JP5914481B2 - ガス遮断バルブアセンブリを介してガスフローを制御するための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、ガスフローを制御することに関し、特に、天然ガス供給ラインで使用するためなど、ガス遮断バルブアセンブリを介してガスフローを制御するための方法および装置に関する。

ガスバルブは、天然ガス、プロパンおよび燃料ガスの分配および制御に既に使用されているのを見つける。しばしば、そのようなバルブは、住居や商業ビルのような個々の分配終点にガスが引かれることを許す、又は許さないために使用される。ガスフローは、安全関係（例えば、リークや供給ライン破裂）のため、あるいは、メンテナンス又は支払い問題のような他の理由のために止められるかもしれない。

従って、手動遮断バルブ、地震感知遮断バルブおよび過流ガス遮断バルブを含む多くの既知のタイプのガス遮断バルブがある。例えば、the California Housing and Community Developmentにより２００４年５月に公表された、Final Report Seismic Gas Shutoff Devices Excess Flow Gas ShutoffDevicesを見ると、前述の例リスト中における後半の２つのガス遮断バルブのタイプは自動遮断弁のタイプである。

さらに、電気的か機械的のどちらかで、リモート切断機能のいくつかの形式を備えた多くのガス遮断バルブがある。そのようなバルブは、ガスメーターに統合されてもよく、一般に、それらは、そのメーターにより供給された流量検出における操作に依存する。ローカルにあるいは遠隔に生成されたＲＦコマンドに応じてバルブ閉鎖を提供する電子バルブのタイプが知られている。他の、より高度な例は、例えば、パナソニック株式会社によって製造されたある電子バルブを含む。そのようなバルブは、少なくとも日本市場で成功している。

しかしながら、広範囲な分配システムでそのようなバルブの信頼性の高い長期的な使用のために提供することは課題のままである。これらの課題は、北アメリカにおける天然ガス分配に関連付けられたより過酷な使用状況や、安全、低メンテナンスまたはゼロメンテナンス装置のための必要性の増加を考慮したとき特に深刻である。

１つの実施形態では、本発明は、ガス遮断バルブアセンブリを介してガスフローを制御する方法を含む。その方法は、バルブ閉鎖状況を検出する工程と、当該バルブ閉鎖状況の検出に応じてオープン位置からクローズ位置にバルブを移動させるモータドライブを起動させる工程とを含む。この点に関して、当該バルブは、オープン位置にあるときガスフローを許可し、クローズ位置にあるときガスフローを防ぐように構成されており、その方法は、前記クローズ位置への前記バルブの移動を直接的に又は間接的に検出することに基づいてバルブの閉鎖を最初に確認する工程を更に含む。更に、その方法は、前記最初の閉鎖の確認の後、前記バルブの下流側におけるガス圧を監視することに基づいてバルブ閉鎖を続けて確認する工程を含む。

他の実施形態では、本発明は、ガス遮断バルブアセンブリを通してガスフローを許可するオープン位置とガス遮断バルブアセンブリを通してガスフローを防ぐクローズ位置との間で移動可能なバルブを含むガス遮断バルブアセンブリを含む。前記ガス遮断バルブアセンブリは、更に、前記オープン位置と前記クローズ位置との間で前記バルブを移動させるように構成されたモータドライブと、圧力検出回路とバルブ位置検出回路とを含む又は伴った制御回路とを含む。前記制御回路は、閉鎖状況を検出することに応じて前記モータドライブを介して前記バルブを閉じるように構成されている。

更に、前記制御回路は、バルブ閉鎖の最初および後の確認を実行するように構成されている。特に、１つ以上の実施形態では、前記制御回路は、前記クローズ位置への前記バルブの移動を直接的又は間接的に検出することに基づいて最初にバルブ閉鎖を確認するように、および、最初の閉鎖の確認の後、前記バルブの下流側におけるガス圧を監視することに基づいて続けてバルブ閉鎖を確認するように構成されている。

別の実施形態では、本発明は、耐用年数およびバルブ信頼性を増加させる方法において、ガス遮断バルブアセンブリ内でバルブ閉鎖を制御する方法を含む。その方法は、ガスフローを遮断しないオープン位置から前記ガスフローを遮断するクローズ位置にガス遮断バルブを移動させるバルブ閉鎖モータを駆動する工程を含む。前記駆動する工程の一部として、その方法は、前記バルブをガスフローを遮断させずに収縮して、それにより高い流速を引き起こすクローズ位置付近に前記バルブが移動していることを検出する工程を含む。そのような検出に応じて、前記クローズ位置に向けた前記バルブの移動は一時停止される又は遅くされる。その実行は、前記ガスフローが前記ガス遮断バルブアセンブリを通して高い流速になる時間を長くし、それにより前記ガス遮断バルブアセンブリ内のガスバルブを収容する空間のクリーニングを促進する。

別の実施形態では、本発明は、耐用年数およびバルブ信頼性を増加させる方法において、ガス遮断バルブアセンブリ内でバルブ閉鎖を制御する方法を含む。その方法は、ガスフローを遮断しないオープン位置から前記ガスフローを遮断するクローズ位置にガス遮断バルブを移動させるバルブ位置モータを駆動する工程を含む。前記バルブを駆動する工程の一部として、その方法は、前記バルブが前記クローズ位置に移動しないこととして検出される閉鎖失敗を検出する工程を含む。その方法は、更に、前記閉鎖失敗を検出することに応じて、バルブクリアルーチンを起動させる工程を含む。前記バルブクリアルーチンは、前記バルブ位置モータの制御を介して、前記オープン位置から前記クローズ位置に又は前記クローズ位置に向けた幾つかの中間位置に前記バルブを決まった回数でサイクルさせることを試みることを含む。

もちろん、本発明は、上述の特徴や利点に限定されない。確かに、当業者は、以下の詳細な記述を読むことで、および添付図面を見ることで追加の特徴および利点を認識するだろう。

自動検針（ＡＭＲ）ネットワーク内の通信でリンクしたリモートノードとして操作するために構成されたガス遮断バルブアセンブリの一実施形態のブロック図。 図１のガス遮断バルブアセンブリに含まれるような制御回路の要素のための回路実行例のブロック図。 ガス遮断バルブアセンブリを介してガスフローを制御する方法の一実施形態のロジックフロー図。 ガス遮断バルブアセンブリ内でオープン位置からクローズ位置へのバルブの移動を検出するためなど、ガス遮断バルブの位置や移動を間接的に検出する方法の一実施形態のロジックフロー図。 バルブクリアルーチンの選択的な起動を含むバルブ位置モータ制御の方法の一実施形態のロジックフロー図。 バルブクリアルーチンの選択的な起動を含むバルブ位置モータ制御の方法の一実施形態のロジックフロー図。 圧力を監視することに基づいてバルブ閉鎖を確認する方法の一実施形態のロジックフロー図。 水平な搭載および操作のために構成されたガス遮断バルブアセンブリの実施形態の部分的な側面図を提供する断面図。 図８に示されるガス遮断バルブアセンブリの斜視図。 垂直な搭載および操作のために構成されたガス遮断バルブアセンブリの実施形態の部分的な側面図を提供する断面図。 図１０に示されるガス遮断バルブアセンブリの斜視図。 ガス遮断バルブアセンブリの他の実施形態の分解部分図。

図１は、ここに示されているようなガス遮断バルブアセンブリ１０の実施形態例を説明する。以下の詳細例が説明するように、１つ以上の実施形態におけるガス遮断バルブアセンブリ１０は、インテリジェント、自動検針（ＡＭＲ）ネットワーク中の制御可能なノード、アセンブリのバルブ状況（例えば、オープン、クローズ、失敗など）の遠隔監視（例えば、ＲＦに基づく）の許可、バルブ位置の遠隔制御（遠隔指令されたバルブオープン、クローズ、テストなど）、およびガス遮断バルブアセンブリ１０の１つ以上の操作状況の遠隔監視として構成されている。少なくとも１つのそのような実施形態では、ガス遮断バルブアセンブリ１０は、そのローカル操作状況および操作状態の検出に基づいて、警告および（又は）他のステータス信号を送信するように構成される。

