JP7437817B2 - ２つの導電性本体の間を流れる１つまたは複数の横断方向局所電流セグメントの長さおよび位置の推定または制御 - Google Patents

Description

優先権主張
本出願は、（ｉ）出願人ＫＷ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ ＬＬＣならびに発明者Ｍａｔｔｈｅｗ Ａ．Ｃｉｂｕｌａ、Ｐａｕｌ Ｅ．Ｋｉｎｇ、Ｊｏｓｈｕａ Ｒ．Ｍｏｔｌｅｙ、およびＮａｔｈａｎ Ｌ．Ｐｅｔｔｉｎｇｅｒの名義で、２０２０年３月１６日に出願された、「Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｌｅｎｇｔｈｓ ａｎｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｇｍｅｎｔｓ ｆｌｏｗｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｂｏｄｉｅｓ」と題する米国仮出願第６２／９９０，４３６号、（ｉｉ）出願人ＫＷ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ ＬＬＣならびに発明者Ｍａｔｔｈｅｗ Ａ．Ｃｉｂｕｌａ、Ｐａｕｌ Ｅ．Ｋｉｎｇ、Ｊｏｓｈｕａ Ｒ．Ｍｏｔｌｅｙ、およびＮａｔｈａｎ Ｌ．Ｐｅｔｔｉｎｇｅｒの名義で、２０２１年３月１４日に出願された、「Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｌｅｎｇｔｈｓ ａｎｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ ｌｏｃａｌｉｚｅｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｅｇｍｅｎｔｓ ｆｌｏｗｉｎｇ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｂｏｄｉｅｓ」と題する米国非仮出願第１７／２００，８７５号の優先権を主張する。前記出願の両方は、それらの全体が本明細書において記載されるかのように、参照により本明細書に組み込まれる。

本発明の分野は、局所電流セグメントの推定または制御に関する。特に、２つの導電性本体の間の間隙にわたって流れる１つまたは複数の横断方向局所電流セグメントの長さおよび位置を推定または制御するための装置および方法が、開示される。

１つまたは複数の横断方向局所電流セグメントの感知ボリューム内の対応する長さパラメータおよび長手方向位置を推定するための発明的装置が、配列される。発明的装置は、コンピュータシステムと、１つまたは複数の移動可能な磁界センサーと、１つまたは複数のセンサーアクチュエータとを含む。コンピュータシステムは、１つまたは複数の電子プロセッサと、それに結合された１つまたは複数のデジタル記憶媒体とを含む。１つまたは複数の磁界センサーは、電流が、１つまたは複数の横断方向局所電流セグメントとして、（ｉ）少なくとも部分的に感知ボリューム内の第１の導電性本体を通って、（ｉｉ）少なくとも部分的に感知ボリューム内の第２の導電性本体を通って、および（ｉｉｉ）第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙にわたって、概して長手の方向にその中を流れる感知ボリュームの側方周辺部に沿って長手方向に移動可能である。１つまたは複数のセンサーアクチュエータは、コンピュータシステムによって生成され、コンピュータシステムから送信されたセンサー位置制御信号に応答して、感知ボリュームに沿って長手方向に１つまたは複数の移動可能なセンサーを移動させるように配列される。コンピュータシステムは、１つまたは複数のセンサーアクチュエータに、および１つまたは複数の移動可能なセンサーに動作可能に結合され、それぞれ、感知ボリュームに沿った１つまたは複数の移動可能なセンサーの対応する長手方向位置と、１つまたは複数の移動可能なセンサーによって測定された対応する磁界成分とを示す信号をそれらから受信する。コンピュータシステムはまた、センサー位置制御信号を生成し、センサー位置制御信号を１つまたは複数のセンサーアクチュエータに送信する。コンピュータシステムは、１つまたは複数の電流セグメントの対応する推定長さパラメータおよび長手方向位置を算出する。その算出は、（ｉ）感知ボリュームに沿った複数の異なる長手方向位置において測定された磁界成分、および（ｉｉ）それらの測定された磁界成分の各々についての、その磁界成分が１つまたは複数の移動可能なセンサーのうちの対応する１つによってそこにおいて測定された、感知ボリュームに沿った対応する長手方向位置に少なくとも部分的に基づく。

様々な例では、電流セグメントは、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙にわたって形成された放電または電気アーク、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙にわたって滴下する溶融金属の液滴を通る過渡短絡、導電性本体の間の溶融スラグ層中を流れる局所電流セグメント、または導線またはロッドを通って第１の導電性本体と第２の導電性本体との間を流れる電流を含むことができる。いくつかの例では、移動可能なセンサーは、移動可能なプラットフォーム上に載置され得る。様々な例では、移動可能なセンサーは、（移動可能なセンサーの位置を制御するための）センサーアクチュエータと、（存在する場合、移動可能なセンサーの位置を制御するための）プラットフォームアクチュエータと、（存在する場合、導電性部材の間の間隙の幅を制御するための）導電性部材アクチュエータと、または（存在する場合）磁界源とサーボ機構配列において結合され得る。いくつかの例では、磁界源は、電流セグメントの横断方向位置を変更または制御するために採用され得、それらの例のうちのいくつかでは、電流セグメントは、横断方向に走査され得、電流セグメントの推定長さパラメータは、導電性部材の間の間隙の横断方向トポグラフィをマッピングするために使用され得る。いくつかの例では、導電性本体は、再溶融炉の電極およびインゴットであり得、それらの例のうちのいくつかでは、コンピュータシステムは、溶融時間に応じて電流セグメント推定長さパラメータのプロファイルを生成および記憶し、各そのような記憶されたプロファイルを、対応する再溶融プロセスによって形成されたインゴットに関連付けることができ、それらの例のうちのいくつかでは、記憶されたプロファイルは、電流セグメント推定長手方向または横断方向位置、電極位置、電極の重み、間隙の横断方向トポグラフィ、間隙にわたる電圧、または全電流のうちの１つまたは複数をも含むことができる。記憶されたプロファイルは、インゴットの後続の品質管理を容易にするために採用され得る。

電気アークまたは他の放電など、局所電流セグメントの長さまたは位置を感知および制御することに関係する目的および利点が、図面中に図示され、以下の明細書または添付の特許請求の範囲において開示される、例示的な実施形態を参照すると明らかになり得る。

本発明の概要は、発明を実施するための形態において以下でさらに説明される、簡略化された形態の概念の選択を導入するために提供された。本発明の概要は、請求される主題の主要な特徴または必須の特徴を識別することを意図されず、請求される主題の範囲を決定する際の援助として使用されることをも意図されない。

図１は、発明的装置の一般的な配列の概略断面図である。 図２Ａおよび図２Ｂは、再溶融炉において実装された発明的装置の例の概略断面図である。図２Ａは、再溶融プロセスの初期の配列を示し、図２Ｂは、再溶融プロセスの後期の配列を示す。 図３Ａおよび図３Ｂは、再溶融炉において実装された発明的装置の別の例の概略断面図である。図３Ａは、再溶融プロセスの初期の配列を示し、図３Ｂは、再溶融プロセスの後期の配列を示す。 図４Ａおよび図４Ｂは、再溶融炉において実装された発明的装置の別の例の概略断面図である。図４Ａは、再溶融プロセスの初期の配列を示し、図４Ｂは、再溶融プロセスの後期の配列を示す。 図５Ａおよび図５Ｂは、再溶融炉において実装された発明的装置の別の例の概略断面図である。図５Ａは、再溶融プロセスの初期の配列を示し、図５Ｂは、再溶融プロセスの後期の配列を示す。 図６Ａおよび図６Ｂは、再溶融炉において実装された発明的装置の別の例の概略断面図である。図６Ａは、再溶融プロセスの初期の配列を示し、図６Ｂは、再溶融プロセスの後期の配列を示す。 図７Ａおよび図７Ｂは、再溶融炉において実装された発明的装置の別の例の概略断面図である。図７Ａは、再溶融プロセスの初期の配列を示し、図７Ｂは、再溶融プロセスの後期の配列を示す。 図８Ａ～図８Ｃは、間隙にわたるセンサー長手方向位置に対する横断方向磁界成分の関数依存性の数個の例と、間隙をスパンする電流セグメントの長手方向位置または長さパラメータの例示的な算出とを図示する図である。 図９Ａ～図９Ｆは、間隙にわたるセンサー長手方向位置に対する長手方向磁界成分の関数依存性の数個の例と、間隙をスパンする電流セグメントの長手方向位置または長さパラメータの例示的な算出とを図示する図である。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、再溶融炉において実装された発明的装置の別の例の概略断面図である。図１０Ａは、再溶融プロセスの初期の配列を示し、図１０Ｂは、再溶融プロセスの後期の配列を示す。 図１１Ａは、間隙をスパンするシミュレートされた電流セグメントの偏心位置に一致する（上側の曲線）、および間隙をスパンするシミュレートされた電流セグメントの偏心位置に直交する（下側の曲線）円周センサーロケーションにおいて測定された、異なる間隙長さについてのセンサー長手方向位置に応じたシミュレートされた横断方向磁界の大きさのプロットを含む図である。図１１Ｂは、異なる間隙長さについてのセンサー長手方向位置に応じたシミュレートされた横断方向および長手方向磁界振幅のプロットを含む図である。

描かれる実施形態は、概略的にのみ示され、すべての特徴は、完全な詳細においてまたは適切な比率において示されないことがあり、明快のために、いくらかの特徴または構造は、他のものに対して誇張されるかまたは小さくされるか、あるいは完全に省略され得、図面は、一定の縮尺であると明示的に指し示されない限り、一定の縮尺であると捉えられるべきではない。示されている実施形態は、例にすぎず、本開示の範囲または添付の特許請求の範囲を限定すると解されるべきではない。

本明細書において開示または主張される主題は、
－ Ｍａｔｔｈｅｗ Ａ．Ｃｉｂｕｌａ、Ｐａｕｌ Ｅ．Ｋｉｎｇ、およびＣ．Ｒｉｇｅｌ Ｗｏｏｄｓｉｄｅの名義で２０１６年９月２６日に出願された、「Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｃ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ」と題する米国仮出願第６２／４００，０１８号、
－ Ｃｉｂｕｌａらに対して２０１９年１２月２４日に発行された、「Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｃ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ」と題する米国特許第１０，５１４，４１３号、
－ Ｍａｔｔｈｅｗ Ａ．Ｃｉｂｕｌａ、Ｐａｕｌ Ｅ．Ｋｉｎｇ、およびＣ．Ｒｉｇｅｌ Ｗｏｏｄｓｉｄｅの名義で２０１９年１２月１８日に出願された、「Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ ａｒｃ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ」と題する米国非仮出願第１６／７１９，７９２号、
－ Ｍａｔｔｈｅｗ Ａ．Ｃｉｂｕｌａ、Ｊｏｓｈｕａ Ｒ．Ｍｏｔｌｅｙ、Ｃ．Ｒｉｇｅｌ Ｗｏｏｄｓｉｄｅ、およびＰａｕｌ Ｅ．Ｋｉｎｇの名義で２０１８年１月１２日に出願された、「Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｓｉｎｇ Ａｒｃ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｎｇ ａｎｄ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄｓ」と題する米国仮出願第６２／６１７，０３６号、
－ Ｍａｔｔｈｅｗ Ａ．Ｃｉｂｕｌａ、Ｊｏｓｈｕａ Ｒ．Ｍｏｔｌｅｙ、Ｃ．Ｒｉｇｅｌ Ｗｏｏｄｓｉｄｅ、およびＰａｕｌ Ｅ．Ｋｉｎｇの名義で２０１８年３月２８日に出願された、「Ｓｅｎｓｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ」と題する米国仮出願第６２／６４９，５７０号、
－ Ｍｏｔｌｅｙらの名義で２０１９年７月１８日に公開された、「Ｓｅｎｓｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ」と題する米国許可前公開第２０１９／０２１９６１５号
に開示されている主題に関し得る。

上記で列挙された参考文献の各々は、本明細書において完全に記載されるかのように参照により組み込まれる。

前述の参考文献は、２つの導電性本体の間の間隙にわたって長手方向に流れる、放電または電気アーク、あるいは他の横断方向局所電流セグメントの横断方向位置の推定および／または制御のための装置および方法を開示する。複数の磁界センサーが、電流セグメントに起因する磁界成分を測定し、それらの測定された磁界成分と、それらがそこにおいて測定された対応するロケーションとに基づいて、推定位置を算出するために採用される。磁界源が、電流セグメントの移動を引き起こすために採用され得、磁界源および磁界センサーは、電流セグメントの推定されたロケーションに基づいて制御界を印加するために、フィードバック配列において結合され得る。そのような装置および方法は、様々な設定において有用に採用され得る。１つの重要な設定は、再溶融炉の分野にあり、再溶融炉において、電流が、電極から溶融し、インゴットの上部表面上の溶融池の中に滴下する金属から形成されたインゴットを通って、および電極とインゴットとの間の間隙をスパンする１つまたは複数の局所電流セグメントを通って、溶融されるべき導電性金属電極中を流れる。いくつかの炉では、電流セグメントは、放電または電気アークであり、間隙は、真空であるか、あるいはせいぜい放電または電気アークによって生成された拡散プラズマである。他の炉では、ガス状媒体が、電極とインゴットとの間の間隙を占め、さらに他の例では、溶融スラグが、間隙を占める。それらの例のうちのいずれにおいても、局所電流セグメントは、溶融する電極と成長するインゴットとの間の間隙にわたって滴下する溶融金属の液滴を通る過渡短絡（換言すれば、いわゆるドリップショート）を含むことができる。

