコード／信号は、閉鎖事象の二値状態を示す。例えば、エラーコード／信号は、良好閉鎖又は不良閉鎖を示す。複数の不良閉鎖が検出されると、スプレー制御装置１１４が警告を生成することができる。例えば、１００回の閉鎖のうち３回が不良閉鎖である場合、状態出力１２０の１つとして警告を生成することができる。
【００４８】
[0063]スプレー圧力が閉鎖圧力閾値未満である場合、ステップ８３４において、スプレー制御装置１１４は、成功した閉鎖事象が発生したと判定する。ステップ８３６において、スプレー制御装置１１４は、指示信号の監視に戻る。指示信号が受信されるとき、図８Ａの処理が繰り返される。図８Ａは、開放事象の監視と閉鎖事象の監視とを交互に行う。一実施形態において、開放圧力閾値及び閉鎖圧力閾値は同じ圧力閾値、例えば図６のＰＴＨＲＥＳＨである。
【００４９】
[0064]図８Ａにおいて、事象に基づいてスプレーパルス検証を分析することができる。スプレー指示信号が開放状態になった後の既知の期間の後、一致する開放状態に対してスプレー圧力信号がチェックされる。そして、スプレー指示信号が閉鎖状態になった後の既知の期間の後、一致する閉鎖状態に対してスプレー圧力信号がチェックされる。失敗した開放事象又は閉鎖事象は、エラーとしてシステム制御装置に通知される、及び／又はメモリに保存される。成功した事象を経時的に追跡して、性能の問題を予測することができる。
【００５０】
[0065]図８Ｂは、本開示の一実施形態に係るスプレー装置、例えばスプレー装置１０２の連続監視を示すフロー図例を示す。ステップ８４０において、図１のスプレー制御装置１１４及び電子部品の電源がオンにされる。ステップ８４２において、スプレー制御装置１１４は、本開示の様々な実施形態に従って指示信号が存在することを判定し、スプレー事象の監視を開始又は初期化する。
【００５１】
[0066]ステップ８４４において、スプレー制御装置１１４は、指示信号及びスプレー圧力信号を監視する。ステップ８４６において、スプレー制御装置１１４は、指示信号に増加があると判定し、ステップ８４８において、スプレー制御装置１１４は、スプレー圧力信号が増加したか否かを判定する。
【００５２】
[0067]スプレー圧力信号が増加していない場合、ステップ８５０において、スプレー制御装置１１４は開放事象エラーを検出する。ステップ８５２において、スプレー制御装置１１４はエラーコード／信号を準備し、ステップ８５４においてエラーコード／信号をシステム制御装置１２２又は他の監視装置に送信する。エラーの詳細は、システム制御装置１２２、スプレー制御装置１１４、又はスプレー監視装置１１２で保管（ａｒｃｈｉｖｅ）することもできる。次に、スプレー制御装置１１４はステップ８５６に移る。
【００５３】
[0068]ステップ８４８においてスプレー圧力信号が増加していた場合、スプレー制御装置１１４は、ステップ８５６において開放事象統計を計算し、ステップ８５８において、ロジックを適用し、開放事象に関連するデータを保管する。
【００５４】
[0069]ステップ８６２において、スプレー制御装置１１４は、スプレー圧力信号に減少があるか否かを判定する。スプレー圧力信号が減少していない場合、ステップ８６４において、スプレー制御装置１１４は閉鎖事象エラーを検出する。ステップ８６６において、スプレー制御装置１１４はエラーコード／信号を準備し、ステップ８６８においてエラーコード／信号をシステム制御装置１２２又は他の監視装置に送信する。エラーの詳細は、システム制御装置１２２、スプレー制御装置１１４、又はスプレー監視装置１１２で保管することもできる。次に、スプレー制御装置１１４はステップ８７０に移る。
【００５５】
[0070]ステップ８６２においてスプレー圧力信号が減少していた場合、スプレー制御装置１１４は、ステップ８７０において閉鎖事象統計を計算し、ステップ８７２において、ロジックを適用し、閉鎖事象に関連するデータを保管する。その後、ステップ８４４から連続サイクル監視が繰り返される。収集される事象統計には、例えば平均開放時間又は平均閉鎖時間の経時的な計算が含まれる。図６の定義を参照して、事象統計には、開放事象に対するｔＤ２及び／又はｔＤ５、並びに閉鎖事象に対するｔＤ６及び／又はｔＤ４の複数の値を測定し、これらの値の履歴の変化を使用して、スプレー装置（又はスプレーバルブ）が経時的にどのように動作するかという傾向を示す分析を行うことが含まれる。ｔＤ２、ｔＤ５、ｔＤ６、及びｔＤ４は、スプレー装置を定性化するためのメトリック例として提供され、図６において識別される他のタイミングメトリックも同様に測定することができる。
【００５６】
[0071]並行して、スプレー制御装置１１４がステップ８７２においてロジックを適用し、閉鎖事象に関連するデータを保管した後、スプレー制御装置１１４はステップ８７４において性能保管記録の定期的な分析を行うことができる。性能／傾向分析８７６の傾向が予測許容範囲内にあることに基づいて、ステップ８８０においてスプレー装置１０２の動作が継続される。ステップ８７６において傾向、パラメータ、及び性能パラメータが許容範囲外にあることに基づいて、ステップ８７８においてシステム制御装置１２２に通知される。
