ゲージ表示装置およびゲージ表示システム
ゲージモニタリングシステムは、少なくとも1つのゲージのパラメーターデータをデジタル形式で保存するパラメーター保存部と、画像処理回路と、送信回路と、コントロール回路とを含んでいる。パラメーターデータは、異なるゲージ表示に対応する。画像処理回路は、少なくとも1つのゲージに物理的に取り付けられるイメージセンサーから画像データを受信するために結合される。その画像処理回路は、ゲージ画像に相当する画像データポイントを生成するために画像データを分析し、画像データポイントとパラメーターデータとからゲージ表示を生成する。送信回路は、ゲージ表示をゲージから遠隔地に送信する。コントロール回路は、画像処理回路を起動し、ゲージ表示を送信回路に結合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概してゲージモニタリングに関する。特に、本発明は、ゲージ画像を送信信号に変換するゲージ表示システムおよびゲージを表示する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ゲージは、様々な産業や用途に広く用いられている。ゲージは典型的に測定部と表示部を含んでいる。測定部は、いくつかの項目(数例を挙げれば、圧力、温度、比率(rate)、位置、時間、濃度、密度、力、強度、物理的次元、速度、加速度、または他の物理量などがある。)を測定することができる。
【0003】
多くのゲージ、典型的にはアナログゲージは、人が視認するためのディスプレイを含んでいる。たとえば、ゲージは、測定値によって変化する、偏向する針(または矢)、可変バーサイズまたは他の幾何学的形状を用いて測定値を表すことができる。
【0004】
近年のモニターと制御システムは、典型的に集中監視システムを考慮して設計されている。しかしながら、いくつかのゲージは可視試験を考慮して設計されているので、それらは典型的に電気信号を出力できない。したがって、それらのゲージは集中監視システムと簡単に一体化することができない。
【0005】
あるシステムとゲージを一体化するための従来の最初の方法(approach)は、送信ユニットとともにゲージの全ての交換品を含んでいる。そのような装置の例は、インターネット(非特許文献1参照)上に開示されている。
【0006】
このような方法の欠点は、全てのゲージの交換品が侵襲的(invasive)であるということである。ゲージがアクティブプロセスに利用される場合、ゲージが送信ユニットと交換されると、そのプロセスは完全に停止されなければならない。また、一度送信ユニットが取り付けられる(installed)と、そのようなユニットはリークがテストされ、正しい信号を送信していることを保証するためにテストされなければならない。加えて、上述のような従来の送信ユニットは、送信機から中心場所(中央記憶場所)(central location)に配線を必要とする。これは、さらなる労力を要求し、適当な配線経路が現場で利用されることを要求する。
【0007】
従来の別の方法(approach)もまたインターネット(非特許文献2参照)上に開示されている。この方法は、ウェブカメラでダイヤルインジケーターからデジタル画像を取り込む工程と、アルゴリズムをデータ画像に適用(応用)する工程とを含んでいる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】http://www.grainger.com/Grainger/wwg/itemDetailsRender.shtml?ItemID=1611625135.
【非特許文献2】http://www.eissq.com/DialADC.html#Matlabcode.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
このような方法の欠点は、最適な光条件に依存することであり、アルゴリズムを実行するためにかなりの処理能力を必要とすることである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の種々の実施形態を添付図面を用いて詳細に説明する。それらの実施形態は、装置、方法およびシステムを含むゲージリーダー(読取機)を示している。
【発明の効果】
【0011】
その装置、方法およびシステムは、ゲージを交換することなく、存在するゲージに簡単に適応することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】図1は、本発明の第1実施形態に係るブロック概略図である。
【図2】図2は、本発明の第2実施形態に係るブロック概略図である。
【図3】図3は、本発明の第3実施形態に係るブロック概略図である。
【図4】図4は、本発明の第4実施形態に係るブロック概略図である。
【図5】図5は、本発明の第5実施形態に係るブロック概略図である。
【図6】図6(A)は、本発明の第6実施形態に係る断面図である。図6(B)は、本発明の第6実施形態に係る外観図である。
【図7】図7は、本発明の第7実施形態を示す概略図である。
【図8】図8は、本発明の第8実施形態を示す概略図である。
【図9】図9(A)は、本発明の第9実施形態を示す概略図である。図9(B)は、図9(A)の実施形態に使用できるワイヤレスアナログコンバーターの一例を示す。
【図10】図10は、本発明の第10実施形態を示す概略図である。
【図11】図11は、別の実施形態による方法を示すフロー図である。
【図12A】図12Aは、さらに別の実施形態による方法を示すフロー図である。
【図12B】図12Bは、あるタイプのゲージに使用される図12Aの方法の一例を示す図である。
【図12C】図12Cは、あるタイプのゲージに使用される図12Aの方法の一例を示す図である。
【図12D】図12Dは、あるタイプのゲージに使用される図12Aの方法の一例を示す図である。
【図12E】図12Eは、あるタイプのゲージに使用される図12Aの方法の一例を示す図である。
【図13】図13(A)〜13(D)は、別のタイプのゲージに使用される図11の方法の一例を示す図である。
【図14】図14は、別の実施形態による方法を示すフロー図である。
【図15】図15は、本発明の別の実施形態に係る外観図である。
【図16】図16は、実施形態による別な方法を示すフロー図である。
【図17】図17(A)〜17(C)は、あるタイプのゲージに使用される図16の方法を示す図である。
【図18】図18(A)〜18(C)は、別のタイプのゲージに使用される図16の方法を示す図である。
【図19】図19は、別の実施形態によるゲージリーダーの操作を示す状態図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
第1実施形態によるゲージリーダーは、図1のブロック概略図に示され、符号100によって表されている。ゲージリーダー100は、物理的取り付け構造体102と、イメージセンサー104と、画像処理部106と、ゲージパラメーター保存部108と、送信部110とを含んでいる。物理的取り付け構造体102は、イメージセンサー104とゲージリーダー100の他の付属的なコンポーネント(構成物)とが、ゲージ112に物理的に取り付けられることを可能とする。そのような物理的な取り付けはゲージ112からイメージセンサー104への直接の画像経路を供給する必要がないということが、以下の実施形態で言及され、詳細に説明される。画像は、屈折や反射のような間接的な経路を経由して移動することができる。好ましくは、物理的取り付け構造体102は、ゲージ112の画像がイメージセンサー104で反射されることを許可する。
【0014】
イメージセンサー104は、1または2以上のゲージ112の画像を受信し、そのような画像をデータ値に変換することができる。イメージセンサー104は、画像をデジタルデータに変換できることが好ましく、画像をマルチビット(multi-bit)ピクセル値に変換できることがより好ましい。イメージセンサー104は、種々のタイプであることができる。たとえば、電荷結合素子(CCD)型センサーや相補型金属酸化膜半導体(CMOS)型センサーが挙げられるが、これに限定されない。また、このようなセンサーは、白黒形式やカラー形式でピクセル値を提供してもよい。
【0015】
ゲージパラメーター保存部108は、ゲージリーダー100によって読み取られたゲージに相当するパラメーターデータを保存することができる。特に、ゲージパラメーター保存部108が、データ値を保存することができる。そのデータ値は、画像処理部106が、受信したゲージ画像データから最終ゲージ表示値を生成することを可能にすることができる。このようなデータと機能の詳細な例を以下に説明する。
【0016】
画像処理部106は、イメージセンサー104から画像データを受信することができ、そのデータの1または2以上の所定の画像処理操作を実行することができる。画像処理部106は、わずか1つの一体化された回路装置を含むことが好ましい。画像処理部106は、受信した画像データの選択された部分を分析し、データ値が重要なゲージ表示データを表すということを決定し、そのようなデータを中間ゲージ表示に変換することができる。ゲージパラメーター保存部108と中間ゲージ表示のうちの値を利用することで、画像処理部106は送信部110に出力される最終ゲージ表示値を生成することができる。
【0017】
送信部110は最終ゲージ表示値をリモート位置(遠隔地)に送信することができ、それによって、ゲージ値の遠隔モニタリングを可能とする。
【0018】
このように、ゲージリーダー100は、ゲージ112に取り付けられたイメージセンサー104でゲージ画像を読み取り、そのような画像からゲージ表示を生成し、ゲージ表示を遠隔置に送信することができる。
【0019】
図2に関し、第2実施形態によるゲージリーダーは、ブロック図に示され、符号200で表される。ゲージリーダー200は、図1の第1実施形態と同じ構成をいくつか含んでいる。同様の構成は、符号の最初の数字を“1”の代わりに“2”にして表されている。
【0020】
ゲージリーダー200は、ゲージ212にゲージリーダー200を取り付けるための物理的取り付け構造体を含むハウジング構造体(筺体)202’を含んでいる。すなわち、ゲージリーダー200は、ゲージに物理的に取り付けられ、ゲージ表示を遠隔地に送信することができる単一ユニットであることができる。(存在する)ゲージを交換するというプロセスを必要としないから、そのような配置は有利に非侵襲性(noninvasive)である。ハウジング構造体202’は、外部の光状態からゲージ212を隔離するために、ゲージ212を完全に覆うことができる。
【0021】
図2の特定の配置は、画像反射器214と照明光源216を含んでいる。画像反射器214は、ゲージ212の画像をイメージセンサー204に反射することができる。そのような配置は、コンパクトな物理的構造体をもたらすことができる。そのようなコンパクトな物理的構造体は、ゲージリーダー200が最小領域を占める非侵襲性の状態にゲージを適合することを可能にする。照明光源216は、ゲージ212の画像を捉えることができるようにゲージ212を明るくする。これにより、画像の補足(取り込み)は、外部照明条件に依存しないようになる。照明光源216は、制御一体型回路(IC)218によって制御される。これにより、画像が必要とされるとき、照明光源216は、選択的にオン状態にされる。さもなければオフ状態のままである。照明光源216は、発光ダイオード(LED)であることが好ましい。しかしながら、照明光源216は、電磁スペクトルの可視部分の光に限定される必要はない。照明光源216は、使用されるイメージセンサーと読み取られるゲージ212の用途に依存して、赤外波長または紫外波長の光を含むことができる。
【0022】
図2を参照すると、ゲージリーダー200は、組立(assembly)構造体228に取り付けられた多数の電子コンポーネントを含んでいる。特に、コントロールIC218、バッテリーレシーバー220、DC/DCコンバーター222、および送信回路210は、組立構造体228に取り付けられる。ある特定の配置において、組立構造体228は回路基板であることができる。しかしながら、別の実施形態において、組立構造体228は、一例であるが、マルチチップモジュールのような付加的な構造体または別な構造体を含むことができる。
【0023】
コントロールIC218は、画像処理部206および“搭載”保存回路208−0を含んでいる。画像処理部206は、画像データ取得工程、関連するデータポイントと関連のないデータポイントを区別するために画像データの選択されたポイントを処理する工程、関連するデータポイントから中間ゲージ表示を生成する工程、中間ゲージ表示とゲージパラメーターデータとからゲージ表示値を生成する工程を含む、多数の所定の工程を実行するために構成された処理装置を含むことができる。搭載保存回路208−0は、画像処理工程と他の操作を実行するための命令を保存する。加えて、搭載保存回路208−0は、ゲージパラメーターデータを保存することができる。そして、ゲージパラメーター保存部の全体および一部を形成することができる。搭載保存回路208−0は、プログラム可能な読み取り専用メモリ(PROM)、電気的PROM(EPROM)、電気的消去・書き込み可能なPROM、(フラッシュEEPROMを含むEEPROM)、磁気抵抗メモリ(MRAM)、強誘電体RAM(FRAM)、または相転移RAMなどの不揮発性記憶回路を含むことが好ましい。このような不揮発性記憶回路は、ダイナミックRAMやスタィックRAMのような揮発性記憶回路と組み合わせて用いられることができる。コントロールIC218は、PSoCTM Mixed-Signal Array(USA、カリフォルニア州サンノゼのサイプレスセミコンダクター社製)であることが好ましい。
【0024】
コントロールIC218は、付加機能を含むことができる。コントロールIC218は、ゲージリーダー200の他のすべてまたはいずれかの回路の起動を制御することができる。たとえば、与えられる機能のために必要とされるときにのみ、回路は起動され、その後停止状態に戻ることができる。停止状態は、たとえば、スタンバイ状態やオフ状態である。特に、コントロールIC218は、ゲージ表示を生成し、送信するために定期的に回路を起動させ、その後そのような回路を停止させることができる。加えて、または、代わりの方法として、コントロールIC218は、ユーザー入力によってリクエストされた時、そのような回路を起動させることができ、その後、停止状態にそのような回路を戻すことができる。そのような方法は、電力消費を有利に節約することができる。それは、電池式の実施形態に特に有利である。
【0025】
またさらに、コントロールIC218は、ゲージ値を生成することに加え、ゲージ表示評価操作を実行することができる。たとえば、コントロールIC218は、ある処理装置によって、実行可能な命令を含むことができる。その処理装置は、1または2以上のゲージ表示がある範囲の外にあるかどうか、またはゲージ表示が他の所定の動作を発揮するかどうかを決定することができる。そのような場合において、コントロールIC218は、送信回路210によって送信するための生成されたゲージ表示の代わりに、または、生成されたゲージ表示に加えて、“評価データ”を送ることができる。
【0026】
増設メモリがコントロールIC218によって利用できるメモリを超えて必要とされる場合、ゲージリーダー200はコントロールIC218によってアクセス可能な1または2以上の追加の記憶回路208−1をさらに含むことができる。追加の記憶回路208−1は、好ましくは組立構造体228に取り付けられる不揮発性シングルメモリICであることができ、より好ましくはEEPROM ICである。
【0027】