同じ又は他の実施形態では、ガス遮断バルブアセンブリ１０は、有利で自立した、自己参加した操作特徴を含む。例えば、少なくとも一実施形態では、ガス遮断バルブアセンブリ１０は、多くの潜在的に安全でない操作状況の中のうち１つ以上を自主的に検出し、対応する制御動作をとることによって操作の重要な安全性を提供する。例えば、ガス遮断バルブアセンブリ１０は、地震や安全でない又は異常なガス圧、そのノミナル搭載オリエンテーションからの移動などを感知することに応じて、それに含まれるガス遮断バルブを自動的に閉じる
これらの可能性とバリエーションを念頭において、図１のガス遮断バルブアセンブリ１０は、ガス遮断バルブアセンブリ１０を通ってガスフローを許すオープン位置とガス遮断バルブアセンブリ１０を通ってガスフローを防ぐクローズ位置との間で移動可能なバルブ１２を含む。ガス遮断バルブアセンブリ１０は、オープン位置とクローズ位置との間でバルブ１２を移動するように構成されたモータドライブ１４と、圧力検出回路１８とバルブ位置検出回路２０とを含む又は伴った制御回路１６とを含む。

圧力検出回路１８は、ガス圧を感知するため、圧力センサー２２を含む又は伴う。圧力センサー２２は、アセンブリの操作環境のパラメータを感知するように、「環境上」のセンサーであると考えられる。少なくとも一実施形態では、ガス遮断バルブアセンブリ１０は、地震活動検出器２６や傾斜／位置センサー２８のように、多くの環境センサー２４を含む。同様に、制御回路１６は、環境センサー２４の様々なものからアナログ又はシグナル信号を受信し、それに応じて反応するように構成されている。

説明した例に続いて、ガス遮断バルブアセンブリ１０は、プログラムや作業データメモリを含むメモリ３０と、バルブを配置するためのモータドライブ１４を制御するモータコントローラ３２と、バルブ閉鎖の確認を実行する閉鎖確認回路３４と、ガス遮断バルブアセンブリ１０の全体の操作制御と管理を提供し、セルラーモデムや他の通信インターフェース３８で接続することにより遠隔通信能力を任意に提供する通信およびシステム制御回路３６とを含む。例えば、ガス遮断バルブアセンブリは、基地局あるいはＡＭＲネットワーク内の他のノードと無線で通信する。

また更に、説明したガス遮断バルブアセンブリ１０は、ガス遮断バルブアセンブリ１０に付加されたセンサー又はステータス信号入力を監視するための１つ以上の付加された監視入力４６と、ガス遮断バルブアセンブリ１０に付加された制御／指令信号入力を監視するための１つ以上の制御入力４８と、例えば操作状態や警告状況などを示すユーザーインターフェース５０を含む付加された入力／出力（Ｉ／Ｏ）４４を含む。少なくとも一実施形態では、ユーターインターフェース５０は操作状態を表示し、および（又は）トラブルシューティングを提供し、又はユーザーへの指示を制御するため、低電力ＬＣＤディスプレイおよび（又は）１つ以上のライト又は他の可視インジケータを含む。

もちろん、これら説明した要素の１つ以上は任意であることを理解されるべきであり、本発明は、説明した要素の少なくともいくつかを除外するガス遮断バルブアセンブリ１０の実施形態を意図し、そして、実施形態は、図１に示されない他の要素を提供する。より一般的に、ガス遮断バルブアセンブリ１０のインプリメンテーションが、この開示の焦点を表す能力および核となる特徴から外れずに、重要な設計変更に充足していることは理解されるであろう。このポイントは、アセンブリのエレクトロニクスに関して特に真実である。

この点で、１つ以上の実施形態の制御回路１６は、様々な他の出力と共に、様々な環境センサーや制御回路１６への他の入力を処理するように、および対応するバルブ制御信号を与えるように構成された１つ以上のデジタル処理回路を含む。本発明は、固定されたハードウェア、プログラムされたハードウェア、またはそれらの任意の組み合わせを含む制御回路１６のための多くのインプリメンテーションを想定している。一例として、制御回路１６は、１つ以上のフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）やコンプレックス・プログラマブル・デバイス（ＣＰＬＤ）や、１つ以上のマイクロプロセッサ／マイクロコントローラベースの回路を含む。それらは、ＡＳＩＣや他のカスタムチップなどのように、より大きな回路インプリメンテーションに統合されてもよい。

少なくとも一実施形態では、制御回路１６は、周辺のインターフェーシングおよび制御のため高レベルの統合を提供する低電力マイクロコントローラに基づいて有利である。例えば、制御回路１６は、ＴＥＸＡＳ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳからの「ＭＳＰ４３０Ｆ５４３７」や他のＭＳＰ４３０Ｆ５シリーズのマイクロコントローラに基づいている。５４３７デバイスは１６ビット、２．２ＶＤＣから３．６ＶＤＣの供給電圧（例えば、５００μＡより低い電流動作）で低電力動作を提供するＲＩＳＣベースのマイクロコントローラである。低電力／低電圧動作は、例えばシングルＤセルバッテリから長寿命を提供する。

更なる利点として、５４３７デバイスは、統合されたマルチチャンネル・１２ビット・アナログデジタル・コンバータ、高分解能ハードウェアタイマのホスト（例えば、ＰＷＭおよび（又は）ステッパモータ制御などのような他の精密制御シグナリングのため）、およびシリアルおよびディスクリートビットポートを含む様々なＩ／Ｏポートと共に、オンボード・プログラムおよびデータメモリ（例えばＦＬＡＳＨやＳＲＡＭ）を与える。もちろん、当業者であれば、問題となっている特定の設計要件に依存して、他の機種や、マイクロプロセッサや他のデジタル処理回路のモデルを使用することができることを理解するであろう。

図示された例に戻って、制御回路１６は、前に述べたメモリ３０を含む。図示されたメモリ３０は、例えば、コンピュータプログラム指令を保存するＦＬＡＳＨやＥＥＰＲＯＭを含む。制御回路１６によって実行されたとき、この中の示唆によればこれらのプログラム指令は制御回路１６を構成する。前述のように、メモリ３０は、ワーキングデータを保存するためのＳＲＡＭのような１つ以上の他のメモリデバイスやメモリ種類も含む。

ワーキングデータは、モータードライブ１４を起動し、又は制御するためにモータコントローラ３２によって使用されるようなモータ制御およびバルブ位置決め変数を含む。モータドライブ１４は、制御回路１６が、モータドライブ１４に供給されるモータ制御信号のその生成に基づいてバルブを開いたり閉じたりするので、「バルブ位置決めモータ」と呼ばれる。

それに対応して、制御回路１６は、後で詳しく説明される閉鎖確認回路３４を含む。しかしながら、広い意味で、閉鎖確認回路３４は２段階の閉鎖確認を提供するように構成されている。２段階の閉鎖確認において、バルブ１２の指令された閉鎖は、バルブ１２のクローズ位置への移動を（直接的又は間接的に）検出することによって最初に確認される。その閉鎖は、時間の経過と共に下流側のガス圧を監視すること（例えば、圧力検出回路１８／圧力センサー２２を介して）に基づいて続けて確認される。従って、後続の閉鎖確認を実行することは、バルブ位置の間接的又は推定した感知を使用する実施形態では特に価値のある最初の閉鎖確認が正しかったことを確認すること、およびバルブ１２が閉じたままであることを確認することとして理解されることができる。

１つ以上の実施形態では、バルブ位置検出回路２０、モータコントローラ３２および閉鎖確認回路３４は、一般の制御回路１６内に機能回路として少なくとも部分的にインプリメンテーションされる。例えば、これらの回路は、特定のコンピュータプログラム指令を実行することに基づいて、デジタルプロセッサの特定の構成を通して少なくとも部分的に実現される。図２は対応した実施形態の例を提供する。

