特許 7065074 状況表示が一体化された照明付き目盛盤

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-27

(45)【発行日】2022-05-11

(54)【発明の名称】状況表示が一体化された照明付き目盛盤

(51)【国際特許分類】

   G01D 11/28 20060101AFI20220428BHJP

   G01D 7/00 20060101ALI20220428BHJP

   G12B 11/02 20060101ALI20220428BHJP

   G12B 11/04 20060101ALI20220428BHJP

【ＦＩ】

G01D11/28 D

G01D11/28 B

G01D7/00 A

G12B11/02 A

G12B11/04 P

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2019506689

(86)(22)【出願日】2017-08-24

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-10-17

(86)【国際出願番号】 US2017048399

(87)【国際公開番号】W WO2018057223

(87)【国際公開日】2018-03-29

【審査請求日】2020-06-17

(31)【優先権主張番号】15/271,710

(32)【優先日】2016-09-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】597115727

【氏名又は名称】ローズマウント インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110001508

【氏名又は名称】特許業務法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】ラヴグレン，エリック

(72)【発明者】

【氏名】ネルソン，スコット

(72)【発明者】

【氏名】カーシュニア，ロバート

【審査官】細見 斉子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０５２９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１４６６４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０２７２３１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１７５４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０８９４７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０３２０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２６９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０４５５２１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０２－２９８８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４５５７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３０２２６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ １１／２８，１１／００

Ｇ０１Ｄ １３／０２，１２／２２，１３／２８

Ｇ０１Ｄ ７／００

Ｂ６０Ｋ ３５／００

Ｇ１２Ｂ １１／０４，１１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセス変数を表示するために位置を変えるように構成されたインジケータと、
前記インジケータに光を供給するように構成された照明源と、
前記照明源からの光を受け取るよう構成された高照度部分と、
前記照明源からの光を受け取るよう構成された低照度部分と、
ここで、前記高照度部分と前記低照度部分とが前記照明源から異なる強度の光を受け取り、
前記照明源に対し、プロセス状況を示す少なくとも１つの追加の出力様式を提供するように前記照明源を制御するように構成された状況構成要素と
を含む、プロセス計測表示器。

【請求項2】

前記インジケータが針である、請求項１に記載の表示器。

【請求項3】

前記針が前記照明源に結合されたライトパイプを含む、請求項２に記載の表示器。

【請求項4】

前記照明源が前記インジケータに異なる照明色を提供するように構成された、請求項１に記載の表示器。

【請求項5】

前記追加の出力様式が装置状況を含む、請求項１に記載の表示器。

【請求項6】

前記追加の出力様式がプロセス変数状況を含む、請求項１に記載の表示器。

【請求項7】

前記追加の出力様式がプロセスアラートを含む、請求項１に記載の表示器。

【請求項8】

ゲージ面をさらに含み、前記インジケータが前記ゲージ面に対して位置を変えるように構成された、請求項１に記載の表示器。

【請求項9】

前記ゲージ面が表面に計測のしるしを含む、請求項８に記載の表示器。

【請求項10】

前記ゲージ面が前記照明源に結合されたライトパイプを含む、請求項８に記載の表示器。

【請求項11】

前記ゲージ面が反射材料を含む、請求項８に記載の表示器。

【請求項12】

センサ信号を受け取り、プロセス計測値の表示を提供するように構成された計測機構と、
前記プロセス計測値の前記表示を表示するための信号を生成するように構成されたプロセス変数出力と、
プロセス変数を表示するために位置を変えるように構成されたインジケータと、
ゲージ面と、
ここで、前記インジケータが当該ゲージ面に対して位置を変えるように構成され、当該ゲージ面が光源からの光を受け取るよう構成された第１部分及び光源からの光を受け取るよう構成された第２部分を含み、前記第１部分が前記第２部分とは異なる照度を有しており、
前記プロセス計測値の前記表示に基づいてプロセス状況を判断し、プロセスパラメータを識別し、前記プロセスパラメータで前記プロセス計測値の前記表示を評価するように構成された状況構成要素と、
前記判断されたプロセス状況の表示を前記ゲージ面に提供する状況インジケータと
を含む、プロセス計測表示器。

【請求項13】

前記プロセスパラメータが許容プロセス計測値の範囲を含む、請求項１２に記載のプロセス計測表示器。

【請求項14】

前記状況インジケータが光源から照明を提供するように構成され、前記照明が前記プロセス状況を表す、請求項１２に記載のプロセス計測表示器。

【請求項15】

前記照明が前記プロセス状況を表す色を有する、請求項１４に記載のプロセス計測表示器。

【請求項16】

前記光源からの前記照明を前記状況インジケータに誘導する光透過要素であって、前記光源が環境光源を含む、前記光透過要素
をさらに含む、請求項１４に記載のプロセス計測表示器。

【請求項17】

前記状況インジケータが計測識別子の一部分に配置され、前記計測識別子が前記プロセス計測値の前記表示を識別するように構成された、請求項１６に記載のプロセス計測表示器。

【請求項18】

前記光透過要素がライトパイプを含む、請求項１６に記載のプロセス計測表示器。

【請求項19】

前記計測機構がプロセス変数センサを含む、請求項１２に記載のプロセス計測表示器。

【請求項20】

前記ゲージ面が前記照明源からの光を受け取るよう構成された第１部分及び前記照明源からの光を受け取るよう構成された第２部分を含み、前記第１部分が前記第２部分とは異なる照度を有している、請求項８に記載の表示器。