送信部210は、コントロールIC218からゲージ表示値を受信することができ、ゲージ212と取り付けられたゲージリーダー200とから遠隔地に伝達経路230上に値を出力することができる。特定の例を示すと、送信部210は、従来のワイヤレスUSBプロトコルによるワイヤレス信号を送信するワイヤレスユニバーサルシリアルバス(USB)であることができる。そのような配置は、モニタリングシステムがゲージと遠隔地との間のモニタリング/伝達経路を物理的に配線で結ぶ必要性を排除することができる。しかしながら、以下に示すように、他の実施形態は、物理的な配線を超えて、送信のために適した出力を提供する。
【0028】
図2に示すとおり、ゲージリーダー200は、バッテリー駆動であることが好ましい。ゲージリーダー200は、バッテリーレシーバー220およびDC/DCコンバーター222を含んでいる。バッテリーレシーバー220は、ゲージリーダー200に電力を供給するために適したバッテリーを含有するためのレセプタクル(容器)であることができる。DC/DCコンバーター222は、ゲージリーダー200の種々の回路に備えられる適切な電圧レベルを保証することができる。好ましい実施形態において、ゲージリーダー200は、再充電できるバッテリーを備えるように構成されることができ、再充電できるバッテリーを充電するためのDCアダプター232をさらに含むことができる。DCアダプター232は、局部電源に適したものであることができる。それは、種々の状態に依存して、AC電源またはDC電源であることができる。もちろん、ゲージリーダー200は、DCアダプター232で、ACまたはDC電源を経由して直接電力を供給されることができる。そのような配置において、バッテリーレセプタクルは、含まれていなくてもよい。
【0029】
ゲージリーダー200が、ゲージ表示値を送信する事ができる間、ゲージ212の局部検査を許可するために、ゲージリーダー200の外表面上に付加的な表示を備えることは好ましい。図2の例において、ゲージリーダー200は、表示値224、付加的に表示状態226を含んでいる。表示値224は、ゲージリーダー200によって、生成されるゲージ表示を表示することができる。表示された値は、ゲージリーダー200によって生成された最新のゲージ表示であることが好ましい。表示値224は、英数字の液晶表示(LCD)であることが好ましい。一例であるが、LED英数字表示のような代替形式をとってもよい。表示状態226はゲージリーダー200の状態を表示するために備えられてもよい。表示状態226は、低バッテリー状態を示すことが好ましい。しかしながら、特に限定されないが、表示値224および/または表示状態226は、ゲージリーダー200の通常動作、ゲージリーダー200の異常動作、限界値を超えたゲージ表示、限界値内のゲージ表示、ゲージ212とずれるゲージ表示、または整備/検査を含む状態を表示できる他の数値を表示することができる。
【0030】
付加的に、ゲージリーダー200はユーザー入力234を含んでいてもよい。ユーザー入力234は、ゲージリーダー200にデータ値を入力するために使用される。そのようなデータ値は、ゲージの所定の機能を起動するために、ゲージリーダー200またはユーザー入力内に保存された値であることができる。図2の例において、一例ではあるが、ユーザー入力234は、キーボード/タッチパッドのような静電容量センサータイプ装置のための静電容量(capacitance)センス入力であることができる。もちろん、ユーザー入力234は、ネットワークインターフェイス(NIC)、直列入力接続、または直列出力接続のような電子的形態やユーザー入力234の配線形態およびワイヤレス形態の両方を含む種々の他の形態をとることができる。ユーザー入力234は、ハウジング構造202’に固定されてもよく、配線を介してゲージリーダーにプラグで接続されてもよい。
【0031】
図2の実施形態がコントロールIC218と送信回路210との両方に異なったICsを含むが、そのような回路は1つのICに一体化されることができる。
【0032】
このように、ゲージリーダー200は、配線の必要性なしに存在するゲージに取り付けられるコンパクトな構造であることができる。これは、自動化されたシステムにおいて、ゲージの非常に簡単かつ素早い変換を提供することができる。
【0033】
図2の実施形態は、限られた数のコンポーネントのため、非常にコンパクトなシステムを提供することができる。しかしながら、確実なタスクの速い実行のために付加的なコンポーネントを組み入れることが望ましい。そのような配列の一つが図3に示される。
【0034】
図3を参照すると、第3実施形態によるゲージリーダーは、ブロック模式図に示され、符号300で表されている。ゲージリーダー300は、図2の第2実施形態と同じいくつかの部を含んでいる。したがって、各部には、最初の数字が“2”の代わりに“3”になっているが、同じ符号が付されている。
【0035】
ゲージリーダー300は、画像処理機能を実行するために、分離ICを含んでいるという点で、図2のゲージリーダー200と異なっている。特に、ゲージリーダー300は、画像処理機能を実行するために、画像処理IC306’を含んでいる。そのような機能は、コントロールIC318によって実行されない。さらに詳しくいうと、画像処理IC306’は、受信した画像データの選択された部分を分析し、データ値が十分なゲージ表示データを表すということを決定し、中間表示値にそのようなデータを変換することができる。コントロールIC318は、中間表示値とゲージパラメーターデータに基づいて、最終ゲージ表示値を生成するための処理回路307を含むことができる。好ましい実施形態において、画像処理IC306’は、他の回路コンポーネントと一緒に、組立構造体328に取り付けられる。画像処理IC306’は、たとえば、画像処理操作を実行するための命令付き処理回路、画像処理操作を実行するように設計されている特定用途集積回路(ASIC)、または設計された画像処理操作を実行するためにプログラム化されたプログラムロジック装置(PLD)であることができる。
【0036】
コントロールIC318は、画像処理IC306’の起動を制御することができる。特に、コントロールIC318は、画像を必要とする画像処理IC306’を起動することができる。そして、画像データが処理されたとき、装置の動作を停止することができる。動作の停止は、スタンバイ状態に装置をセットすることまたは装置を完全にオフ状態にすることを含む。
【0037】
このように、ゲージリーダー300は、コンパクトになり、簡単に装置を実行することができ、とても速い画像処理能力を有することもできる。
【0038】
図4を参照すると、第4実施形態によるゲージリーダーは、ブロック模式図に示され、符号400で表されている。ゲージリーダー400は、図2の第2実施形態と同じいくつかの符号を含んでいる。したがって、各部には、最初の数字が“2”の代わりに“4”になっているが、同じ符号が付されている。
【0039】
ゲージリーダー400は、アナログ出力信号を提供することができるという点で、図2のゲージリーダー200と異なっている。特に、ゲージリーダー400は、デジタル/アナログコンバーター(DAC)436を含んでいる。そのDAC436は、画像処理部406によって生成されるデジタルゲージ表示を遠隔地に出力するためのアナログ信号に変換することができる。DAC436は、コントロールIC418の一部分から形成されることが好ましい。付加的に、ゲージリーダー400は、このコントロールIC418から送信された信号にアナログ出力信号を増殖するための増殖回路438を含むことができる。そのようなアナログ出力信号は、アナログ入力信号に基づくコントロールシステムで使用するために適した産業標準信号であることができる。
【0040】
このように、ゲージリーダー400は、コンパクトになり、アナログ入力信号のために設計されたコントロールシステムと互換性がある装置を簡単に実行することができる。
【0041】
図5を参照すると、第5実施形態によるゲージリーダーは、ブロック模式図に示され、符号500で表されている。ゲージリーダー500は、図2の第2実施形態と同じいくつかの符号を含んでいる。したがって、各部には、最初の数字が“2”の代わりに“5”になっているが、同じ符号が付されている。
【0042】
ゲージリーダー500は、ネットワークインターフェース540を含んでいる点で、図2のゲージリーダー200と異なっている。ネットワークインターフェース540は、ネットワーク接続542上でデータをパケット形式で送受信することができる。ネットワーク接続542は、配線接続またはワイヤレス接続であることができる。ネットワーク接続は、たとえば、ローカルエリアネットワーク(LAN)、広範囲ネットワーク(WAN)またはインターネットに接続することができる。
【0043】
このように、ゲージリーダー500は、コンパクトになり、ネットワーク上でモニタリングするために適している装置を簡単に実行することができる。
【0044】
種々の実施形態およびそれらの関連回路、配線を説明したので、コンポーネントの特定の物理的位置(配置)を含む別の実施形態を説明する。
【0045】
図6(A)と図6(B)を参照すると、第6実施形態によるゲージリーダーは、断面図および拡大図に示され、符号600で表される。ゲージリーダー600は、図1〜5の実施形態の特定の物理的実施を示している。したがって、各部には、最初の数字が“1”、“2”、“3”、“4”、または“5”の代わりに“6”になっているが、同じ符号が付されている。
【0046】
図6(A)と図6(B)を参照すると、ゲージリーダー600は、コンポーネントの位置を表すために断面図で示されている。ゲージリーダー600は、円形表面を有する円筒状ゲージ612’を収容するように設計されている。ハウジング構造体は、環状シェル部材602’−0、環状ガスケット部材602’−1、および表面部材602’−2を含んでいる。それらは、全体的または部分的に透明であってもよい。シェル部材602’−0は、ゲージリーダーの種々の部分の物理的取り付けポイントを提供する。たとえば、イメージセンサー604、イメージ反射器614、組立構造体628は、シェル部材602’−0に含まれることができる。図6(A)、6(B)は、バッテリー受信機620、照明光源616、表示値624、および組立構造体628に接続された表示状態626もまた示している。別な配置において、このようなコンポーネントは、シェル部材に接続され、組立構造体に配線接続されていてもよい。組立構造体がお互いに電気的に相互接続される種々の回路成分を含むことができるということが理解される。シェル部材602’−0は、ゲージリーダー600の外側から生じる光がシェル部材602’−0の内側(イメージセンサー604側)に入ることを防止することが好ましい。
【0047】
ガスケット部材602’−1は、ゲージがシェル部材602’−0に対して所望の姿勢で位置されるようにゲージ表面(例えば、読み取られるゲージの部分)でゲージリーダー600にしっかりと取り付けられることを許可する。ガスケット部材602’−1は、硬い部材または柔軟な部材であることができる。好ましくは、ガスケット部材602’−1は、ゲージリーダー600の外側から生じる光がシェル部材602’−0の内側(イメージセンサー604側)に入ることを防止することができる。
【0048】
表面部材602’−2は、表示値624および表示状態626を視認できるように透明であってもよい。好ましくは、表面部材602’−2は、ゲージリーダー600の外側から生じる光がシェル部材602’−0の内側(イメージセンサー604側)に入ることを防止することができる。別な配置において、表面部材602’−2が全体的に不透明である場合、表示値624および/または表示状態626は、表面部材602’−2から外側に向かう、または表面部材602’−2を貫通することができる。
【0049】
ゲージリーダー600が物理的配線のためのアナログ出力信号を提供する場合、ゲージリーダー600は、配線646に接続するための配線コネクター644を含むことができる。そのような配線コネクター644は、単数または多数の配線接続のための接続を提供することができる。たとえば、アナログ信号を利用するシステムの場合、そのような接続は1または2つの配線であってもよい。しかしながら、ネットワーク型の接続にとっては、そのようなコネクター644は、ツイストペア線を含み、ツイストペア線上の標準ネットワーク配線を収容することができる。
【0050】
ゲージリーダー600は、機械的“ジャストサイズの”接続(mechanical “snug” connection)でゲージ612’に取り付けられているが、本発明はこれに限定されない。別の実施形態では、たとえば、機械的留め具、圧縮リング、ボルト、またはスクリューのような強力な機械的接続で取り付けられることもできる。また、ガスケット部材602’−1は、ゲージ612’に強く取り付けられることができる。一方、ゲージリーダー600の残余部分(シェル部材602’−0等)は、ガスケット部材602’−1から除去可能である。たとえば、ガスケット部材602’−1は、上述の例または接着剤(たとえば、エポキシ、特別なのり)や溶接などのより長持ちする方法によってゲージ612’に取り付けられることができる。一方、ゲージリーダー600の残余部分(シェル部材602’−0等)は、ガスケット部材602’−1から除去可能である。ガスケット部材602’−1は、ねじ(thread)を含んでいてもよい。そして、ゲージリーダー600の残余部(シェル部材602’−0等)は、ガスケット部材602’−1にねじ込まれていてもよく、ゲージリーダー600の残余部はガスケット部材602’−1にはめ込まれていてもよく、または、ゲージリーダー600の残余部はねじやボルトを介してガスケット部材602’−1に取り付けられていてもよい。また、ゲージリーダー600の残余部は磁石を介してガスケット部材602’−1に取り付けられていてもよい。もちろん、これらは、多くの例の一例にすぎない。
【0051】
上記実施形態は、特定のゲージリーダーの例を実証するものであるが、別の実施形態はそのようなゲージリーダーを用いるシステムを含むことができる。そのようなシステムのいくつかの例を説明する。
【0052】
図7を参照すると、第7実施形態によるシステムはブロック図で示され、符号700で表される。システム700は、1または2以上のゲージリーダー702−0〜702−2およびモニタリング装置704を含んでいる。図7の例において、ゲージリーダー(702−0〜702−2)は、1または2以上のゲージに物理的に取り付けられるイメージセンサーをそれぞれ含んでいる。そして、モニタリング装置704にデータを送信するワイヤレス送信機を含むことができる。
【0053】
図7の配置において、各ゲージリーダー702−0〜702−2は、それぞれ分離ワイヤレスチャンネル706−0〜706−2でデータを送信することができる。そのようなデータは、上記実施形態で説明したように、ゲージ表示および/または評価データを含むことができる。ある特定の例において、データはワイヤレスUSBプロトコルを介して送信されることができる。
【0054】
モニタリング装置704は、ワイヤレスリンクを介してデータを受信することができるワイヤレス受信機708を含んでいる。システム700が1以上のゲージリーダーを含む場合、モニタリングシステム700はマルチチャンネル間を区別できるワイヤレス受信機708を含むことができる。モニタリング装置704は、ラージプロセスコントロールシステムの1つの部分であってもよいということが理解される。また、他の実施形態において、システムは、ゲージリーダーの1つまたは選択グループのデータを監視する多数のモニタリング装置を含んでいてもよい。
【0055】
これにより、システムは、ワイヤレス法でモニタリング装置にゲージ表示または他のデータを送信する1または2以上のゲージリーダーを含むことができる。
【0056】