図２では、モータコントローラ３２は、ステッパモータ駆動パルスジェネレータ６０（例えば、マルチポール信号生成のため）を含む。それは、パルスタイミングや制御のため、マイクロコントローラ内の機能回路を構成したプログラムロジックを含んでも良いし、１つ以上のハードウェアおよび（又は）ソフトウェアベースのデジタルタイマー６２を含んでもよい。ステッパモータ駆動パルスジェネレータ６０は、フルおよび（又は）ハーフステッピング制御のために構成されてもよく、そして、図示された例では、モータ駆動トランジスタ６６を介してステッパモータ６４にインターフェースする。

順番に、バルブ位置検出回路２０は、バルブ位置トラッキングロジック７０を構成する。それは、再び、逆ＥＭＦ感知インターフェース７４（例えば、アンプ、フィルター、レベルシフタを含む）を介してステッパモータ６４からの逆ＥＭＦを感知するために、ＡＤＣ７２の1つ以上のチャネルを含む又は使うマイクロプロセッサベースの機能回路であってもよい。バルブ位置トラッキングロジック７０は、バルブ１２のオープンおよびクローズ位置（あるいは、例えば、自己テストルーチンで使用される１つ以上の中間位置）を伴うカウント値７６（範囲であってもよい）を保存するコンフィギュレーションメモリを更に含む又は伴う。

従って、バルブ位置トラッキングロジック７０は、モータコントローラ３２によってステッパモータ６４が駆動されるように、ステッパモータ６４から逆ＥＭＦの電圧レベルを感知するＡＤＣ７２を使用する逆ＥＭＦ感知回路７１を含む。それは更に、ステッパモータ６４に供給されたステッピングパルスをカウントするデジタルカウンター７８を使用する位置推定回路７９を含む。例えばバルブ１２のフルオープン位置などの既知の又は仮定の開始位置をとり、位置推定回路７９は、既知の又は仮定の開始位置からバルブ１２を移動するため、ステッパモータ６４に供給されたステッピングパルスをカウントすることに基づいてバルブ１２の移動を追跡する。そのカウントすることは、ステッパモータ６４の失速状況を示す逆ＥＭＦにおける特性下降を検出するため、逆ＥＭＦ感知回路７１を介して逆ＥＭＦを監視することと一緒に行われる。それに応じて、位置推定回路７９はステッパモータ６４の失速が、バルブ１２のフルオープンおよびフルクローズ位置に関連付けられたステッピングカウントで起こっているのか否かを判断する。

少なくとも１つの実施形態では、ステッパモータ６４の逆ＥＭＦは、ステッパモータ６４の１つ以上の未使用のポールから有利に検出される。観測された電圧は、実質的な、例えば、（使用されているいかなる駆動電圧を基準にして）駆動電圧で又はほぼ駆動電圧における電圧から零又はほぼ零への下降である特性減少を経験する。この挙動は、バルブ１２がフル走行位置（クローズ又はオープン）のうち１つに到達する前に停止するか否かを検出するため、バルブ位置検出回路２０をステッピングカウントで逆ＥＭＦにおいて観測された変化に関連付けることができる。もちろん、設定されたカウント値７６を含むデータ構造でそれらの対応したカウント値を含むことによるように、１つ以上の中間バルブ位置が検出されてもよい。

より広く、１つ以上の実施形態では、モータドライブ１４はステッパモータ６４を含み、オープンおよびクローズ位置の間でバルブ１２を移動するため、制御回路１６はステッパモータ制御信号を生成するように構成されている。更に、バルブ位置検出回路２０は、バルブ１２のオープンおよびクローズ位置に関連付けられたカウント範囲でステッパモータ６４の逆ＥＭＦにおける特性変化を感知することと共にステッパモータ６４に供給されたステッパモータパルスをカウントすることに基づいて、制御回路１６と、ステッパモータ６４の逆ＥＭＦを感知する逆ＥＭＦ感知回路７１と、バルブ１２の位置を推定するように構成された位置推定回路７９とによってステッパモータ６４に供給されたステッパモータ信号パルスをカウントするカウント回路７８を含む。前述のように、少なくとも１つのそのような実施形態では、制御回路１６は、バルブ位置検出回路２０の少なくともカウント回路７８と位置推定回路７９とを含むマイクロプロセッサを含む。

もちろん、特定の逆ＥＭＦ感知方法は、モータの種類と回路インプリメンテーションに応じて変動を受けやすい。例えば、１つの変動において、それは、ステッパモータの代わりに、バルブ１２を駆動するブラシレスＤＣモータを使用することをそこでは意図している。更なる変動として、バルブ位置検出回路２０は、バルブ位置を直接的に検出するため、１つ以上のセンサーを含む又は伴ってもよい。

一例として、ロータリエンコーダ又はフォトインターラプタは、直接的にモータドライブ１４と結合し、そのようなデバイスからのフィードバックがバルブ移動のポジティブ指示として取得される。あるいは、例えば、磁気又は容量を用いた１つ以上の近接センサーがバルブ位置を検出するために使用される。更なる代替として、接触又は圧力センサーは、バルブ１２のオープンおよびクローズ位置においてバルブ１２を検出するため、検出ガス遮断バルブアセンブリ１０内のバルブ配置エリアに配置される。

これらインプリメンテーションの詳細にかかわらず、バルブ位置検出回路２０は、ロジカル指示又は検出されたバルブ位置を示す他のシグナリングで閉鎖確認回路３４を提供する、特に、オープン又はクローズ位置（又は他に指令された位置）に移動するバルブ１２の失敗を示すシグナリングを提供する。このシグナリングは、圧力センサー２２からの圧力感知と組み合わせて、最初のおよび後続の閉鎖確認を実行するため閉鎖確認回路３４の閉鎖確認ロジック８０を許可する。

例えば、含まれた監視制御および評価ロジック８２は、バルブ位置検出回路２０からの閉鎖失敗指示（例えば、バルブ１２がそのクローズ位置に到達したこととして検出されたか否かの指示）に基づいて最初の閉鎖確認を実行し、そして、時間の経過と共にガス圧を監視することに基づいて後続の閉鎖確認を実行する。この点で、閉鎖確認回路３４は、定期的に又は他の時間でガス圧の測定値をとるデジタルタイマ８４を用いてもよい。その測定値は、例えばバッファ８６（一実施形態では、フィルタリングされた圧力測定値を生成するため、１つの圧力測定値より多くの測定値が所定の測定時で取られる）において蓄積される。

監視制御および評価ロジック８２は、それに対応して、後続のバルブ閉鎖確認、即ち、例えば、最初の閉鎖が検出された後で行われる確認を実行する。この後続の閉鎖確認は、時間の経過と共にガス圧を監視することに基づいている。例えば、一実施形態では、後続の閉鎖確認は、ガス圧の測定値における変化を検出することに基づいている。例えば、安定した低圧力の測定値又は低下した圧力の測定値が、最初に検出されたようにバルブ１２が閉じた、および閉じている証拠として採用される。

他の例として、後続の閉鎖確認は、観測された挙動が予期されたポストバルブ閉鎖動作から逸脱しているか否かを判断するため、最初の閉鎖確認の後のガス圧挙動を観測することに基づいている。例えば、コンフィグレーションデータ８８を監視することは、観測されたガス圧挙動が比較される予期された圧力プロファイルを表すデータを含んでもよい。予期された圧力プロファイルを含む数値データは、一実施形態では、予期された圧力減衰プロファイルに対応する。

先程上述した例を念頭に置いて、コントローラ１６は、直接的又は間接的にバルブ１２のクローズ位置への移動を検出することに基づいてバルブの閉鎖を最初に確認するように、バルブ１２の下流側におけるガス圧を監視することに基づいてバルブの閉鎖を続けて確認するように構成されている。この後続の確認は、バルブの閉鎖の最初の確認の後で実行される。しかしながら、バルブの閉鎖が確認される方法において意図されたバリエーションに加えて、本開示は、バルブの閉鎖を実行するガス遮断バルブアセンブリ１０のため、多くの意図されたベースおよび構成を示す。