【請求項21】

プロセス変数を表示するために位置を変えるように構成されたインジケータと、
前記インジケータに光を供給するように構成された照明源と、
前記照明源からの光を受け取るよう構成された高照度部分及び前記照明源からの光を受け取るよう構成された低照度部分を含むゲージ面と、
ここで、前記高照度部分と前記低照度部分とが前記照明源から異なる強度の光を受け取り、
前記照明源に対し、プロセス状況を示す少なくとも１つの追加の出力様式を提供するように前記照明源を制御するように構成された状況構成要素と
を含む、プロセス計測表示器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は一般的にプロセス計測装置に関する。より具体的には、これに限定されないが、本開示はプロセス計測装置用の表示機構に関する。

【背景技術】

【0002】

多種多様なプロセス計測装置が現在使用されている。装置の中には、ゲージ、流量計、及び計測トランスミッタを含むものがある。これらの装置は、多くの場合、温度、圧力、湿度、濁度、又はｐＨを監視するために工業環境で使用される。これらの装置は表示器を使用して計測結果を示すこともできる。表示器は、内部電源又は外部電源から電力供給されるか、又は電力供給されずに電気部品なしで動作する。

【発明の概要】

【0003】

プロセス変数を表示するために位置を変えるように構成されたインジケータを含むプロセス計測表示器が開示される。この表示器は、インジケータに光を供給するように構成された照明源も含む。この表示器は、少なくとも１つの追加の出力様式を提供するように照明源を制御するように構成されたプロセッサをさらに含む。

【図面の簡単な説明】

【0004】

【図1】本発明の一実施形態によるプロセス計測表示器を示すブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態によるプロセス計測表示器を示す図である。

【図3A】本発明の一実施形態によるプロセス表示構成要素を示す斜視図である。

【図3B】本発明の一実施形態によるプロセス表示構成要素の後方斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態による計測表示器を照明する方法を示す流れ図である。

【図5】本発明の一実施形態による照明構成を示すブロック図である。

【図6】本発明の一実施形態による状況表示を生成する方法の流れ図である。

【図7】本発明の一実施形態による計測表示器に状況表示を提供する方法の流れ図である。

【図8】本発明の一実施形態による計測表示器のパラメータ入力を処理する方法の流れ図である。

【0005】

例示的な実施形態の詳細な説明
図１は、本発明の一実施形態によるプロセス計測表示器を示すブロック図である。プロセス計測表示器１００は、プロセス変数センサ１０４を使用してローカルプロセス変数を感知してもよく、又はリモートプロセス変数トランスミッタ１５０からプロセスサンプル１０２の表示を受信してもよい。

【0006】

プロセス変数トランスミッタ１５０を介してプロセスサンプルの表示を受信することは、表示器２００がリモートインジケータの一部である実施形態において有益であり得る。よって、表示器は、プロセス１０２からの変数の伝達を円滑化する通信構成要素１４４を含み得る。通信構成要素１４４は、例えば、プロセス環境１００内で信号を送受信するように構成された無線送受信機であり得る。一例では、通信構成要素１４４は、ＩＥＣ６２５９１（ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ）に従って通信するように構成される。一実施形態では、プロセス計測表示器１００は、表示器がプロセス情報を無線で受信し、その情報を無線圧力計（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｇａｕｇｅ（ＷＰＧ））上に表示するよう、ＷＰＧと併用されるように構成される。

【0007】

表示器１００が表示又はプロセス１０２をセンサ１０４を介して受け取るかそれとも通信構成要素１４４を介して受け取るかにかかわらず、図１には、表示が最終的に変数出力１０６として提供され得ることが例示されている。

【0008】

プロセッサ１４０によって容易化される表示器の様々な構成要素は、状況を生成し、状況表示とプロセス変数表示の両方を高度な表示形式で提供するように構成され得る。これらの構成要素には、例えば、照明構成要素１０８や状況構成要素１３０が含まれる。これらの構成要素について詳細に論じる前に、表示器１００は表示構成要素１６０にプロセス１０２の表示を提供することについて一般的に述べる。

【0009】

表示構成要素１６０は、例えば、インジケータ１２２及びゲージ１２４を含む。表示構成要素１６０は様々な他の構成要素も含み得るが、以下では表示構成要素１６０をこれらの特定の特徴に関して一般的に説明する。

【0010】

インジケータ１２２は、針、ポインタ、又はプロセス表示を指し示すように動かされる他の機構を含み得る。一実施形態では、インジケータ１２２はプロセス計測値を表示するためにゲージ１２４と連動して動作する。インジケータ１２２は電源１３８によって電力供給され得る。例えば、電源１３８は、インジケータ１２２にゲージ１２４の表面を回転させるように構成されたモータ（図示せず）に結合される。この実施形態及び類似した実施形態について、状況構成要素１３０に関して以下でさらに詳細に説明する。ゲージ１２４は、例えば、可能なプロセス表示の目盛りを表示する一連の数字を有する目盛盤を含み得る。よって、インジケータ１２２は、ゲージ１２４上の数字まで回転することによって計測された計測値を指し示し得る。

【0011】

図２を簡単に見ると、プロセス計測表示器２００（すなわち、ＷＰＧ用の表示器）は、表示構成要素１６０を含み得る。ゲージ２００は、例えば、インジケータ２０２、変数識別子２２０、及び表面に計測のしるしを有するゲージ面２０４を含む。（１つ以上の）表示構成要素１６０は、計測表示を受け取り、その計測値の表示を、プロセス計測表示器上でプロセス変数出力として表示するように構成される。