上述したように、コントロールシステムのいくつかのタイプは、アナログ入力値を受信するように構成されている。そのような配置に適応するためのシステムが、図8、9(A)、9(B)に示される。
【0057】
図8を参照すると、第8実施形態によるシステムは、ブロック図で示され、符号800で表される。システム800は、図7の第7実施形態と同じいくつかの部を含んでいる。したがって、各部には、最初の数字が“7”の代わりに“8”になっているが、同じ符号が付されている。
【0058】
システム800は、各ゲージリーダー802−0〜802−2が有線の送信回路を含むという点で、図7のシステム700と異なっている。したがって、ゲージリーダー802−0〜802−2からのデータは、それぞれ有線のチャンネル810’−0〜810’−2を経由して送信されることができる。特に、ゲージ表示は、アナログモニタリングシステム812のアナログ入力を経由して受信されることができる。
【0059】
図9(A)を参照すると、第9実施形態によるシステムは、ブロック図で示され、符号900で表されている。システム900は、図7の第7実施形態と同じいくつかの部を含んでいる。したがって、各部には、最初の数字が“7”の代わりに“9”になっているが、同じ符号が付されている。
【0060】
システム900は、アナログモニタリングシステム912だけでなく、ワイヤレスアナログコンバーター914も含んでいる点で、図7のシステム700と異なっている。ワイヤレスアナログコンバーター914は、ワイヤレスチャンネルを経由して受信したデータ値をアナログモニタリングシステム912に適したアナログ信号に変換することができる。
【0061】
図9(B)を参照すると、ワイヤレスアナログコンバーターの1つの例がブロック模式図で示され、符号950で表されている。ワイヤレスアナログコンバーター950はワイヤレス受信機952と、チャンネル弁別器954と、多数のDACs956−0〜956−Nとを含んでいる。ワイヤレス受信機952は、ワイヤレスデータ値を受信することができ、それらをデジタル値に変換することができる。チャンネル弁別器954は、受信したワイヤレスチャンネルに相当するデジタル値を分離DAC(956−0〜956−N)に出力することができる。各DAC(956−0〜956−N)は、受信したデジタル値に応じてアナログ信号を生成することができる。
【0062】
このように、システムは、アナログ信号に基づく信号システムの使用に適した1または2以上のゲージリーダーを含むことができる。
【0063】
図10を参照すると、さらにもう1つの実施形態によるシステムがブロック模式図で示され、符号1000で表されている。システム1000は、図7の第7実施形態と同じいくつかの部を含んでいる。したがって、各部には、最初の数字が“7”の代わりに“10”になっているが、同じ符号が付されている。
【0064】
図10の配置において、ゲージリーダー1002’−0〜1002’−2は、通信1006によってモニタリング装置1016にデータを送信することができる。通信1006は、ゲージリーダー(1002’−0〜1002’−2)がワイヤレス送信機を含む場合、ワイヤレス通信であってもよく、ゲージリーダー(1002’−0〜1002’−2)が配線された送信機を含む場合、ワイヤレス通信であってもよい。また、それらの組み合わせであってもよい。
【0065】
モニタリング装置1016は、ゲージリーダー1002’−0〜1002’−2からデータを受信し、ゲージリーダーから受信したデータを保存できるネットワークサーバーであることができる。モニタリング装置1016は、ネットワーク1018に接続されることができる。そのため、1または2以上のクライアントサーバー(1020−0、1020−1、1020−2)からデータパケット通信プロトコルを介してゲージリーダーデータにアクセスすることができる。ネットワーク1018は、たとえば、LAN、WAN、またはインターネットを含むことができる。
【0066】
このように、システムは、ネットワークシステムの使用に適した1または2以上のゲージリーダーを含むことができる。
【0067】
上記実施形態はゲージリーダーとゲージリーダーシステムを含んでいたが、別の実施形態はゲージを読み取るための方法を含むことができる。そのような方法を以下説明する。
【0068】
ある実施形態による方法は、図11にフロー図で示され、符号1100によって表されている。方法1100は、ゲージに取り付けられたイメージセンサーからゲージ画像データを獲得する工程を含んでいる(工程1102)。ある特定の配置において、そのような工程は、デジタルイメージセンサーでゲージの画像を取り込む工程を含んでいる。そのデジタルイメージセンサーは、画像の各ピクセルのマルチビット値を提供する。また、そのような工程は、たとえば、画像取り込み(capture)に先だってゲージを明るくする工程、イメージセンサーにゲージ画像を反射させる工程、イメージセンサーでゲージ画像を屈折させる工程、または、イメージセンサーでゲージ画像を集束する工程のいずれかを含んでいる。
【0069】
方法1100は、関連する画像データポイントを同定するために獲得されたゲージ画像データの選択されたポイントを処理する工程を含んでいる(工程1104)。そのような工程は、画像の他の部分からゲージ画像の測定部分を表すピクセルを区別する工程を含んでいる。特に、そのような工程は、画像に対して1または2以上の選択されたパターンをスキャンする(読み取る)工程を含んでいる。これは、画像の全てのポイントを処理する工程と大きく異なっている。工程1104は、ピクセル値を互いに区別する工程を含んでいる。例えば、ピクセルは、コントラスト(相対的な明るさまたは相対的な暗さ)、色、グループ分け(配置)(隣接するピクセルに対して同じまたは似たコントラスト/色)によって区別されることができる。
【0070】
関連する画像データポイントは、中間ゲージ表示に変換される(工程1106)。工程1106は、関連する画像データポイントに基づく数値を精製することができる。そのような工程は、ゲージ構成に強く依存する。多くの例の中で、たとえば、そのような数値は、線の傾き、全体の画像における位置、面積、線寸法(線長、円弧サイズ、外周サイズ、幾何学的周辺形態)、角度採寸(度、ラジアン)、三角関数(sin、cosなど)のいずれかである。このような値は、シーケンシャルイメージに生成される値によって決定されるように、上記測定値のいずれかの変化率であることができる。
【0071】
方法1100は、中間ゲージ表示および保存されたゲージパラメーターから最終ゲージ表示を生成する工程を含んでいる(工程1108)。そのような工程は、保存されたゲージパラメーターにアクセスする工程と、アクセスされたデータおよび中間ゲージ表示に基づいて最終ゲージ表示を計算する工程とを含んでいる。加えて、またはその代わりに、そのような工程は、入力値として中間ゲージ値を使用するルックアップテーブル形式(format)でゲージパラメーターデータにアクセスする工程を含んでいる。
【0072】
最終ゲージ表示値は送信される(工程1110)。そのような工程は、上記の種々の技術によって、ゲージ表示を送信する工程を含んでいる。その種々の技術は、ワイヤレス信号または有線経路を含んでいる。そして、その送信は、たとえば、別個の値としてまたはデータパケット内にはめ込まれた値として、デジタル形式で、または変換されたアナログ形式で行われる。
【0073】
このように、方法は、ゲージに取り付けられたイメージセンサーからゲージ表示を生成し、そのような値を送信することができる。
【0074】
別の実施形態によるより詳細な方法を図12A〜12Eを使用して説明する。図12Aは、方法のフロー図であり、その方法は符号1200で表されている。図12B〜12Eは、図12Aに示される種々の工程を表す図である。
【0075】
図12Aを参照すると、方法1200は、図11に示される工程の特定の実行を含んでいる。したがって、各工程は、符号の最初の数字の“11”の代わりに“12”を使用するが、同じ符号が付されている。
【0076】
方法1200は、ゲージ表示操作を開始する工程を含んでいる(工程1201)。そのような工程は、割り込み(interrupt)に対応する処理を開始する工程を含んでいる。割り込みは、たとえば、コントロール回路によって、またはゲージリーダーに取り付けられた物理的入力装置またはリモートリクエストのいずれかを経由してユーザー入力を受信することによって生成される。
【0077】
図12Aの例において、工程1202は、イメージセンサーをオン状態にし、ゲージ(この場合ではLED)を明るくするための発光光源をオン状態にし、ゲージ画像を獲得し、そして、発光光源をオフ状態にするサブ工程を含んでいる。画像獲得時間の継続期間は、ゲージリーダーによって保存されたゲージパラメーター値であることができる。
【0078】
この特定な例における取り込まれた画像は、図12Bに示される。図12Bは、温度測定のための放射状偏向ゲージ(radial deflection gauge)を示す。画像は、2つの異なったスケール1222−0および1222-1に基づいて測定される温度を示す指針1220を含んでいる。そのような画像は、ピクセルフォームであることができる。また、そのような画像は、使用されたイメージセンサーの解像度に依存したピクセル化に起因して、かなり粗くてもよい。
【0079】
図12Aの例において、工程1204は測定されているゲージの特定のサブ工程を含んでいる。したがって、工程1204は、“n”同心円のためのスキャン工程を含んでいる。そのようなスキャン操作のための座標は、ゲージリーダーによって保存されるゲージパラメーター値であることができる。
【0080】
図12Cは、図12Bのゲージのスキャンされた同心円の一例を示している。図12Cは、4つの同心円1224−0〜1224−3のスキャンエリアを示している。もちろん、4つの同心円よりも多い、または、少ない同心円が所望の精度および/またはスピードに応じてスキャンされてもよい。しかしながら、同心円は、全画像の部分集合を表し、結果として、画像のすべてのピクセルを処理する従来の方法よりも少ないピクセルを処理することになる。
【0081】
図12Aに戻って見ると、工程1204は、スキャンされた同心円のために、放射状(方向)に沿って、360度ピクセル値を試験する工程を含んでいる。そのようなピクセルに対して、ピクセルのブロックの平均ピクセル明度(強度)が計算される。図に示された例において、ゲージ針は、背景よりも暗い(濃い)。したがって、スキャンされた放射状の区域に沿って最も暗い(濃い)ピクセルの位置が保存される。相対明度値/限界がゲージリーダーによって保存されたゲージパラメーター値であることができる。
【0082】
図12Dは、図12Cのスキャンされた円に相当する保存された濃いピクセルの位置を示す一例を示している。
【0083】
図12Aに戻って見ると、工程1206は、見出された濃いピクセルブロックの最適なラインを計算するサブ工程を含むことができる。そのような工程は、1例ではあるが、直線回帰計算を含むことができる。計算された傾きは、指針の角度に変換されることができる。そのような工程は、三角法計算(アークタンジェント)のような従来の技術を含むことができる。加えて、説明された例の指針は、180°以上ふれることができるから、指針方向が決定されることができる(例えば、上方向や下方向)。特定の例が示すように、これは、針の回転中心点からいずれの端部までの長さが長いかという計測工程を含んでいる。
【0084】
図12Eは、図12Dに示されるピクセルセットの上記記載された計算の代表的な1例を示している。図12Eに示すように、傾きは、水平(X)延長線および垂直(Y)延長線によって計算されることができる。方向は、どちらの長さ(11または12)が長いかという決定によって計算される。
【0085】
再度図12Aに戻るが、工程1208は、指針の角度を保存されたゲージパラメーターを使用してユニットに変換する工程を含んでいる。そのような工程は、ふれの程度と値(温度)との間の変換を表す定数によって、結果値を乗ずる/除ずる工程を含んでいる。そのような変換定数は、ゲージリーダーによって保存されたゲージパラメーター値であることができる。
【0086】
図12Cに戻ると、測定された角度(angle)は1226に示される。
【0087】
再度図12Aを参照すると、特定の方法は、バッテリー電圧をチェックする工程(工程1209)のような付加的な工程を含むことができる。そのような工程は、アナログ−デジタル変換でバッテリー電圧を決定する工程と、所望の限界値以下であればバッテリー電圧を決定する工程とを含んでいてもよい。
【0088】
工程1210は、ゲージリーダーのLCD上にゲージ表示およびバッテリー電圧を表示する工程を含んでいる。さらに、そのような値はワイヤレス通信により送信することができる。
【0089】
方法1200は、スリープモードに戻ることができる(工程1212)。スリープモードは、非臨界回路コンポーネントがオフ状態または低消費電力状態であるモードである。
【0090】
このように、方法は、放射状のゲージのゲージ表示を生成することができる。
【0091】
もちろん、図12A〜図12Eの実施形態は、ゲージの特定のタイプの一つを表している。本発明は、いくつかの特定のゲージ構成に限定されるように構成されるべきではない。これを示すために、図13(A)〜図13(D)は多数のバータイプのゲージからゲージ表示の獲得を示している。
【0092】
図13(A)は、ゲージの画像を示している。図13(B)は、ゲージのスキャンされた領域を示している。それは、3つのライン1324−0〜1324−2を含んでいる。図13(C)は、最も高いコントラストピクセルをとることで生成されるピクセルデータを示している。図13(D)は、ゲージ表示値がどのように一つの寸法(長さ)によって生成されることができるかということを示している。そのような長さは、最終ゲージ値を生成させるために変換値によって乗じられる。最終ゲージ値は、分離チャンネル(配線またはワイヤレス)に沿って送信され、または同じチャンネルに沿って多重送信されることができる。そのような多重送信は時間ベースであることができる。または、多重送信は、異なるゲージリーダーを互いに区別するゲージリーダー識別子を含むことができる。
【0093】
これにより、方法は、同じゲージに対して多数のゲージ表示を生成することができる。
【0094】
種々の実施形態によるゲージリーダーは、モニタリングシステムによって、評価のためのゲージ表示を送信することができるが、上述したように、ゲージ表示評価はゲージリーダー装置自身で実行されることができる。そのような方法(approach)の例を説明する。
【0095】
図14を参照すると、もう一つの実施形態による方法が、ブロック模式図で示され、符号1400で表される。方法1400は、限界(値)チェック操作を開始する工程を含んでいる(工程1402)。そのような工程は、2つの例を挙げると、自動化された割り込み信号またはユーザー入力に対する反応である。方法1400は、画像データからゲージ表示を生成する工程を含んでいる(工程1404)。そのような工程は、上述したいくつかのゲージ表示生成方法を含むことができる。特定の例のように、工程1404は、図11の工程1102〜1108または図12Aの工程1202〜1208を含むことができる。
【0096】
ゲージ表示は、それが所定の限界(値)外にあるかどうかを決定するためにチェックされる(工程1406)。
【0097】
もし生成されたゲージ表示がある範囲の外にあるならば(ブロック1406からY)、ゲージリーダーは限界(値)外の状態を示す(工程1408)。そのような表示は、2つの例を挙げると、視認表示または音声表示であることができる。方法1400は、アラーム表示を送信することができる(工程1410)。そのような送信は、ゲージ表示と同じチャンネル、または、異なるチャンネルであってもよい。