広く、１つ以上の実施形態では、制御回路１６は、「閉鎖状況」を検出することに応じて、モータドライブ１４を介してバルブ１２を閉じるように構成される。ここで使用される、用語「閉鎖状況」は、バルブ１２がそのクローズ位置（又はそのクローズ位置の左）に移動されるべき状況又は例である。一例として、通信インターフェース３８を介してバルブ閉鎖コマンドを受信することは閉鎖状況とするために制御回路１６によって判断される。即ち、制御回路１６は、バルブの閉鎖を引き起こすため、閉鎖状況として通信インターフェース３８を介してバルブ閉鎖コマンドの受信を解釈するように構成されている。

更に、１つ以上の実施形態におけるガス遮断バルブアセンブリ１０は、警告や状態シグナリングを送信するため、その通信インターフェース３８を使用する。少なくとも１つのそのような実施形態では、制御回路１６は、例えば、通信インターフェース３８の携帯電話又は他の無線トランシーバからの送信されるＲＦシグナリングなど、通信インターフェース３８を介してアラーム信号を送信するように構成されている。特に、制御回路１６は、バルブがフルクローズされていないことを示す、最初の又は後続の閉鎖確認失敗を検出することの少なくとも１つに応じて警告を送信する。

少なくとも１つのそのような実施形態では、制御回路１６は、図示されたＡＭＲネットワーク４２におけるインテリジェントノードとして無線通信トランシーバを介して通信するように構成されている。ここで、制御回路１６は、バルブ１２の位置を検出し、自主的に送信するメッセージとして、又はステータス要求メッセージに応じてのいずれかで、対応するバルブ位置メッセージを送信するように構成されている。更に、この実施形態の制御回路１６は、（ＡＭＲネットワーク４２からの）バルブ位置コマンドを受信し、応答したところにバルブ１２を配置するように構成されている。

これらの機能は遠隔にバルブ状態を監視すること、ガス遮断バルブアセンブリ１０の遠隔テストをすること、および、コマンド内のオープンおよびクローズを実行し、ＡＭＲネットワーク４２の構造を制御する機能を許容する。それは、１つ以上のそのような実施形態における制御回路１６が、例えば、ＯＳＩネットワークモデルに基づいて、例えば、ＩＰベースのメッセージプロトコルなどの通信プロトコルを実行することが理解されるであろう。例えば、保存された電子シリアル番号など、ガス遮断バルブアセンブリ１０の特有のナンバリングは、ガス遮断バルブアセンブリ１０に、与えられたメッセージがそれ又は他のガス遮断バルブアセンブリ１０にアドレス指定されているか否かを検出することを許容する。アドレスマスク又は特別な識別子も、多様なガス遮断バルブアセンブリ１０に送るためのメッセージを構成するように使用されてもよい。

ガス遮断バルブアセンブリ１０がＡＭＲネットワークに統合された実施形態においてさえ、ガス遮断バルブアセンブリ１０は、操作の安全性と柔軟性を大幅に増加させる自主的な動作によって構成されてもよい。例えば、１つ以上の環境センサー２４の各々は、安全でない操作状況信号をアサートするように構成されており、制御回路１６は、バルブ閉鎖を引き起こすため、閉鎖状況として安全でない操作状況のいずれの１つのアサーションを解釈するように構成されている。安全でない状況の例は、以下の１つ以上を含む。設定された圧力閾値に対して測定されたガス圧を比較することによって検出されることができる過度に高い又は低いガス圧、地震センサー２６によって示される地震事象の発生又は進行中の地震活動の発生、および、傾斜／位置センサー２８によって検出されるノミナル・インストール・オリエンテーションからのガス遮断バルブアセンブリ１０の方向における移動又は検出された変化。

これらのラインに沿った操作の方法の例は、図３のロジックフロー図に表される。特に、図３は、ガス遮断バルブアセンブリ１０を介してガスフローを制御する方法３００を示す。ここで、その方法は、バルブ閉鎖状況を検出する工程（ブロック３０２）、および、バルブ閉鎖状況を検出することに応じてバルブ１２をオープン位置からクローズ位置に移動させるモータドライブ１４を起動する工程（ブロック３０４）を含む。その方法は、更に、直接的又は間接的にバルブのクローズ位置への移動を検出することに基づいて最初にバルブ閉鎖を確認する工程（ブロック３０６）、および、バルブ閉鎖の最初の確認に続いて、バルブ１２の下流側のガス圧を監視することに基づいて続けてバルブ閉鎖を確認する工程（ブロック３０８）を含む。

最初のバルブ閉鎖確認は、バルブ閉鎖失敗を検出することに応じて開始されるバルブクリアルーチンなど、１つ以上の有利な追加された方法を含んでもよい。図４は、バルブクリアルーチンを制御回路１６によって行われるバルブ閉鎖操作に組み込む方法４００の一例を図示する。

開始の前提は、推定されたバルブ位置検出が使用されており、閉鎖ルーチンは、例えばオープン位置など既知の位置におけるバルブ１２で開始する（ブロック４０２）。制御回路１６は、バルブ１２をクローズ位置に向けての駆動を開始するためモータドライブ１４を起動し、および、供給されたステッパモータパルスを評価する（カウントする）（ブロック４０４）。制御回路１６が、クローズ位置に対応するカウント値（例えば、図２に示されるような設定されたカウント値７６）を保存することは、この点で理解されるであろう。例えば、制御回路１６は、オープン位置（フルオープン）からクローズ位置（フルクローズ）にバルブ１２を移動するために必要なカウントの数を表す整数を保存する。

一実施形態では、そのようなカウント値は、例えば製造時に、制御回路１６のメモリ３０に予め保存されている。柔軟性を高めるため、メモリ３０は、異なるモータ種類、異なるモータドライブ１４、および（又は）異なるバルブ構成に応じて、予め設定されたカウント値の異なるセットを保存してもよい。ガス遮断バルブアセンブリ１０の様々なモデルやスタイルにおいて同じ制御回路１６を使用できるようにし、カウント値が制御回路１６によって使用されるように設定するため、回路基板のジャンパ、スイッチ又はソフトウェアフラグは使用される。加えて、又は代わりに、制御回路１６は、モータ失速を感知するまでオープンおよびクローズ方向の各々にステッパモータ６４を駆動する逆ＥＭＦを監視する１つ以上の「測定」サイクルを実行することによるように、クローズおよび（又は）オープン位置に関連付けられたパルスカウントを記憶するように構成されている。

図示された方法に戻って、モータドライブ１４がバルブ１２をクローズ位置に向けて移動している間、制御回路１６がステッパモータ６４の逆ＥＭＦを監視する工程（ブロック４０６）を含む。この処理の一部として、制御回路１６はモータ失速を監視する（ブロック４０８）。そのような監視は、モータ失速が検出されるまで、パルスカウント蓄積と共に続けられる（ブロック４０８のＹＥＳ）。

モータ失速を検出したとき、制御回路１６は、その失速が早過ぎるか否かを判断する（ブロック４１０）。例えば、制御回路１６は、蓄積されたパルスカウントを再設定されたカウント値と比較し、その２つのカウントが等しいか否かを判断する。（ここで、その比較が、もし蓄積されたカウントがクローズカウント値の定義されたカウント範囲内であるならば、蓄積されたカウントが「クローズ」カウント値と一致すると判断されることを意味する「許容値」を含んでもよいことは理解されるであろう。）
もし、失速カウントがクローズカウントと一致するならば（ブロック４１０のＮＯ）、制御回路１６は、バルブ１２がそのクローズ位置にあるとみなす、従って、最初の閉鎖確認が満たされているとみなす（ブロック４１２）。（ここで、「失速」カウントは、モータ失速が検出された時点で蓄積されたパルスカウントを意味する。）逆に、もし、失速カウントがクローズカウントより少ないならば（ブロック４１０のＹＥＳ）、制御回路１６は、失速が早過ぎるとみなし、それからバルブ１２がクローズ位置に到達していないと推測する。