再溶融炉においてもたらされるインゴットの品質は、電極とインゴットとの間の間隙をスパンする局所電流セグメントの挙動に従って変動することがある。溶融プロセス中の炉の一般的な動作パラメータ（たとえば、温度、電極の重みまたは位置、間隙にわたる電圧、全電流、ドリップショートによる電圧低下または電流スパイク）は、その溶融によってもたらされたるインゴットの全体的な品質とゆるく相関し得る。前述の参考文献は、（一般的に、およびインゴットにおける位置に応じて）インゴットの品質の改善された査定を可能にするために、炉における３次元位置に応じて（したがって、固化されたインゴットにおける３次元位置に応じて）電流セグメントの位置のより詳細な測定を行うための、ならびにインゴットの品質を改善するために溶融プロセス中の電流セグメントの横断方向位置を制御するための方法の装置を開示する。

電流セグメントの横断方向位置を推定および制御することに加えて、導電性本体の間の（たとえば、電極とインゴットとの間の）１つまたは複数の電流セグメントの長さを推定または制御することも望ましい。電流セグメントの長さ（たとえば、電気アークまたはドリップショートの長さ）は、導電性本体の間の間隙にわたる長手方向距離に等しい。アーク再溶融炉では、その距離は、アーク間隙と呼ばれる。所望の溶融レートを実現すること、または一貫した溶融レートを維持することは、一般に、所望のアーク間隙を達成するまたは一貫したアーク間隙を維持する能力に少なくとも部分的に依拠する。以前の取り組みは、（電極が溶融するにつれて減少する）電極の重み、（一般に、電極が溶融するにつれて下方に電極を移動させる）電極アクチュエータの位置、または電極とインゴットとの間の電圧低下など、間接的な測定に依拠する。それらの測定された量は、アーク間隙とゆるく相関する。いくつかの例では、ドリップショートの発生の平均レートは、（より頻繁なドリップショートを生じるより小さい間隙をもつ）間隙距離の間接的な測度として役立つことができる。滴下レートは、一般に、アーク間隙の相対的に遅い調整のみを可能にする。加えて、いくつかの例では、最適なアーク間隙は大きすぎ、ドリップショートは起こらず、いくつかの事例では、再溶融されている特定の金属は、再溶融中にドリップショートをもたらさない。滴下レートおよびアーク間隙の他の間接的な測定は、平均値のみを提供し、間隙を形成する表面のトポグラフィに反応しない（たとえば、再溶融炉では、インゴットの溶融池は、それのエッジにおいてメニスカスと相対的に面一であり得るが、電極表面は、たとえば、相対的に滑らかであり得るか、あるいはくぼみ、突起、または他の粗さもしくは不規則性を含むことがある、平坦な、凸状の、凹状の、またはより複雑な湾曲した面を含む、多様なトポグラフィを呈することがある）。トポグラフィは、異なる電極の間で、さらには単一の電極の溶融プロセス中の異なる時間の間で変動することがある。間隙トポグラフィの測定または推定は、インゴットの位置依存性品質を査定するための追加のやり方を提供することができる。

それゆえに、１つまたは複数の移動可能な磁界センサーを使用する、２つの導電性本体の間の間隙にわたって流れる１つまたは複数の横断方向局所電流セグメントの対応する長さパラメータおよび長手方向位置の推定を可能にする、発明的装置および方法が本明細書において開示される。電流セグメントの長さまたは長さパラメータのそのような推定値は、その電流セグメントの横断方向ロケーションにおける間隙にわたる距離の推定値に等しい。「長さパラメータ」という用語は、以下で説明される測定または算出された量が、電流セグメントの長さと相関する（たとえば、比例するか、または特定の関数形式によって関係付けられ、場合によっては、特定の材料、サイズ、あるいは感知ボリュームまたは導電性本体のジオメトリに依存する）ので採用されるが、絶対電流セグメント長さまたは絶対間隙距離を必ずしも生ずるとは限らない。しかしながら、間隙距離の絶対的な知識は、多くの事例では必要とされないことがあり、関係する長さパラメータを算出すること、記憶すること、または制御することは、しばしば、特に、その長さパラメータが、たとえば、その長さパラメータが特徴づけまたは制御のためにそこにおいて採用された再溶融プロセスによってもたらされたインゴットの特性とよく相関することが観測される場合、充分である。それゆえに、電流セグメントの長さまたは間隙距離の開示される推定、算出、マッピング、または制御は、対応する長さパラメータの推定、算出、マッピング、または制御をも包含すると理解されたい。言い換えれば、電流セグメントの「長さ」、その電流セグメントの位置における「間隙距離」、およびその電流セグメントを特徴づける対応する「長さパラメータ」は、特定のコンテキストにおいて別段に暗示されるかまたは明示的に陳述される場合を除いて、本開示および添付の特許請求の範囲の目的で交換可能と見なされたい。１つまたは複数の電流セグメントの推定長手方向位置は、移動可能なセンサーの長手方向位置を制御するように１つまたは複数のセンサーアクチュエータを制御するために使用され得、１つまたは複数の電流セグメントの推定長さは、一方または両方の導電性本体の長手方向位置（よって、それらの間の間隙距離）を制御するように導電性部材アクチュエータを制御するために使用され得る。

発明的装置の一般的な配列が、図１中に概略的に図示されており、コンピュータシステム２９９、１つまたは複数の移動可能な磁界センサー２００、および１つまたは複数のセンサーアクチュエータを含む。コンピュータシステム２９９は、１つまたは複数の電子プロセッサと、それに結合された１つまたは複数のデジタル記憶媒体とを含む。１つまたは複数の磁界センサー２００は、電流２０が概して長手の方向にその中を流れる感知ボリューム１０の側方周辺部に沿って長手方向に移動可能である。電流２０は、１つまたは複数の横断方向局所電流セグメント３０として、（ｉ）少なくとも部分的に感知ボリューム１０内の第１の導電性本体１１０を通って、（ｉｉ）少なくとも部分的に感知ボリューム１０内の第２の導電性本体１２０を通って、および（ｉｉｉ）第１の導電性本体１１０と第２の導電性本体１２０との間の間隙１１５にわたって流れる。１つまたは複数のセンサーアクチュエータ（図面中でラベル付けされていない、両矢印によって指し示されている生じた移動）は、コンピュータシステム２９９によって生成され、コンピュータシステム２９９から送信されたセンサー位置制御信号に応答して、感知ボリューム１０に沿って長手方向に１つまたは複数の移動可能なセンサー２００を移動させるように配列される。コンピュータシステム２９９は、１つまたは複数の移動可能なセンサー２００に、および１つまたは複数のセンサーアクチュエータに動作可能に結合され、それらから信号を受信する。１つまたは複数のセンサーアクチュエータから受信された信号は、感知ボリューム１０に沿った１つまたは複数の移動可能なセンサー２００の対応する長手方向位置を示すものであり、１つまたは複数の移動可能なセンサー２００から受信された信号は、１つまたは複数の移動可能なセンサー２００によって測定された対応する磁界成分を示すものである。コンピュータシステム２９９は、センサー位置制御信号を生成し、センサー位置制御信号を１つまたは複数のセンサーアクチュエータに送信する。コンピュータシステム２９９は、１つまたは複数の電流セグメント３０の対応する推定長さパラメータおよび長手方向位置を算出する。その算出は、（ｉ）感知ボリューム１０に沿った複数の異なる長手方向位置において測定された磁界成分、および（ｉｉ）それらの測定された磁界成分の各々についての、その磁界成分が１つまたは複数の移動可能なセンサー２００のうちの対応する１つによってそこにおいて測定された、感知ボリューム１０に沿った対応する長手方向位置に少なくとも部分的に基づく。

移動可能な磁気センサー２００は、任意の好適なタイプまたは配列のもの（たとえば、ホールセンサー）であり得る。各移動可能なセンサー２００は、１、２、または３空間次元において磁界成分を測定することができる。いくつかの例では、１つまたは複数の移動可能なセンサー２００は、まとめて、すべての３つの空間次元において磁界成分を測定することができる。いくつかの例では、センサー２００のうちの１つまたは複数またはすべては、すべての３つの空間次元において磁界成分を測定することができる。センサーアクチュエータは、任意の好適なタイプまたは配列のものであり得、たとえば、リードスクリュー、ラックピニオン機構、ベルトまたはプーリ、ギア、釣り合いおもり、引張または圧縮ばね、ＡＣまたはＤＣ電気モーター、サーボまたはステッパーモーター、並進ステージなどのうちの１つまたは複数を含むことができる。センサーアクチュエータは、それぞれの移動可能なセンサー２００の位置を示す信号を生成する（統合された、または別個の構成要素としての）位置センサーを含み、それらの信号は、コンピュータシステム２９９に送信され、コンピュータシステム２９９によって受信される。位置センサーは、たとえば、リニアまたはロータリーエンコーダ、光学距離計、電位差計などを含む、任意の好適なタイプまたは配列のものであり得る。

感知ボリューム１０は、電流２０が、導電性本体１１０／１２０を通って、およびそれらの間の間隙１１５にわたって、その中を流れる空間であり得る。電流２０が１つまたは複数の電流セグメント３０中を流れることを可能にする任意の好適な媒体、たとえば、真空、ガス状媒体、液体媒体、または固体媒体が、間隙１１５を埋めることができる。通常の配列では、感知ボリューム１０は、（たとえば、図２Ａ～図７Ｂ、図１０Ａ、および図１０Ｂ中のように）再溶融炉１００の内部である。そのような例では、第１の導電性本体１１０は、炉１００の電極１１０であり、第２の導電性本体１２０は、炉１００のるつぼ１０１中に形成されたインゴット１２０である。電流２０は、電極１１０を通って、間隙１１５にわたって、およびインゴット１２０を通って、概して長手の方向に感知ボリューム１０中を流れる。図２Ａ～図７Ｂ中に示されている例は、インゴット１２０から上方にるつぼ１０１の壁を通って炉１００の上部の外に流れる電流２０を示す。図１０Ａおよび図１０Ｂの例は、電流２０が、インゴット１２０から下方にるつぼ１２０の壁を通って炉１００の下部の外に流れることを除いて、図７Ａおよび図７Ｂの例に類似しており、図２Ａ～図６Ｂの例は、炉１００の下部の外に流れる電流２０とともに配列されもよい。電流２０は、１つまたは複数の横断方向局所電流セグメント３０として間隙１１５にわたって流れることができる。間隙１１５にわたって流れる電流２０は、電極１１０をそれの溶融点を上回るまで加熱し、溶融金属は、それが冷えるにつれて固化するインゴット１２０の上部において形成する溶融池１２２の中に滴下するかまたは流れる。炉１００は、冷却ジャケット１０３および外壁１０２を含むことができ、移動可能なセンサー２００およびセンサーアクチュエータは、るつぼ１０１の外側に、しばしば外壁１０２の外側に位置決めされる。再溶融プロセス中に、電極１１０が溶融し、インゴット１２０が成長するにつれて、間隙１１５は、感知ボリューム１０を通って上方に移動し、センサーアクチュエータは、移動する間隙１１５に同調して、移動可能なセンサー２００を移動させることができる。その移動は、図２Ａ（再溶融プロセスの初期。図３Ａ／図４Ａ／図５Ａ／図６Ａ／図７Ａ／図１０Ａの場合も同様）対図２Ｂ（再溶融プロセスの後期。図３Ｂ／図４Ｂ／図５Ｂ／図６Ｂ／図７Ｂ／図１０Ｂの場合も同様）中に間隙１１５およびセンサー２００の異なる長手方向位置によって概略的に図示されている。各再溶融プロセスについて、コンピュータシステム２９９は、溶融時間に応じて、１つまたは複数の電流セグメントの推定長手方向位置および長さパラメータのプロファイルを生成および記憶することができる。その記憶されたプロファイルは、評価または品質管理目的のために、その再溶融プロセスによってもたらされたインゴットに関連付けられ得る。