【００５７】
[0072]図８Ｂにおいて、連続ベースでスプレーパルス検証を分析することができる。スプレー指示信号及びスプレー圧力信号は継続的に監視される。スプレー指示信号の開放勾配（すなわちスプレー指示信号の増加）において、スプレー指示信号及びスプレー圧力信号の特性及びタイミングを分析して、スプレーバルブが開放するときの性能を追跡、検証、及び分析する。スプレー指示信号の閉鎖勾配（すなわちスプレー指示信号の減少）に基づいて、スプレー指示及びスプレー圧力信号の特性及びタイミングを分析して、バルブが閉鎖するときの性能を追跡、検証、及び分析する。
【００５８】
[0073]開閉性能特性は、許容限度と比較される。失敗をシステム制御装置に通知することができる。開閉性能特性を追跡及び分析して、バルブ性能の問題を予測することができる。開閉性能特性は、システム制御装置が性能を変更するために使用することもできる。
【００５９】
[0074]本開示の実施形態において、開放事象及び閉鎖事象で生成されたエラーは、一つ以上の失敗を示すことができる。スプレー装置は正常に作動しているが、スプレー指示信号及び／又はスプレー圧力信号を検知するためのセンサが故障している場合、開閉事象でエラーが生成される可能性がある。スプレー装置は正常に作動しているが、スプレー指示信号及び／又はスプレー圧力信号を検知するためのセンサからスプレー制御装置への通信が不確実である場合、開閉事象でエラーが生成される可能性がある。スプレー装置が正常に動作していない場合、例えばスプレーバルブが故障している場合、開閉事象でエラーが生成される可能性がある。不良開放、不良閉鎖、及び／又は傾向からの偏差に対してエラーコードを生成することにより、スプレー装置の使用中に発生する可能性のある潜在的な問題を早期に警告することが可能になる。
【００６０】
[0075]図９は、ソレノイド作動式スプレー装置９００におけるバルブ設置例を示す。スプレー装置９００は、スプレーチップ９０２、キャップ９０４、ノズルインサート９０６、及び本開示の一実施形態に係る検知素子９０８又はセンサを含む。スプレー装置９００は、プランジャシート９１０、プランジャシール９１２、磁気プランジャ９１４、銅コイル９１６、磁性体９１８、磁気コアストップ９２０、及びスプリング９２２も含む。検知素子９０８は、プランジャシール９１２とノズルインサート９０６との間に位置するものとして示されている。
【００６１】
[0076]図１０は、空気作動式スプレー装置１０００におけるバルブ設置例を示す。スプレー装置１０００は、本開示の一実施形態に係る検知素子１００２又はセンサ、ニードルシールを備えたセンサハウジング１００４、センサハウジング１００６、液体入口と連通する流体ノズル１００８、霧化空気入口と連通するエアキャップ１０１０、本体１０１２、保持キャップ１０１４、ニードル１０１６、ピストン１０１８、ニードルシール１０２０、スプリング１０２２、及びピストンキャップ１０２４を含む。図１０に示されるように、検知素子１００２は、空気作動式スプレー装置に組み込まれて、本開示の実施形態において説明されるように空気作動式スプレー装置の流体流の質を判定してもよい。
【００６２】
[0077]図１１は、本開示の一実施形態に係る、インライン圧力検知のために薄肉管要素を使用する装置１１００の例を示す。装置１１００は、本体１１０２、保持具１１０４、センサハウジング１１０６、検知素子１１０８又はセンサ、及びセンサハウジング１１１０を含む。一実施形態において、装置が液体圧力（入口から出口）に晒されるにつれ、上記の説明と同様に、ある種のスプレー監視装置を使用して、検知素子１１０８部分が撓み、システム圧力を出力する。
【００６３】
[0078]図１２は、本開示の一実施形態に係る差圧検知のために２つの薄肉管要素１２０８及び１２１６を使用する装置１２００の例を示す。装置１２００は、本体１２０２、保持具１２０４、センサハウジング１２０６、検知素子１２０８又はセンサ、センサハウジング１２１０、オリフィス板１２１２、センサハウジング１２１４、別の検知素子１２１６又はセンサ、及びセンサハウジング１２１８を含む。一実施形態において、加圧液体が入口に供給されるにつれ、第１検知素子１２０８は初期圧力Ｐ１を測定することになる。次に、加圧液体は、オリフィス板１２１２の開口部を通過し、第２検知素子１２１６は、液体の第２圧力Ｐ２を測定することになる。オリフィス板１２１２の両側の圧力測定値Ｐ２とＰ１との差は、液体の特性に関する加圧液体の流量に比例することになる。
【００６４】
[0079]本開示の実施形態は、スプレー指示及びスプレー信号、例えばシステムスプレー圧力を測定するために一体型センサを備えた作動スプレーバルブを提供する。本開示の実施形態は、システム入力１１６、ユーザ入力１１８、及び性能入力を使用して、作動スプレーバルブが正しく機能しているか否かを検証するスプレー監視装置をさらに提供する。本開示の実施形態は、スプレー装置１０２、スプレー制御装置１１４、及び／又は工場運転システム、例えばシステム制御装置１２２の間の通信をさらに提供する。
【００６５】