その判断に応じて、制御回路１６は、バルブクリアルーチンを起動する（ブロック４１４）。バルブクリアルーチンの例は方法５００として図５に示される。図示された処理は、例えば、図４のブロック４１４を通して、バルブクリアルーチンが起動されていると推定する。処理は、このようにバルブ１２を「巻き戻すこと」で始まる（ブロック５０２）。ここで、バルブ１２を巻き戻すことは、モータドライブ１４を反転させること、およびバルブ１２をオープン位置に向けて逆に駆動することを含む。制御回路１６は、零カウント又は他の値と一致するモータ失速がオープン位置に到達したとして検出されるように、モータドライブ１４が巻き戻されるようにモータ失速を検出した時点で蓄積されているステッパモータカウントをデクリメントしてもよい。（もちろん、そのルーチンは、制御回路１６がバルブ１２をオープンとクローズの間の中間位置に巻き戻すように修正されてもよい。）
それにもかかわらず、一度バルブ１２が巻き戻されており、制御部１６は、早過ぎるモータ失速を監視している間、クローズ位置に向かって逆にバルブ１２の駆動を始める（ブロック５０４）。もし他の早過ぎる失速が検出されないならば（ブロック５０６のＮＯ）、制御回路１６は、クローズ位置に到達しているとみなす。しかしながら、１つ以上の実施形態では、バルブクリアルーチンは、起動されたバルブクリアルーチンを引き起こす早過ぎる失速を引き起こしている破片やバルブ「付着物」のクリアを促進するため、１度以上の巻き戻し／再閉鎖操作を繰りかえすように構成されておいる。

そのため、少なくとも一実施形態では、バルブクリアルーチン内で行う巻き戻し／再閉鎖サイクルの数を示す、予め設定された、又はダイナミックに決定された「サイクルカウント」値がある。そのため、制御回路１６は、この閉鎖サイクルが上限に達しているか否かをチェックする。もし達していないならば（ブロック５０８のＮＯ）、制御回路１６はサイクルカウンターを増加させ（ブロック５１０）、ブロック５０２、５０４、５０６および５０８の処理を繰り返す。少なくとも一実施形態では、バルブクリアルーチンは、最初のバルブ閉鎖操作の間において早過ぎるモータ失速を検出することに応じて、バルブクリアルーチンが２つ以上の閉鎖サイクルを実行することを意味する、２つの又はそれ以上のサイクルカウントを使用する。

早過ぎる失速が再び検出されたならば（ブロック５０６のＹＥＳ）、制御回路１６は、再試行が上限に達したたか否かをチェックする（ブロック５１４）。もし達していれば、制御回路１６は最初の閉鎖確認が失敗しているとみなす。もし達していなければ、制御回路１６はその巻き戻し処理をくりかえす（ブロック５０２など）。再試行の上限は１以上の整数であり、２〜４回の再試行が最初の閉鎖確認の失敗を申告する前に試みられていることを意味する、望ましくは２と４の間である。

逆に、もし早過ぎる失速が検出されないならば（ブロック５０６のＮＯ）、および閉鎖サイクルカウントが上限に達していないならば（ブロック５０８のＹＥＳ）、最初の確認目的のため、制御回路１６はバルブ１２が閉じたとみなす（ブロック５１２）。次に、ロジカル状態の観点で、制御回路１６は、後続の閉鎖確認処理（例えば、圧力監視）に移行するだろう。その処理は、他の監視、制御および通信操作と共に行われてもよい
バルブクリアルーチンは、その分野でガス遮断バルブアセンブリ１０の安全性および信頼性を促進することを含む、多くの実用的な利点を提供することを理解されるであろう。図６は、１つ以上の実施形態における制御回路１６の操作構成に組み込まれている他のそのような方法を図示する。特に、図６は、図５に示すルーチンに加えて、又はそのルーチンの代わりとして制御回路１６の操作ロジックに含まれてもよいバルブクリーニングルーチンを示す。

方法６００は、例えば、何らかの理由で制御回路１６がバルブ１２を閉じるときごとに実行される、通常のバルブ閉鎖操作の一部として制御回路１６によって起動されてもよい。もちろん、制御回路１６は、自己テスト又は自己メンテナンスルーチンの一部として、又はルーチン又はロジカルコマンドを受信することに応じて、方法６００を実行するように構成されてもよい。

それにもかかわらず、方法６００は、クローズ位置に向かってバルブ１２を駆動することで開始する（ブロック６０２）。この駆動操作は、ここまでにおいて開示された、早過ぎる失速を監視することなどを含むことは理解されるであろう。その駆動の一部として、制御回路１６は、バルブ１２がガスフローを妨げないように収縮し、それによって流速の上昇を引き起こすクローズ位置付近にバルブ１２が移動していることを検出する。即ち、制御回路１６は、クローズ位置に向かってバルブ１２を駆動するようにモータドライブ１４を制御し、それを行っている間にバルブ位置を監視する。

制御回路１６がバルブ１２が定義されたクローズ位置付近に達していることを検出するとき（ブロック６０４のＹＥＳ）、バルブ１２の移動を停止するため、又はクローズ位置に向かった移動のバルブの速度を落とすため、それはモータ制御シグナリングを適用する（ブロック６０６）。バルブ１２を停止又は速度を落とすことと共に、制御回路１６は「クリーニングタイマ」を開始させてもよい。

クローズ位置付近が、容量又は近接センサーなどの直接センサーを用いることで検出されることができること、又は、モータパルスの累積カウントがクローズ位置に対応するカウント値の９０％であることを検出することによってなど、推定して検出されることができることは理解されるであろう。クローズ位置付近が検出されても、ガス遮断バルブアセンブリ１０を通ったガスフローが流速の上昇を生じさせる時間を長くするように、制御回路１６はバルブ１２を停止又は速度を落とすように構成されている。その実行は、ガス遮断バルブアセンブリ１０内のガスバルブ配置エリアのクリーニングを促進する。

この意味で、クローズ位置付近は、例えば、ガス遮断バルブアセンブリ１０の与えられた構造やモデルに合った設計プロセスの一部として、経験的に決定されることができ、その数は、製造中にガス遮断バルブアセンブリ１０の不揮発性メモリにプログラムすることができる。他の実施形態では、クローズ位置付近は、実際の流速（直接的又は間接的）を感知することによってなど、ダイナミックに決定されてもよい。クローズ位置付近を設定する、さもなれば定義するために用いられるメカニズムにかかわらず、方法６００が、バルブ１２がガス遮断バルブアセンブリ１０を通してガスの流れを収縮する間の延長時間を生成することは理解されるであろう。高速のガスフローのその延長時間は、ガス遮断バルブアセンブリ内のバルブ配置エリアのクリーニングを促進し、そして、例えば、ガス遮断バルブアセンブリ１０に蓄積されたかもしれない粒子状物質又は他の汚染物質を一掃することができる。