再溶融炉１００は、任意の好適なタイプまたは配列のもの、たとえば、真空アーク再溶融（ＶＡＲ）炉またはエレクトロスラグ再溶融（ＥＳＲ）炉であり得る。様々な例では、１つまたは複数の電流セグメント３０は、たとえば、（たとえば、一般にＶＡＲ炉において）第１の導電性本体１１０と第２の導電性本体１２０との間で（真空、拡散プラズマ、または他のガス状媒体を通って）間隙１１５にわたって形成された放電または電気アーク、（たとえば、一般にＥＳＲ炉において）間隙１１５中に位置決めされた溶融スラグ層中を流れる電流、または第１の導電性本体１１０と第２の導電性本体１２０との間の間隙１１５にわたって滴下する溶融金属の液滴を通る過渡短絡を含むことができる。いくつかの例では、電流セグメント３０のうちの少なくとも１つは、間隙１１５にわたって第１の導電性本体１１０と第２の導電性本体１２０とを接続する導電性ロッドまたはワイヤ中を流れ、ロッドまたはワイヤは、第１の導電性本体１１０または第２の導電性本体１２０の横断方向断面積よりも小さい横断方向断面積を有する。そのような導電性ロッドまたはワイヤは、いくつかの事例では、磁界センサー２００の特徴づけ、較正、または診断のために採用され得る。様々な例では、そのようなロッドまたはワイヤの横断方向断面積は、第１の導電性本体１１０または第２の導電性本体１２０の横断方向断面積の約半分に至るまで、約１平方ミリメートルと小さいことがある。

１つまたは複数の電流セグメント３０の長手方向位置は、第１の導電性本体１１０と第２の導電性本体１２０との間の間隙１１５の感知ボリューム１０内の長手方向位置におよそ等しい。１つまたは複数の電流セグメント３０の長さは、１つまたは複数の電流セグメント３０の間隙１１５内の対応する横断方向位置における、第１の導電性本体１１０と第２の導電性本体１２０との間の間隙１１５にわたる対応する距離におよそ等しい。各再溶融プロセスについて、コンピュータシステム２９９は、溶融時間に応じて、１つまたは複数の電流セグメントの推定長手方向位置および長さパラメータのプロファイルを生成および記憶することができる。その記憶されたプロファイルは、評価または品質管理目的のために、その再溶融プロセスによってもたらされたインゴットに関連付けられ得る。いくつかの例では、間隙１１５にわたる距離は、横断方向位置に関して実質的に不変であり（たとえば、電極１１０およびインゴット１２０の実質的に平坦で平行な表面）、他の例では、間隙１１５にわたる距離は、横断方向位置とともに変動する。それらの後者の例では、間隙１１５のトポグラフィをマッピングする（換言すれば、間隙１１５内の２次元横断方向位置に応じて間隙１１５にわたる距離をマッピングする）ことが望ましいことがある（以下でさらに考察される）。

いくつかの例では、２つ以上の電流セグメント３０が、少なくとも過渡的に、間隙にわたって電流２０を搬送する（たとえば、複数の同時アーク、アークおよびコンカレントドリップショート、またはスラグ層を通る複数の同時電流経路）。いくつかの例では、単一の電流セグメント３０のみが、間隙１１５にわたって電流２０を搬送する（たとえば、連続するドリップショートの間の単一のアーク、ドリップショートを呈しない電極１１０からの単一のアーク、またはスラグ層を通る単一の電流経路）。

いくつかの例では、コンピュータシステム２９９は、１つまたは複数の電流セグメント３０の対応する推定横断方向位置をも算出することができる。その算出は、（ｉ）感知ボリューム１０の側方周辺部の少なくとも一部分の周りの複数の異なる円周位置において測定された磁界成分、および（ｉｉ）それらの測定された磁界成分の各々についての、その磁界成分がそこにおいて測定された、感知ボリューム１０の周りの対応する円周位置に少なくとも部分的に基づく。「円周」の使用は、感知ボリュームが、円筒形であるか、または円形断面を有することを暗示しないことに留意されたい。「円周」は、長手方向がｚ座標に沿っており、ｒ座標およびθ座標が横断面中に配列された円筒形座標系が定義された場合、「複数の異なる円周位置において」は、感知ボリューム１０の形状またはｒ座標の対応する値にかかわらず、「複数の異なる角度θにおいて」を意味することのみを表わすことを意図されることに留意されたい。いくつかの例では、１つまたは複数の移動可能なセンサー２００は、（たとえば、図３Ａ／図３Ｂ、図７Ａ／図７Ｂ、および図１０Ａ／図１０Ｂ中のように）感知ボリューム１０の側方周辺部の少なくとも一部分の周りの複数の異なる円周位置に配置された移動可能なセンサー２００を含み、それらの移動可能なセンサー２００によって測定された磁界成分は、１つまたは複数の電流セグメント３０の横断方向位置の算出に含まれる。代わりにまたは加えて、いくつかの例は、（たとえば、図４Ａ／図４Ｂ、図７Ａ／図７Ｂ、および図１０Ａ／図１０Ｂ中のように）感知ボリューム１０の側方周辺部の少なくとも一部分の周りの複数の異なる円周位置に配置された複数の静止した磁界センサー２０１を含むことができ、それらの静止したセンサー２０１によって測定された磁界成分は、１つまたは複数の電流セグメント３０の横断方向位置の算出に含まれる。様々な再溶融炉の例では、電流セグメント３０の推定横断方向位置は、再溶融プロセスによってもたらされたインゴット１２０のための記憶されたプロファイルに、長手方向位置および長さパラメータとともに含まれ得る。

複数の異なる円周位置に配置された磁気センサーは、移動可能なセンサー２００であるのか静止したセンサー２０１であるのかにかかわらず、様々な例では、センサー２００または２０１の１つまたは複数のリングを含むことができる。センサーの各そのようなリングは、感知ボリューム１０に沿った実質的に同じ長手方向位置に、および感知ボリューム１０の側方周辺部の周りの複数の異なる円周位置に配置された複数のセンサーを含む。センサーの２つ以上のリングが採用された場合、センサーの各リングの感知ボリューム１０に沿った対応する長手方向位置は、センサーの少なくとも１つの他のリングのものとは異なる。静止したセンサー２０１の各そのようなリングは、感知ボリューム１０に沿った対応する固定されたロケーションに配置される。移動可能なセンサー２００のそのようなリングは、センサープラットフォーム２０５に沿った固定された対応する位置に、またはセンサープラットフォーム２０５に沿って移動可能に、（たとえば、図５Ａ／図５Ｂ、図７Ａ／図７Ｂ、および図１０Ａ／図１０Ｂ中のように）感知ボリューム１０に沿って長手方向に移動可能であるセンサープラットフォーム２０５に取り付けられ得る。

１つまたは複数の電流セグメント３０の横断方向位置の推定を可能にする例では、コンピュータシステムは、第１の導電性本体１１０と第２の導電性本体１２０との間の間隙１１５の推定横断方向トポグラフィを算出することができる。その算出は、間隙１１５内の複数の異なる推定横断方向位置における１つまたは複数の電流セグメント３０の推定長さパラメータおよび位置に基づく。いくつかの例では、１つまたは複数の電流セグメント３０の間隙１１５内の制御されない横断方向移動は、複数の異なる横断方向位置における推定間隙距離を生じる。対応する位置および距離は、間隙１１５の推定横断方向トポグラフィを生ずるために組み合わせられ得る。

いくつかの例は、感知ボリューム１０の側方周辺部に配置され、コンピュータシステム２９９に動作可能に結合された、１つまたは複数の磁界源３００を含む。各磁界源３００は、（たとえば、図５Ａ／図５Ｂ、図７Ａ／図７Ｂ、および図１０Ａ／図１０Ｂ中のように）間隙１１５を含む感知ボリューム１０の少なくとも一部分にわたって横断方向に向けられた対応する非ゼロ成分を有する対応する印加磁界を、コンピュータシステム２９９によって生成され、コンピュータシステム２９９から送信された制御信号に応答して印加するように配列される。いくつかの例では、（図５Ａ／図５Ｂ、図７Ａ／図７Ｂ、および図１０Ａ／図１０Ｂ中に示されている例を含む、それらの例のうちのいくつかにおいて移動可能なセンサープラットフォーム２０５に取り付けられた）磁界源３００は、たとえば、間隙１１５の移動を追跡するために感知ボリューム１０に沿って移動可能であり得（以下でさらに考察される）、いくつかの例では、複数の磁界源３００が、感知ボリューム１０に沿った複数の異なる固定位置に配置され得る。コンピュータシステム２９９は、１つまたは複数の電流セグメント３０の推定横断方向位置と、１つまたは複数の対応する磁界源位置とに少なくとも部分的に基づいて、対応する制御信号を生成し、対応する制御信号を１つまたは複数の磁界源３００に送信する。生じた印加磁界は、１つまたは複数の電流セグメント３０の推定横断方向位置を、選択された横断方向位置、（たとえば、円形、スパイラル、ラスタ、正弦波などの）横断方向軌道、あるいは（たとえば、有効滞留時間に基づく、ガウス、リング状またはドーナツ状、均一などの）１つまたは複数の電流セグメントについての横断方向分布に従って制御または変更する。いくつかの例では、コンピュータシステム２９９は、サーボ機構配列において磁界センサー２００（および存在する場合、２０１）に磁界源３００を結合することができる。いくつかの例では、１つまたは複数の電流セグメント３０の横断方向位置のそのような制御は、たとえば、再溶融プロセス中の１つまたは複数の電流セグメント３０の制御されない移動から生じる品質に対して、再溶融プロセスによってもたらされるインゴット１２０の品質を改善するために、採用され得る。

いくつかの例では、コンピュータシステムは、複数の推定横断方向位置の間の１つまたは複数の電流セグメント３０の移動を生じる制御信号を、１つまたは複数の磁界源３００に送信し、次いで、それらの複数の異なる推定横断方向位置における１つまたは複数の電流セグメント３０の推定長さパラメータおよび位置に基づいて、間隙１１５の推定横断方向トポグラフィを算出することができる。実際上、磁界源３００は、間隙１１５のトポグラフィをマップアウトするために、間隙１１５にわたって横断方向に電流セグメント３０を走査するために使用され得る。間隙トポグラフィのそのようなマッピングは、間隙１１５内の電流セグメント３０の制御された横断方向移動によって取得されたのか、間隙１１５内の電流セグメント３０の制御されない横断方向移動によって取得されたのかにかかわらず、再溶融プロセスによってもたらされたインゴット１２０の品質を特徴づけるために有用に採用され得、そのインゴット１２０に関連付けられた電流セグメント３０の推定長手方向位置および長さパラメータの記憶されたプロファイルに含まれ得る。

１つまたは複数の移動可能なセンサー２００および１つまたは複数のセンサーアクチュエータは、複数の異なる長手方向位置における磁界成分の測定を可能にし、１つまたは複数の電流セグメント３０の推定長さパラメータおよび長手方向位置の算出を可能にするための任意の好適なやり方で配列され得る。一般的に、コンピュータシステム２９９は、間隙１１５が、再溶融炉１００の場合のように感知ボリューム１０に沿って移動するときでも、間隙１１５の近くにとどまるように移動可能なセンサー２００の移動を指示する。無数の異なる配列が、採用され得る。

いくつかの例では、各移動可能なセンサー２００は、他のものとは無関係に移動可能である。それらの例のうちのいくつかでは、コンピュータは、移動可能なセンサー３００の独立した移動を指示することができ、それらの例のうちのいくつかの他のものでは、コンピュータは、移動可能なセンサー３００の協調移動を（たとえば、それらが、移動するプラットフォームに強固に取り付けられたかのように）指示することができる。いくつかの例では、移動可能なセンサー２００は、実際、（たとえば、図５Ａ／図５Ｂ、図７Ａ／図７Ｂ、および図１０Ａ／図１０Ｂ中のように）移動可能なセンサープラットフォーム２０５に複数の異なる長手方向位置において取り付けられる（それらの例のうちのいくつかでは、上記で説明されたように、センサープラットフォーム２０５上の複数の異なる円周位置においても取り付けられる）。「プラットフォーム」は、移動可能なセンサー３００の取付けおよびサポートならびに感知ボリューム１０に沿った移動に好適な任意の構造を表わすために総称的に使用されることに留意されたい。（上記で列挙されたものを含む）任意の好適なタイプまたは配列のプラットフォームアクチュエータは、感知ボリューム１０に沿った所望の長手方向位置にセンサープラットフォーム２０５を移動させるようにコンピュータシステムによって指示され、そのため、プラットフォームアクチュエータは、事実上、複数の協調センサーアクチュエータとして働く。それらの例のうちのいくつかでは、移動可能なセンサー２００は、センサープラットフォーム２０５上の複数の異なる固定された長手方向位置に取り付けられ、移動可能なセンサー２００の協調移動を生じ、それらの例のうちのいくつかの他のものは、センサープラットフォーム２０５に取り付けられるが、センサープラットフォーム２０５に沿って長手方向に移動可能な、移動可能なセンサー２００のうちの１つまたは複数を含むことができ、他のものの移動とは無関係である少なくとも１つの移動可能なセンサー２００の移動を可能にする。