【0098】
もし生成されたゲージ表示がある範囲の内にあるならば(ブロック1406からN)、ゲージリーダーは、上述した技術のいずれかによるゲージ表示を送信することができる(工程1412)。
【0099】
図15は、限界(値)外の状態が示される種々の方法を示すゲージリーダー1500の一例を示している。ゲージリーダー1500は、表示値1524上に所定のパターンを示している。その代わりにまたはそれに加えて、表示状態1526は、所定の画像(たとえば、表示、点滅表示、特定の色の表示)を放つことができる。その代わりにまたはそれに加えて、ゲージリーダー1500は、スピーカー1550を含んでいる。そのようなスピーカー1550は、特定の音を発するように動作することができる。ある方法において、ゲージリーダー1500の中のコントロール回路は、所定のパターンで音声増殖器を作動することができる。その音声増殖器は、所望の音声を生成するためにスピーカー1550を動作することができる。
【0100】
このように、ゲージリーダーは、表示が所定の状態から変化するとき、アラーム表示を提供することができる。
【0101】
上記したような種々のゲージリーダーは、測定されたゲージに対して、特定の方向(姿勢)に置かれると操作するように設計されることができる。しかしながら、より簡単な使用のために、ゲージリーダーは、較正(キャリブレーション)機能を含むことができる。ゲージリーダーが相当するゲージに対して、取り付けられた方向から移動される場合、そのような機能は、ゲージリーダーが微調整でゲージに適合されることを可能にし、および/または、ゲージリーダーが再調整することを許可することができる。較正方法の特定な例を説明する。
【0102】
図16に示すように、実施形態による較正方法は、フロー図で示され、符号1600で表される。方法は、実際のゲージ表示を得るためにゲージを読み取る工程を含んでいる(工程1602)。そのような工程は、その実際のゲージ表示を決定するためにゲージを視覚的に検査する工程を含むことができる。
【0103】
それから、ゲージリーダー構造体(assembly)がゲージに取り付けられる(工程1604)。
【0104】
そして、較正操作が開始される(工程1606)。そのような工程は、2つの例を挙げると、ユーザー入力、または、ゲージリーダーが最初にオン状態にあるときのユーザー入力に対応している。
【0105】
方法1600は、画像データから中間ゲージ表示を生成することができる(工程1608)。特定の配置において、そのような工程は、図11の工程1102〜1106、または、図12Aの工程1202〜1206のいずれかを含むことができる。方法1600は、中間ゲージ表示と保存されたゲージパラメーターから最終ゲージ表示を生成する工程を含んでいる(工程1610)。特定の配置において、そのような工程は、図11の工程1108、または、図12Aの工程1208を含むことができる。
【0106】
方法1600は、最終ゲージ表示が実際のゲージ表示と一致するかどうか確認するためのチェック工程を含んでいる(工程1612)。そのような工程は、2つのゲージ表示(最終ゲージ表示、実際のゲージ表示)が互いに許容範囲の中にあるかどうかを決定する工程を含むことができる。付加的に、そのような工程は、さらにその読み取りが互いにどのように異なるかを決定する工程を含むことができる(とても低いかとても高いか)。もし適切に一致していると(ブロック1612からのY)、較正方法が完了する。もし、適切に一致していないと(ブロック1612からのN)、較正方法は、最終ゲージ表示を実際のゲージ表示に近づけるような調整が実行される(工程1614)。図16の特定の配置において、この工程は、ゲージパラメーターの調整工程またはゲージ表示生成方法の調整工程を含むことができる。それから、方法1600は、調整されたゲージパラメーターおよび/または調整された生成方法と工程1610を繰り返すことができる。
【0107】
このように、較正方法は、ゲージリーダーによって生成されるゲージ表示が実際のゲージ表示と本質的に一致するまで、どのようなゲージ表示が生成されるか利用される値を調整することができる。
【0108】
まず第1に、図17(A)〜17(C)を参照すると、図12Bのようなゲージの較正方法の特定の例が、一連の略図として示される。図17(A)〜17(C)において、ゲージ値は、以下の関係に従って生成されることができる。
ゲージ_表示=(角度+オフセット_較正)*K
【0109】
値“ゲージ_表示”は、方法によって生成されたゲージ表示である。値“角度”は、ぴったり合うように作られた線の傾きから生成される値である(例えば、傾きのアークタンジェント)。値“オフセット_較正”は、較正工程中、変えられることができる値である。値“K”は、変換定数である。
【0110】
図17(A)は、生成されたゲージ表示1702−0(52°F)と実際のゲージ表示1704(60°F)との間の最初の差を示している。たとえば、ゲージリーダーは、理想の位置に対して回転されることができる。生成されたゲージ表示は実際の表示よりも小さいから、値“オフセット_較正”が、所定の量まで大きくされることができる。その後、ゲージ表示は、再計算される。
【0111】
図17(B)は、生成されたゲージ表示1702−1(56°F)と実際のゲージ表示1704(60°F)との間の次の差を示している。再び、生成されたゲージ表示は実際の表示よりも小さいから、値“オフセット_較正”は、再び大きくされ、ゲージ表示は再計算される。
【0112】
図17(C)は、次の生成されたゲージ表示1702−2(60°F)が実際のゲージ表示1704(60°F)と一致することを示している。その結果、較正操作は、完了される。
【0113】
第2に、図18(A)〜18(C)を参照すると、図13(A)のようなゲージの較正方法の特定の例が、一連の略図として示される。図18(A)〜18(C)において、ゲージ値は、以下の関係に従って生成されることができる。
ゲージ_表示=長さ*K
【0114】
値“ゲージ_表示”は、方法によって生成されたゲージ表示である。値“長さ”は、ぴったり合うように作られた線から生成される値である。値“K”は、変換定数である。
【0115】
図18(A)は、生成されたゲージ表示1802−0(9)と実際のゲージ表示1804(7)との間の最初の差を示している。たとえば、ゲージリーダーは、ゲージから理想の位置よりさらに遠くてもよい。または、光学系は、取り込まれたゲージ画像を縮小してもよい。生成されたゲージ表示は実際の読み取りよりも大きいから、値“K”は、所定の量まで小さくされる。その後、ゲージ表示は再計算されることができる。
【0116】
図18(B)は、生成されたゲージ表示1802−1(8)と実際のゲージ表示1804(7)との間の次の差を示している。再び、生成されたゲージ表示は実際の読み取りよりも大きいから、値“K”は、再び小さくされ、ゲージ表示は再計算されることができる。
【0117】
図18(C)は、次の生成されたゲージ表示1802−2(7F)が実際のゲージ表示1804(7)と一致することを示している。その結果、較正操作は、完了される。
【0118】
較正プロセスは、実際のゲージ表示と生成されたゲージ表示との差に応じてゲージリーダーを較正する単一工程プロセスである。しかしながら、そのような方法(approach)は、ゲージリーダーに入力される実際のゲージ表示を必要とする。これは、図17(A)〜18(C)によってほとんど示される方法と大きく異なっている。それは、ゲージリーダーに実際のゲージ表示の入力なしに自動較正を提供することができる。すなわち、ユーザーは、ボタンを押すことができ、ボタンを連続して押すことができる。そして、ゲージ表示は、目的とされた実際の値に到達するまで、増加または減少する。そのような方法は実行のために特に簡単である。
【0119】
このように、ゲージリーダーは、実際のゲージ表示を一致させるために簡単に較正される。
【0120】
種々の較正方法を説明するために、較正および他の機能を実行するためのゲージ表示を操作する特定の方法を図19を用いて説明する。
【0121】
ある実施形態によるゲージ表示の操作を表す状態図が図19に示され、符号1900で表される。操作は、入力のための待機工程を含んでいる(状態1902)。ある特定の例において、これは、ユーザーが特定のキャパシタセンス入力値を生成させることを待機する工程を含む。入力のある特定のタイプ(較正)は、パラメーターデータの回復(修正)につながる、較正機能を示すことができる(状態1904)。そのような機能は、パラメーターストアからパラメーターデータを修正する工程を含むことができる。ゲージリーダーは、ゲージ表示を生成することができる(状態1906)。これは、上述のいずれかの実施形態によってゲージ表示を生成する工程(工程)を含むことができる。それから、操作1900は、生成されたゲージ値を表示する(状態1908)。これは、ユーザーが現在のゲージ表示を観察することを可能にする。
【0122】
それから、操作1900は、入力のための待機状態に戻る(状態1910)。もし、入力が現在のゲージ表示が許されることを示すと(許可)、ゲージパラメーターは保存される(状態1912)。そのようなゲージパラメーターは、将来のゲージ表示操作に使用されることができる。もし、ゲージ表示が許可されないのなら(継続)、新しいパラメーターが生成され(状態1914)、操作は状態1906に戻る。ある特定の例において、“継続”動作はボタンを押し下げ続けることであり、一方、“許可”動作はボタンを押し下げることをやめることである。
【0123】
方法1900は、他の機能を含むことができる。図19の例において、状態1902からの動作(送信)は、ゲージリーダー送信操作を開始することができる。そのような機能は、状態1916および1918を含むことができる。それは、それぞれ状態1906と1908と同じである。また、操作は、状態1918からゲージ表示を送信することができる(状態1920)。そのような状態は、上述したゲージリーダーデータ送信方法のいくつかを含むことができる。
【0124】
図19を参照すると、動作(設定)は、配置またはデータ設定機能を開始することができる。そのような機能は、入力状態を含むことができる(状態1922)。特定の動作(スタート)が特定の保存されたデータ値を選択することができる。そのような保存されたデータ値は、たとえば、ゲージパラメーターデータ、時間、データ、または出力タイプ(例えば、配線、ワイヤレス、電圧/アンペア範囲)を含むことができる。それから、選択されたデータ値は、表示される(状態1924)。機能は、もう一つの入力状態(1926)に進むことができる。動作(データ)は、存在するデータ値を上書きするデータ値を入力するユーザーを含むことができる。新しく入力された値は、表示される(状態1928)。そして、もうひとつの入力状態(1930)が入力される。もし新しく入力された値が許可されると(許可)、そのようなデータ値は保存される(状態1932)。入力状態1922、1926、1930は、前の入力状態に戻ることで、動作に反応することができる(終了/中断)。
【0125】
本発明の実施形態は、ここで説明されおよび/または描かれるより他の順序でも実施できるように適合される。また、本発明の実施形態は、ここで記載される工程のバリエーションまたは種々の他の工程を実行するためにうまく適合される。
【0126】
明確にする目的のため、広く知られ、本発明に関連していない、種々の実施形態と、種々の実施形態を製造しおよび設計する方法は、以下の説明で省略される。
【0127】
本明細書中、「ある(一つの)実施形態」または「実施形態」は、実施形態と関連して説明される特定の特徴、構造、性質が本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、この明細書のあらゆる点で説明される、「実施形態」、「ある(一つの)実施形態」または「別の実施形態」は、同じ実施形態にすべて言及している必要はない。さらに、特定の特徴、構造または性質は、発明の1または2以上の実施形態に適するように組み合わされていてもよい。
【0128】
同様に、前述のように、発明の実施形態の説明は、1または2以上の独創的な態様の理解の手助けとなる開示を簡素化するために、その図または説明を一つの実施形態にまとめられることがある。しかしながら、開示される方法は、クレームされた発明が各クレームに明確に記載されるより多くの特徴を必要とするというように解釈されるべきではない。むしろ、以下に記載されるクレームが示すように、独創的な態様は前述の開示された一つの実施形態のすべての特徴よりも少ないことである。よって、詳細な説明に続くクレームは、各クレームがこの発明の各実施形態に基づき、明確に詳細な説明の中に記載される。
【0129】
発明の実施形態は、特別に開示されていない工程および/または構成がない場合にも実施されてもよい。すなわち、発明の独創的特徴は、構成の除外であってもよい。したがって、ここで述べられる特定の実施形態の種々態様が詳細に説明されたが、本発明は、発明の範囲と目的とから逸脱しない範囲で種々の変化、置換および改変を実施することができる。
【技術分野】
【0001】
本発明は、概してゲージモニタリングに関する。特に、本発明は、ゲージ画像を送信信号に変換するゲージ表示システムおよびゲージを表示する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ゲージは、様々な産業や用途に広く用いられている。ゲージは典型的に測定部と表示部を含んでいる。測定部は、いくつかの項目(数例を挙げれば、圧力、温度、比率(rate)、位置、時間、濃度、密度、力、強度、物理的次元、速度、加速度、または他の物理量などがある。)を測定することができる。
【0003】
多くのゲージ、典型的にはアナログゲージは、人が視認するためのディスプレイを含んでいる。たとえば、ゲージは、測定値によって変化する、偏向する針(または矢)、可変バーサイズまたは他の幾何学的形状を用いて測定値を表すことができる。
【0004】
近年のモニターと制御システムは、典型的に集中監視システムを考慮して設計されている。しかしながら、いくつかのゲージは可視試験を考慮して設計されているので、それらは典型的に電気信号を出力できない。したがって、それらのゲージは集中監視システムと簡単に一体化することができない。
【0005】
あるシステムとゲージを一体化するための従来の最初の方法(approach)は、送信ユニットとともにゲージの全ての交換品を含んでいる。そのような装置の例は、インターネット(非特許文献1参照)上に開示されている。
【0006】
このような方法の欠点は、全てのゲージの交換品が侵襲的(invasive)であるということである。ゲージがアクティブプロセスに利用される場合、ゲージが送信ユニットと交換されると、そのプロセスは完全に停止されなければならない。また、一度送信ユニットが取り付けられる(installed)と、そのようなユニットはリークがテストされ、正しい信号を送信していることを保証するためにテストされなければならない。加えて、上述のような従来の送信ユニットは、送信機から中心場所(中央記憶場所)(central location)に配線を必要とする。これは、さらなる労力を要求し、適当な配線経路が現場で利用されることを要求する。
【0007】
従来の別の方法(approach)もまたインターネット(非特許文献2参照)上に開示されている。この方法は、ウェブカメラでダイヤルインジケーターからデジタル画像を取り込む工程と、アルゴリズムをデータ画像に適用(応用)する工程とを含んでいる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】http://www.grainger.com/Grainger/wwg/itemDetailsRender.shtml?ItemID=1611625135.
