JP2007283297A - メモリと、通信装置及び圧力センサを備えるフィルター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圧力センサ30がフィルタ要素10に取付けられ、圧力センサ30の付近に、あるいは圧力センサと一体化して無線トランスミッタ40も位置付けられる。無線トランスミッタ40は圧力センサ30と共に一つの一体部品内にカプセル封入され得、あるいはトランスミッタ40及びセンサ30は分離され、電気信号の如きを介して相互通信され得る。フィルタハウジング20の外側に位置付けた無線レシーバ60が無線トランスミッタとの通信用に使用され無線レシーバとしてはRFIDリーダーあるいはベースステーションが用いられる。RFIDタグのような無線トランスミッタ40を圧力センサ30にカップリングさせ得る。
【選択図】図1
Description
この概念をもっと分かり易く説明すると、製造会社において、製造設備に入る各部品にRFIDタグが貼り付けられ、RFIDタグを貼り付けた部品が製造工程に送られ、製造工程下に別の部品と組み合わせたサブアセンブリとされ、最終的に製品として仕上げられる。RFIDタグを使用すると製造会社側で製造プロセス全体を通した特定の部品の動きを追跡できるようになる他、任意の特定アセンブリあるいは仕上げ製品を含む特定部品を識別することもできるようになる。
RFIDタグを使用することにより得られる改善によっても尚、その効果が十分ではない分野がある。そうした分野における用途には、例えば、フィルターハウジング内の色々なポイント位置での圧力をリアルタイムに監視することが極めて有益な、その場での(in−situ)フィルター完全性試験や経膜圧変化を介してのフィルター寿命監視、のような多くのものがある。
本装置は多くの用途に対して有益に使用され得る。例えば、多重フィルター形態での個別のフィルターにおける経膜圧を監視できるので、完全性試験の信頼性及び有効性が改善され、また、その場で各フィルター要素の完全性を判定できるようにもなる。フィルターハウジング内の経膜圧を監視できるので多層化されたフィルターの目詰まりを監視することが可能となり、かくしてフィルター寿命を推定することも可能である。
本発明のセンサには多数の実施例があり、例えば、微小機械技術、即ちメムスシステム(MEMS)テクノロジー、圧電素子、エラストマーやインクを含む伝導性ポリマーあるいは抵抗性ポリマー、あるいはトランスデューサー、を用いた構成とされ得る。差圧センサを用いるのが好ましいが、関心事項としての“差”は上流側圧力と下流側圧力との間におけるものであるため、フィルターの各側に一つを配置した別個の圧力センサを用いることも可能である。これらの例は使用可能なセンサ形式の幾つかを例示したものであって、好適な圧力センサの全てを網羅するものではない。
図3に示すような流量測定用途では、圧力センサ30は随意的に拘束オリフィスと組み合わされて用途上必要な感度を得ている。拘束オリフィスあるいはベンチュリ型の拘束装置は代表的には液体流量を測定するために使用されるが、フィルターのコアのような主たる流路内での測定によって得られるよりもずっと高感度での測定が必要となる、ガス流量測定用にも用いることができる。例えば、拡散中に代表的に経験される流量は10cc/分であるが、対流中の流量は500〜1000cc/分である。
随意的には記憶素子50を、無線トランスミッタ40及び圧力センサ30と組み合わせて使用できる。記憶素子50はランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュEPROMあるいはNVRAMデバイスであり得るが、センサの定期サンプリングにより発生され得る如き圧力読み取り値セットを記憶させることができる。
これにより無線トランスミッタ40のデータ送信速度を圧力のサンプリング速度と異ならせることが可能となり、例えば圧力を毎秒10回サンプリングさせ、その間に送信されるデータは一回だけとすることができる。
本発明の、定義された物理的構造は多用途において有益なものである。そうした用途の幾つかを以下に説明するが、そうした用途の全部を列挙することを意図したものではない。
一実施例では、本発明はその場での(in−situ)完全性試験と組み合わされる。このプロセスによればオペレーターは、追加設備無しで顧客サイトでハウジングフィルター内のフィルターの完全性を確認することができる。特に、代表的には空気であるガスが、ガス漏れのないハウジング内に格納した、液体で湿潤化したフィルターの上流側で所定圧力に加圧される。ハウジング内の圧力はフィルターを通過するガス流れの差圧や恐らくは対流によって時間と共に減少し、この圧力の減少速度がフィルター要素の完全性を確認するために用いられる。図3に示すようなある実施例ではフィルターのノーズ部分内に差圧センサが好ましく位置決めされる。差圧センサは、好ましくはオリフィスあるいはベンチュリと組み合わせることで、ベンチュリ効果を用いてのフィルターのガス通過流量を測定できる。上述したように、好ましくはオリフィスをフィルター要素10のノーズ部分に位置決めすることで、10cc/分の如き圧力低下を高精度で測定することが可能である。オリフィスは好ましくは着脱自在であり、この完全性試験の間だけ流路内に配置すればよい。図4に示すような第2実施例では、風力計あるいは質量流れ装置を用いてガス流量を直接測定する。
ある実施例ではプラスチック製のフィルターハウジングが使用され、無線トランスミッタを用いて、任意時間に濃度データをハウジングを通過伝送させることが可能である。
20 ハウジング
30 圧力センサ
40 トランスミッタ
50 記憶素子
60 無線レシーバ
Claims (37)
- 少なくとも一つのフィルター要素を含むフィルターハウジング内の圧力を監視するための装置であって、