[0080]本開示の実施形態は、各開閉事象でのスプレー指示信号の直接的又は間接的な測定に基づいてスプレー装置の性能の検証を提供する。スプレー圧力は、状態の一致を確認するために所与の時間遅延でチェックされる。すなわち、スプレー指示信号が開放を示し、バルブが閉鎖している場合には、バルブを開放して圧力を提供し、スプレー指示信号が閉鎖を示す場合には、バルブを閉鎖して圧力を提供しない。
【００６６】
[0081]本開示の実施形態は、スプレー指示信号及びスプレー圧力信号を連続的に監視して、スプレーサイクルごとのすべてのタイミングマーカを監視し、スプレーバルブが正しく作動していることを検証することに基づいて、スプレー装置の性能の検証を提供する。タイミング特性は、バルブの寿命を通じて追跡することができる。スプレー指示信号は、作動の種類から得て、他のスプレー制御装置及びシステム制御装置と統合することができる。例えば、空気圧又は油圧バルブに加わる流体圧力を得ることができ、ソレノイドバルブ又はモータバルブに印加される電気信号を得ることができ、ソレノイドコイルにより生成される磁場の間接測定値を得ることができる。スプレー指示信号は、バルブオペレータの位置測定から受信することもできる。バルブの種類によって、得られるスプレー指示信号が決まる。
【００６７】
[0082]スプレー信号は、スプレーされる流体の直接的又は間接的な測定から得られる。スプレー信号の測定には、ピエゾ抵抗式圧力センサを使用することができる。スプレー信号は、他のセンサタイプ、すなわち、スプレーチップでの流体の圧力、質量流量若しくは体積流量、又は噴霧の反射式、近接式、若しくはレーダ式の検知でも測定することができる。これらの信号及び他の信号を使用して、作動スプレーバルブの瞬間的な性能をさらに分析し、変化を追跡して、スプレーバルブの性能及び寿命を予測することができる。
【００６８】
[0083]本開示の実施形態に係る監視システムは、監視されるスプレーバルブと、センサ及び信号調整回路と、ケーブルと、マイクロコントローラと、通信ハードウェアと、電力管理回路と、システム統合及び制御と、複数のスプレー装置を備えた大型スプレーシステムにおいてバルブ間性能を追跡し、作動スプレーバルブの寿命を通じて性能を追跡するためのエッジ演算とを含むことができる。通信ハードウェアは、状態インジケータ（ＨＭＩ、ＬＥＤ、若しくはその他の光インジケータ）、シリアルデータ伝送、及び／又は無線データ伝送を含むことができる。
【００６９】
[0084]上述のシステムにより、スプレーノズル又はスプレー装置の液体流の効率的な監視が可能になることが理解されるであろう。ただし、前述の方法及び実装例は、単に本発明の原理の例であり、これらは好ましい技術のみを例示していることも理解されるであろう。このように、本発明の他の実装例は、詳細には前述の例と異なっていてもよいことが企図される。本発明を実施するために発明者に知られている最良の形態を含め、本発明の好ましい実施形態が本明細書に記載されている。これらの好ましい実施形態の変形例は、前述の説明を読むことで当業者に明らかになるであろう。本発明者らは、当業者がそのような変形例を適切に採用することを期待するものであり、本発明が、本明細書に具体的に記載されている以外の方法で実施されることを意図するものである。したがって、本発明は、適用法で許可されるように、本明細書に添付された特許請求の範囲において列挙された主題のすべての修正及び同等物を含む。また、上記要素の、そのすべての可能な変形例における任意の組み合わせは、本明細書で示されない限り、又は文脈により明らかに矛盾しない限り、本発明に含まれる。
【００７０】
[0085]本発明を説明する文脈において（特に以下の特許請求の範囲において）用語「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び類似の指示語の使用は、本発明書で示されない限り、又は文脈により明らかに矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方を包含すると解釈されるべきであることを理解されたい。特に断りのない限り、用語「備える」、「有する」、「含む」、及び「包含する」は、非限定の用語（すなわち「含むが、これに限定されない」という意味）と解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の列挙は、本明細書で示されない限り、範囲内に含まれる各個別の値を個別に参照する簡略な方法として機能することを意図しているだけであり、各個別の値は、本明細書に個別に記載されているかのように明細書に組み込まれている。本明細書で提供されるありとあらゆる例又は例示的な言葉（例えば「など」）の使用は、単に本発明をより良く説明することを意図したものであり、特に請求されない限り、本発明の範囲を限定するものではない。本明細書中の言葉は、請求されていない要素が本発明の実施に不可欠であることを示すと解釈されるべきではない。
【図１】
2020529916.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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