移動可能なセンサー２００の独立したまたは協調された移動にかかわらず、いくつかの例では、コンピュータシステムは、間隙１１５の推定長手方向位置の選択された長手方向距離限界内に移動可能なセンサー３００のうちの少なくとも１つを配置するように、センサーまたはプラットフォームアクチュエータのうちの１つまたは複数に指示する。それらの例のうちのいくつかでは、選択された距離限界は、絶対的な限界であり得る（たとえば、１インチまたは３インチ。他の好適な距離が選択され得る）か、または指定されたターゲット間隙距離の指定されたフラクションまたは倍数であり得る（たとえば、ターゲット間隙距離の５０％または７５％、あるいはターゲット間隙距離の１．５倍または２倍。他の好適なフラクションまたは倍数が選択され得る）。いくつかの例では、コンピュータシステム２９９は、間隙１１５の推定長手方向位置が、それらの２つまたはそれ以上の移動可能なセンサー２００のうちの少なくとも２つの対応する長手方向位置の間にあるように、移動可能なセンサー２００のうちの２つまたはそれ以上の移動を指示する。言い換えれば、移動可能なセンサーは、間隙１１５を「スパンする」。どんな基準が採用されようとも（たとえば、間隙１１５からの距離、または間隙１１５をスパンすること、またはその他）、コンピュータシステム２９９は、間隙１１５の位置に対するそれらの移動可能なセンサー２００のポジショニングを、間隙１１５が感知ボリューム１０を通って移動するときでも維持するサーボ機構配列において、センサーアクチュエータのうちの１つまたは複数と、移動可能なセンサー２００のうちの１つまたは複数とを結合することができる。間隙１１５の推定長手方向位置に基づくそのようなポジショニングは、再溶融炉１００において有利に採用され得、コンピュータシステムは、電極１１０が溶融するとき、インゴット１２０が成長するとき、および間隙１１５が炉１００を通って長手方向に移動するとき、再溶融プロセス中の間隙１１５の位置に対するそれらの移動可能なセンサー２００のポジショニングを維持するように移動可能なセンサー２００の移動を指示することができる。

様々な例では、１つまたは複数の電流セグメント３００の推定長さパラメータの算出は、感知ボリューム１０に沿った２つまたはそれ以上の長手方向位置において測定された、対応する横断方向磁界成分、長手方向磁界成分、または横断方向磁界成分と長手方向磁界成分の両方に少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの例では、所与の算出のための磁界成分測定が、それらの測定を行うためにそれらの２つまたはそれ以上の測定位置の間で移動する、移動可能なセンサー２００のうちの１つによって行われ得る（シングルチャネル走査と同様である）。いくつかの例では、所与の算出のための磁界成分測定は、各々が２つまたはそれ以上の測定位置のうちの対応する１つに配置された、２つまたはそれ以上の移動可能なセンサー２００によって行われ得る（マルチチャネル検出と同様である）。いくつかの例では、それらのタイプの測定の両方が、採用され得る。

いくつかの例では、感知ボリューム１０に沿った長手方向位置に応じて測定された、（図面中でＢ_Ｔとラベル付けされた）横断方向磁界成分の大きさは、（たとえば、図８Ａ～図８Ｃの概略表現、および図１１Ａ中でプロットされた例示的なシミュレーションデータ、および図１１Ｂの下側の曲線の場合のように）間隙１１５の長手方向位置においてまたは間隙１１５の長手方向位置の近くで局所最大値を呈し、その関数依存性の測定は、間隙１１５が、感知ボリューム１０を通って移動するとき、その移動を追跡するために繰り返され得る。それらの例のうちのいくつかでは、電流セグメント３０のうちの少なくとも１つの横断方向ロケーションにおける推定長さパラメータの算出は、その最大値にわたる長手方向距離に少なくとも部分的に基づく（たとえば、アーク間隙が増加するときの図１１Ａ中の曲線および図１１Ｂ中の下側の曲線の増加する幅に留意されたい）。いくつかの例では、関数依存性は、それの最大値について相対的に対称であり得、いくつかの他の例では、関数依存性は、それの最大値に関して非対称である。いくつかの例では、（たとえば、図８Ａの例の場合のように）バックグラウンドレベルに対する測定された横断方向磁界成分の最大の大きさの指定されたフラクションにおける指定された部分幅（たとえば、１／２の最大値における全幅、１／４の最大値における１／２の幅、または他の好適なフラクション）が、推定長さパラメータとして算出され得、いくつかの例では、測定された横断方向磁界成分のＮ番目の中心モーメントであって、ここで、Ｎは１よりも大きい整数である、Ｎ番目の中心モーメントが、推定長さパラメータとして算出され得、他の好適な長さパラメータが、採用され得る。いくつかの例では、間隙１１５の推定長手方向位置は、（たとえば、図８Ｂの例の場合のように）最大の測定された横断方向磁界成分の長手方向位置として、または（たとえば、図８Ｃの例の場合のように）測定された横断方向磁界成分の重心の長手方向位置として算出され得、推定長手方向位置の他の好適な算出が、採用され得る。

いくつかの例では、感知ボリューム１０に沿った長手方向位置に応じて測定された、（図面中でＢ_Ｌとラベル付けされた）長手方向磁界成分は、（たとえば、図９Ａ～図９Ｆの概略表現、および図１１Ｂの上側の曲線にプロットされた例示的なシミュレーションデータの場合のように）間隙１１５の長手方向位置においてまたは間隙１１５の長手方向位置の近くで局所最小値および局所最大値を呈し、その関数依存性の測定は、間隙１１５が、感知ボリューム１０を通って移動するとき、その移動を追跡するために繰り返され得る。それらの例のうちのいくつかでは、電流セグメント３０のうちの少なくとも１つの横断方向ロケーションにおける推定長さパラメータの算出は、最大値と最小値とにわたる、または最大値と最小値との間の長手方向距離に少なくとも部分的に基づく（たとえば、アーク間隙が増加するときの図１１Ｂ中の上側の曲線の増加する幅に留意されたい）。いくつかの例では、関数依存性は、相対的に対称であり、（バックグラウンドレベルに対して）実質的に同じ幅および実質的に同じ振幅である、最小値および最大値を呈し、いくつかの他の例では、関数依存性は、相対的に非対称であり、幅または振幅またはその両方に関して最大値とは異なる最小値を呈する。いくつかの例では、電流セグメント３０のうちの少なくとも１つの横断方向ロケーションにおける推定長さパラメータの算出は、最大値と最小値との間の長手方向距離に少なくとも部分的に基づく。（たとえば、図９Ａの例の場合のような）いくつかの例では、全最小値と全最大値との間の全距離が、採用され得る。（たとえば、図９Ｂの例の場合のような）いくつかの例では、バックグラウンドレベルに対する、最小値の指定されたフラクションと最大値の指定されたフラクションとの間の全距離（たとえば、最小値の６０％と最大値の７５％との間の距離、または他の指定されたフラクション）が、採用され得る。（たとえば、図９Ｃの例の場合のような）いくつかの例では、全最小値と全最大値との間の距離の指定されたフラクション（たとえば、距離の８０％、または他の指定されたフラクション）が、採用され得る。（たとえば、図９Ｄの例の場合のような）いくつかの例では、バックグラウンドレベルに対する、最小値の指定されたフラクションと最大値の指定されたフラクションとの間の距離の指定されたフラクション（たとえば、最小値の７０％と最大値の６５％との間の距離の８５％、または他の指定されたフラクション）が、採用され得る。他の好適な長さパラメータが、採用され得る。いくつかの例では、間隙１１５の推定長手方向位置は、（たとえば、図９Ｅの例の場合のように）最大値と最小値との間の中間の、または最大値と最小値との間の長手方向距離の別の指定されたフラクション（たとえば、図９Ｆの例の場合のような、たとえば、最小値からの、最小値と最大値との間の長手方向距離の４５％（または他の指定されたフラクション））における長手方向位置として算出され得る。推定長手方向位置の他の好適な算出が、採用され得る。

どの１つまたは複数の磁界成分を測定すべきか、どの算出を推定長手方向間隙位置のために使用すべきか、およびどの算出を推定長さパラメータのために使用すべきかの多くの選択肢がある。多くの例が上記で考察され、他のものも採用され得る。どの選択肢が最適にまたは適切に機能するかは、測定が行われる環境に応じて変動することがある。再溶融炉の間で、たとえば、いくつかの例における選択肢は、るつぼ１０１または電極１１０の特定のジオメトリ、炉１００の様々な部分を構築するために使用された１つまたは複数の材料、センサー２００／２０１の数または配列、再溶融されている金属、あるいは他の要因に依存することがある。いくつかの例では、ある実験が、どの磁界成分を測定すべきか、あるいはどの算出または推定値を採用すべきかを決めるために採用され得る。いくつかの例では、それらの選択が行われた後でも、較正手順が、発明的測定および制御システムをもつ特定の炉１００の完全に特徴づけられた動作に対して必要とされ得る。

いくつかの例では、１つまたは複数の電流セグメント３０の推定長さパラメータの所与の算出において使用される各測定された磁界成分について、それらの磁界成分がそこにおいて測定された感知ボリューム１０に沿った対応する長手方向位置が、間隙１１５にわたる選択されたターゲット距離の約２、３、５、または１０倍よりも大きい感知ボリューム１０に沿った長手方向範囲をスパンすることができる（たとえば、１インチの間隙ターゲット距離の５倍の場合の測定の５インチスパン。他のスパンまたは範囲が、採用され得る）。それらの例のうちのいくつかでは、選択されたターゲット距離は、約０．２５インチよりも大きい、約０．５インチよりも大きい、約１．０インチよりも大きい、約２．０インチよりも大きい、または約５インチよりも大きく、それらの例のうちのいくつかでは、長手方向範囲は、約０．５インチよりも大きい、約１．０インチよりも大きい、約２．０インチよりも大きい、約５インチよりも大きい、約１０インチよりも大きい、約２０インチよりも大きい、または約３０インチよりも大きい。いくつかの例では、１つまたは複数の電流セグメント３０の推定長さパラメータの所与の算出において使用される各測定された磁界成分について、それらの磁界成分がそこにおいて測定された感知ボリューム１０に沿った対応する長手方向位置は、間隙にわたる選択されたターゲット距離の約１／２、１／３、１／５、または１／１０よりも小さい長手方向間隔だけ長手方向に離間される（たとえば、１インチの間隙ターゲット距離の１／５の場合の０．２インチ測定間隔。他の間隔が、採用され得る）。それらの例のうちのいくつかでは、選択されたターゲット距離は、約０．２５インチよりも大きい、約１．０インチよりも大きい、または約６インチよりも大きく、それらの例のうちのいくつかでは、長手方向間隔は、約０．１０インチ、０．２０インチ、０．３０インチ、０．５インチ、１．０インチ、または２．０インチよりも小さい。

いくつかの例では、長手方向位置に応じた１つまたは複数の磁界成分の各測定は、長手方向位置の選択された範囲にわたって移動し、複数の異なる長手方向位置において磁界成分を測定する、移動可能なセンサー２００のうちの１つを使用して行われ得る。そのような配列では、その移動可能なセンサー２００は、一般に、間隙１１５の推定長手方向位置にわたって往復走査する。振動運動の頻度は、一般に、間隙位置にわたる任意の単一の走査中に、間隙１１５が極めて遠くに移動しない（たとえば、推定間隙距離よりも小さい、またはその距離の半分よりも小さい、またはその距離の１／１０よりも小さい、または別の好適な部分距離）ほど十分に高くあるべきである。測定の頻度は、一般に、（たとえば、先行するパラグラフにおいて説明されたように）測定位置の好適な間隔を生じるほど十分に高くあるべきである。走査の範囲は、一般に、（たとえば、先行するパラグラフにおいて説明されたように）測定位置の好適な範囲を生じるほど十分に大きくあるべきである。より大きいスパンまたはより小さい間隔は、より高い精度を生ずるが、走査移動可能なセンサー２００によるより長いまたはより速い移動あるいはより速い測定を必要とする。走査センサー２００の振動運動の中心は、一般に、間隙１１５の移動を追跡するために、感知ボリューム１０に沿って移動する。

いくつかの例では、長手方向位置に応じた１つまたは複数の磁界成分の各測定は、各々が、その他とは異なるただ１つの対応する長手方向位置において磁界成分を測定するように長手方向位置の選択された範囲にわたって配置された、複数の移動可能なセンサー２００のセットを使用して行われ得る（いわゆるマルチチャネル感知）。移動可能なセンサー２００の間隔は、一般に、（たとえば、上記で説明されたように）測定位置の好適な間隔を生じるほど十分に小さくあるべきである。移動可能なセンサー２００の位置の範囲は、一般に、（たとえば、上記で説明されたように）測定位置の好適な範囲を生じるほど十分に大きくあるべきである。より大きいスパンまたはより小さい間隔は、より高い精度を生ずるが、より多くの移動可能なセンサー２００を必要とする。