【0012】

次に、スマートアラートゲージに照明及び状況情報を提供する機構についてさらに詳細に論じる。図１を見ると、プロセス計測表示器１００は、プロセッサ１４０、メモリ１４２、電源１３８、照明構成要素１０８、及び状況構成要素１３０を含む。

【0013】

プロセッサ１４０は、表示器内の、又は表示器に結合された他の構成要素の機能によって作動され、その機能を円滑化するプロセス計測表示器１００の機能構成要素である。プロセッサ１４０はマイクロプロセッサであってよい。さらに、プロセッサ１４０は、メモリ１４２に結合されていてもよく、又はメモリ１４２を含んでいてもよい。メモリ１４２は、揮発性及び／又は不揮発性のコンピュータ記憶媒体、又は他の任意の種類のコンピュータメモリ記憶構成であってよい。

【0014】

プロセスサンプルがデジタル的に（すなわちトランスミッタ１５０を介して）受信される実施形態では、表示は通信構成要素１４４によって提供される。一実施形態では、プロセス計測表示器１００は、プロセッサ１４０にプロセス１０２の表示を提供する計測回路も含む。プロセッサ１４０は、計測されたプロセス変数の表示を生成するために表示器１００の様々な構成要素に命令を提供し得る。そのような方法の１つは、表示器１００で計測表示を生成することによるものである。例えば、プロセッサ１４０は電源１３８に、インジケータ１２２を回転させる電気モータに電力供給する命令を提供し得る。電源１３８は、様々な方法でインジケータ１２２の回転を駆動でき、よって、プロセッサ１４０は、インジケータ１２２の全体的な動きを命令するように構成され得る。

【0015】

照明構成要素１０８は、プロセス計測表示器１００に照明を提供するように構成される。照明表示器１００は、変数出力１０６の視認性を高めて、計測報告の有効性を高めることができる。照明構成要素１０８は、光透過要素１１０、ライトパイプ１１６、及び光源１１８を含み得る。電源１３８、プロセッサ１４０、及びメモリ１４２は、表示器１００の照明を円滑化するために照明構成要素１０８に動作可能に結合され得る。プロセッサ１４０は、メモリ１４２に格納された命令を利用して、光源１１８に電圧が供給される（すなわち、照明される）べき時、色の種類、照明パターン、及び照明が表示される持続時間を決定し得る。生成される特定の種類の照明は、特定の装置又はプロセス状況又はアラート条件の表示であり得る。一実施形態では、最小限の電力量を消費しながら変数出力１０６の視認性を高めることが有利であり得る。

【0016】

一実施形態では、照明構成要素１０８は、それが針（すなわち図２に示される針２０２）を照明するようにインジケータ１２２上に配置される。照明構成要素１０８は、さらに又は代替として、ゲージ１２４上に配置され、ゲージ１２４を照明するように構成されてもよい。例えば、照明構成要素１０８は、ゲージ上の文字盤（すなわち、図２に示されるゲージ面２０４）上に配置され、文字盤を照明するように構成される。照明構成要素１０８は、それが配置される場所にかかわらず、光源１１８が計測出力の表示を照明するように光源１１８によって供給される光の少なくとも一部分を伝えるように構成され得る。照明構成要素１０８は、例えば、針に光を供給するための経路や、針に対して光源１１８を反射し、又は増強する材料又は組成物や、上述した特徴の任意の組み合わせをさらに含むことができる。さらに、照明構成要素１０８は、電源１３８なしで表示構成要素を照明するように構成されてもよい。

【0017】

光透過要素１１０は、表示構成要素１６０に光を透過するように構成され得る。一実施形態では、光透過要素１１０は、高照度部分１１２及び低照度部分１１４を含む。高照度部分と低照度部分の組み合わせにより、表示器が光源１１８からの光を表示器１００の特定の部分に分散させることが可能になる。例えば、高照度部分１１２と低照度構成要素１１４とは、光源１１８から異なる強度の光を受ける。高照度部分１１２は、光源１１８から高い強度の光を受けるように構成され得る。一方、低照度部分１１４は、光源１１８からより低い強度の光を受けるように構成され得る。一実施形態では、高照度部分１１２は光学的に半透明の材料を含み、低照度構成要素１１４は光学的に半透明でない材料を含む。

【0018】

照明構成要素１０８は、ライトパイプ１１６をさらに含み得る。ライトパイプ１１６は、光透過要素１１０の各部分への電力供給光源又は非電力供給光源１１８の透過を円滑化するように構成され得る。さらに、ライトパイプ１１６は、光源１１８が環境光源である場合に高照度部分で高輝度の光を発生するようにも構成され得る（例えば、ライトパイプ１１６は環境光源を反射して、電力供給された光源によって供給される輝度に匹敵する強度の輝度を発生させる）。一実施形態では、ライトパイプ１１６は、高照度構成要素１１２及び低照度構成要素１１４への光の透過を増大させる。照明構成要素１０８については、図２、図３Ａ、及び図３Ｂに関してさらに論じる。

【0019】

図１に戻って、プロセス計測表示器１００は状況構成要素１３０も含み得る。一実施形態では、状況構成要素１３０はプロセス計測表示器１００の状況の表示を提供する。例えば、状況構成要素１３０は、計測されたサンプルが定義されたパラメータとどのように比較されるか、又は装置及び表示器が正しく機能しているかどうかを表す状況表示及び診断表示を生成する。様々な状況表示及び診断表示にはプロセスアラートが含まれ得る。これらのプロセスアラートを、プロセス計測表示器１００の他の構成要素と共に照明構成要素１０８に提供することができる。