方法６００に戻り、クリーニングタイマの満了後（ブロック６０８のＹＥＳ）、制御回路１６は、クローズ位置に向けたバルブ１２の通常の駆動を再開する（ブロック６１０）。簡単にするため、早過ぎる失速の監視および潜在的なバルブクリアルーチンの起動は、ブロック６１０に示されておらず、制御回路１６がクローズ位置へのバルブ１２の移動を正常に完了することができることが図示の目的のために想定される。そのため、その方法は、最初の閉鎖確認の目的のため、バルブ１２が閉じたとみなすことを結論付ける（ブロック６１２）。しかしながら、もしクリーニング方法６００が、制御回路１６によってインプリメントされた定期的なメンテナンスおよびテストルーチンの一部として起動されたならば、通常のガスフロー操作のため、制御回路１６がバルブ１２をそのオープン位置に戻してもよいことは理解されるであろう。（このルーチンの１つのバリエーションでは、閉鎖サイクルを完了しないで、バルブ１２がオープン位置に戻される。即ち、バルブ１２はクローズ位置付近に移動され、定義された時間そこに保持され、その後バルブ１２はオープン位置に戻される。）
そのため、１つ以上の実施形態では、ガス遮断バルブアセンブリ１０は、１つ以上のバルブクリア／クリーニングルーチンをその操作に組み込むことに基づいて、その操作の信頼性および安全性を高めるように構成されている。そのような操作は、信頼できるバルブ閉鎖を促進することを助ける。特に、１つ以上の実施形態における制御回路１６は、閉じられていないバルブ閉鎖状態を判断することに応じて、１回以上バルブ閉鎖を再試行するように構成されている。バルブ閉鎖を再試行することは、完全に又は部分的にバルブ１２のオープン位置に巻き戻し、その後クローズ位置に向けて駆動することによるように、モータドライブ１４を再起動することを含む。

しかしながら、クリーニングルーチンの組込みの有無で、ガス遮断バルブアセンブリの制御回路１６は、異なる時間でガス圧を測定し、測定されたガス圧を時間の経過と共に評価し、閉じたか閉じていないかのバルブ閉鎖状態を判断するように有利に構成される。図７は、後続の閉鎖確認の特定の実施形態を図示する。示された方法７００は、制御回路１６が閉鎖状態を検出していること及びこれによりバルブ１２を閉じることを開始していること、又は少なくともバルブ閉鎖操作に入力されることを想定する。そのような操作と共に、方法７００は、バルブ閉鎖サイクルにおいて早期に第１ガス圧を測定することを含む（ブロック７０２）。ここで、「早期に」は、クローズ位置に向けてバルブ１２の実際の駆動をめじめる前、又はクローズ位置に向けたバルブの移動の最初の部分において（例えば、１０〜１５％閉鎖未満で）測定することを意味する。

制御回路１６は、バルブ１２をクローズ位置に向けて駆動し続け、及び方法７００は、閉鎖サイクルにおいて後期に第２ガス圧測定値を取得し続ける（ブロック７０４）。例として、圧力測定は９０％のクローズ位置で取得され、前述されたバルブクリーニング方法６００と共に取得されてもよい。制御回路１６はその後、最初のバルブ閉鎖確認のため、バルブ１２をクローズ位置に向けて駆動することを続けるもしくは再開する。

もし最初の閉鎖が確認されないならば（ブロック７０６のＮＯ）、制御回路１６は失敗処理を行う（ブロック７０８）。そのような処理は、例えば、タイムスタンプでイベントをロギングすること、および（又は）ローカルアラーム信号を出力すること、又はアラーム信号をＡＭＲネットワーク４２に送信することを含む。一方で、もし最初の閉鎖が確認されたならば（ブロック７０６のＹＥＳ）、その方法７００は、少なくとも第１および第２ガス圧測定値、即ち早期および後期の測定値に基づいて、制御回路で圧力プロファイルを計算することを続ける（ブロック７１０）。圧力プロファイルは、バルブ１２が正しく閉じたことの仮定に基づいて、下流のガス圧の「予期された」圧力挙動として理解されてもよい。制御回路１６は、圧力プロファイル計算において１つ以上の追加データ項目を考慮することもできる。例えば、それは、バルブ１２の実際の閉鎖の後に予期されるガス圧変化の投影として圧力プロファイルを計算するため、既知の下流の「システム」ボリュームを表す予め設定された値、および（又は）設定された又はダイナミックに決定されたガスフローレートを使うこともできる。圧力プロファイルはこのように計算されて、制御回路１６は、時間の経過と共に圧力を測定し、これらの圧力測定を圧力プロファイルと比較することによって後続の閉鎖確認を実行する（ブロック７１２）。

観測された下流のガス圧は実質的に圧力プロファイルに準拠する限り（ブロック７１４のＹＥＳ）、制御回路１６は、後続の閉鎖確認をパスしたとみなす（ブロック７１６）。しかしながら、もし圧力挙動が観測されたのと予期されたのとで一致しないならば、制御回路１６は後続の閉鎖確認を失敗したとみなす（ブロック７１８）。そしてアラームシグナリングを生成し、及び（又は）他のプログラムされた失敗処理を引きうける。この点において、後続の閉鎖確認は、バルブ１２が閉じたままであることを保障するため、継続的なプロセス、又は時間の経過と共に繰り返されてもよいことは理解されるであろう。

このため、少なくとも一実施形態では、ガス遮断バルブアセンブリ１０は、最初の閉鎖確認を超えて、適切なバルブ閉鎖の更なる確認のために提供することによって、その安全性およびインテリジェンスを強化するように構成されている。それは、「閉じた」か「閉じていない」かとしてのバルブ閉鎖状態を判断するため、時間の経過と共にガス圧を測定することによって行われる。閉じた／閉じていない状態条件は、ワーキングおよび（又は）データ・ロギング・メモリ内の論理変数として表されてもよい。特定の実施形態では、制御回路１６は、（１）閉鎖の開始前又は開始で、（２）予期された、障害のないバルブ１２の閉鎖から短い距離が離れた予め決められたバルブ位置で、（３）フルクローズされたモータ失速の後の複数の時間例で、ガス圧センサの測定値を取ることによってバルブ閉鎖確認を更に提供する。第１の２つの圧力測定値は、「仮想インレット圧力」および「仮想差圧」としてそれぞれ役立つ。

制御回路１６は、予想されたフロー係数を使用することができるオリフィスシート近くのバルブ１２におけるフローのガス消費レートを見積もるためのアルゴリズムにおいて、これら仮想圧力を使用する。「仮想」圧力から見積もられたガスフローレート、およびシステムボリュームの見積もりは、圧力減衰の予期されたレートを決定するアルゴリズムにおいて使用される。圧力変化の測定されたレートでの比較、バルブ１２の完全な閉鎖に後の圧力変化の測定レートでの比較は、バルブ１２が閉じ、およびリークがないことの保証の更に別のレベルを可能にする。

更に、結果として生じるバルブ位置およびバルブ位置変化の成功／失敗状態は、制御回路１６によってメモリに記録される。操作モードに応じて、制御回路１６は、もしバルブ１２がその意図する位置に到達することが失敗したならば、成功したバルブ位置変化や状態又はアラームメッセージの送信を開始する。そのようなシグナリングは、例えば、ＡＭＲネットワーク４２内にインテリジェントシグナリングとして送信される。ＡＭＲネットワーク４２は、ネットワークのＳＥＮＳＵＳ ＦＬＥＸＮＥＴタイプであってもよい。加えて、又は代わりに、制御回路１６は、単にそのような情報を記録し、クエリを受信することに反応してそれを提供する。

同じ又は他の実施形態では、制御回路１６は、設定可能なデューティーサイクルでクエリする又は圧力センサー２２を読むように構成されている。これらのクエリは、オープン位置にあるバルブ１２でガスが流れている間、およびバルブ１２が閉じている後で、通常の操作中に実施されてもよい。いずれのケースにおいて、制御回路１６によってこのように取得された圧力測定値は、ガス遮断バルブアセンブリ１０のためにガス圧の通常操作範囲を定義する高いおよび低い圧力閾値と比較される。これらの値は、例えば、その最初の製造中にガス遮断バルブ１０におけるメモリに予め設定される。

高い圧力閾値以上又は低い圧力閾値以下のライブガス圧の検出は、異常又は安全でないガス圧と判断され、１つ以上の実施形態における制御回路１６は、異常なガス圧を検出することに応じてバルブ１２を閉じるように構成されている。更に、後続の解析をサポートするため、１つ以上の実施形態における制御回路１６は、記録された圧力およびそれぞれの記録時間をログに記録するように構成されている。それはそのようなデータを保ってもよい。実行中の圧力ログにそのようなデータを保持してもよいし、および最大―最小圧力の詳細な保存を提供してもよい。更にまた、少なくとも一実施形態では、制御回路１６は、異常なガス圧を検出することに応じてアラーム信号を生成する。例えば、異常な圧力アラームメッセージを、バルブ閉鎖状態や関連する時間などと共にそのメッセージが警告を生じさせる記録値を含むＡＭＲネットワーク４２に送信してもよい。