上記で説明された磁界成分測定に加えて、他の測定またはパラメータが、１つまたは複数の電流セグメント３０の推定長手方向位置または長さの算出に組み込まれ得る。いくつかの例では、算出は、感知ボリューム中を流れる全電流（たとえば、平均電流を監視すること、またはドリップショートによる過渡電流スパイクを検出すること）に少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの例では、算出は、第１の導電性本体１１０と第２の導電性本体１２０との間の電圧差（たとえば、平均電圧を監視すること、またはドリップショートによる過渡電圧低下を検出すること）に少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの例では、算出は、（たとえば、再溶融炉１１０において溶融電極１１０の減少する重みを監視するためにロードセルを使用した）第１の導電性本体１１０または第２の導電性本体１０２の一方または両方の測定された重みに少なくとも部分的に基づき得る。いくつかの例では、算出は、第１の導電性本体１１０または第２の導電性本体１２０の一方または両方を移動させるために配列された１つまたは複数の対応するアクチュエータ１３０によって提供された第１の導電性本体１１０または第２の導電性本体１２０の一方または両方の測定された長手方向位置に少なくとも部分的に基づき得る（以下でさらに考察される）。いくつかの例では、算出は、光学測距装置または光学位置センサーによって提供された第１の導電性本体または第２の導電性本体の一方または両方の測定された長手方向位置に少なくとも部分的に基づき得る。それらの追加の測定値またはパラメータのうちのいずれかは、再溶融プロセスによってもたらされたインゴット１２０のために生成および記憶された溶融時間プロファイルに含まれ得る。

再溶融プロセス中に電流セグメント３０の長さパラメータを監視および記録することは、生じたインゴット１２０の特徴づけまたは品質管理に有用である。再溶融プロセス中にその長さパラメータを制御することは、そのインゴット１２０の品質および／または均一性を改善する機会を提供する。それゆえに、いくつかの例では、発明的装置は、コンピュータシステム２９９に動作可能に結合された導電性部材アクチュエータ１３０をさらに含むことができる。図６Ａ／図６Ｂ、図７Ａ／図７Ｂ、および図１０Ａ／図１０Ｂ中に示されている例では、導電性部材アクチュエータ１３０は、コンピュータシステム２９９によって生成され、コンピュータシステム２９９から送信された制御信号の指示の下で、感知ボリューム１０内で長手方向に第１の導電性部材１１０（たとえば、再溶融炉１００の電極１１０）を移動させるために配列される。アクチュエータ１３０は、上記で列挙されたものを含む、任意の好適なタイプまたは配列のものであり得る。導電性部材１１０の長手方向移動は、間隙１１５にわたる距離、および１つまたは複数の電流セグメント３０の長さを変更する。コンピュータシステム２９９は、１つまたは複数の電流セグメント３０の（上記で説明されたやり方のうちのいずれかで算出された）推定長さパラメータが、長さパラメータの選択された範囲内にあるように、第１の導電性部材を配置するように導電性部材アクチュエータ１３０に指示することができる。いくつかの例では、コンピュータシステムは、長さパラメータの選択された範囲内に１つまたは複数の電流セグメント３０の（上記で説明されたやり方のうちのいずれかで算出された）推定長さパラメータを維持するように、サーボ機構配列において導電性部材アクチュエータ１３０と移動可能なセンサー２００のうちの１つまたは複数とを結合することができる。そのようなサーボ機構配列は、電極１１０が溶融するとき、インゴット１２０が成長するとき、および間隙１１５が炉１００を通って長手方向に移動するとき、一貫した長さパラメータを維持するために再溶融炉において有利に採用され得る。

いくつかの例では、１つまたは複数の電流セグメント３０の対応する長さパラメータ、長手方向位置、または横断方向位置の１つまたは複数の算出は、第１の導電性本体１１０を介して感知ボリューム１０の中に電流２０を搬送する、または第２の導電性本体１２０を介して感知ボリューム１０の中から電流２０を搬送する、外部導体に起因する磁界成分の補正を含むことができる。いくつかの例では、１つまたは複数の電流セグメント３０の対応する長さパラメータ、長手方向位置、または横断方向位置の１つまたは複数の算出は、移動可能なセンサー２００または静止したセンサー２０１のうちの１つまたは複数のための、測定された磁界成分の配向に対する測定方向性補正を含むことができる。いくつかの例では、１つまたは複数の電流セグメント３０の対応する長さパラメータ、長手方向位置、または横断方向位置の１つまたは複数の算出は、感知ボリューム１０がそこに浸された外部磁界（たとえば、地磁界）に起因する測定補正を含むことができる。

（電極１１０の側面と再溶融炉１００の側壁１０２との間の）いわゆるサイドアーキングは、望ましくない出来事である。それゆえに、長手方向磁界成分を測定するように配列された磁界センサーのうちの２つまたはそれ以上を有するいくつかの例では、コンピュータシステム２９９は、サイドアーキングを示す測定された磁界の大きさまたは長手方向成分（換言すれば、導電性本体１１０／１２０とチャンバ壁１２０との間を横断方向に流れる二次局所電流セグメント）を認識することができる。いくつかの例では、コンピュータシステムは、二次局所電流セグメントの推定大きさまたは推定位置を算出することができる。磁界源３００を含み、コンピュータシステム２９９がサイドアーキングを認識または測定することができる、いくつかの例では、コンピュータシステム２９９は、サイドアークを認識すると、サイドアークの低減または除去を生じる対応する印加磁界を磁界源３００が印加することを引き起こす、制御信号を生成することができる。

上記で開示された例示的な実施形態のうちのいずれかは、充分に多くの静止したセンサー２０１が、充分に小さいセンサー間隔において採用されるとすれば、移動可能な磁界センサー２００なしに静止した磁界センサー２０１のみを使用することによって、追加の例示的な実施形態を生ずるように修正され得る。そのような修正は、センサーアクチュエータ、またはセンサー位置を制御するために配列されるサーボ機構の必要を除去する。いくつかのそのような実施形態では、コンピュータシステム２９９は、サーボ機構配列において導電性部材アクチュエータ１３０を静止したセンサー２０１に結合することができる。

本明細書において開示されるシステムおよび方法は、汎用もしくは専用コンピュータもしくはサーバ、またはソフトウェアを介してプログラムされた他のプログラマブルハードウェアデバイスとして、あるいはハード配線を介して「プログラムされた」ハードウェアまたは機器として、あるいはその２つの組合せとして、またはそれとともに実装され得る。「コンピュータ」または「サーバ」は、単一のマシンを備えることができるか、あるいは（単一のロケーションに、または複数の遠隔ロケーションに位置決めされた）複数の対話マシンを備えることができる。コンピュータプログラムまたは他のソフトウェアコードは、使用される場合、マイクロコード、機械コード、ともに動作するネットワークベースまたはウェブベースまたは分散型ソフトウェアモジュール、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±Ｒ／Ｗ、ハードドライブ、サムドライブ、フラッシュメモリ、光媒体、磁気媒体、半導体媒体、または将来のコンピュータ可読ストレージ代替物にプログラミングを含めることによってなど、有形で、非過渡的で、一時的または永続的なストレージまたは交換可能媒体で実装され得る。データセットの電子表示が、本明細書において言及された有形の非一時的コンピュータ可読媒体のうちのいずれかから読み取られるか、それから受信されるか、またはそれに記憶され得る。

前述に加えて、以下の例示的な実施形態が、本開示の範囲または添付の特許請求の範囲内に入る。

例１．１つまたは複数の横断方向局所電流セグメントの感知ボリューム内の対応する長さパラメータおよび長手方向位置を推定するための装置であって、装置は、（ａ）１つまたは複数の電子プロセッサと、それに結合された１つまたは複数のデジタル記憶媒体とを備えるコンピュータシステムと、（ｂ）電流が、１つまたは複数の横断方向局所電流セグメントとして、（ｉ）少なくとも部分的に感知ボリューム内の第１の導電性本体を通って、（ｉｉ）少なくとも部分的に感知ボリューム内の第２の導電性本体を通って、および（ｉｉｉ）第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙にわたって、概して長手の方向にその中を流れる感知ボリュームの側方周辺部に沿って長手方向に移動可能な１つまたは複数の磁界センサーと、（ｃ）コンピュータシステムによって生成され、コンピュータシステムから送信されたセンサー位置制御信号に応答して、感知ボリュームに沿って長手方向に１つまたは複数の移動可能なセンサーを移動させるように配列された１つまたは複数のセンサーアクチュエータとを備え、（ｄ）ここにおいて、コンピュータシステムが、（ｉ）１つまたは複数の移動可能なセンサーに、および１つまたは複数のセンサーアクチュエータに動作可能に結合され、（ｉｉ）感知ボリュームに沿った１つまたは複数の移動可能なセンサーの対応する長手方向位置を示す１つまたは複数のセンサーアクチュエータからの信号と、１つまたは複数の移動可能なセンサーによって測定された対応する磁界成分を示す１つまたは複数の移動可能なセンサーからの信号とを受信するように構成および接続され、（ｉｉｉ）センサー位置制御信号を生成し、センサー位置制御信号を１つまたは複数のセンサーアクチュエータに送信するように構成、接続、およびプログラムされ、（ｅ）ここにおいて、コンピュータシステムが、１つまたは複数の電流セグメントの対応する推定長さパラメータおよび長手方向位置を算出するように構成、接続、およびプログラムされ、その算出は、（ｉ）感知ボリュームに沿った複数の異なる長手方向位置において測定された磁界成分、および（ｉｉ）それらの測定された磁界成分の各々についての、その磁界成分が１つまたは複数の移動可能なセンサーのうちの対応する１つによってそこにおいて測定された、感知ボリュームに沿った対応する長手方向位置に少なくとも部分的に基づく、装置。

例２．電流セグメントのうちの少なくとも１つが、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙にわたって形成された放電または電気アークである、例１に記載の装置。

例３．電流セグメントのうちの少なくとも１つが、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙にわたって滴下する溶融金属の液滴を通る過渡短絡である、例１または２のいずれか１つに記載の装置。

例４．電流セグメントのうちの少なくとも１つが、間隙にわたって第１の導電性本体と第２の導電性本体とを接続する導電性ロッドまたはワイヤ中を流れ、ロッドまたはワイヤが、第１の導電性本体または第２の導電性本体の横断方向断面積よりも小さい横断方向断面積を有する、例１から３のいずれか１つに記載の装置。

例５．ロッドまたはワイヤの横断方向断面積が、第１の導電性本体または第２の導電性本体の断面積の、約０．５倍よりも小さい、約０．２５倍よりも小さい、０．１０倍よりも小さい、０．０５倍よりも小さい、約０．０１倍よりも小さい、約０．００５倍よりも小さい、または約０．００１０倍よりも小さい、例４に記載の装置。

例６．（ｉ）１つまたは複数の電流セグメントの長手方向位置が、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙の感知ボリューム内の長手方向位置におよそ等しく、１つまたは複数の電流セグメントの長さが、１つまたは複数の電流セグメントの間隙内の対応する横断方向位置における、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙にわたる対応する距離におよそ等しく、（ｉｉ）コンピュータシステムは、（ｉ）感知ボリュームの側方周辺部の少なくとも一部分の周りの複数の異なる円周位置において測定された磁界成分、および（ｉｉ）それらの測定された磁界成分の各々についての、その磁界成分がそこにおいて測定された、感知ボリュームの周りの対応する円周位置に少なくとも部分的に基づいて、１つまたは複数の電流セグメントの間隙内の対応する推定横断方向位置を算出するように構成、接続、およびプログラムされた、例１から５のいずれか１つに記載の装置。

例７．間隙にわたる距離が、横断方向位置に関して実質的に不変である、例６に記載の装置。

例８．間隙にわたる距離が、横断方向位置とともに変動する、例６に記載の装置。

例９．１つまたは複数の移動可能なセンサーが、感知ボリュームの側方周辺部の少なくとも一部分の周りの複数の異なる円周位置に配置された移動可能なセンサーを含む、例１から８のいずれか１つに記載の装置。

例１０．感知ボリュームの側方周辺部の少なくとも一部分の周りの複数の異なる円周位置に配置された複数の静止した磁界センサーをさらに備える、例１から９のいずれか１つに記載の装置。

例１１．静止したセンサーが、静止したセンサーの１つまたは複数のリングを含み、ここにおいて、静止したセンサーの各リングが、感知ボリュームに沿った実質的に同じ長手方向位置に、および感知ボリュームの側方周辺部の周りの複数の異なる円周位置に配置された複数の静止したセンサーを含む、例１０に記載の装置。

