JP2017500516A - ガスシリンダーの利用可能供給量をモニタリングするための方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
工程300では、ガスシリンダー12における測定プロセスが開始される。時間T0であるこの段階では、ガスシリンダーは満タンであり、すなわち、100%充填状態である。
開始されると、駆動回路204を用いて石英水晶振動子202が駆動される。開始の過程で、駆動回路204は、水晶202全体にランダムノイズAC電圧を印加する。そのランダム電圧の少なくとも一部は、水晶202に振動を引き起こすのに適する周波数である。水晶202は、次に、そのシグナルと同期して振動を開始する。
共振周波数fは、ガスシリンダーの内部体積V内の条件に依存する。本実施形態では、共振周波数の変化Δfは、ガスシリンダー12内のガスの密度の変化に対してその大きさが比例し、密度の増加と共に減少する。
石英水晶振動子202の周波数の満足の行く測定が工程304で行われると、次に、プロセッサー258は、ガスシリンダー12中のガスの質量を算出する。
5分間を例とするある時間の経過後、工程304に示されるように、再度駆動回路204を用いて石英水晶振動子202が駆動される。上述のように、石英水晶の狭い共振バンドにより、不要な周波数がすべて選別除去され、次に、駆動回路204は、基本共振周波数fで石英水晶振動子202を駆動する。石英水晶振動子202が特定の共振周波数で安定化すると、方法は、工程310へ進む。
共振周波数fは、ガスシリンダーの内部体積V内の条件に依存する。本実施形態では、共振周波数の変化Δfは、ガスシリンダー12内のガスの密度の変化に対してその大きさが比例し、密度の増加と共に減少する。
石英水晶振動子202の周波数の満足の行く測定が工程310で行われると、次に、プロセッサー258は、時間Tmにおけるガスシリンダー12中のガスの質量を算出する。
工程314において、流速が算出される。これは、時間Tmで測定された共振周波数と時間Tm-1で測定された共振周波数との間の差から行われてよい。この差を、次に、TmからTm-1までの時間で除する。上述のように、時間の関数としての周波数変化は、ガスの質量、すなわち流速の変化に比例する。
次に、式11)に基づき、先のn回の流速測定について、工程314で行われた流速測定値を用いて平均流速が算出されてよく、ここで、n>1、好ましくは、n=10である。
次に、使用残り時間が、工程316で測定された平均流速に基づいて算出され、工程312で測定されたガスの質量も、工程312及び工程306で測定されたガスの質量から決定された倍率Eと共に用いられる。
使用残り時間は、いくつかの方法で表示させることができる。例えば、ガスシリンダー12又はバルブ及びレギュレーター組立体14に取り付けられたディスプレイ254に、使用残り時間が表示されてよい。別の選択肢では、使用残り時間は、ベースステーション、スマートフォン、若しくはガスシリンダー及びデータモジュール250の無線通信範囲内に位置するその他のデバイスへ、リモート通信されてもよい。使用残り時間が短い場合、例えば、僅かに数分間しか残されていない場合、又はガスシリンダーの内容量が低い場合、ガスシリンダー12上に警告灯が表示されてよく、例えば、警告灯は、ディスプレイ258の一部を形成するか、又はガード114上に位置する。次に、方法は、工程322へ進む。
次に、方法は、工程308に戻ってさらなる測定サイクルm+1のさらなる測定のためのシーケンスを繰り返す前に、所定の時間(例:5分間)の待機を行う。
Claims (20)
- ガスシリンダー並びにバルブ及びレギュレーター組立体を含むガスシリンダー組立体からのガスの予測使用量を決定する方法であって、前記方法は、ガスセンサーを含むセンサー組立体を使用し、
a)前記ガスセンサーを使用して時間tにおける前記ガスシリンダー中のガスの質量を決定する工程、
b)時間tにおける前記ガスシリンダーからのガスの平均測定流速を決定する工程、及び
c)時間tにおける前記ガスシリンダー中のガスの量が所定のレベルに到達するまでに残された時間を決定する工程であって、前記残された時間は、時間tにおける前記ガスシリンダー中のガスの質量、時間tにおいて決定された前記ガスシリンダーからのガスの平均測定流速、及び時間tにおいて前記ガスシリンダー中に残されているガスの割合に応じて選択される所定の倍率から決定される工程