【非特許文献2】http://www.eissq.com/DialADC.html#Matlabcode.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
このような方法の欠点は、最適な光条件に依存することであり、アルゴリズムを実行するためにかなりの処理能力を必要とすることである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の種々の実施形態を添付図面を用いて詳細に説明する。それらの実施形態は、装置、方法およびシステムを含むゲージリーダー(読取機)を示している。
【発明の効果】
【0011】
その装置、方法およびシステムは、ゲージを交換することなく、存在するゲージに簡単に適応することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】図1は、本発明の第1実施形態に係るブロック概略図である。
【図2】図2は、本発明の第2実施形態に係るブロック概略図である。
【図3】図3は、本発明の第3実施形態に係るブロック概略図である。
【図4】図4は、本発明の第4実施形態に係るブロック概略図である。
【図5】図5は、本発明の第5実施形態に係るブロック概略図である。
【図6】図6(A)は、本発明の第6実施形態に係る断面図である。図6(B)は、本発明の第6実施形態に係る外観図である。
【図7】図7は、本発明の第7実施形態を示す概略図である。
【図8】図8は、本発明の第8実施形態を示す概略図である。
【図9】図9(A)は、本発明の第9実施形態を示す概略図である。図9(B)は、図9(A)の実施形態に使用できるワイヤレスアナログコンバーターの一例を示す。
【図10】図10は、本発明の第10実施形態を示す概略図である。
【図11】図11は、別の実施形態による方法を示すフロー図である。
【図12A】図12Aは、さらに別の実施形態による方法を示すフロー図である。
【図12B】図12Bは、あるタイプのゲージに使用される図12Aの方法の一例を示す図である。
【図12C】図12Cは、あるタイプのゲージに使用される図12Aの方法の一例を示す図である。
【図12D】図12Dは、あるタイプのゲージに使用される図12Aの方法の一例を示す図である。
【図12E】図12Eは、あるタイプのゲージに使用される図12Aの方法の一例を示す図である。
【図13】図13(A)〜13(D)は、別のタイプのゲージに使用される図11の方法の一例を示す図である。
【図14】図14は、別の実施形態による方法を示すフロー図である。
【図15】図15は、本発明の別の実施形態に係る外観図である。
【図16】図16は、実施形態による別な方法を示すフロー図である。
【図17】図17(A)〜17(C)は、あるタイプのゲージに使用される図16の方法を示す図である。
【図18】図18(A)〜18(C)は、別のタイプのゲージに使用される図16の方法を示す図である。
【図19】図19は、別の実施形態によるゲージリーダーの操作を示す状態図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
第1実施形態によるゲージリーダーは、図1のブロック概略図に示され、符号100によって表されている。ゲージリーダー100は、物理的取り付け構造体102と、イメージセンサー104と、画像処理部106と、ゲージパラメーター保存部108と、送信部110とを含んでいる。物理的取り付け構造体102は、イメージセンサー104とゲージリーダー100の他の付属的なコンポーネント(構成物)とが、ゲージ112に物理的に取り付けられることを可能とする。そのような物理的な取り付けはゲージ112からイメージセンサー104への直接の画像経路を供給する必要がないということが、以下の実施形態で言及され、詳細に説明される。画像は、屈折や反射のような間接的な経路を経由して移動することができる。好ましくは、物理的取り付け構造体102は、ゲージ112の画像がイメージセンサー104で反射されることを許可する。
【0014】
イメージセンサー104は、1または2以上のゲージ112の画像を受信し、そのような画像をデータ値に変換することができる。イメージセンサー104は、画像をデジタルデータに変換できることが好ましく、画像をマルチビット(multi-bit)ピクセル値に変換できることがより好ましい。イメージセンサー104は、種々のタイプであることができる。たとえば、電荷結合素子(CCD)型センサーや相補型金属酸化膜半導体(CMOS)型センサーが挙げられるが、これに限定されない。また、このようなセンサーは、白黒形式やカラー形式でピクセル値を提供してもよい。
【0015】
ゲージパラメーター保存部108は、ゲージリーダー100によって読み取られたゲージに相当するパラメーターデータを保存することができる。特に、ゲージパラメーター保存部108が、データ値を保存することができる。そのデータ値は、画像処理部106が、受信したゲージ画像データから最終ゲージ表示値を生成することを可能にすることができる。このようなデータと機能の詳細な例を以下に説明する。
【0016】
画像処理部106は、イメージセンサー104から画像データを受信することができ、そのデータの1または2以上の所定の画像処理操作を実行することができる。画像処理部106は、わずか1つの一体化された回路装置を含むことが好ましい。画像処理部106は、受信した画像データの選択された部分を分析し、データ値が重要なゲージ表示データを表すということを決定し、そのようなデータを中間ゲージ表示に変換することができる。ゲージパラメーター保存部108と中間ゲージ表示のうちの値を利用することで、画像処理部106は送信部110に出力される最終ゲージ表示値を生成することができる。
【0017】
送信部110は最終ゲージ表示値をリモート位置(遠隔地)に送信することができ、それによって、ゲージ値の遠隔モニタリングを可能とする。
【0018】
このように、ゲージリーダー100は、ゲージ112に取り付けられたイメージセンサー104でゲージ画像を読み取り、そのような画像からゲージ表示を生成し、ゲージ表示を遠隔置に送信することができる。
【0019】
図2に関し、第2実施形態によるゲージリーダーは、ブロック図に示され、符号200で表される。ゲージリーダー200は、図1の第1実施形態と同じ構成をいくつか含んでいる。同様の構成は、符号の最初の数字を“1”の代わりに“2”にして表されている。
【0020】
ゲージリーダー200は、ゲージ212にゲージリーダー200を取り付けるための物理的取り付け構造体を含むハウジング構造体(筺体)202’を含んでいる。すなわち、ゲージリーダー200は、ゲージに物理的に取り付けられ、ゲージ表示を遠隔地に送信することができる単一ユニットであることができる。(存在する)ゲージを交換するというプロセスを必要としないから、そのような配置は有利に非侵襲性(noninvasive)である。ハウジング構造体202’は、外部の光状態からゲージ212を隔離するために、ゲージ212を完全に覆うことができる。
【0021】
図2の特定の配置は、画像反射器214と照明光源216を含んでいる。画像反射器214は、ゲージ212の画像をイメージセンサー204に反射することができる。そのような配置は、コンパクトな物理的構造体をもたらすことができる。そのようなコンパクトな物理的構造体は、ゲージリーダー200が最小領域を占める非侵襲性の状態にゲージを適合することを可能にする。照明光源216は、ゲージ212の画像を捉えることができるようにゲージ212を明るくする。これにより、画像の補足(取り込み)は、外部照明条件に依存しないようになる。照明光源216は、制御一体型回路(IC)218によって制御される。これにより、画像が必要とされるとき、照明光源216は、選択的にオン状態にされる。さもなければオフ状態のままである。照明光源216は、発光ダイオード(LED)であることが好ましい。しかしながら、照明光源216は、電磁スペクトルの可視部分の光に限定される必要はない。照明光源216は、使用されるイメージセンサーと読み取られるゲージ212の用途に依存して、赤外波長または紫外波長の光を含むことができる。
【0022】
図2を参照すると、ゲージリーダー200は、組立(assembly)構造体228に取り付けられた多数の電子コンポーネントを含んでいる。特に、コントロールIC218、バッテリーレシーバー220、DC/DCコンバーター222、および送信回路210は、組立構造体228に取り付けられる。ある特定の配置において、組立構造体228は回路基板であることができる。しかしながら、別の実施形態において、組立構造体228は、一例であるが、マルチチップモジュールのような付加的な構造体または別な構造体を含むことができる。
【0023】
コントロールIC218は、画像処理部206および“搭載”保存回路208−0を含んでいる。画像処理部206は、画像データ取得工程、関連するデータポイントと関連のないデータポイントを区別するために画像データの選択されたポイントを処理する工程、関連するデータポイントから中間ゲージ表示を生成する工程、中間ゲージ表示とゲージパラメーターデータとからゲージ表示値を生成する工程を含む、多数の所定の工程を実行するために構成された処理装置を含むことができる。搭載保存回路208−0は、画像処理工程と他の操作を実行するための命令を保存する。加えて、搭載保存回路208−0は、ゲージパラメーターデータを保存することができる。そして、ゲージパラメーター保存部の全体および一部を形成することができる。搭載保存回路208−0は、プログラム可能な読み取り専用メモリ(PROM)、電気的PROM(EPROM)、電気的消去・書き込み可能なPROM、(フラッシュEEPROMを含むEEPROM)、磁気抵抗メモリ(MRAM)、強誘電体RAM(FRAM)、または相転移RAMなどの不揮発性記憶回路を含むことが好ましい。このような不揮発性記憶回路は、ダイナミックRAMやスタィックRAMのような揮発性記憶回路と組み合わせて用いられることができる。コントロールIC218は、PSoCTM Mixed-Signal Array(USA、カリフォルニア州サンノゼのサイプレスセミコンダクター社製)であることが好ましい。
【0024】
コントロールIC218は、付加機能を含むことができる。コントロールIC218は、ゲージリーダー200の他のすべてまたはいずれかの回路の起動を制御することができる。たとえば、与えられる機能のために必要とされるときにのみ、回路は起動され、その後停止状態に戻ることができる。停止状態は、たとえば、スタンバイ状態やオフ状態である。特に、コントロールIC218は、ゲージ表示を生成し、送信するために定期的に回路を起動させ、その後そのような回路を停止させることができる。加えて、または、代わりの方法として、コントロールIC218は、ユーザー入力によってリクエストされた時、そのような回路を起動させることができ、その後、停止状態にそのような回路を戻すことができる。そのような方法は、電力消費を有利に節約することができる。それは、電池式の実施形態に特に有利である。
【0025】
またさらに、コントロールIC218は、ゲージ値を生成することに加え、ゲージ表示評価操作を実行することができる。たとえば、コントロールIC218は、ある処理装置によって、実行可能な命令を含むことができる。その処理装置は、1または2以上のゲージ表示がある範囲の外にあるかどうか、またはゲージ表示が他の所定の動作を発揮するかどうかを決定することができる。そのような場合において、コントロールIC218は、送信回路210によって送信するための生成されたゲージ表示の代わりに、または、生成されたゲージ表示に加えて、“評価データ”を送ることができる。
【0026】
増設メモリがコントロールIC218によって利用できるメモリを超えて必要とされる場合、ゲージリーダー200はコントロールIC218によってアクセス可能な1または2以上の追加の記憶回路208−1をさらに含むことができる。追加の記憶回路208−1は、好ましくは組立構造体228に取り付けられる不揮発性シングルメモリICであることができ、より好ましくはEEPROM ICである。
【0027】
送信部210は、コントロールIC218からゲージ表示値を受信することができ、ゲージ212と取り付けられたゲージリーダー200とから遠隔地に伝達経路230上に値を出力することができる。特定の例を示すと、送信部210は、従来のワイヤレスUSBプロトコルによるワイヤレス信号を送信するワイヤレスユニバーサルシリアルバス(USB)であることができる。そのような配置は、モニタリングシステムがゲージと遠隔地との間のモニタリング/伝達経路を物理的に配線で結ぶ必要性を排除することができる。しかしながら、以下に示すように、他の実施形態は、物理的な配線を超えて、送信のために適した出力を提供する。
【0028】
図2に示すとおり、ゲージリーダー200は、バッテリー駆動であることが好ましい。ゲージリーダー200は、バッテリーレシーバー220およびDC/DCコンバーター222を含んでいる。バッテリーレシーバー220は、ゲージリーダー200に電力を供給するために適したバッテリーを含有するためのレセプタクル(容器)であることができる。DC/DCコンバーター222は、ゲージリーダー200の種々の回路に備えられる適切な電圧レベルを保証することができる。好ましい実施形態において、ゲージリーダー200は、再充電できるバッテリーを備えるように構成されることができ、再充電できるバッテリーを充電するためのDCアダプター232をさらに含むことができる。DCアダプター232は、局部電源に適したものであることができる。それは、種々の状態に依存して、AC電源またはDC電源であることができる。もちろん、ゲージリーダー200は、DCアダプター232で、ACまたはDC電源を経由して直接電力を供給されることができる。そのような配置において、バッテリーレセプタクルは、含まれていなくてもよい。
【0029】
ゲージリーダー200が、ゲージ表示値を送信する事ができる間、ゲージ212の局部検査を許可するために、ゲージリーダー200の外表面上に付加的な表示を備えることは好ましい。図2の例において、ゲージリーダー200は、表示値224、付加的に表示状態226を含んでいる。表示値224は、ゲージリーダー200によって、生成されるゲージ表示を表示することができる。表示された値は、ゲージリーダー200によって生成された最新のゲージ表示であることが好ましい。表示値224は、英数字の液晶表示(LCD)であることが好ましい。一例であるが、LED英数字表示のような代替形式をとってもよい。表示状態226はゲージリーダー200の状態を表示するために備えられてもよい。表示状態226は、低バッテリー状態を示すことが好ましい。しかしながら、特に限定されないが、表示値224および/または表示状態226は、ゲージリーダー200の通常動作、ゲージリーダー200の異常動作、限界値を超えたゲージ表示、限界値内のゲージ表示、ゲージ212とずれるゲージ表示、または整備/検査を含む状態を表示できる他の数値を表示することができる。
【0030】
付加的に、ゲージリーダー200はユーザー入力234を含んでいてもよい。ユーザー入力234は、ゲージリーダー200にデータ値を入力するために使用される。そのようなデータ値は、ゲージの所定の機能を起動するために、ゲージリーダー200またはユーザー入力内に保存された値であることができる。図2の例において、一例ではあるが、ユーザー入力234は、キーボード/タッチパッドのような静電容量センサータイプ装置のための静電容量(capacitance)センス入力であることができる。もちろん、ユーザー入力234は、ネットワークインターフェイス(NIC)、直列入力接続、または直列出力接続のような電子的形態やユーザー入力234の配線形態およびワイヤレス形態の両方を含む種々の他の形態をとることができる。ユーザー入力234は、ハウジング構造202’に固定されてもよく、配線を介してゲージリーダーにプラグで接続されてもよい。
【0031】
図2の実施形態がコントロールIC218と送信回路210との両方に異なったICsを含むが、そのような回路は1つのICに一体化されることができる。
【0032】
このように、ゲージリーダー200は、配線の必要性なしに存在するゲージに取り付けられるコンパクトな構造であることができる。これは、自動化されたシステムにおいて、ゲージの非常に簡単かつ素早い変換を提供することができる。
【0033】
図2の実施形態は、限られた数のコンポーネントのため、非常にコンパクトなシステムを提供することができる。しかしながら、確実なタスクの速い実行のために付加的なコンポーネントを組み入れることが望ましい。そのような配列の一つが図3に示される。
【0034】
図3を参照すると、第3実施形態によるゲージリーダーは、ブロック模式図に示され、符号300で表されている。ゲージリーダー300は、図2の第2実施形態と同じいくつかの部を含んでいる。したがって、各部には、最初の数字が“2”の代わりに“3”になっているが、同じ符号が付されている。
【0035】