フィルター要素と、
フィルター要素に埋設した圧力センサと、
圧力センサと通信するトランスミッタと、
を含む装置。 - 圧力センサからの測定値を記憶するようになっている記憶素子を更に含む請求項1の装置。
- 圧力センサが、MEMS装置、圧電装置、伝導性ポリマー装置、エラストマー装置、インク装置、からなる群から選択される請求項1の装置。
- トランスミッタが無線通信を使用する無線トランスミッタである請求項1の装置。
- 無線トランスミッタがRFIDタグを含む請求項4の装置。
- 圧力センサとトランスミッタとが単一の包囲体内に設けられる請求項1の装置。
- 無線トランスミッタから伝送される信号を受けるようになっている無線レシーバを更に含む請求項4の装置。
- フィルターハウジング内で上流側と、出口とを有するフィルター要素の完全性を保証するための方法であって、
フィルター要素の出口位置での運転パラメータを測定するようになっているセンサをトランスミッタと組み合わせて固定すること、
フィルター要素の上流側を所定圧力に加圧すること、
フィルター要素の前記出口位置での前記運転パラメータを監視すること、
監視されたパラメータが所定範囲内にあるかを判定してフィルター要素の完全性を決定すること、
を含む方法。 - フィルター要素の前記出口位置での前記運転パラメータの監視が定期間隔で実施される請求項8の方法。
- トランスミッタが無線トランスミッタを含み、監視された濃度をハウジングの外部に位置付けたレシーバに無線伝送することが更に含まれる請求項8の方法。
- センサが圧力センサであり、運転パラメータが圧力降下である請求項8の方法。
- センサが、MEMS装置、圧電装置、伝導性ポリマー装置、エラストマー装置、インク装置、からなる群から選択される請求項11の方法。
- 無線トランスミッタがRFIDタグを含む請求項10の方法。
- 流路内に流れ拘束体が配置され、運転パラメータが該流れ拘束体を横断して測定される請求項8の方法。
- フィルター要素の上流側が複数の圧力に加圧され、各圧力に相当する運転パラメータが測定される請求項8の方法。
- センサが直接ガス流れセンサであり、運転パラメータがガス流量である請求項8の方法。
- フィルターハウジング内の流れを一様に維持するための方法であって、
各々がトランスミッタと通信する複数のセンサをフィルターハウジング内の複数の位置に固定すること、
フィルターハウジング内の前記複数の位置での運転パラメータを前記センサを使用して監視すること、
監視した各運転パラメータを相互に比較すること、
該比較に応じてフィルターハウジング内の流れを調節すること、
を含む方法。 - 監視した運転パラメータをフィルターハウジングの外部に位置付けたレシーバに伝送することを更に含む請求項17の方法。
- センサが圧力センサを含み、運転パラメータが圧力を含む請求項17の方法。
- 圧力センサが、MEMS装置、圧電装置、伝導性ポリマー装置、エラストマー装置、インク装置、からなる群から選択される請求項19の方法。
- センサが流量センサを含み、運転パラメータが流量である請求項17の方法。
- トランスミッタが無線通信を使用する無線トランスミッタであり、該無線トランスミッタがRFIDタグを含む請求項17の方法。
- フィルターハウジングがTFF装置を含む請求項17の方法。
- 各モジュール間に複数の連結用ポートを有するTFF装置の完全性を試験するための方法であって、
a.連結用ポートの少なくとも一つにセンサを位置決めすること、
b.TFF装置を既知の圧力に加圧すること、
c.前記連結用ポートの少なくとも一つの内部における運転パラメータを監視すること、
d.監視した運転パラメータを所定範囲値と比較してTFF装置の完全性を決定すること、
を含む方法。 - 運転パラメータがガス流量である請求項24の方法。
- 運転パラメータが圧力である請求項24の方法。
- センサが圧力センサである請求項24の方法。
- センサがガス流量センサである請求項24の方法。
- TFF装置が複数の圧力に加圧され、各圧力に相当する運転パラメータが監視される請求項24の方法。
- 各モジュール間に複数の連結用ポートを有するTFF装置内の液体流量を測定するための方法であって、
a.連結用ポートの少なくとも一つにセンサを位置決めすること、
b.前記少なくとも一つの連結ポートの内部の圧力を監視すること、
c.監視した圧力を液体流量に変換すること、
を含む方法。 - 各モジュール間に複数の連結用ポートを有するTFF装置内の液体流量を測定するための方法であって、
a.連結用ポートの少なくとも一つにセンサを位置決めすること、
b.前記少なくとも一つの連結ポートを通過する液体流量を監視すること、
を含む方法。 - 少なくとも一つの連結用ポートを含み、フィルター要素と、該少なくとも一つの連結用ポート内に位置付けた少なくとも一つのセンサとを含むTFF装置。
- センサが圧力センサを含む請求項32の装置。
- センサが流量センサを含む請求項32の装置。
- 多層化フィルター環境内の特定のフィルター要素の完全性を決定するための方法であって、
a.フィルター要素の入口側位置での運転パラメータを測定するための第1のセンサを位置決めすること、
b.フィルター要素の出口側位置での運転パラメータを測定するための第2のセンサを位置決めすること、
c.フィルター要素の入口側及び出口側の各位置で測定した運転パラメータ間の差に基づいてフィルターの完全性を決定すること、
を含む方法。 - 運転パラメータが圧力を含み、センサが圧力センサを含む請求項35の方法。
- 運転パラメータが流量を含み、センサが流量センサを含む請求項35の方法。
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