例１２．静止したセンサーが、静止したセンサーの２つまたはそれ以上のリングを含み、ここにおいて、静止したセンサーの各リングの感知ボリュームに沿った対応する長手方向位置が、静止したセンサーの少なくとも１つの他のリングのものとは異なる、例１１に記載の装置。

例１３．コンピュータシステムが、間隙内の複数の異なる推定横断方向位置における１つまたは複数の電流セグメントの推定長さパラメータおよび位置に基づいて、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙の推定横断方向トポグラフィを算出するように構成、接続、およびプログラムされた、例６から１２のいずれか１つに記載の装置。

例１４．（ｉ）コンピュータシステムに動作可能に結合され、（ｉｉ）感知ボリュームの側方周辺部に配置され、（ｉｉｉ）第１の導電性部材と第２の導電性部材との間の間隙を含む、感知ボリュームの少なくとも一部分にわたって横断方向に向けられた対応する非ゼロ成分を有する対応する印加磁界を、コンピュータシステムによって生成され、コンピュータシステムから送信された制御信号に応答して印加するように配列された１つまたは複数の磁界源をさらに備え、ここにおいて、コンピュータシステムは、生じた印加磁界が、１つまたは複数の電流セグメントについての選択された横断方向位置、横断方向軌道、または横断方向分布に従って、１つまたは複数の電流セグメントの推定横断方向位置を制御または変更するように、１つまたは複数の電流セグメントの推定横断方向位置と、１つまたは複数の対応する磁界源位置とに少なくとも部分的に基づいて、対応する制御信号を生成し、対応する制御信号を１つまたは複数の磁界源に送信するように構成、接続、およびプログラムされた、例６から１３のいずれか１つに記載の装置。

例１５．コンピュータシステムが、（ｉ）複数の推定横断方向位置の間での１つまたは複数の電流セグメントの移動を生じる制御信号を、１つまたは複数の磁界源に送信し、（ｉｉ）複数の異なる推定横断方向位置における１つまたは複数の電流セグメントの推定長さパラメータおよび位置に基づいて、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙の推定横断方向トポグラフィを算出するように構成、接続、およびプログラムされた、例１４に記載の装置。

例１６．コンピュータシステムが、サーボ機構配列において磁界源のうちの１つまたは複数と磁界センサーのうちの１つまたは複数とを結合する、例１４または１５のいずれか１つに記載の装置。

例１７．（ｉ）感知ボリュームが、再溶融炉のるつぼの内部ボリュームを含み、（ｉｉ）第１の導電性本体が、再溶融炉の電極であり、（ｉｉｉ）第２の導電性本体が、電極の溶融によって再溶融炉のるつぼ中に形成されたインゴットであり、（ｉｖ）１つまたは複数の移動可能なセンサーおよび１つまたは複数のセンサーアクチュエータが、再溶融炉のるつぼの外側に配置された、例１から１６のいずれか１つに記載の装置。

例１８．１つまたは複数の電流セグメントのうちの少なくとも１つが、電極からインゴットの上部表面上の溶融池の中に間隙にわたって滴下する溶融金属の液滴を通る過渡短絡である、例１７に記載の装置。

例１９．１つまたは複数の電流セグメントのうちの少なくとも１つが、電極とインゴットとの間の間隙にわたって形成された放電または電気アークである、例１７または１８のいずれか１つに記載の装置。

例２０．溶融スラグの層が、電極とインゴットとの間の間隙を少なくとも部分的に埋め、１つまたは複数の電流セグメントが、スラグ層を通過する、例１７または１８のいずれか１つに記載の装置。

例２１．コンピュータシステムが、再溶融プロセスのための溶融時間に応じて、１つまたは複数の電流セグメントの推定長手方向位置および長さパラメータのプロファイルを生成および記憶し、その記憶されたプロファイルを、その再溶融プロセスによってもたらされたインゴットに関連付けるように構成および接続された、例１７から２０のいずれか１つに記載の装置。

例２２．コンピュータシステムが、１つまたは複数の移動可能なセンサーのうちの少なくとも１つを、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙の推定長手方向位置の選択された長手方向距離限界内に配置するように、１つまたは複数のセンサーアクチュエータのうちの１つまたは複数に指示するように構成、接続、およびプログラムされた、例１から２１のいずれか１つに記載の装置。

例２３．コンピュータシステムが、間隙の推定長手方向位置の選択された長手方向距離限界内に移動可能なセンサーのうちの少なくとも１つの長手方向位置を維持するように、サーボ機構配列において１つまたは複数のセンサーアクチュエータのうちの１つまたは複数と１つまたは複数の移動可能なセンサーのうちの１つまたは複数とを結合する、例２２に記載の装置。

例２４．コンピュータシステムは、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙の推定長手方向位置が、移動可能なセンサーのうちの２つまたはそれ以上のうちの少なくとも２つの対応する長手方向位置の間にあるように、それらの２つまたはそれ以上の移動可能なセンサーを配置するようにセンサーアクチュエータのうちの２つまたはそれ以上に指示するように構成、接続、およびプログラムされた、例２２または２３のいずれか１つに記載の装置。

例２５．移動可能なセンサーのうちの２つまたはそれ以上およびセンサーアクチュエータのうちの２つまたはそれ以上が、配列され、コンピュータシステムは、それらの２つまたはそれ以上の移動可能なセンサーの長手方向移動が互いとは無関係であるように、構成、接続、およびプログラムされた、例２２から２４のいずれか１つに記載の装置。

例２６．移動可能なセンサーのうちの２つまたはそれ以上が、感知ボリュームに沿って長手方向に移動可能であるセンサープラットフォームに取り付けられ、１つまたは複数のセンサーアクチュエータが、コンピュータシステムに動作可能に結合され、コンピュータシステムによって生成され、コンピュータシステムから送信された制御信号の指示の下で感知ボリュームに沿って長手方向にセンサープラットフォームを移動させるように構成および接続された、プラットフォームアクチュエータを含む、例２２から２５のいずれか１つに記載の装置。

例２７．センサープラットフォームに取り付けられた移動可能なセンサーのうちの少なくとも１つが、センサープラットフォームに実質的に強固に取り付けられた、例２６に記載の装置。

例２８．プラットフォームに取り付けられた移動可能なセンサーのうちの少なくとも１つが、長手方向にプラットフォームに沿って移動可能である、例２６または２７のいずれか１つに記載の装置。

例２９．移動可能なセンサーのうちの２つまたはそれ以上が、センサープラットフォームに沿った対応する異なる長手方向位置においてセンサープラットフォームに取り付けられた、例２６から２８のいずれか１つに記載の装置。

例３０．センサープラットフォームに取り付けられた移動可能なセンサーが、センサープラットフォームに取り付けられた移動可能なセンサーの１つまたは複数のリングを含み、ここにおいて、移動可能なセンサーの各リングが、センサープラットフォームに沿った実質的に同じ長手方向位置において、およびセンサープラットフォームの周りの複数の異なる円周位置において取り付けられた複数の移動可能なセンサーを含む、例２６から２９のいずれか１つに記載の装置。

例３１．センサープラットフォームに取り付けられた移動可能なセンサーが、センサープラットフォームに取り付けられた移動可能なセンサーの２つまたはそれ以上のリングを含み、ここにおいて、移動可能なセンサーの各リングのセンサープラットフォームに沿った対応する長手方向位置が、移動可能なセンサーの少なくとも１つの他のリングのものとは異なる、例３０に記載の装置。

例３２．移動可能なセンサーのうちの２つまたはそれ以上が、感知ボリュームの側方周辺部の少なくとも一部分の周りの対応する異なる円周位置においてセンサープラットフォームに取り付けられた、例２６から３１のいずれか１つに記載の装置。

例３３．コンピュータシステムは、センサープラットフォームに取り付けられた移動可能なセンサーのうちの少なくとも１つの長手方向位置が、間隙の推定長手方向位置の選択された長手方向距離限界内にあるように、センサープラットフォームを配置するようにプラットフォームアクチュエータに指示するように構成、接続、およびプログラムされた、例２６から３２のいずれか１つに記載の装置。

例３４．コンピュータシステムが、間隙の推定長手方向位置の選択された長手方向距離限界内に、プラットフォームに取り付けられた移動可能なセンサーのうちの少なくとも１つの長手方向位置を維持するように、サーボ機構配列においてプラットフォームアクチュエータとセンサープラットフォームに取り付けられた移動可能なセンサーのうちの１つまたは複数とを結合する、例２６から３３のいずれか１つに記載の装置。

例３５．（ｉ）感知ボリュームが、再溶融炉のるつぼの内部ボリュームを含み、（ｉｉ）第１の導電性本体が、再溶融炉の電極であり、（ｉｉｉ）第２の導電性本体が、電極の溶融によって再溶融炉のるつぼ中に形成されたインゴットであり、（ｉｖ）１つまたは複数の移動可能なセンサーおよび１つまたは複数のセンサーアクチュエータが、再溶融炉のるつぼの外側に配置され、（ｖ）コンピュータシステムは、電極が溶融するとき、インゴットが成長するとき、およびインゴットと電極との間の間隙が炉を通って長手方向に移動するとき、１つまたは複数の移動可能なセンサーのうちの少なくとも１つが、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の間隙の推定長手方向位置の選択された長手方向距離限界内にとどまるように、１つまたは複数の移動可能なセンサーを移動させるように１つまたは複数のセンサーアクチュエータのうちの１つまたは複数に指示するように構成、接続、およびプログラムされた、例２２から３４のいずれか１つに記載の装置。

例３６．コンピュータシステムが、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間の間隙にわたって流れる１つまたは複数の電流セグメントの推定長さパラメータを、感知ボリュームに沿った２つまたはそれ以上の長手方向位置において測定された対応する横断方向磁界成分に少なくとも部分的に基づいて算出するように構成、接続、およびプログラムされた、例１から３５のいずれか１つに記載の装置。

例３７．感知ボリュームに沿った長手方向位置に応じて測定された横断方向磁界成分の大きさが、間隙の長手方向位置においてまたは間隙の長手方向位置の近くで局所最大値を呈し、電流セグメントのうちの少なくとも１つの横断方向ロケーションにおける推定長さパラメータの算出が、最大値にわたる長手方向距離に少なくとも部分的に基づく、例３６に記載の装置。

例３８．間隙の推定長手方向位置が、最大の測定された横断方向磁界成分の長手方向位置として、または測定された横断方向磁界成分の重心の長手方向位置として算出される、例３７に記載の装置。

例３９．バックグラウンドレベルに対する測定された横断方向磁界成分の最大の大きさの指定されたフラクションにおける指定された部分幅、または測定された横断方向磁界成分のＮ番目の中心モーメントであって、ここで、Ｎが１よりも大きい整数である、Ｎ番目の中心モーメントが、推定長さパラメータとして算出される、例３７または３８のいずれか１つに記載の装置。

例４０．コンピュータシステムが、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間の間隙にわたって流れる１つまたは複数の電流セグメントの推定長さパラメータを、感知ボリュームに沿った２つまたはそれ以上の長手方向位置において測定された対応する長手方向磁界成分に少なくとも部分的に基づいて算出するように構成、接続、およびプログラムされた、例１から３９のいずれか１つに記載の装置。

例４１．感知ボリュームに沿った長手方向位置に応じて測定された長手方向磁界成分が、間隙の長手方向位置においてまたは間隙の長手方向位置の近くで局所最小値および局所最大値を呈し、電流セグメントのうちの少なくとも１つの横断方向ロケーションにおける推定長さパラメータの算出が、最大値と最小値との間の長手方向距離に少なくとも部分的に基づく、例４０に記載の装置。

例４２．間隙の推定長手方向位置が、最大値と最小値との間の中間の長手方向位置として、または最大値と最小値との間の長手方向距離の指定されたフラクションにおいて算出される、例４１に記載の装置。

例４３．最大値と最小値との間の長手方向距離の指定されたフラクション、または最大値と最小値との間の差異の指定されたフラクションの間の長手方向距離が、推定長さパラメータとして算出される、例４１または４２のいずれか１つに記載の装置。

例４４．コンピュータシステムが、（ｉ）間隙をスパンする少なくとも１つの移動可能なセンサーの走査移動を指示するように、および（ｉｉ）第１の導電性部材と第２の導電性部材との間の間隙にわたって流れる１つまたは複数の電流セグメントの推定長さパラメータを、少なくとも１つの走査移動可能なセンサーによって感知ボリュームに沿った２つまたはそれ以上の長手方向位置において測定された対応する磁界成分に少なくとも部分的に基づいて算出するように構成、接続、およびプログラムされた、例１から４３のいずれか１つに記載の装置。

例４５．コンピュータシステムが、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間の間隙にわたって流れる１つまたは複数の電流セグメントの推定長さパラメータを、移動可能なセンサーのうちの対応する２つまたはそれ以上によって感知ボリュームに沿った２つまたはそれ以上の長手方向位置において測定された対応する磁界成分に少なくとも部分的に基づいて算出するように構成、接続、およびプログラムされた、例１から４４のいずれか１つに記載の装置。