ゲージリーダー300は、画像処理機能を実行するために、分離ICを含んでいるという点で、図2のゲージリーダー200と異なっている。特に、ゲージリーダー300は、画像処理機能を実行するために、画像処理IC306’を含んでいる。そのような機能は、コントロールIC318によって実行されない。さらに詳しくいうと、画像処理IC306’は、受信した画像データの選択された部分を分析し、データ値が十分なゲージ表示データを表すということを決定し、中間表示値にそのようなデータを変換することができる。コントロールIC318は、中間表示値とゲージパラメーターデータに基づいて、最終ゲージ表示値を生成するための処理回路307を含むことができる。好ましい実施形態において、画像処理IC306’は、他の回路コンポーネントと一緒に、組立構造体328に取り付けられる。画像処理IC306’は、たとえば、画像処理操作を実行するための命令付き処理回路、画像処理操作を実行するように設計されている特定用途集積回路(ASIC)、または設計された画像処理操作を実行するためにプログラム化されたプログラムロジック装置(PLD)であることができる。
【0036】
コントロールIC318は、画像処理IC306’の起動を制御することができる。特に、コントロールIC318は、画像を必要とする画像処理IC306’を起動することができる。そして、画像データが処理されたとき、装置の動作を停止することができる。動作の停止は、スタンバイ状態に装置をセットすることまたは装置を完全にオフ状態にすることを含む。
【0037】
このように、ゲージリーダー300は、コンパクトになり、簡単に装置を実行することができ、とても速い画像処理能力を有することもできる。
【0038】
図4を参照すると、第4実施形態によるゲージリーダーは、ブロック模式図に示され、符号400で表されている。ゲージリーダー400は、図2の第2実施形態と同じいくつかの符号を含んでいる。したがって、各部には、最初の数字が“2”の代わりに“4”になっているが、同じ符号が付されている。
【0039】
ゲージリーダー400は、アナログ出力信号を提供することができるという点で、図2のゲージリーダー200と異なっている。特に、ゲージリーダー400は、デジタル/アナログコンバーター(DAC)436を含んでいる。そのDAC436は、画像処理部406によって生成されるデジタルゲージ表示を遠隔地に出力するためのアナログ信号に変換することができる。DAC436は、コントロールIC418の一部分から形成されることが好ましい。付加的に、ゲージリーダー400は、このコントロールIC418から送信された信号にアナログ出力信号を増殖するための増殖回路438を含むことができる。そのようなアナログ出力信号は、アナログ入力信号に基づくコントロールシステムで使用するために適した産業標準信号であることができる。
【0040】
このように、ゲージリーダー400は、コンパクトになり、アナログ入力信号のために設計されたコントロールシステムと互換性がある装置を簡単に実行することができる。
【0041】
図5を参照すると、第5実施形態によるゲージリーダーは、ブロック模式図に示され、符号500で表されている。ゲージリーダー500は、図2の第2実施形態と同じいくつかの符号を含んでいる。したがって、各部には、最初の数字が“2”の代わりに“5”になっているが、同じ符号が付されている。
【0042】
ゲージリーダー500は、ネットワークインターフェース540を含んでいる点で、図2のゲージリーダー200と異なっている。ネットワークインターフェース540は、ネットワーク接続542上でデータをパケット形式で送受信することができる。ネットワーク接続542は、配線接続またはワイヤレス接続であることができる。ネットワーク接続は、たとえば、ローカルエリアネットワーク(LAN)、広範囲ネットワーク(WAN)またはインターネットに接続することができる。
【0043】
このように、ゲージリーダー500は、コンパクトになり、ネットワーク上でモニタリングするために適している装置を簡単に実行することができる。
【0044】
種々の実施形態およびそれらの関連回路、配線を説明したので、コンポーネントの特定の物理的位置(配置)を含む別の実施形態を説明する。
【0045】
図6(A)と図6(B)を参照すると、第6実施形態によるゲージリーダーは、断面図および拡大図に示され、符号600で表される。ゲージリーダー600は、図1〜5の実施形態の特定の物理的実施を示している。したがって、各部には、最初の数字が“1”、“2”、“3”、“4”、または“5”の代わりに“6”になっているが、同じ符号が付されている。
【0046】
図6(A)と図6(B)を参照すると、ゲージリーダー600は、コンポーネントの位置を表すために断面図で示されている。ゲージリーダー600は、円形表面を有する円筒状ゲージ612’を収容するように設計されている。ハウジング構造体は、環状シェル部材602’−0、環状ガスケット部材602’−1、および表面部材602’−2を含んでいる。それらは、全体的または部分的に透明であってもよい。シェル部材602’−0は、ゲージリーダーの種々の部分の物理的取り付けポイントを提供する。たとえば、イメージセンサー604、イメージ反射器614、組立構造体628は、シェル部材602’−0に含まれることができる。図6(A)、6(B)は、バッテリー受信機620、照明光源616、表示値624、および組立構造体628に接続された表示状態626もまた示している。別な配置において、このようなコンポーネントは、シェル部材に接続され、組立構造体に配線接続されていてもよい。組立構造体がお互いに電気的に相互接続される種々の回路成分を含むことができるということが理解される。シェル部材602’−0は、ゲージリーダー600の外側から生じる光がシェル部材602’−0の内側(イメージセンサー604側)に入ることを防止することが好ましい。
【0047】
ガスケット部材602’−1は、ゲージがシェル部材602’−0に対して所望の姿勢で位置されるようにゲージ表面(例えば、読み取られるゲージの部分)でゲージリーダー600にしっかりと取り付けられることを許可する。ガスケット部材602’−1は、硬い部材または柔軟な部材であることができる。好ましくは、ガスケット部材602’−1は、ゲージリーダー600の外側から生じる光がシェル部材602’−0の内側(イメージセンサー604側)に入ることを防止することができる。
【0048】
表面部材602’−2は、表示値624および表示状態626を視認できるように透明であってもよい。好ましくは、表面部材602’−2は、ゲージリーダー600の外側から生じる光がシェル部材602’−0の内側(イメージセンサー604側)に入ることを防止することができる。別な配置において、表面部材602’−2が全体的に不透明である場合、表示値624および/または表示状態626は、表面部材602’−2から外側に向かう、または表面部材602’−2を貫通することができる。
【0049】
ゲージリーダー600が物理的配線のためのアナログ出力信号を提供する場合、ゲージリーダー600は、配線646に接続するための配線コネクター644を含むことができる。そのような配線コネクター644は、単数または多数の配線接続のための接続を提供することができる。たとえば、アナログ信号を利用するシステムの場合、そのような接続は1または2つの配線であってもよい。しかしながら、ネットワーク型の接続にとっては、そのようなコネクター644は、ツイストペア線を含み、ツイストペア線上の標準ネットワーク配線を収容することができる。
【0050】
ゲージリーダー600は、機械的“ジャストサイズの”接続(mechanical “snug” connection)でゲージ612’に取り付けられているが、本発明はこれに限定されない。別の実施形態では、たとえば、機械的留め具、圧縮リング、ボルト、またはスクリューのような強力な機械的接続で取り付けられることもできる。また、ガスケット部材602’−1は、ゲージ612’に強く取り付けられることができる。一方、ゲージリーダー600の残余部分(シェル部材602’−0等)は、ガスケット部材602’−1から除去可能である。たとえば、ガスケット部材602’−1は、上述の例または接着剤(たとえば、エポキシ、特別なのり)や溶接などのより長持ちする方法によってゲージ612’に取り付けられることができる。一方、ゲージリーダー600の残余部分(シェル部材602’−0等)は、ガスケット部材602’−1から除去可能である。ガスケット部材602’−1は、ねじ(thread)を含んでいてもよい。そして、ゲージリーダー600の残余部(シェル部材602’−0等)は、ガスケット部材602’−1にねじ込まれていてもよく、ゲージリーダー600の残余部はガスケット部材602’−1にはめ込まれていてもよく、または、ゲージリーダー600の残余部はねじやボルトを介してガスケット部材602’−1に取り付けられていてもよい。また、ゲージリーダー600の残余部は磁石を介してガスケット部材602’−1に取り付けられていてもよい。もちろん、これらは、多くの例の一例にすぎない。
【0051】
上記実施形態は、特定のゲージリーダーの例を実証するものであるが、別の実施形態はそのようなゲージリーダーを用いるシステムを含むことができる。そのようなシステムのいくつかの例を説明する。
【0052】
図7を参照すると、第7実施形態によるシステムはブロック図で示され、符号700で表される。システム700は、1または2以上のゲージリーダー702−0〜702−2およびモニタリング装置704を含んでいる。図7の例において、ゲージリーダー(702−0〜702−2)は、1または2以上のゲージに物理的に取り付けられるイメージセンサーをそれぞれ含んでいる。そして、モニタリング装置704にデータを送信するワイヤレス送信機を含むことができる。
【0053】
図7の配置において、各ゲージリーダー702−0〜702−2は、それぞれ分離ワイヤレスチャンネル706−0〜706−2でデータを送信することができる。そのようなデータは、上記実施形態で説明したように、ゲージ表示および/または評価データを含むことができる。ある特定の例において、データはワイヤレスUSBプロトコルを介して送信されることができる。
【0054】
モニタリング装置704は、ワイヤレスリンクを介してデータを受信することができるワイヤレス受信機708を含んでいる。システム700が1以上のゲージリーダーを含む場合、モニタリングシステム700はマルチチャンネル間を区別できるワイヤレス受信機708を含むことができる。モニタリング装置704は、ラージプロセスコントロールシステムの1つの部分であってもよいということが理解される。また、他の実施形態において、システムは、ゲージリーダーの1つまたは選択グループのデータを監視する多数のモニタリング装置を含んでいてもよい。
【0055】
これにより、システムは、ワイヤレス法でモニタリング装置にゲージ表示または他のデータを送信する1または2以上のゲージリーダーを含むことができる。
【0056】
上述したように、コントロールシステムのいくつかのタイプは、アナログ入力値を受信するように構成されている。そのような配置に適応するためのシステムが、図8、9(A)、9(B)に示される。
【0057】
図8を参照すると、第8実施形態によるシステムは、ブロック図で示され、符号800で表される。システム800は、図7の第7実施形態と同じいくつかの部を含んでいる。したがって、各部には、最初の数字が“7”の代わりに“8”になっているが、同じ符号が付されている。
【0058】
システム800は、各ゲージリーダー802−0〜802−2が有線の送信回路を含むという点で、図7のシステム700と異なっている。したがって、ゲージリーダー802−0〜802−2からのデータは、それぞれ有線のチャンネル810’−0〜810’−2を経由して送信されることができる。特に、ゲージ表示は、アナログモニタリングシステム812のアナログ入力を経由して受信されることができる。
【0059】
図9(A)を参照すると、第9実施形態によるシステムは、ブロック図で示され、符号900で表されている。システム900は、図7の第7実施形態と同じいくつかの部を含んでいる。したがって、各部には、最初の数字が“7”の代わりに“9”になっているが、同じ符号が付されている。
【0060】
システム900は、アナログモニタリングシステム912だけでなく、ワイヤレスアナログコンバーター914も含んでいる点で、図7のシステム700と異なっている。ワイヤレスアナログコンバーター914は、ワイヤレスチャンネルを経由して受信したデータ値をアナログモニタリングシステム912に適したアナログ信号に変換することができる。
【0061】
図9(B)を参照すると、ワイヤレスアナログコンバーターの1つの例がブロック模式図で示され、符号950で表されている。ワイヤレスアナログコンバーター950はワイヤレス受信機952と、チャンネル弁別器954と、多数のDACs956−0〜956−Nとを含んでいる。ワイヤレス受信機952は、ワイヤレスデータ値を受信することができ、それらをデジタル値に変換することができる。チャンネル弁別器954は、受信したワイヤレスチャンネルに相当するデジタル値を分離DAC(956−0〜956−N)に出力することができる。各DAC(956−0〜956−N)は、受信したデジタル値に応じてアナログ信号を生成することができる。
【0062】
このように、システムは、アナログ信号に基づく信号システムの使用に適した1または2以上のゲージリーダーを含むことができる。
【0063】
図10を参照すると、さらにもう1つの実施形態によるシステムがブロック模式図で示され、符号1000で表されている。システム1000は、図7の第7実施形態と同じいくつかの部を含んでいる。したがって、各部には、最初の数字が“7”の代わりに“10”になっているが、同じ符号が付されている。
【0064】
図10の配置において、ゲージリーダー1002’−0〜1002’−2は、通信1006によってモニタリング装置1016にデータを送信することができる。通信1006は、ゲージリーダー(1002’−0〜1002’−2)がワイヤレス送信機を含む場合、ワイヤレス通信であってもよく、ゲージリーダー(1002’−0〜1002’−2)が配線された送信機を含む場合、ワイヤレス通信であってもよい。また、それらの組み合わせであってもよい。
【0065】
モニタリング装置1016は、ゲージリーダー1002’−0〜1002’−2からデータを受信し、ゲージリーダーから受信したデータを保存できるネットワークサーバーであることができる。モニタリング装置1016は、ネットワーク1018に接続されることができる。そのため、1または2以上のクライアントサーバー(1020−0、1020−1、1020−2)からデータパケット通信プロトコルを介してゲージリーダーデータにアクセスすることができる。ネットワーク1018は、たとえば、LAN、WAN、またはインターネットを含むことができる。
【0066】
このように、システムは、ネットワークシステムの使用に適した1または2以上のゲージリーダーを含むことができる。
【0067】
上記実施形態はゲージリーダーとゲージリーダーシステムを含んでいたが、別の実施形態はゲージを読み取るための方法を含むことができる。そのような方法を以下説明する。
【0068】
ある実施形態による方法は、図11にフロー図で示され、符号1100によって表されている。方法1100は、ゲージに取り付けられたイメージセンサーからゲージ画像データを獲得する工程を含んでいる(工程1102)。ある特定の配置において、そのような工程は、デジタルイメージセンサーでゲージの画像を取り込む工程を含んでいる。そのデジタルイメージセンサーは、画像の各ピクセルのマルチビット値を提供する。また、そのような工程は、たとえば、画像取り込み(capture)に先だってゲージを明るくする工程、イメージセンサーにゲージ画像を反射させる工程、イメージセンサーでゲージ画像を屈折させる工程、または、イメージセンサーでゲージ画像を集束する工程のいずれかを含んでいる。
【0069】
方法1100は、関連する画像データポイントを同定するために獲得されたゲージ画像データの選択されたポイントを処理する工程を含んでいる(工程1104)。そのような工程は、画像の他の部分からゲージ画像の測定部分を表すピクセルを区別する工程を含んでいる。特に、そのような工程は、画像に対して1または2以上の選択されたパターンをスキャンする(読み取る)工程を含んでいる。これは、画像の全てのポイントを処理する工程と大きく異なっている。工程1104は、ピクセル値を互いに区別する工程を含んでいる。例えば、ピクセルは、コントラスト(相対的な明るさまたは相対的な暗さ)、色、グループ分け(配置)(隣接するピクセルに対して同じまたは似たコントラスト/色)によって区別されることができる。
【0070】
関連する画像データポイントは、中間ゲージ表示に変換される(工程1106)。工程1106は、関連する画像データポイントに基づく数値を精製することができる。そのような工程は、ゲージ構成に強く依存する。多くの例の中で、たとえば、そのような数値は、線の傾き、全体の画像における位置、面積、線寸法(線長、円弧サイズ、外周サイズ、幾何学的周辺形態)、角度採寸(度、ラジアン)、三角関数(sin、cosなど)のいずれかである。このような値は、シーケンシャルイメージに生成される値によって決定されるように、上記測定値のいずれかの変化率であることができる。
【0071】