【0020】

計測装置の状況を判断することと関連付けられるいくつかの課題がある。第１の課題は、ゲージが正しく機能しているかどうかに関する表示がないことである。装置が問題又はユーザアラート条件を検出しているかのどうかを表示する方法があれば、計測報告操作の助けとなり得る。よって、状況構成要素１３０は、ゲージが正しく機能しているかどうかに関する表示を提供するように構成され得る。これにより、プロセス計測表示器１００が目盛り上の障害及び／又はプロセス条件アラートを表示することが可能になる。状況構成要素１３０は、プロセッサ１４０が構成要素１３０への命令を容易化し、命令を提供するように、プロセッサ１４０に動作可能に結合される。

【0021】

状況構成要素１３０は、例えば、計測分析器１３２及びプロセス警報器１３６を含む。計測分析器１３２は、通信構成要素１４４を介してプロセス変数トランスミッタ１５０によって提供される、プロセス表示を受け取るように構成され得る。一実施形態では、計測分析器１３２は、メモリ１４２に格納された計測パラメータと対照して計測値を評価する。例えば、オペレータがプロセス１０２のパラメータを設定する。パラメータは、一実施形態では、変数出力５１０６の許容範囲及び非許容範囲を定義する。よって、計測分析器１３２は、計測値が識別されたパラメータの範囲内にあるかそれとも範囲外にあるかを判定し得る。

【0022】

さらに、プロセス警報器１３６は、計測分析器１３２から分析された計測値を受け取り、プロセス計測表示器１００に１つ以上のアラート表示を提供するように構成され得る。アラート表示は、一般的に、識別された計測値が許容範囲内にあるか、非許容範囲内にあるか、それともアラート範囲内にあるかを示し得る。一実施形態では、プロセス警報器１３６は、照明構成要素１０８及び例えば光源１１８に、分析された計測値に基づいて照明付き表示を生成するよう命令する。これらのアラートは、潜在的に危険な誤動作している装置があるか、それとも正しく機能しているプロセス１０２があるかをさらに表示し得る。

【0023】

よって、図１には、プロセス計測表示器１００が、プロセス表示を受け取り、表示構成要素１６０を用いて計測値の表示を提供し、照明構成要素１０８を用いて出力の視認性を高め、状況構成要素１３０を用いて変数出力を分析して状況を判断し、判断した状況の表示を表示器に提供することが例示されている。よって、表示器１００は、高い視認性で計測値及び状況アラートを一般的に識別する照明付き表示を生成し得る。

【0024】

図２に、本発明の一実施形態によるプロセス計測表示器を示す。プロセス計測表示器２００は、プロセス計測表示器１００に関して論じた要素のいずれか又は全部を含み得る。プロセス計測表示器２００は、例えば、ゲージ面２０４及び針２０２を含む。プロセス計測表示器２００は、光源（例えば、図１に示される光源１１８）から光を受け、その光を針２０２及び目盛盤２０４に誘導する。例えば、照明構成要素１０８は、針２０２が高照度部分２１０及び低照度部分２１２を含むように針２０２上に配置される。照明構成要素１０８はまた、目盛盤が高照度部分２１６及び低照度部分２１４を含むように、ゲージ面２０４の照明器に動作可能に結合されてもよい。一実施形態では、高照度部分２１０及び２１６は、光を通しやすい光学的に半透明の材料を含む。低照度部分２１４及び２１２は、光を通さない非半透明材料を含み得る。したがって、針２０２及びゲージ面２０４は、表示器２００の視認性を高めるためにプロセス計測表示器２００に様々な輝度を提供することができる。光源１１８は、プロセス計測表示器２００上に配置されるか又はこれに含まれるように構成され得る。例えば、光源１１８は、針２０２の基部２０６及び／又は目盛盤２０４の基部２０８又はその近くに配置され得る。

【0025】

プロセス計測表示器２００は、状況インジケータ２１８も含み得る。状況インジケータ２１８は、プロセス警報器１３６からのプロセスアラート又は診断表示を伝達するように構成され得る。一実施形態では、状況インジケータ２１８は、プロセス表示を分析する状況構成要素１３０によって判断された状況を表示するライトインジケータを含む。例えば、状況インジケータ２１８は、判断された状況に従って色を変える。例えば、緑色は良好な状況を表示し、黄色は警告状況を表示し、赤色は不良又は非機能状況を表示し得る。状況インジケータ２１８は、様々な他の表示機構を含むことができ、色を変える光に限定されない。さらに、状況インジケータ２１８は、針２０２及び目盛盤２０４、又は上述した実施形態の任意の組み合わせに配置されてもよい。

【0026】

図２に示されるように、プロセス計測表示器２００は、変数識別子２２０をさらに含み得る。この例では、変数識別子２２０は、プロセス計測値がポンド／平方インチ（ｐｏｕｎｄｓ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ（ＰＳＩ））単位で表示器２００に報告される圧力であるという表示を提供する。変数識別子２２０は、様々な他の変数も識別することができ、ＰＳＩを識別することに限定されない。

【0027】

図３Ａは、本発明の一実施形態によるプロセス表示構成要素を示す斜視図である。プロセス表示構成要素３００は、表示器上に位置決めされたインジケータ（すなわちインジケータ１２２）であり得る。一実施形態では、構成要素３００は、プロセス計測表示器用の針（すなわち、プロセス計測表示器２００の針２０２）を含む。プロセス表示構成要素３００は、構成要素の遠位端に位置決めされた先端又はポインタ３０６を含み得る。先端３０６は、ゲージ面２０４で、変数識別子２２０に関して、プロセス表示を直接指し示すように構成され得る。構成要素３００は、高照度部分３０２及び低照度部分３０４も含み得る。高照度部分３０２は、高照度構成要素１１２に関して論じた特徴のいずれか又は全部を含み得る。低照度構成要素３０４は、低照度構成要素１１４に関して論じた特徴のいずれか又は全部を含み得る。