例４６．１つまたは複数の電流セグメントの推定長手方向位置または長さパラメータの算出が、感知ボリューム中を流れる全電流に少なくとも部分的に基づく、例１から４５のいずれか１つに記載の装置。

例４７．１つまたは複数の電流セグメントの推定位置または長さパラメータの算出が、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の電圧差に少なくとも部分的に基づく、例１から４６のいずれか１つに記載の装置。

例４８．１つまたは複数の電流セグメントの推定長手方向位置または長さパラメータの算出が、第１の導電性本体または第２の導電性本体の一方または両方の測定された重みに少なくとも部分的に基づく、例１から４７のいずれか１つに記載の装置。

例４９．１つまたは複数の電流セグメントの推定長手方向位置または長さパラメータの算出が、第１の導電性本体または第２の導電性本体の一方または両方を移動させるために配列された１つまたは複数の対応するアクチュエータによって提供された、第１の導電性本体または第２の導電性本体の一方または両方の測定された長手方向位置に少なくとも部分的に基づく、例１から４８のいずれか１つに記載の装置。

例５０．１つまたは複数の電流セグメントの推定長手方向位置または長さパラメータの算出が、光学測距装置または光学位置センサーによって提供された、第１の導電性本体または第２の導電性本体の一方または両方の測定された長手方向位置に少なくとも部分的に基づく、例１から４９のいずれか１つに記載の装置。

例５１．移動可能なセンサーの各々が、１空間次元において、２空間次元において、または３空間次元において磁界成分を測定するように配列された、例１から５０のいずれか１つに記載の装置。

例５２．コンピュータシステムに動作可能に結合され、コンピュータシステムによって生成され、コンピュータシステムから送信された制御信号の指示の下で、感知ボリューム内で長手方向に第１の導電性部材を移動し、それにより、第１の導電性部材と第２の導電性部材との間の、間隙にわたる距離、および１つまたは複数の電流セグメントの長さを変更するために配列された、導電性部材アクチュエータをさらに備える、例１から５１のいずれか１つに記載の装置。

例５３．コンピュータシステムは、１つまたは複数の電流セグメントの１つまたは複数の対応する推定長さパラメータが、長さパラメータの選択された範囲内にあるように、第１の導電性部材を配置するように導電性部材アクチュエータに指示するように構成、接続、およびプログラムされた、例５２に記載の装置。

例５４．コンピュータシステムが、長さパラメータの選択された範囲内に１つまたは複数の電流セグメントの１つまたは複数の対応する推定長さパラメータを維持するように、サーボ機構配列において導電性部材アクチュエータと移動可能なセンサーのうちの１つまたは複数とを結合する、例５２または５３のいずれか１つに記載の装置。

例５５．（ｉ）感知ボリュームが、再溶融炉のるつぼの内部ボリュームを含み、（ｉｉ）第１の導電性本体が、再溶融炉の電極であり、（ｉｉｉ）第２の導電性本体が、電極の溶融によって再溶融炉のるつぼ中に形成されたインゴットであり、（ｉｖ）１つまたは複数の移動可能なセンサーおよび１つまたは複数のセンサーアクチュエータが、再溶融炉のるつぼの外側に配置され、（ｖ）コンピュータシステムは、電極が溶融するとき、インゴットが成長するとき、およびインゴットと電極との間の間隙が炉を通って長手方向に移動するとき、１つまたは複数の電流セグメントの推定長さパラメータが、長さパラメータの選択された範囲内にとどまるように、第１の導電性部材を移動させるように導電性部材アクチュエータに指示するように構成、接続、およびプログラムされた、例５２から５４のいずれか１つに記載の装置。

例５６．１つまたは複数の電流セグメントの推定長さパラメータの所与の算出において使用される各測定された磁界成分について、それらの磁界成分がそこにおいて測定された感知ボリュームに沿った対応する長手方向位置が、間隙にわたる選択されたターゲット距離の約２、３、５、または１０倍よりも大きい感知ボリュームに沿った長手方向範囲をスパンする、例１から５５のいずれか１つに記載の装置。

例５７．選択されたターゲット距離が、約０．２５インチよりも大きい、約０．５インチよりも大きい、約１．０インチよりも大きい、約２．０インチよりも大きい、または約５インチよりも大きい、例１から５６のいずれか１つに記載の装置。

例５８．長手方向範囲が、約０．５インチよりも大きい、約１．０インチよりも大きい、約２．０インチよりも大きい、約５インチよりも大きい、約１０インチよりも大きい、約２０インチよりも大きい、または約３０インチよりも大きい、例１から５７のいずれか１つに記載の装置。

例５９．１つまたは複数の電流セグメントの推定長さパラメータの所与の算出において使用される各測定された磁界成分について、それらの磁界成分がそこにおいて測定された感知ボリュームに沿った対応する長手方向位置が、間隙にわたる選択されたターゲット距離の約１／２、１／３、１／５、または１／１０よりも小さい長手方向間隔だけ長手方向に離間された、例１から５８のいずれか１つに記載の装置。

例６０．選択されたターゲット距離が、約０．２５インチよりも大きい、約１．０インチよりも大きい、または約６インチよりも大きい、例１から５９のいずれか１つに記載の装置。

例６１．長手方向間隔が、約０．１０インチ、０．２０インチ、０．３０インチ、０．５インチ、１．０インチ、または２．０インチよりも小さい、例１から６０のいずれか１つに記載の装置。

例６２．１つまたは複数の電流セグメントの推定長さパラメータの所与の算出のために、移動可能なセンサーのうちの少なくとも１つが、長手方向位置の範囲にわたって移動し、複数の異なる長手方向位置において磁界成分を測定する、例１から６１のいずれか１つに記載の装置。

例６３．１つまたは複数の電流セグメントの推定長さパラメータの所与の算出のために、各長手方向位置において測定される磁界成分が、他の異なる長手方向位置において磁界成分を測定する移動可能なセンサーとは異なる対応する移動可能なセンサーによって測定される、例１から６１のいずれか１つに記載の装置。

例６４．１つまたは複数の電流セグメントの対応する長さパラメータ、長手方向位置、または横断方向位置の１つまたは複数の算出が、第１の導電性本体を介して感知ボリュームの中に電流を搬送する、または第２の導電性本体を介して感知ボリュームの中から電流を搬送する、外部導体に起因する磁界成分の補正を含む、例１から６３のいずれか１つに記載の装置。

例６５．１つまたは複数の電流セグメントの対応する長さパラメータ、長手方向位置、または横断方向位置の１つまたは複数の算出が、磁界センサーのうちの１つまたは複数のための、測定された磁界成分の配向に対する測定方向性補正を含む、例１から６４のいずれか１つに記載の装置。

例６６．１つまたは複数の電流セグメントの対応する長さパラメータ、長手方向位置、または横断方向位置の１つまたは複数の算出は、感知ボリュームがそこに浸された外部磁界に起因する測定補正を含む、例１から６５のいずれか１つに記載の装置。

例６７．（ｉ）チャンバであって、チャンバの外側に位置決めされた複数のセンサーをもつ感知ボリュームの側方周辺部を画定するチャンバをさらに備え、（ｉｉ）ここにおいて、磁界センサーのうちの２つまたはそれ以上が、実質的に長手方向次元において磁界成分を測定するように配列され、（ｉｉｉ）ここにおいて、コンピュータシステムが、第１の導電性本体または第２の導電性本体とチャンバとの間で主に横断する方向に流れる二次局所電流セグメントを示す、測定された磁界の大きさまたは長手方向成分の１つまたは複数のセットを認識するように構成、接続、およびプログラムされ、その認識が、電流の大きさ、１つまたは複数の電流セグメントの推定長手方向位置、および測定された長手方向磁界成分のうちの２つまたはそれ以上に少なくとも部分的に基づく、例１から６６のいずれか１つに記載の装置。

例６８．コンピュータシステムが、二次局所電流セグメントの推定大きさまたは推定位置を算出するように構成、接続、およびプログラムされ、その算出が、電流の大きさ、１つまたは複数の電流セグメントの推定長手方向位置、および測定された長手方向磁界成分のうちの２つまたはそれ以上に少なくとも部分的に基づく、例６７に記載の装置。

例６９．（ｉ）コンピュータシステムに動作可能に結合され、（ｉｉ）感知ボリュームの側方周辺部に配置され、（ｉｉｉ）第１の導電性部材と第２の導電性部材との間の間隙を含む、感知ボリュームの少なくとも一部分にわたって横断方向に向けられた対応する非ゼロ成分を有する対応する印加磁界を、コンピュータシステムによって生成され、コンピュータシステムから送信された制御信号に応答して印加するように配列された１つまたは複数の磁界源をさらに備え、ここにおいて、コンピュータシステムが、第１の導電性本体または第２の導電性本体とチャンバとの間で主に横断する方向に流れる二次局所電流セグメントを示す、測定された磁界の大きさまたは長手方向成分の１つまたは複数のセットの認識に応答して、対応する制御信号を生成し、二次局所電流セグメントのうちの１つまたは複数の低減または除去を生じる磁界源のうちの対応する１つに、その制御信号を送信するように構成、接続、およびプログラムされた、例６７または６８のいずれか１つに記載の装置。

例７０．例１から６９のいずれか１つに記載の装置を使用する、第１の導電性本体と第２の導電性本体との間の１つまたは複数の横断方向局所電流セグメントの対応する長さパラメータおよび長手方向位置を推定するための方法であって、方法は、（Ａ）第１の導電性本体および第２の導電性本体中を流れる電流を用いて、１つまたは複数の移動可能なセンサーを使用して２つまたはそれ以上の長手方向位置において磁界成分を測定することと、（Ｂ）コンピュータシステムを使用して、感知ボリュームに沿った移動可能なセンサーのうちの１つまたは複数の長手方向位置を示す、１つまたは複数のセンサーアクチュエータからの信号と、対応する測定された磁界成分を示す、移動可能なセンサーのうちの１つまたは複数からの信号とを受信することと、（Ｃ）コンピュータシステムを使用して、１つまたは複数の電流セグメントの対応する推定長さパラメータおよび長手方向位置を算出することであって、その算出が、（ｉ）感知ボリュームに沿った複数の異なる長手方向位置において測定された磁界成分、および（ｉｉ）それらの測定された磁界成分の各々についての、その磁界成分が１つまたは複数の移動可能なセンサーのうちの対応する１つによってそこにおいて測定された、感知ボリュームに沿った対応する長手方向位置に少なくとも部分的に基づく、算出することとを備える、方法。

開示された例示的な実施形態および方法の等価物は、本開示の範囲または添付の特許請求の範囲内に入ることが意図される。開示された例示的な実施形態および方法、ならびにそれらの等価物は、本開示の範囲または添付の特許請求の範囲内にとどまりながら、修正され得ることが意図される。

上記の発明を実施するための形態では、様々な特徴が、本開示を合理化する目的で数個の例示的な実施形態においてともにグループ化され得る。開示のこの方法は、請求される実施形態が、対応する請求項において明確に具陳されるよりも多くの特徴を必要とするという意図を反映すると解釈されるべきではない。そうではなく、添付の特許請求の範囲が反映するように、発明の主題は、単一の開示された例示的な実施形態のすべてよりも少ない特徴にあり得る。それゆえ、本開示は、それらの特徴が、本出願において示されるか、説明されるか、または請求される、１つまたは複数の特徴の任意の好適なサブセットを有する実施形態を暗黙的に開示し、本明細書において明示的に開示されないことがあるそれらのサブセットを含むと解されたい。特徴の「好適な」サブセットは、そのサブセットの任意の他の特徴に関して非互換的でも相互排他的でもない特徴のみを含む。それゆえに、添付の特許請求の範囲は、発明を実施するための形態に本明細書によって組み込まれ、各請求項は、別個の開示された実施形態として独立している。加えて、添付の従属請求項の各々は、発明を実施するための形態への請求項の前記組込みによる開示の目的のみで、複数の従属形態で書かれ、従属請求項がそれらと矛盾しないすべての先行する請求項に従属するかのように解釈されたい。添付の特許請求の範囲の累積範囲は、必ずしもそうとは限らないが、本出願において開示される主題の全体を包含することができることにさらに留意されたい。