を含む、方法。 - 前記ガスセンサーが、前記ガスシリンダー内のガス中に浸漬される圧電振動子を含み、前記センサー組立体が、前記圧電振動子を駆動するための駆動回路を含み、工程a)が、
d)前記駆動回路によって、前記圧電振動子がある共振周波数で共振するように前記圧電振動子を駆動すること、
e)時間tにおける前記圧電振動子の前記共振周波数を測定すること、及び
f)前記共振周波数から時間tにおける前記ガスシリンダー内のガスの質量を決定すること
を含む、請求項1に記載の方法。 - 工程b)が、
g)n>1である場合は、ガスの流速のn個の先の測定値から、又は
h)ガスの流速の先の測定値がn個よりも少ない場合は、所定の開始流速から
ガスの前記平均測定流速を決定することを含む、請求項2に記載の方法。 - ガスの測定流速の前記先の測定値の各々が、第一の時間における前記圧電振動子の前記共振周波数と、それよりも早い第二の時間における前記圧電振動子の前記共振周波数との間の差から算出される、請求項3に記載の方法。
- 前記方法が、工程a)の前に、
i)前記ガスシリンダーが満タンである場合の前記ガスシリンダー中のガスの質量を決定すること
をさらに含み、工程c)が、
j)満タンの場合の前記ガスシリンダー中のガスの質量と時間tにおける前記ガスシリンダー中のガスの質量とから、時間tにおける前記ガスシリンダー中に残されたガスの割合を決定すること
をさらに含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記所定の倍率がルックアップテーブルから選択される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ガスシリンダー中に所定量のガスが残されるまでに残された時間が、一定ベース流速及びガスの前記平均測定流速を含む関数に基づいて算出される、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記算出における前記一定ベース流速成分の前記平均測定流速成分に対する相対的重みづけが前記所定の倍率に依存する、請求項7に記載の方法。
- 前記一定ベース流速が所定の固定値を含む、請求項7又は8に記載の方法。
- 前記一定ベース流速がユーザーによって選択される、請求項7又は8に記載の方法。
- 前記一定ベース流速が、ルックアップテーブルに保存された複数の一定ベース流速から選択される、請求項7又は8に記載の方法。
- k)実際の流速の測定値に基づいて前記一定ベース流速を更新する工程
をさらに含む、請求項7又は8に記載の方法。 - 前記ガスシリンダー中のガスの量の前記所定のレベルが実質的にゼロである、請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
- プロセッサー及びガスセンサーを含み、請求項1〜13のいずれか1項に記載の工程を行うように構成された、センサー組立体。
- 前記ガスセンサーが、前記ガスシリンダー内のガス中に浸漬される圧電振動子を含み、前記センサー組立体が、前記圧電振動子を共振周波数で駆動するための駆動回路をさらに含む、請求項14に記載のセンサー組立体。
- 前記ガスシリンダー並びにバルブ及びレギュレーター組立体上に位置するように配置されたディスプレイをさらに含む、請求項14又は15に記載のセンサー組立体。
- 電子デバイスとの通信を行うための無線通信手段をさらに含む、請求項14〜16のいずれか1項に記載のセンサー組立体。
- バルブ及びレギュレーター組立体、並びに請求項14〜17のいずれか1項に記載のセンサー組立体を含む、ガスシリンダー組立体。
- プログラム可能な処理装置によって実行可能であり、請求項1〜13のいずれか1項に記載の工程を行うための1つ以上のソフトウェア部分を含む、コンピュータープログラム製品。
- 請求項19に記載のコンピュータープログラム製品が保存されている、コンピューター使用可能記憶媒体。
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