【0028】

図３Ｂは、本発明の一実施形態によるプロセス表示構成要素の後方斜視図である。構成要素３００は、基部３０８上で計測軸３１２によって支持され得る。一実施形態では、計測軸３１２は計測機構１０４の機能構成要素である。別の実施形態では、計測軸３１２は、電源１３８によって電力供給されるモータ（図示せず）によって動かされるように構成される。

【0029】

一実施形態では、基部３０８は針２０２の基部２０６を含む。基部３０８は光源３１０を含み得る。光源３１０は、構成要素３００の１つ以上の照明部分に光を透過するように構成される。例えば、これに限定されないが、光源３１０は、構成要素３００の様々な部分に光を直接透過させてもよい。あるいは、光源は光をライトパイプ３１４に透過させる。例えば、ライトパイプ３１４は、ＬＥＤ又は環境光源の反射を受けるように構成された開口部を含む。その場合ライトパイプ３１４は、光源からの光を高照度構成要素３０２及び低照度構成要素３０４に透過させる。

【0030】

よって、ライトパイプ３１４は、光源３１０によって供給された光を構成要素３００の様々な部分に（すなわち、高照度部分３０２及び低照度部分３０４にそれぞれ）分配するように構成される。一例では、ライトパイプ３１４は、針３００の長さの少なくとも一部分に沿って先端３０６まで光を分配するように構成される。ライトパイプ３１４は、針３００に沿った反射部分も含み得る。さらに、ライトパイプ３１４は、高照度構成要素３０２だけに光を伝送、分配するように構成された１つ以上のライトチューブを含むことができる。よって、構成要素３００は、光学的に半透明か又は光を通す部分において、プロセス計測表示器１００上の針３００の視認性を高めるために光源３１０によって供給される輝度を分配又は増強するように照明され得る。

【0031】

図４に、本発明の一実施形態による計測表示器に照明及び状況表示を提供する方法の流れ図を示す。方法４００のブロック４０２で、プロセス計測表示器が設置され、プロセス表示を表示するように構成され得る。例えば、計測表示器を備えた無線圧力計が設置され、圧力表示を出力するように構成される。プロセス計測機構を設置することは、設置したプロセス計測表示器を、状況アラート及び照明の提供をサポートするように構成することを含み得る。

【0032】

ブロック４０４で、方法４００は、例えば、プロセス変数入力を受け取ることを含む。プロセス変数入力は、例えば、プロセス変数センサ４１４又はプロセス変数トランスミッタ４１６によって受け取られ得る。プロセス変数入力は、特に、圧力、温度、流量などのプロセスサンプルの表示を含むことができる。

【0033】

プロセス計測表示器は、プロセス変数入力を受け取り、計測出力を決定するように構成され得る。これはブロック４０６に概ね示されている。例えば、表示器はプロセス１０２の表示を受け取る。表示器は、状況構成要素１３０を用いて計測出力を決定する。プロセス計測表示器１００は、例えば、計測分析器１３２を利用してプロセス１０２の計測値を決定し得る。

【0034】

計測表示器は、プロセス１０２に関連した、計測状況及びアラート条件について計測入力を分析するように構成され得る。これはブロック４０８に概ね示されている。例えば、プロセス警報器１３６は、決定された計測値をメモリ１４２に格納された計測パラメータと比較する。状況及びアラート条件の判断については、以下でさらに詳細に論じる。

【0035】

表示器がそうした条件をどのように決定するかを論じる前に、ブロック４１０に、プロセス計測表示器が表示器に照明を提供するように構成され得ることを示す。表示器に照明を提供することは、光源４０２、ライトパイプ４２４、及び分散照明要素４２６を利用することを含み得る。照明の提供には、本明細書に記載される照明構成要素１０８のうちのいずれか又は全部、および様々な他の照明機構が利用され得る。

【0036】

ブロック４１２で、プロセス計測表示器は、決定された変数出力で状況アラート及び照明を提供するように構成される。照明付き計測出力を生成することは、照明付き出力を高照度部分４２８及び低照度部分４３０に提供することを含むことができる。よって、様々な強度の照明をプロセス計測表示器１００に送ることができる。様々な輝度は、例えば、プロセス計測表示器上の重要な領域を区別する。さらに、状況アラート及び条件は、変数出力の照明と共に提供され得る。さらに、これらの様々な条件及び計測値は、出力をより明確に区別するために、色付き表示４３２及び／又はパターン化表示４３４で提供されてもよい。

【0037】

図５に、本発明の少なくとも１つの実施形態による照明構成を示すブロック図を示す。光源５００は、一実施形態では、電源５３０から電力を受け取るように構成され得る。電源５３０を用いて動作することにより、プロセス計測表示器に提供される照明の精度及び視認性をさらに向上させることができ、また、本質的安全性をもって動作するようにも構成され得る。

【0038】

光源５００は、計測表示５３２に直接照明を提供し得る様々な照明要素を含む。光源５００は、ライトパイプ５３４に照明を提供し得る様々な照明要素も含む。ライトパイプ５３４は、続いて照明を計測インジケータ５３２に伝えるように構成され得る。ライトパイプ５３４はまた、計測インジケータ５３２に提供される照明を増強するように構成されてもよい。例えば、ライトパイプは、計測インジケータ５３２の視認性を高めるために光源５００によって提供される輝度を反射又は増加させる。