これらの電子やアルゴリズムの詳細例から転じて、図８は、関連する入口（上流）ガスライン９０および対応する出口（下流）ガスライン９２でコンテキストに記載された、ガス遮断バルブアセンブリ１０の部分的な断面図を示す。ガス遮断バルブアセンブリ１０は、入口ガスライン９０からガスを受けるため入口ポート１００を含み、かつ、出口ガスライン９２にガスを供給するため出口ポート１０２を含む。
更に、ガス遮断バルブアセンブリ１０は、ガスパイプでインラインに搭載するため、即ち、入口ガスライン９０と出口ガスライン９２との間に挟まれて構成された本体部材１０４を含む。本体部材１０４は、入口１００と出口１０２との間の流体通路１０６を定義し、そして、バルブ１２は流体通路１０６を通ってガスフローを起こさせるように構成されている。

図８は、参照番号１０８によって示された、前述のバルブ配置エリアの図示例も提供する。加えて、その図は、制御回路１６およびモータドライブ１４を囲むためのハウジング１１０例を示す。少なくとも一実施形態では、ハウジング１１０は本体部材１０４の片側を密封して取り付けるために構成されており、それはガス遮断バルブアセンブリ１０の電子および電力供給／バッテリのためのウォータータイトな囲いを提供する。図９は、この構成の斜視図を提供する。

更に、図８および９は、水平に取り付けるために構成されたガス遮断バルブアセンブリの実施形態を図示する一方で、図１０および１１は、垂直に取り付けるために構成された実施形態を図示する。図１０は、部分的に詳述した断面図においてこの構成を示し、一方で図１１は斜視図を提供する。限定的な例である場合を除き、図示された構成は、住宅や他のガスメータと共にガス遮断バルブアセンブリ１０の有利な取り付けを提供する。この点において、図１０および１１の実施形態は、直角な曲がりを作るため、垂直方向の入口１００と水平方向の出口１０２を含む。

更に、特に図１０に関連して、圧力センサ２２がバルブ１２の下流側のガス圧を感知できるようにするため本体部材１０４内に構成された流体通路１１２がある。制御回路電子機器などを運ぶために構成された制御回路プリントされた回路基板アセンブリ１１４もある。

これらの構成例を念頭において、ガス遮断バルブアセンブリ１０は水平又は垂直な装置のために構成されていることが理解されるであろう。即ち、ガス遮断バルブアセンブリ１０の１つのタイプは、水平に搭載されることを意図されており、それがそのノミナルオリエンテーションや姿勢であると考えられている。そしてガス遮断バルブアセンブリ１０のほかのタイプは垂直に搭載されることを意図されており、それがそのノミナルオリエンテーションや姿勢であると考えられている。

対応して、制御回路１６は、図１に図示された傾斜／位置検出器２８のような傾斜検出器を含む又は伴う。そのような実施形態では、制御回路１６は、ガス遮断バルブアセンブリ１０の水平又は垂直から離れた傾斜を検出することに反応してバルブ１２を閉じるように構成されている。加えて又は代わりに、制御回路１６は、傾斜事象をログに記録し、および（又は）傾斜警告を生成する。

更に限定されない機械的な例では、図１２は、一実施形態におけるガス遮断バルブアセンブリ１０の分解図を示す。フレックス回路コネクタ１２２でモータドライブ１４にモータ制御信号を提供する電子モジュール１２０の使用がある。図示されたハウジング１１０は、ガス遮断バルブアセンブリのこれらおよび他のパーツのための全天候用封じ込めを提供することは理解されるであろう。

もちろん、当業者は、ガス遮断バルブアセンブリ１０が多くの機械的なバリエーションに応じてインプリメントされてもよいことは理解されるであろう。更に、１つ以上の実施形態において、ガス遮断バルブアセンブリ１０が遠隔制御、自動、天然ガス、プロパンや燃料ガスサービスのための電子ガス遮断として構成されていることは理解されるであろう。サービスの間、少なくとも一実施形態におけるガス遮断バルブアセンブリ１０は、入ってくる無線コマンドを連続的に監視し、ガス圧、アッセンブリチルト／タンパおよび地震の振動の条件をローカルに評価し、制御回路１６が、安全でないとしてこれらの機能のいずれの状態を評価したとき警告を報告する。

このため、少なくとも一つのそのような実施形態では、ガス遮断バルブアセンブリ１０は、ＡＭＲネットワーク４２を介して送信された無線制御コマンドを介して遠隔でオープン又はクローズされ、それはバルブ状態／位置および警告を、その通信インターフェース３８を介して報告する。更にまた、少なくとも一実施形態では、ガス遮断バルブアセンブリは加えて、手動（マニュアル）でオープンおよびクローズするために構成されており、そのようなマニュアル制御はバルブ１２のためのオーバーライドおよび（又は）バックアップ制御を提供する。同様に、１つ以上の実施形態では、ガス遮断バルブアセンブリ１０は、追加されたＩ／Ｏ４４と通して入力された離散信号および（又は）コマンドに反応してバルブ１２をオープンするおよび（又は）クローズする。そのような制御は、キーベースの認証や、パスワード制御、符号化されたシグナリングなどのような、タンパ制限を受けることがあるかもしれない。

これらの例を念頭において、ここで開示された他の実施形態と共に、当業者は発明の他の特徴および利点を認識するであろう。そのため、特定した実施形態に発明が限定されないこと、およびその改変および他の実施形態が本開示の範囲内に含まれることが意図されていることを理解されるべきである。確かに、本発明は前述の記載によって限定されておらず、代わりに添付の特許請求の範囲およびそれらと法的に均等なものによってのみ限定される。

Claims (23)