方法1100は、中間ゲージ表示および保存されたゲージパラメーターから最終ゲージ表示を生成する工程を含んでいる(工程1108)。そのような工程は、保存されたゲージパラメーターにアクセスする工程と、アクセスされたデータおよび中間ゲージ表示に基づいて最終ゲージ表示を計算する工程とを含んでいる。加えて、またはその代わりに、そのような工程は、入力値として中間ゲージ値を使用するルックアップテーブル形式(format)でゲージパラメーターデータにアクセスする工程を含んでいる。
【0072】
最終ゲージ表示値は送信される(工程1110)。そのような工程は、上記の種々の技術によって、ゲージ表示を送信する工程を含んでいる。その種々の技術は、ワイヤレス信号または有線経路を含んでいる。そして、その送信は、たとえば、別個の値としてまたはデータパケット内にはめ込まれた値として、デジタル形式で、または変換されたアナログ形式で行われる。
【0073】
このように、方法は、ゲージに取り付けられたイメージセンサーからゲージ表示を生成し、そのような値を送信することができる。
【0074】
別の実施形態によるより詳細な方法を図12A〜12Eを使用して説明する。図12Aは、方法のフロー図であり、その方法は符号1200で表されている。図12B〜12Eは、図12Aに示される種々の工程を表す図である。
【0075】
図12Aを参照すると、方法1200は、図11に示される工程の特定の実行を含んでいる。したがって、各工程は、符号の最初の数字の“11”の代わりに“12”を使用するが、同じ符号が付されている。
【0076】
方法1200は、ゲージ表示操作を開始する工程を含んでいる(工程1201)。そのような工程は、割り込み(interrupt)に対応する処理を開始する工程を含んでいる。割り込みは、たとえば、コントロール回路によって、またはゲージリーダーに取り付けられた物理的入力装置またはリモートリクエストのいずれかを経由してユーザー入力を受信することによって生成される。
【0077】
図12Aの例において、工程1202は、イメージセンサーをオン状態にし、ゲージ(この場合ではLED)を明るくするための発光光源をオン状態にし、ゲージ画像を獲得し、そして、発光光源をオフ状態にするサブ工程を含んでいる。画像獲得時間の継続期間は、ゲージリーダーによって保存されたゲージパラメーター値であることができる。
【0078】
この特定な例における取り込まれた画像は、図12Bに示される。図12Bは、温度測定のための放射状偏向ゲージ(radial deflection gauge)を示す。画像は、2つの異なったスケール1222−0および1222-1に基づいて測定される温度を示す指針1220を含んでいる。そのような画像は、ピクセルフォームであることができる。また、そのような画像は、使用されたイメージセンサーの解像度に依存したピクセル化に起因して、かなり粗くてもよい。
【0079】
図12Aの例において、工程1204は測定されているゲージの特定のサブ工程を含んでいる。したがって、工程1204は、“n”同心円のためのスキャン工程を含んでいる。そのようなスキャン操作のための座標は、ゲージリーダーによって保存されるゲージパラメーター値であることができる。
【0080】
図12Cは、図12Bのゲージのスキャンされた同心円の一例を示している。図12Cは、4つの同心円1224−0〜1224−3のスキャンエリアを示している。もちろん、4つの同心円よりも多い、または、少ない同心円が所望の精度および/またはスピードに応じてスキャンされてもよい。しかしながら、同心円は、全画像の部分集合を表し、結果として、画像のすべてのピクセルを処理する従来の方法よりも少ないピクセルを処理することになる。
【0081】
図12Aに戻って見ると、工程1204は、スキャンされた同心円のために、放射状(方向)に沿って、360度ピクセル値を試験する工程を含んでいる。そのようなピクセルに対して、ピクセルのブロックの平均ピクセル明度(強度)が計算される。図に示された例において、ゲージ針は、背景よりも暗い(濃い)。したがって、スキャンされた放射状の区域に沿って最も暗い(濃い)ピクセルの位置が保存される。相対明度値/限界がゲージリーダーによって保存されたゲージパラメーター値であることができる。
【0082】
図12Dは、図12Cのスキャンされた円に相当する保存された濃いピクセルの位置を示す一例を示している。
【0083】
図12Aに戻って見ると、工程1206は、見出された濃いピクセルブロックの最適なラインを計算するサブ工程を含むことができる。そのような工程は、1例ではあるが、直線回帰計算を含むことができる。計算された傾きは、指針の角度に変換されることができる。そのような工程は、三角法計算(アークタンジェント)のような従来の技術を含むことができる。加えて、説明された例の指針は、180°以上ふれることができるから、指針方向が決定されることができる(例えば、上方向や下方向)。特定の例が示すように、これは、針の回転中心点からいずれの端部までの長さが長いかという計測工程を含んでいる。
【0084】
図12Eは、図12Dに示されるピクセルセットの上記記載された計算の代表的な1例を示している。図12Eに示すように、傾きは、水平(X)延長線および垂直(Y)延長線によって計算されることができる。方向は、どちらの長さ(11または12)が長いかという決定によって計算される。
【0085】
再度図12Aに戻るが、工程1208は、指針の角度を保存されたゲージパラメーターを使用してユニットに変換する工程を含んでいる。そのような工程は、ふれの程度と値(温度)との間の変換を表す定数によって、結果値を乗ずる/除ずる工程を含んでいる。そのような変換定数は、ゲージリーダーによって保存されたゲージパラメーター値であることができる。
【0086】
図12Cに戻ると、測定された角度(angle)は1226に示される。
【0087】
再度図12Aを参照すると、特定の方法は、バッテリー電圧をチェックする工程(工程1209)のような付加的な工程を含むことができる。そのような工程は、アナログ−デジタル変換でバッテリー電圧を決定する工程と、所望の限界値以下であればバッテリー電圧を決定する工程とを含んでいてもよい。
【0088】
工程1210は、ゲージリーダーのLCD上にゲージ表示およびバッテリー電圧を表示する工程を含んでいる。さらに、そのような値はワイヤレス通信により送信することができる。
【0089】
方法1200は、スリープモードに戻ることができる(工程1212)。スリープモードは、非臨界回路コンポーネントがオフ状態または低消費電力状態であるモードである。
【0090】
このように、方法は、放射状のゲージのゲージ表示を生成することができる。
【0091】
もちろん、図12A〜図12Eの実施形態は、ゲージの特定のタイプの一つを表している。本発明は、いくつかの特定のゲージ構成に限定されるように構成されるべきではない。これを示すために、図13(A)〜図13(D)は多数のバータイプのゲージからゲージ表示の獲得を示している。
【0092】
図13(A)は、ゲージの画像を示している。図13(B)は、ゲージのスキャンされた領域を示している。それは、3つのライン1324−0〜1324−2を含んでいる。図13(C)は、最も高いコントラストピクセルをとることで生成されるピクセルデータを示している。図13(D)は、ゲージ表示値がどのように一つの寸法(長さ)によって生成されることができるかということを示している。そのような長さは、最終ゲージ値を生成させるために変換値によって乗じられる。最終ゲージ値は、分離チャンネル(配線またはワイヤレス)に沿って送信され、または同じチャンネルに沿って多重送信されることができる。そのような多重送信は時間ベースであることができる。または、多重送信は、異なるゲージリーダーを互いに区別するゲージリーダー識別子を含むことができる。
【0093】
これにより、方法は、同じゲージに対して多数のゲージ表示を生成することができる。
【0094】
種々の実施形態によるゲージリーダーは、モニタリングシステムによって、評価のためのゲージ表示を送信することができるが、上述したように、ゲージ表示評価はゲージリーダー装置自身で実行されることができる。そのような方法(approach)の例を説明する。
【0095】
図14を参照すると、もう一つの実施形態による方法が、ブロック模式図で示され、符号1400で表される。方法1400は、限界(値)チェック操作を開始する工程を含んでいる(工程1402)。そのような工程は、2つの例を挙げると、自動化された割り込み信号またはユーザー入力に対する反応である。方法1400は、画像データからゲージ表示を生成する工程を含んでいる(工程1404)。そのような工程は、上述したいくつかのゲージ表示生成方法を含むことができる。特定の例のように、工程1404は、図11の工程1102〜1108または図12Aの工程1202〜1208を含むことができる。
【0096】
ゲージ表示は、それが所定の限界(値)外にあるかどうかを決定するためにチェックされる(工程1406)。
【0097】
もし生成されたゲージ表示がある範囲の外にあるならば(ブロック1406からY)、ゲージリーダーは限界(値)外の状態を示す(工程1408)。そのような表示は、2つの例を挙げると、視認表示または音声表示であることができる。方法1400は、アラーム表示を送信することができる(工程1410)。そのような送信は、ゲージ表示と同じチャンネル、または、異なるチャンネルであってもよい。
【0098】
もし生成されたゲージ表示がある範囲の内にあるならば(ブロック1406からN)、ゲージリーダーは、上述した技術のいずれかによるゲージ表示を送信することができる(工程1412)。
【0099】
図15は、限界(値)外の状態が示される種々の方法を示すゲージリーダー1500の一例を示している。ゲージリーダー1500は、表示値1524上に所定のパターンを示している。その代わりにまたはそれに加えて、表示状態1526は、所定の画像(たとえば、表示、点滅表示、特定の色の表示)を放つことができる。その代わりにまたはそれに加えて、ゲージリーダー1500は、スピーカー1550を含んでいる。そのようなスピーカー1550は、特定の音を発するように動作することができる。ある方法において、ゲージリーダー1500の中のコントロール回路は、所定のパターンで音声増殖器を作動することができる。その音声増殖器は、所望の音声を生成するためにスピーカー1550を動作することができる。
【0100】
このように、ゲージリーダーは、表示が所定の状態から変化するとき、アラーム表示を提供することができる。
【0101】
上記したような種々のゲージリーダーは、測定されたゲージに対して、特定の方向(姿勢)に置かれると操作するように設計されることができる。しかしながら、より簡単な使用のために、ゲージリーダーは、較正(キャリブレーション)機能を含むことができる。ゲージリーダーが相当するゲージに対して、取り付けられた方向から移動される場合、そのような機能は、ゲージリーダーが微調整でゲージに適合されることを可能にし、および/または、ゲージリーダーが再調整することを許可することができる。較正方法の特定な例を説明する。
【0102】
図16に示すように、実施形態による較正方法は、フロー図で示され、符号1600で表される。方法は、実際のゲージ表示を得るためにゲージを読み取る工程を含んでいる(工程1602)。そのような工程は、その実際のゲージ表示を決定するためにゲージを視覚的に検査する工程を含むことができる。
【0103】
それから、ゲージリーダー構造体(assembly)がゲージに取り付けられる(工程1604)。
【0104】
そして、較正操作が開始される(工程1606)。そのような工程は、2つの例を挙げると、ユーザー入力、または、ゲージリーダーが最初にオン状態にあるときのユーザー入力に対応している。
【0105】
方法1600は、画像データから中間ゲージ表示を生成することができる(工程1608)。特定の配置において、そのような工程は、図11の工程1102〜1106、または、図12Aの工程1202〜1206のいずれかを含むことができる。方法1600は、中間ゲージ表示と保存されたゲージパラメーターから最終ゲージ表示を生成する工程を含んでいる(工程1610)。特定の配置において、そのような工程は、図11の工程1108、または、図12Aの工程1208を含むことができる。
【0106】
方法1600は、最終ゲージ表示が実際のゲージ表示と一致するかどうか確認するためのチェック工程を含んでいる(工程1612)。そのような工程は、2つのゲージ表示(最終ゲージ表示、実際のゲージ表示)が互いに許容範囲の中にあるかどうかを決定する工程を含むことができる。付加的に、そのような工程は、さらにその読み取りが互いにどのように異なるかを決定する工程を含むことができる(とても低いかとても高いか)。もし適切に一致していると(ブロック1612からのY)、較正方法が完了する。もし、適切に一致していないと(ブロック1612からのN)、較正方法は、最終ゲージ表示を実際のゲージ表示に近づけるような調整が実行される(工程1614)。図16の特定の配置において、この工程は、ゲージパラメーターの調整工程またはゲージ表示生成方法の調整工程を含むことができる。それから、方法1600は、調整されたゲージパラメーターおよび/または調整された生成方法と工程1610を繰り返すことができる。
【0107】
このように、較正方法は、ゲージリーダーによって生成されるゲージ表示が実際のゲージ表示と本質的に一致するまで、どのようなゲージ表示が生成されるか利用される値を調整することができる。
【0108】
まず第1に、図17(A)〜17(C)を参照すると、図12Bのようなゲージの較正方法の特定の例が、一連の略図として示される。図17(A)〜17(C)において、ゲージ値は、以下の関係に従って生成されることができる。
ゲージ_表示=(角度+オフセット_較正)*K
【0109】
値“ゲージ_表示”は、方法によって生成されたゲージ表示である。値“角度”は、ぴったり合うように作られた線の傾きから生成される値である(例えば、傾きのアークタンジェント)。値“オフセット_較正”は、較正工程中、変えられることができる値である。値“K”は、変換定数である。
【0110】
図17(A)は、生成されたゲージ表示1702−0(52°F)と実際のゲージ表示1704(60°F)との間の最初の差を示している。たとえば、ゲージリーダーは、理想の位置に対して回転されることができる。生成されたゲージ表示は実際の表示よりも小さいから、値“オフセット_較正”が、所定の量まで大きくされることができる。その後、ゲージ表示は、再計算される。
【0111】
図17(B)は、生成されたゲージ表示1702−1(56°F)と実際のゲージ表示1704(60°F)との間の次の差を示している。再び、生成されたゲージ表示は実際の表示よりも小さいから、値“オフセット_較正”は、再び大きくされ、ゲージ表示は再計算される。
【0112】
図17(C)は、次の生成されたゲージ表示1702−2(60°F)が実際のゲージ表示1704(60°F)と一致することを示している。その結果、較正操作は、完了される。
【0113】
第2に、図18(A)〜18(C)を参照すると、図13(A)のようなゲージの較正方法の特定の例が、一連の略図として示される。図18(A)〜18(C)において、ゲージ値は、以下の関係に従って生成されることができる。
ゲージ_表示=長さ*K
【0114】
値“ゲージ_表示”は、方法によって生成されたゲージ表示である。値“長さ”は、ぴったり合うように作られた線から生成される値である。値“K”は、変換定数である。
【0115】
図18(A)は、生成されたゲージ表示1802−0(9)と実際のゲージ表示1804(7)との間の最初の差を示している。たとえば、ゲージリーダーは、ゲージから理想の位置よりさらに遠くてもよい。または、光学系は、取り込まれたゲージ画像を縮小してもよい。生成されたゲージ表示は実際の読み取りよりも大きいから、値“K”は、所定の量まで小さくされる。その後、ゲージ表示は再計算されることができる。
【0116】
図18(B)は、生成されたゲージ表示1802−1(8)と実際のゲージ表示1804(7)との間の次の差を示している。再び、生成されたゲージ表示は実際の読み取りよりも大きいから、値“K”は、再び小さくされ、ゲージ表示は再計算されることができる。
【0117】
図18(C)は、次の生成されたゲージ表示1802−2(7F)が実際のゲージ表示1804(7)と一致することを示している。その結果、較正操作は、完了される。
【0118】
較正プロセスは、実際のゲージ表示と生成されたゲージ表示との差に応じてゲージリーダーを較正する単一工程プロセスである。しかしながら、そのような方法(approach)は、ゲージリーダーに入力される実際のゲージ表示を必要とする。これは、図17(A)〜18(C)によってほとんど示される方法と大きく異なっている。それは、ゲージリーダーに実際のゲージ表示の入力なしに自動較正を提供することができる。すなわち、ユーザーは、ボタンを押すことができ、ボタンを連続して押すことができる。そして、ゲージ表示は、目的とされた実際の値に到達するまで、増加または減少する。そのような方法は実行のために特に簡単である。
【0119】
このように、ゲージリーダーは、実際のゲージ表示を一致させるために簡単に較正される。
【0120】
種々の較正方法を説明するために、較正および他の機能を実行するためのゲージ表示を操作する特定の方法を図19を用いて説明する。