【0039】

図５には、光源５００が以下の照明要素を含み得ることが例示されている：環境５０２、ＬＥＤ５０４、ＯＬＥＤ５０６、量子ドット５０８、フォトルミネッセンス５１２、光ファイバ５１８、反射材料５２０、及び他の照明要素５１０。フォトルミネッセンス素子５１２は、例えば、りん光材料５１４や蛍光材料５１６を含み得る。フォトルミネッセンス材料５１２は、例えば、高照度構成要素（すなわち、高照度部分１１２）上に配置され得る。高照度構成要素はまた、フォトルミネッセンス材料５１２の少なくとも一部分を含む材料で構築されてもよい。同様に、フォトルミネッセンス材料５１２は、低照度構成要素上にも配置され得る。低照度構成要素（すなわち、低照度部分１１４）もまた、フォトルミネッセンス材料５１２の少なくとも一部分を含む材料で構築されてもよい。あるいは、低照度構成要素は光学的に半透明ではなく、よってフォトルミネッセンス材料５１２を含まない。

【0040】

フォトルミネッセンス材料５１２が表示器の針及びゲージ上に配置され得るのとまったく同様に、反射材料５２０も、環境光源又は電力供給光源を反射するためにそれらの要素上に配置され得る。例えば、オペレータは、懐中電灯を利用して、反射材料５２０に光を当てることによってプロセス計測表示器を見てもよい。

【0041】

（１つ以上の）照明要素（すなわち、要素５０２～５２０）が、針又はゲージの基部に配置され、高照度部分及び低照度部分の少なくとも一部分に投影され得る。一実施形態では、光ファイバ５１８は針３００に沿って配置される。例えば、光ファイバ５１８は、具体的には、高照度部分３０２に、又はその近くに、針３００の長さに沿って先端３０６に向かって配置される。よって、光ファイバ５１８は、高照度部分３０２及び低照度部分３０４の少なくとも一部分に沿って光透過要素を保持する。さらに又は代替として、光ファイバ５１８はゲージ１２４の一部分にも配置される。光ファイバ５１８は、それぞれ、高照度部分２１６及び低照度部分２１４に、又はその近くに配置され得る。

【0042】

図６は、本発明の一実施形態による状況表示を生成する方法の流れ図である。方法６００はブロック６０４で始まり、そこでプロセス計測値が得られる。例えば、プロセス計測表示器１００は、プロセス変数センサ又は他の装置からプロセス計測値１０２を受け取る。

【0043】

ブロック６０６で、プロセス計測表示器の１つ以上の構成要素がプロセスパラメータを識別するように構成される。本明細書に記載されるプロセス計測表示器の１つの利点は、サンプル計測値を以前に定義された計測基準と比較できることである。そうするために、表示器の１つ以上の構成要素は、プロセスのパラメータを識別するように構成される。プロセスパラメータを識別することは、現在のプロセス６２６、許容サンプル計測範囲６２８、非許容計測範囲６３０、アラート範囲６３２、及びユーザ設定パラメータ６３４を識別することを含み得る。現在のプロセス６２６は、現在のプロセスフローの識別子を含み得る。許容計測範囲６２８は、プロセス１０２が正しく機能していることを表示する計測値の範囲を含むことができる（すなわち、５５より小さいが、３５より大きいＰＳＩは、プロセスの圧力についての「良好な」範囲である）。非許容範囲６３０は、プロセス１０２が適切に機能しておらず、プロセス環境に誤りがあり得ることを表示する計測値の範囲を含むことができる（すなわち、２５より大きいが３５より小さいＰＳＩ、５５より大きいが６５より小さいＰＳＩ）。アラート６３２は、局所的な、又はプロセス内の任意の装置若しくは施設における装置故障やプロセス劣化などのプロセスアラートの表示を含むことができる。

【0044】

例えば、状況構成要素１３０は最初に、プロセス変数トランスミッタ１５０によって提供された、プロセッサ１４０からの計測表示を受け取り得る。計測分析器１３２は初期計測表示を識別する。この初期表示をメモリ１４２に格納し、即時に又は後で取り出すために使用することができる。

【0045】

識別される様々なプロセスパラメータ（すなわち、パラメータ６２８～６３４）は、例えば、プロセス管理システムのオペレータによって構成され得る。一実施形態では、ユーザ設定パラメータ６３４は、例えばオペレータによって定義されるプロセス１０２及び変数出力１０６に関連したパラメータである。よって、プロセス計測表示器１００は、サンプル計測値を評価する際に使用される範囲及びパラメータを識別する構成要素を含む。

【0046】

パラメータと対照してサンプル計測値を評価することが、図６のブロック６０８で概ね示されている。サンプル計測値を評価する際に、プロセス計測表示器１００は、計測分析器１３２及びプロセス警報器１３６を利用して、サンプル計測値が識別された範囲内又は範囲外にあるか否かを判定し得る。さらに、ユーザ設定パラメータ６３４は、アラート又は他の状況表示を生成するようにフラグが立てられている特定のサンプル計測出力を識別することもできる。例えば、プロセス計測表示器１００が圧力を表すサンプル計測値を出力する場合、オペレータは、サンプル計測値が７０ＰＳＩより大きいときにプロセス警報器１３６がアラート表示を生成するようにユーザパラメータを設定し得る。よって、プロセス警報器１３６及び計測分析器１３２を利用してサンプル計測値を範囲及びパラメータと対照して評価する動的なプロセス計測表示器を提供するために、様々な範囲及びパラメータを設定することができる。