1. ガス遮断バルブアセンブリを介してガスフローを制御する方法であって、
   バルブ閉鎖状況を検出する工程と、
   前記バルブ閉鎖状況の検出に応じて、オープン位置からクローズ位置にバルブを移動させるようにモータドライブを起動させる工程と、
   前記クローズ位置への前記バルブの移動を推定により検出することに基づいて、バルブ閉鎖を最初に確認する工程と、
   前記バルブ閉鎖を最初に確認する工程に続けて前記バルブの下流側におけるガス圧を監視することに基づいて、バルブ閉鎖を続けて確認する工程と、
   を含み、
   前記バルブは、前記オープン位置にあるときガスフローを許可し、前記クローズ位置にあるときガスフローを防ぐように構成され、
   前記モータドライブを起動させる工程は、前記モータドライブ内のステッパモータにステッパモータ制御パルスを供給することを含み、
   前記バルブ閉鎖を最初に確認する工程は、前記バルブの前記オープンおよびクローズ位置と関連付けられたカウント範囲で前記ステッパモータの逆ＥＭＦにおける特性変化を感知することと共に、前記ステッパモータに供給された前記ステッパモータ制御パルスをカウントすることを含むことを特徴とする方法。
2. 前記バルブが完全には閉まっていないことを示す最初又は後続の確認失敗を検出することの少なくとも１つに応じて、リモートノードによる受信のためのアラーム信号を送信する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記閉鎖状況として前記リモートノードからのバルブ閉鎖コマンドを受信したことに応じてバルブ閉鎖を引き起こす工程を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 自動検針（ＡＭＲ）ネットワーク中のインテリジェントノードとして、前記バルブの位置を検出し、対応するバルブ位置メッセージを前記ＡＭＲに送信することに基づいて前記ガス遮断バルブアセンブリを操作する工程を更に含み、
   前記ＡＭＲからバルブ配置コマンドを受信し、それに応じて前記バルブを配置する工程を更に含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. １つ以上の環境センサーを介して前記ガス遮断バルブアセンブリの安全でない操作状況を検出し、前記バルブ閉鎖状況として前記安全でない操作状況を検出したことに応じてバルブ閉鎖を引き起こす工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記ガス遮断バルブアセンブリの前記安全でない操作状況を検出する工程は、前記ガス遮断バルブアセンブリがノミナルオリエンテーションに対して相対的に傾けられることを検出することを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記ガス圧を監視することは、バルブ閉鎖状態がクローズかクローズではないかを判断するため、異なる時間でガス圧を測定することと、時間の経過と共に前記測定されたガス圧を評価することとを含むことを特徴とする請求項１に記載された方法。
8. 前記バルブ閉鎖状態がクローズではないとの判断に応じて、バルブ閉鎖を１回以上再試行する工程を更に含み、
   バルブ閉鎖を再試行することは前記モータドライブを再起動することを含むことを特徴とする請求項７に記載された方法。
9. 前記バルブ閉鎖状況を検出することに応じて、前記オープン位置から前記クローズ位置に前記バルブを移動させることにより定義された閉鎖サイクルにおける早期に取得された第１ガス圧測定と、前記閉鎖サイクルにおける後期に取得された第２ガス圧測定とを取得する工程と、
   前記第１および第２ガス圧測定における少なくとも一部に基づいて、予期されたポスト閉鎖ガス圧の挙動を反映する圧力プロファイルを決定する工程と、
   を更に含み、
   バルブ閉鎖を最初に確認することに続けて前記ガス圧を監視することは、前記圧力プロファイルに関連した測定されたガス圧を評価することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. バルブ閉鎖の失敗を検出することに応じてバルブクリアルーチンを開始する工程を更に含み、
    前記バルブクリアルーチンは、定義された回数で、前記バルブを前記オープン位置から前記クローズ位置にサイクルさせることを試みることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. ガス遮断バルブアセンブリであって、
    前記ガス遮断バルブアセンブリを通してガスフローを許可するオープン位置と前記ガス遮断バルブアセンブリを通してガスフローを防ぐクローズ位置との間を移動可能なバルブと、
    前記オープン位置と前記クローズ位置との間で前記バルブを移動させるように構成されたモータドライブと、
    圧力検出回路とバルブ位置検出回路とを含む又は伴った制御回路と、
    を含み、
    前記制御回路は、閉鎖状況を検出することに応じて前記モータドライブを介して前記バルブを閉じるように構成され、更に、前記クローズ位置への前記バルブの移動を推定により検出することに基づいてバルブ閉鎖を最初に確認するように、およびバルブの閉鎖を最初に確認した後で前記バルブの下流側におけるガス圧を監視することに基づいてバルブ閉鎖を続けて確認するように構成され、
    更に、前記モータドライブは、ステッパモータを含み、
    前記制御回路は、前記オープンおよびクローズ位置の間で前記バルブを移動するためのステッパモータ制御信号を生成するように構成され、
    前記バルブ位置検出回路は、前記制御回路により前記ステッパモータに供給されたステッパモータ信号パルスをカウントするカウント回路と、前記ステッパモータの逆ＥＭＦを感知する逆ＥＭＦ感知回路と、前記バルブの前記オープンおよびクローズ位置と関連付けられたカウント範囲で前記ステッパモータの前記逆ＥＭＦにおける特性変化を感知すると共に前記ステッパモータに供給されたステッパモータパルスをカウントすることに基づいて前記バルブの位置を推定するように構成された位置推定回路とを含む、ことを特徴とするガス遮断バルブアセンブリ。
12. 前記制御回路は、前記バルブが完全には閉まっていないことを示す最初又は後続の確認失敗を検出することの少なくとも１つに応じて、前記ガス遮断バルブアセンブリの無線通信トランシーバーを介してアラーム信号を送信するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のガス遮断バルブアセンブリ。
13. 前記制御回路は、前記閉鎖状況として前記無線通信トランシーバーを介してバルブ閉鎖コマンドを受信したことに応じてバルブ閉鎖を引き起こすように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のガス遮断バルブアセンブリ。
14. 前記制御回路は、前記バルブの位置を検出し、対応するバルブ位置メッセージを送信するように構成されることを含む自動検針（ＡＭＲ）ネットワーク中のインテリジェントノードとして無線通信トランシーバーを介して通信するように、およびバルブ配置コマンドを受信し、それに応じて前記バルブを配置するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載のガス遮断バルブアセンブリ。
15. 前記ガス遮断バルブアセンブリは、各々が安全でない操作状況信号をアサートするように構成された１つ以上の環境状況センサーを含み、
    前記制御回路は、前記閉鎖状況としての前記安全でない操作状況信号のうちいずれか１つに応じてバルブ閉鎖を引き起こすように構成されている、ことを特徴とする請求項１１に記載のガス遮断バルブアセンブリ。
16. 前記１つ以上の環境状況センサーは、前記ガス遮断バルブアセンブリがノミナルオリエンテーションに対して相対的に傾けられていることを検出することに反応して、その安全でない操作状況信号をアサートするように構成された傾斜センサーを含む、ことを特徴とする請求項１５に記載のガス遮断バルブアセンブリ。
17. 前記制御回路は、前記バルブ位置検出回路の前記カウント回路と前記位置推定回路とを少なくとも含むマイクロプロセッサを含む、ことを特徴とする請求項１１に記載のガス遮断バルブアセンブリ。
18. 前記制御回路は、異なる時間でガス圧を測定することと時間の経過と共に前記測定されたガス圧を評価することとに基づいて前記ガス圧を監視し、バルブ閉鎖状態がクローズかクローズではないかを判断するように構成されている、ことを特徴とする請求項１１に記載のガス遮断バルブアセンブリ。
19. 前記制御回路は、前記バルブ閉鎖状態がクローズでないとの判断に応じて、１回以上バルブ閉鎖を再試行するように構成されている、ことを特徴とする請求項１８に記載のガス遮断バルブアセンブリ。
20. 前記制御回路は、前記バルブ閉鎖状況を検出することに応じて、前記オープン位置から前記クローズ位置に前記バルブを移動させることによって定義された閉鎖サイクルにおける早期に行われる第１ガス圧測定と、前記閉鎖サイクルで後期に行われる第２ガス圧測定とを行うように構成され、
    前記第１および第２ガス圧測定における少なくとも一部に基づいて、予期されたポスト閉鎖ガス圧の挙動を反映している圧力プロファイルを決定するように更に構成され、
    前記制御回路は、前記圧力プロファイルに関連した測定されたガス圧を評価することに基づいて前記バルブの閉鎖を最初に確認することに続けて前記ガス圧を監視するように構成されている、ことを特徴とする請求項１１に記載のガス遮断バルブアセンブリ。
21. 前記制御回路は、バルブ閉鎖失敗を検出するように、および前記バルブ閉鎖失敗を検出することに応じてバルブクリアルーチンを開始するように構成されており、
    前記制御回路は、前記クリアルーチンのため、定義された回数で前記バルブを前記オープン位置から前記クローズ位置にサイクルさせることを試みるように構成されている、ことを特徴とする請求項１１に記載のガス遮断バルブアセンブリ。
22. 前記ガス遮断バルブアセンブリは、ガスパイプに直線的に搭載するために構成された本体部材を含み、
    前記本体部材は、前記本体部材の入口と出口との間の流動体の通行を定義し、
    前記バルブは、前記流動体の通行を通じてガスフローに作用するように構成されている、ことを特徴とする請求項１１に記載のガス遮断バルブアセンブリ。
23. 前記ガス遮断バルブアセンブリは、水平又は垂直に取り付るために構成されており、
    前記制御回路は、傾斜検出器を含む又は伴い、前記水平又は垂直から離れた前記ガス遮断バルブアセンブリの傾きを検出することに応じて前記バルブを閉じるように構成されている、ことを特徴とする請求項２２に記載のガス遮断バルブアセンブリ。

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