【0121】
ある実施形態によるゲージ表示の操作を表す状態図が図19に示され、符号1900で表される。操作は、入力のための待機工程を含んでいる(状態1902)。ある特定の例において、これは、ユーザーが特定のキャパシタセンス入力値を生成させることを待機する工程を含む。入力のある特定のタイプ(較正)は、パラメーターデータの回復(修正)につながる、較正機能を示すことができる(状態1904)。そのような機能は、パラメーターストアからパラメーターデータを修正する工程を含むことができる。ゲージリーダーは、ゲージ表示を生成することができる(状態1906)。これは、上述のいずれかの実施形態によってゲージ表示を生成する工程(工程)を含むことができる。それから、操作1900は、生成されたゲージ値を表示する(状態1908)。これは、ユーザーが現在のゲージ表示を観察することを可能にする。
【0122】
それから、操作1900は、入力のための待機状態に戻る(状態1910)。もし、入力が現在のゲージ表示が許されることを示すと(許可)、ゲージパラメーターは保存される(状態1912)。そのようなゲージパラメーターは、将来のゲージ表示操作に使用されることができる。もし、ゲージ表示が許可されないのなら(継続)、新しいパラメーターが生成され(状態1914)、操作は状態1906に戻る。ある特定の例において、“継続”動作はボタンを押し下げ続けることであり、一方、“許可”動作はボタンを押し下げることをやめることである。
【0123】
方法1900は、他の機能を含むことができる。図19の例において、状態1902からの動作(送信)は、ゲージリーダー送信操作を開始することができる。そのような機能は、状態1916および1918を含むことができる。それは、それぞれ状態1906と1908と同じである。また、操作は、状態1918からゲージ表示を送信することができる(状態1920)。そのような状態は、上述したゲージリーダーデータ送信方法のいくつかを含むことができる。
【0124】
図19を参照すると、動作(設定)は、配置またはデータ設定機能を開始することができる。そのような機能は、入力状態を含むことができる(状態1922)。特定の動作(スタート)が特定の保存されたデータ値を選択することができる。そのような保存されたデータ値は、たとえば、ゲージパラメーターデータ、時間、データ、または出力タイプ(例えば、配線、ワイヤレス、電圧/アンペア範囲)を含むことができる。それから、選択されたデータ値は、表示される(状態1924)。機能は、もう一つの入力状態(1926)に進むことができる。動作(データ)は、存在するデータ値を上書きするデータ値を入力するユーザーを含むことができる。新しく入力された値は、表示される(状態1928)。そして、もうひとつの入力状態(1930)が入力される。もし新しく入力された値が許可されると(許可)、そのようなデータ値は保存される(状態1932)。入力状態1922、1926、1930は、前の入力状態に戻ることで、動作に反応することができる(終了/中断)。
【0125】
本発明の実施形態は、ここで説明されおよび/または描かれるより他の順序でも実施できるように適合される。また、本発明の実施形態は、ここで記載される工程のバリエーションまたは種々の他の工程を実行するためにうまく適合される。
【0126】
明確にする目的のため、広く知られ、本発明に関連していない、種々の実施形態と、種々の実施形態を製造しおよび設計する方法は、以下の説明で省略される。
【0127】
本明細書中、「ある(一つの)実施形態」または「実施形態」は、実施形態と関連して説明される特定の特徴、構造、性質が本発明の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、この明細書のあらゆる点で説明される、「実施形態」、「ある(一つの)実施形態」または「別の実施形態」は、同じ実施形態にすべて言及している必要はない。さらに、特定の特徴、構造または性質は、発明の1または2以上の実施形態に適するように組み合わされていてもよい。
【0128】
同様に、前述のように、発明の実施形態の説明は、1または2以上の独創的な態様の理解の手助けとなる開示を簡素化するために、その図または説明を一つの実施形態にまとめられることがある。しかしながら、開示される方法は、クレームされた発明が各クレームに明確に記載されるより多くの特徴を必要とするというように解釈されるべきではない。むしろ、以下に記載されるクレームが示すように、独創的な態様は前述の開示された一つの実施形態のすべての特徴よりも少ないことである。よって、詳細な説明に続くクレームは、各クレームがこの発明の各実施形態に基づき、明確に詳細な説明の中に記載される。
【0129】
発明の実施形態は、特別に開示されていない工程および/または構成がない場合にも実施されてもよい。すなわち、発明の独創的特徴は、構成の除外であってもよい。したがって、ここで述べられる特定の実施形態の種々態様が詳細に説明されたが、本発明は、発明の範囲と目的とから逸脱しない範囲で種々の変化、置換および改変を実施することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つのゲージのパラメーターデータをデジタル形式で保存するパラメーター保存部と、
前記少なくとも1つのゲージに物理的に取り付けられるイメージセンサーから画像データを受信するために結合され、ゲージ画像に相当する画像データポイントを生成するために前記画像データを分析し、前記画像データポイントと前記パラメーターデータとからゲージ表示を生成する画像処理回路と、
前記ゲージ表示を前記ゲージから遠隔地に送信する送信回路と、
前記画像処理回路を起動し、かつ停止し、前記ゲージ表示を前記送信回路に結合するためのコントロール回路とを含むことを特徴とするゲージ表示システム。
【請求項2】
前記ゲージ表示システムは、前記画像データを生成するイメージセンサーと、筺体とをさらに含み、
前記イメージセンサーと、前記パラメーター保存部と、前記画像処理回路と、前記送信回路と、前記コントロール回路とは、一体化された同じ回路(IC)構造体に互いに相互連結され、
前記筺体は、前記IC構造体と、前記少なくとも1つのゲージに前記筺体を物理的に固定するためのゲージインターフェースとを含む請求項1に記載のゲージ表示システム。
【請求項3】
前記ゲージ表示システムは、少なくとも前記ゲージ表示を表示するための前記筺体の外表面に形成されるディスプレイをさらに含む請求項2に記載のゲージ表示システム。
【請求項4】
前記送信回路は、ワイヤレス接続を経由して前記ゲージ表示を送信するワイヤレス送信機を含む請求項1ないし3のいずれかに記載のゲージ表示システム。
【請求項5】
前記ゲージ表示システムは、コンピューター装備のモニタリングシステムをさらに含み、当該コンピューター装備のモニタリングシステムは、
モニタリング中央処理ユニットと、
前記ゲージ表示を観測するモニタリングコンピュータープログラムを保存するためのモニタリングメモリと、
ワイヤレス接続を経由して前記ゲージ表示を受信するためのワイヤレス受信機とを含む請求項1ないし3のいずれかに記載のゲージ表示システム。
【請求項6】
前記ゲージ表示システムは、
少なくとも1つのアナログコントロール信号入力を含むモニタリングシステムと、
ワイヤレス接続を経由して前記ゲージ表示を受信するためのワイヤレス受信機と、
前記ワイヤレス受信機によって受信された前記ゲージ表示をデジタル値から少なくとも前記ゲージ表示を表すアナログコントロール信号に変換する前記アナログコントロール信号入力に接続された少なくとも1つのデジタル/アナログコンバーターとをさらに含む請求項1ないし3のいずれかに記載のゲージ表示システム。
【請求項7】
ゲージを表示するための方法であって、当該方法は、
ゲージに物理的に取り付けられるイメージセンサーから前記ゲージの画像データを獲得する工程と、
ゲージ測定ポイントを非測定ポイントから区別するために前記画像データを処理する工程と、
前記ゲージ測定ポイントと少なくとも保存されたゲージパラメーターデータとからゲージ表示を決定する工程と、
前記ゲージ表示を前記ゲージから遠隔地に送信する工程とを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項8】
前記ゲージ測定ポイントを前記非測定ポイントから区別するために前記画像データを処理する工程は、前記画像データのすべての部分より少ない所定の部分をスキャンする工程と、前記所定の部分における非測定ポイントから測定ポイントを決定する工程とを含み、
前記ゲージ測定ポイントと前記少なくとも保存されたゲージパラメーターデータとから前記ゲージ表示を決定する工程は、前記測定ポイントを所定のフォーマットデータに変換する工程と、少なくとも前記所定のフォーマットデータで前記ゲージ表示を生成させる工程とを含む請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記方法は、較正工程をさらに含み、当該較正工程は、
前記ゲージに物理的に取り付けられる前記イメージセンサーで前記ゲージの画像データを獲得する工程と、
ゲージ測定ポイントを非測定ポイントから区別するために前記画像データを処理する工程と、
前記ゲージ測定ポイントと、保存されたゲージパラメーターデータと、較正パラメーターデータとから前記ゲージ表示を決定する工程と、
前記ゲージ表示が実際のゲージ表示と一致しない場合には、前記較正パラメーターデータを変化させる工程と、前記決定されたゲージ表示が前記実際のゲージ表示に一致するまで、前記画像データを獲得する工程と、前記画像データを処理する工程と、前記ゲージ表示を決定する工程との実行を繰り返す工程とを含む請求項7または8に記載の前記方法。
【請求項10】
前記ゲージの前記画像データを獲得する工程は、前記イメージセンサーをオンにする工程を含み、
前記方法は、前記ゲージの前記画像データを獲得する工程に先立って、前記ゲージを明るくするための発光光源をオンにする工程と、
前記ゲージの前記画像データを獲得する工程の後、前記イメージセンサーと前記発光光源とをオフにする工程とをさらに含む請求項7ないし9のいずれかに記載の方法。
【請求項1】
少なくとも1つのゲージのパラメーターデータをデジタル形式で保存するパラメーター保存部と、
前記少なくとも1つのゲージに物理的に取り付けられるイメージセンサーから画像データを受信するために結合され、ゲージ画像に相当する画像データポイントを生成するために前記画像データを分析し、前記画像データポイントと前記パラメーターデータとからゲージ表示を生成する画像処理回路と、
前記ゲージ表示を前記ゲージから遠隔地に送信する送信回路と、
前記画像処理回路を起動し、かつ停止し、前記ゲージ表示を前記送信回路に結合するためのコントロール回路とを含むことを特徴とするゲージ表示システム。
【請求項2】
前記ゲージ表示システムは、前記画像データを生成するイメージセンサーと、筺体とをさらに含み、
前記イメージセンサーと、前記パラメーター保存部と、前記画像処理回路と、前記送信回路と、前記コントロール回路とは、一体化された同じ回路(IC)構造体に互いに相互連結され、
前記筺体は、前記IC構造体と、前記少なくとも1つのゲージに前記筺体を物理的に固定するためのゲージインターフェースとを含む請求項1に記載のゲージ表示システム。
【請求項3】
前記ゲージ表示システムは、少なくとも前記ゲージ表示を表示するための前記筺体の外表面に形成されるディスプレイをさらに含む請求項2に記載のゲージ表示システム。
【請求項4】
前記送信回路は、ワイヤレス接続を経由して前記ゲージ表示を送信するワイヤレス送信機を含む請求項1ないし3のいずれかに記載のゲージ表示システム。
【請求項5】
前記ゲージ表示システムは、コンピューター装備のモニタリングシステムをさらに含み、当該コンピューター装備のモニタリングシステムは、
モニタリング中央処理ユニットと、
前記ゲージ表示を観測するモニタリングコンピュータープログラムを保存するためのモニタリングメモリと、
ワイヤレス接続を経由して前記ゲージ表示を受信するためのワイヤレス受信機とを含む請求項1ないし3のいずれかに記載のゲージ表示システム。
【請求項6】
前記ゲージ表示システムは、
少なくとも1つのアナログコントロール信号入力を含むモニタリングシステムと、
ワイヤレス接続を経由して前記ゲージ表示を受信するためのワイヤレス受信機と、
前記ワイヤレス受信機によって受信された前記ゲージ表示をデジタル値から少なくとも前記ゲージ表示を表すアナログコントロール信号に変換する前記アナログコントロール信号入力に接続された少なくとも1つのデジタル/アナログコンバーターとをさらに含む請求項1ないし3のいずれかに記載のゲージ表示システム。
【請求項7】
ゲージを表示するための方法であって、当該方法は、
ゲージに物理的に取り付けられるイメージセンサーから前記ゲージの画像データを獲得する工程と、
ゲージ測定ポイントを非測定ポイントから区別するために前記画像データを処理する工程と、
前記ゲージ測定ポイントと少なくとも保存されたゲージパラメーターデータとからゲージ表示を決定する工程と、
前記ゲージ表示を前記ゲージから遠隔地に送信する工程とを含むことを特徴とする前記方法。
【請求項8】
前記ゲージ測定ポイントを前記非測定ポイントから区別するために前記画像データを処理する工程は、前記画像データのすべての部分より少ない所定の部分をスキャンする工程と、前記所定の部分における非測定ポイントから測定ポイントを決定する工程とを含み、
前記ゲージ測定ポイントと前記少なくとも保存されたゲージパラメーターデータとから前記ゲージ表示を決定する工程は、前記測定ポイントを所定のフォーマットデータに変換する工程と、少なくとも前記所定のフォーマットデータで前記ゲージ表示を生成させる工程とを含む請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記方法は、較正工程をさらに含み、当該較正工程は、
前記ゲージに物理的に取り付けられる前記イメージセンサーで前記ゲージの画像データを獲得する工程と、
ゲージ測定ポイントを非測定ポイントから区別するために前記画像データを処理する工程と、
前記ゲージ測定ポイントと、保存されたゲージパラメーターデータと、較正パラメーターデータとから前記ゲージ表示を決定する工程と、
前記ゲージ表示が実際のゲージ表示と一致しない場合には、前記較正パラメーターデータを変化させる工程と、前記決定されたゲージ表示が前記実際のゲージ表示に一致するまで、前記画像データを獲得する工程と、前記画像データを処理する工程と、前記ゲージ表示を決定する工程との実行を繰り返す工程とを含む請求項7または8に記載の前記方法。
【請求項10】
前記ゲージの前記画像データを獲得する工程は、前記イメージセンサーをオンにする工程を含み、
前記方法は、前記ゲージの前記画像データを獲得する工程に先立って、前記ゲージを明るくするための発光光源をオンにする工程と、
前記ゲージの前記画像データを獲得する工程の後、前記イメージセンサーと前記発光光源とをオフにする工程とをさらに含む請求項7ないし9のいずれかに記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図12D】
【図12E】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【公表番号】特表2010−514059(P2010−514059A)
【公表日】平成22年4月30日(2010.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−542939(P2009−542939)
【出願日】平成19年12月19日(2007.12.19)
【国際出願番号】PCT/US2007/026186
【国際公開番号】WO2008/079344
【国際公開日】平成20年7月3日(2008.7.3)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.FRAM
【出願人】(503179942)サイプレス セミコンダクター コーポレーション (10)
【氏名又は名称原語表記】CYPRESS SEMICONDUCTOR CORP.
【住所又は居所原語表記】198 Champion Court,San Jose,California 95134−1709 U.S.A.
【Fターム(参考)】
【公表日】平成22年4月30日(2010.4.30)
【国際特許分類】
【出願日】平成19年12月19日(2007.12.19)
【国際出願番号】PCT/US2007/026186
【国際公開番号】WO2008/079344
【国際公開日】平成20年7月3日(2008.7.3)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.FRAM
【出願人】(503179942)サイプレス セミコンダクター コーポレーション (10)
【氏名又は名称原語表記】CYPRESS SEMICONDUCTOR CORP.
【住所又は居所原語表記】198 Champion Court,San Jose,California 95134−1709 U.S.A.
【Fターム(参考)】
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