【0047】

ブロック６１０で、プロセス計測表示器は、計測表示が許容範囲内にあるかどうかを判定する。一実施形態では、状況構成要素１３０は、サンプル計測値がいずれかの範囲内にあるかどうかを判定する。状況構成要素１３０は、評価されたサンプル計測値及び判断された状況の表示を生成し得る。例えば、プロセス警報器１３６は、サンプル計測値が指定された範囲のうちの１つの範囲内にあるかどうかに関する判定に基づいて状況表示を生成する。

【0048】

サンプル計測値（例えば、圧力や温度計測値）が許容範囲内にあると判定された場合、状況構成要素１３０及び、よって、表示器１００は、許容状況であると判断する。これはブロック６３６で概ね示されている。プロセス計測表示器１００は、プロセス警報器１３６を利用して許容出力を生成し得る。これはブロック６３８で概ね示されている。しかしながら、状況構成要素１３０が、計測表示は許容範囲内にないと判定した場合、状況構成要素１３０は引き続き、計測表示がアラート範囲内にあるか否かを判定する。これはブロック６１２で概ね示されている。計測値がアラート範囲内にあると判定された場合、状況構成要素１３０はアラート状況と判断し得る。アラート状況の判断は、ブロック６４０に概ね示されている。よって、状況構成要素１３０は、ブロック６４２で示されるようにアラート出力を生成する。サンプル計測値がアラート範囲内にない場合、状況構成要素１３０は、計測値は許容範囲内にもアラート範囲内にもなく、よって、非許容状況範囲内にあると判断する。これはブロック６１４で概ね示されている。よって、状況構成要素１３０は、非許容状況出力を生成し、これはブロック６１６で示されている。状況構成要素１３０によって決定される様々なアラート出力は、図１に関して説明した特徴のうちのいずれかを利用し得る。プロセス計測表示器は、照明機構（例えば、照明構成要素１０８、照明源５００など）を利用して、表示器上で状況アラート表示の少なくとも一部分を生成し得る。

【0049】

本明細書では許容範囲、非許容範囲、及びアラート範囲について主に論じているが、様々な他の範囲及びパラメータが利用されてもよい。さらに、判断された状況にかかわらず、プロセス計測表示器１００は少なくとも計測出力を生成し得る。計測出力の生成は、ブロック６１８で概ね示されている。プロセス計測表示器は、計測出力を生成する際に、図１に関して論じた要素のいずれかと共に、電力供給６４４機構及び非電力供給６４６機構を使用し得る。

【0050】

図７は、本発明の一実施形態による計測表示器に状況表示を提供する方法の流れ図である。方法７００は、装置状況を判断することを含み得る。これはブロック７０２で概ね示されている。装置状況を判断することは、方法６００に関して論じた方法のうちのいずれかを含むことができる。プロセス計測表示器に状況表示を提供することは、図７のブロック７０４で概ね示されている。状況表示を提供することは、計測表示７１４、表示器性能表示７１６、プロセス状況表示７１８、及び様々な他の表示７２０を提供することを含むことができる。計測表示７１４は、プロセス１０２の変数の表示についての決定された計測値の表示であり得る。表示器性能表示７１６は、プロセス計測表示器が正しく機能しているかどうかの表示を含み得る。最後に、プロセス状況表示７１８は、プロセス１０２が正しく機能しているかどうかの表示を提供し得る。これらの表示、並びに他の表示は、状況構成要素１３０によって決定され、例えば、照明構成要素１０８を介して表示器に送られ得る。

【0051】

状況表示を提供することは、許容表示を提供することを含んでいてよく、これはブロック７０６に概ね示されている。許容表示の提供では、表示を生成するために許容状況（すなわち、許容計測表示７１４及び／又は表示器性能及び／又はプロセス状況）を判断する様々な機構を利用することができる。これらの機構は、例えばオペレータによって設定されたプリファレンスに基づいてカスタマイズされ得る。一実施形態では、状況インジケータ（すなわち、図２に示される状況インジケータ２１８）は、許容状況表示を受け取り、緑色の照明を生成する。これはブロック７２２で概ね示されている。緑色の照明は、例えば、状況インジケータ２１８及び照明構成要素１０８のうちの少なくとも１つに提供される。一実施形態では、許容表示の提供では、表示器にいかなる照明も提供されない。照明を提供しないことは、ブロック７２４で概ね示されている。

【0052】

プロセス表示器はまた、非許容状況を判断し、対応する表示を提供し得る。非許容表示の提供は、ブロック７０８によって一般的に示されている。許容表示は緑色の照明を含み得るが、表示器は、非許容状況の判断に応答して黄色の照明７２６を生成し得る。よって、照明構成要素１０８は、判断された状況を受け取り、非許容状況表示を生成するように構成され得る。プロセス計測表示器は、断続照明７２８も提供し得る。断続照明７２８は、例えば、プロセス計測表示器の表示構成要素への提供である点滅照明及び／又は様々なタイミングのオン・オフ照明の提供を含むことができる。

【0053】

最後に、プロセス計測表示器はアラート状況を判断し、対応する表示を提供し得る。アラート表示の提供は、ブロック７１０で一般的に示されている。これは、赤色の表示７３０を生成することを含むことができ、連続照明７３２を提供することも含み得る。よって、照明構成要素１０８は、判断された状況を受け取り、アラート状況表示を生成するように構成され得る。

【0054】

様々な色及び照明が使用されてよく、それらは、緑色、黄色、及び赤色、並びに上述した照明のタイミングに限定されない。これらは、プロセス計測表示器の視認性及び診断上の理解を高めるために最適化される表示の例にすぎない。様々な色の照明を光源要素５００によって提供することができ、それらの照明の長さ及び持続時間は様々であってよく、それらの照明を、本明細書で論じる照明構成要素及び状況インジケータのいずれか及び全部に提供することができる。一実施形態では、オペレータは、計測されたプロセス値に基づいてプロセスアラート状態により針の色が変わるように、「良好、不良、及び警告」アラートをセットアップする。

【0055】

上述したように、プロセス計測表示器１００は状況インジケータ（すなわち、図２に示される状況インジケータ２１８）を含み得る。一例では、計測分析器１３２は、プロセス１０２の圧力がアラート範囲内にあると判断する。よって、プロセス警報器１３６は、照明構成要素１０８に、連続照明される赤色の照明を有するインジケータ２１８に光源１１８を供給するよう命令する。オペレータは表示器２００を見て、プロセスが「不良」領域にあると迅速に見分けて、プロセス１０２が誤動作しているか又は危険な圧力を発生していると指示し得る。一実施形態では、照明は、光ファイバ５１８又はＬＥＤ５０４によって針３００上に配置された高照度構成要素３０２に提供され得る。アラート表示の種類とそれに関連付けられた色及び照明持続時間とにかかわらず、プロセス計測表示器２００は、判断された条件（すなわち、許容、非許容、アラート、状況）が満たされている間、状況を表示するように構成される。これはブロック７１２で概ね示されている。

【0056】

図８は、本発明の一実施形態による計測表示器のパラメータ入力を処理する方法の流れ図である。ブロック８０２で、方法８００は、計測表示器がユーザからパラメータ入力を受け取ることを示している。簡単に上述したように、ユーザ（すなわちオペレータ）は、アラート表示及び診断表示をカスタマイズするために、プロセス計測表示器１００に範囲及び／又はパラメータを提供し得る。ユーザパラメータ入力は、計測、プロセス状況、表示器性能表示に関する様々な識別子を含むことができる。例えば、図８には、ユーザ入力を受け取ることが、計測状況範囲８１２、状況表示プリファレンス８１４、適用可能なプロセス８１６、適用可能な装置８１８、アラート出力８２０、及び他のパラメータ入力８２２を受け取ることを含むことができることが示されている。

【0057】

計測状況範囲８１２は、プロセス計測の種類の様々な範囲、及びそれらの範囲が許容範囲、非許容範囲、及びアラート範囲であるか否かを含むことができる。プロセス計測表示器は、様々な他のパラメータ入力及び範囲も処理し得る。よって、プロセス計測表示器１００は、許容範囲、非許容範囲、及びアラート範囲のみに限定されない。例えば、オペレータは、１２０ＰＳＩを上回る特定の圧力計測値が危険範囲内にあると指示し得る。別の例では、プロセス計測表示器は、「電源オフ」計測範囲を表すパラメータ入力を処理する。サンプル計測値がこの範囲内にあると判断されると、表示器は自動的に電源オフになるか又は装置の消費電力量の少なくとも一部分を削減する。これは、危険なプロセス状況やバッテリ電源の可用性が低下する状況において有用であり得る。

【0058】

オペレータは、例えば、アラート出力８２０のためのパラメータも提供し得る。アラート出力８２０は、その範囲が危険な範囲又はアラート範囲内にあることを表示するフィードバック出力とすることができる。一実施形態では、アラート出力８２０は、触覚、音声、及び視覚の出力機構を含む。アラート出力はまた、プロセス管理システム、コントローラ、及び他の出力場所に通知するように構成されてもよい。

【0059】

状況表示プリファレンス８１４は、ユーザが色、表示器の一部分、及び様々な状況出力の表示の持続時間を設定することを可能にする様々なプリファレンスを含むことができる。例えば、オペレータは、アラート表示の結果として点滅する赤色の照明が針３００に伝わるように、針３００に提供される照明の色及び持続時間をカスタマイズすることができる。

【0060】

プロセス計測表示器１００はまた、計測状況範囲８１２及び状況表示プリファレンス８１４を適用可能なプロセス８１６及び適用可能な装置８１８と関連付けるように構成されてもよい。よって、オペレータは、完全にカスタマイズ可能な状況及び計測表示を得るために様々なプロセス１０２と共にプロセス環境内の各プロセス変数センサ３０４を構成することができる。

【0061】

ブロック８０４で、プロセス計測表示器１００は、パラメータを適用可能なシステムと関連付けるように構成され得る。一実施形態では、状況構成要素１３０は、適用可能な装置８１８及び／又は適用可能なプロセス８１６と関連付けられた一意の識別子を受け取り、その一意の識別子を後で取り出し、使用するために格納する。パラメータ及びパラメータの関連付けの格納は、ブロック８０６で概ね示されている。これは、表示装置８２４、プロセス環境システム８２６、及び他の場所８２８に配置され得る任意の種類のメモリ記憶構成を含むことができる。よって、プロセス計測表示器及びそれと関連付けられる構成要素は、プロセス環境において状況アラートを提供するためのプリファレンスを格納し、固有の装置と関連付けるための様々な機構を提供するように構成される。

【0062】

ブロック８０８で、プロセス計測表示器１００は、例えば、プロセス計測値を得る。プロセス計測値が得られると、ブロック８１０で示されるように、プロセスと関連付けられたパラメータが識別され、取り出されて、それらが最終的に出力されるように状況構成要素１３０と共に使用される。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】