以下の解釈は、本開示および添付の特許請求の範囲の目的で適用されるものとする。冠詞「ａ（１つの）」は、「ただ１つの」、「単一の」、または他の類似の限定が、特定のコンテキストにおいて明示的に陳述されるかまたは暗黙的でない限り、「１つまたは複数」と解釈されたく、類似的に、冠詞「ｔｈｅ（その）」は、「ｏｎｌｙ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ（その・・・のうちの１つのみ）」、「ａ ｓｉｎｇｌｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ（その・・・のうちの１つだけ）」、または他の類似の限定が、特定のコンテキストにおいて明示的に陳述されるかまたは暗黙的でない限り、「ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｏｆ ｔｈｅ（その・・・のうちの１つまたは複数）」と解釈されたい。接続詞「または」は、（ｉ）たとえば、「または・・・のいずれか」、「のうちの１つのみ」、または類似の言い回しの使用によって別段に明示的に陳述されない限り、あるいは（ｉｉ）列挙された代替物のうちの２つまたはそれ以上が、特定のコンテキスト内で相互排他的（その場合、「または」は、非相互排他的な代替物を伴うそれらの組合せのみを包含する）ではない限り、包括的に解されるべきである（たとえば、「犬または猫」は、「犬、または猫、またはその両方）」と解釈され、たとえば、「犬、猫、または鼠」は、「犬、または猫、または鼠、または任意の２つ、または３つすべて」と解釈される）。類似的に、「犬または猫のうちの１つまたは複数」は、（ｉ）猫がいない１匹または複数の犬、（ｉｉ）犬がいない１匹または複数の猫、あるいは（ｉｉｉ）別段に明示的に陳述されない限り、または代替物が、相互排他的もしくは非互換的であると（暗黙的にもしくは明示的に）理解もしくは開示されない限り、１匹または複数の犬および１匹または複数の猫を含むと解釈される。類似的に、「犬、猫、または鼠のうちの１つまたは複数」は、（ｉ）猫または鼠がいない１匹または複数の犬、（ｉｉ）犬または鼠がいない１匹または複数の猫、（ｉｉｉ）犬または猫がいない１匹または複数の鼠、（ｉｖ）鼠がいない１匹または複数の犬および１匹または複数の猫、（ｖ）猫がいない１匹または複数の犬および１匹または複数の鼠、（ｖｉ）犬がいない１匹または複数の猫および１匹または複数の鼠、あるいは（ｖｉｉ）１匹または複数の犬、１匹または複数の猫、および１匹または複数の鼠と解釈される。「犬、猫、または鼠のうちの２つまたはそれ以上」は、（ｉ）鼠がいない１匹または複数の犬および１匹または複数の猫、（ｉｉ）猫がいない１匹または複数の犬および１匹または複数の鼠、（ｉｉｉ）犬がいない１匹または複数の猫および１匹または複数の鼠、あるいは（ｉｖ）１匹または複数の犬、１匹または複数の猫、および１匹または複数の鼠と解釈され、「３つまたはそれ以上」、「４つまたはそれ以上」などは、同様に解釈される。先行する具陳のうちのいずれかについて、含まれる代替物のペアまたは組合せが、非互換的または相互排他的であると（暗黙的にまたは明示的に）理解または開示される場合、そのようなペアまたは組合せは、対応する具陳から除外されると理解される。本開示および添付の特許請求の範囲の目的で、「備えること」、「含むこと」、「有すること」という単語およびそれらの変形態は、それらがどこで出現しても、別段に明示的に陳述されない限り、「少なくとも」などの句がそれらの各事例の後に添付された場合と同じ意味をもつ、オープンエンドの用語として解されたい。

本開示または添付の特許請求の範囲の目的で、「におよそ等しい」、「に実質的に等しい」、「約・・・よりも大きい」、「約・・・よりも小さい」などの用語が採用されたとき、数値量に関して、異なる解釈が明示的に記載されない限り、測定精度および有効数字に関連する標準的な慣例が適用されるものとする。「実質的に妨げられた」、「実質的に不在の」、「実質的に除去された」、「ゼロにおよそ等しい」、「無視できる」などの句によって説明されるヌル量について、各そのような句は、開示または請求された装置または方法の意図された動作または使用のコンテキストにおける実際的目的のために、装置または方法の全体的な挙動またはパフォーマンスが、ヌル量が、実際に、完全に取り除かれたか、厳密にゼロに等しいか、またはさもなければ厳密に無効化された場合に起こるものと異ならない程度に、当該の量が低減されるかまたは小さくされた場合を表わすものとする。

本開示および添付の特許請求の範囲の目的で、要素、ステップ、限定、あるいは実施形態、例、または請求項の他の部分のラベリング（たとえば、第１の、第２の、第３のなど、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）など、または（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）など）は、明快にするためのものにすぎず、そのようにラベル付けされた部分のいかなる順序付けまたは優先順位をも暗示すると解されるべきではない。いずれかのそのような順序付けまたは優先順位が意図される場合、それは、実施形態、例、または請求項において明示的に具陳されるか、あるいはいくつかの事例では、それは、実施形態、例、または請求項の特定の内容に基づいて暗黙的または固有である。添付の特許請求の範囲において、米国特許法第１１２条（ｆ）項の規定が、装置クレームにおいて行使されることが望まれる場合、「手段」という単語が、その装置クレームにおいて出現する。それらの規定が方法クレームにおいて行使されることが望まれる場合、「のためのステップ」という単語が、その方法クレームにおいて出現する。逆に、「手段」または「のためのステップ」という単語が、請求項において出現しない場合、米国特許法第１１２条（ｆ）の規定は、その請求項のために行使されることが意図されない。

任意の１つまたは複数の開示が、参照により本明細書に組み込まれ、そのような組み込まれた開示が、部分的にまたは全体的に本開示と矛盾するか、または本開示とは範囲が異なる場合、矛盾、より広い開示、または用語のより広い定義の範囲で、本開示が優先する。そのような組み込まれた開示が、部分的にまたは全体的に互いと矛盾する場合、矛盾の範囲で、日付が新しい開示が優先する。

要約書は、特許文献内の特定の主題を探索する人々への援助として必要に応じて提供される。しかしながら、要約書は、本明細書中で具陳される要素、特徴、または限定が、任意の特定の請求項によって必ず包含されることを暗示することを意図されない。各請求項によって包含される主題の範囲は、その請求項のみの具陳によって決定されるものとする。

Claims (23)

1. １つまたは複数の横断方向に局在する電流セグメントの感知ボリューム内の対応する長さパラメータおよび長手方向位置を推定するための装置であって、前記装置は、
   （ａ）１つまたは複数の電子プロセッサと、それに結合された１つまたは複数のデジタル記憶媒体とを備えるコンピュータシステムと、
   （ｂ）前記感知ボリュームの側方周辺部に沿って長手方向に移動可能な１つまたは複数の磁界センサーであって、電流が、前記感知ボリュームを通って長手方向に、（ｉ）少なくとも部分的に前記感知ボリューム内の第１の導電性本体を通って、（ｉｉ）少なくとも部分的に前記感知ボリューム内の第２の導電性本体を通って、および（ｉｉｉ）前記１つまたは複数の横断方向に局在する電流セグメントとして構成された前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の間隙にわたって長手方向に、流れて、１つまたは複数の前記電流セグメントが前記間隙において横断方向に移動するものであり、前記横断方向は前記長手方向と垂直であり、前記１つまたは複数の磁界センサーが、１つまたは複数の前記電流セグメントの長手方向の移動および位置に対応して、長手方向に移動するように構成されている磁界センサーと、
   （ｃ）前記コンピュータシステムによって生成され、前記コンピュータシステムから送信されたセンサー位置制御信号に応答して、前記感知ボリュームに沿って長手方向に前記１つまたは複数の移動可能なセンサーを移動させるように配列された１つまたは複数のセンサーアクチュエータと
   を備え、
   （ｄ）ここにおいて、前記コンピュータシステムが、（ｉ）前記１つまたは複数の移動可能なセンサーに、および前記１つまたは複数のセンサーアクチュエータに動作可能に結合され、（ｉｉ）前記感知ボリュームに沿った前記１つまたは複数の移動可能なセンサーの対応する長手方向位置を示す前記１つまたは複数のセンサーアクチュエータからの信号と、前記１つまたは複数の移動可能なセンサーによって測定された対応する磁界成分を示す前記１つまたは複数の移動可能なセンサーからの信号とを受信するように構成および接続され、（ｉｉｉ）前記センサー位置制御信号を生成し、前記センサー位置制御信号を前記１つまたは複数のセンサーアクチュエータに送信するように構成、接続、およびプログラムされ、
   （ｅ）ここにおいて、前記コンピュータシステムが、前記１つまたは複数の電流セグメントの対応する推定長さパラメータおよび長手方向位置を算出するように構成、接続、およびプログラムされ、その算出は、（ｉ）前記感知ボリュームに沿った複数の異なる長手方向位置において測定された磁界成分、および（ｉｉ）それらの測定された磁界成分の各々についての、その磁界成分が前記１つまたは複数の移動可能なセンサーのうちの対応する１つによってそこにおいて測定された、前記感知ボリュームに沿った対応する長手方向位置に少なくとも部分的に基づく、
   装置。
2. （ｉ）前記１つまたは複数の電流セグメントの長手方向位置が、前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の前記間隙の前記感知ボリューム内の長手方向位置におよそ等しく、前記１つまたは複数の電流セグメントの長さが、前記１つまたは複数の電流セグメントの前記間隙内の対応する横断方向位置における、前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の前記間隙にわたる対応する距離におよそ等しく、
   （ｉｉ）前記コンピュータシステムが、（ｉ）前記感知ボリュームの前記側方周辺部の少なくとも一部分の周りの複数の異なる円周位置において測定された磁界成分、および（ｉｉ）それらの測定された磁界成分の各々についての、その磁界成分がそこにおいて測定された、前記感知ボリュームの周りの対応する円周位置に少なくとも部分的に基づいて、前記１つまたは複数の電流セグメントの前記間隙内の対応する推定横断方向位置を算出するように構成、接続、およびプログラムされた、請求項１に記載の装置。
3. 前記コンピュータシステムが、前記間隙内の複数の異なる推定横断方向位置における１つまたは複数の電流セグメントの推定長さパラメータおよび位置に基づいて、前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の前記間隙の推定横断方向トポグラフィを算出するように構成、接続、およびプログラムされた、請求項２に記載の装置。
4. （ｉ）前記コンピュータシステムに動作可能に結合され、（ｉｉ）前記感知ボリュームの前記側方周辺部に配置され、（ｉｉｉ）前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の前記間隙を含む、前記感知ボリュームの少なくとも一部分にわたって横断方向に向けられた対応する非ゼロ成分を有する対応する印加磁界を、前記コンピュータシステムによって生成され、前記コンピュータシステムから送信された制御信号に応答して印加するように配列された１つまたは複数の磁界源をさらに備え、ここにおいて、前記コンピュータシステムは、前記生じた印加磁界が、前記１つまたは複数の電流セグメントについての選択された横断方向位置、横断方向軌道、または横断方向分布に従って、前記１つまたは複数の電流セグメントの前記推定横断方向位置を制御または変更するように、前記１つまたは複数の電流セグメントの前記推定横断方向位置と、１つまたは複数の対応する磁界源位置とに少なくとも部分的に基づいて、前記対応する制御信号を生成し、前記対応する制御信号を前記１つまたは複数の磁界源に送信するように構成、接続、およびプログラムされた、請求項２に記載の装置。
5. 前記コンピュータシステムが、サーボ機構配列において前記磁界源のうちの１つまたは複数と前記磁界センサーのうちの１つまたは複数とを結合する、請求項４に記載の装置。
6. 前記１つまたは複数の移動可能なセンサーが、前記感知ボリュームの前記側方周辺部の少なくとも一部分の周りの複数の異なる円周位置に配置された移動可能なセンサーを含む、請求項１に記載の装置。
7. 前記感知ボリュームの前記側方周辺部の少なくとも一部分の周りの複数の異なる円周位置に配置された複数の静止した磁界センサーをさらに備える、請求項１に記載の装置。
8. （ｉ）前記感知ボリュームが、再溶融炉のるつぼの内部ボリュームを含み、（ｉｉ）前記第１の導電性本体が、前記再溶融炉の電極であり、（ｉｉｉ）前記第２の導電性本体が、前記電極の溶融によって前記再溶融炉の前記るつぼ中に形成されたインゴットであり、（ｉｖ）前記１つまたは複数の移動可能なセンサーおよび前記１つまたは複数のセンサーアクチュエータが、前記再溶融炉のるつぼの外側に配置された、請求項１に記載の装置。
9. （ｉ）前記１つまたは複数の電流セグメントのうちの少なくとも１つが、前記電極から前記インゴットの上部表面上の溶融池の中に前記間隙にわたって滴下する溶融金属の液滴を通る過渡短絡であるか、または（ｉｉ）前記１つまたは複数の電流セグメントのうちの少なくとも１つが、前記電極と前記インゴットとの間の前記間隙にわたって形成された放電または電気アークである、請求項８に記載の装置。
10. 前記コンピュータシステムが、再溶融プロセスのための溶融時間に応じて、前記１つまたは複数の電流セグメントの推定長手方向位置および長さパラメータのプロファイルを生成および記憶し、その記憶されたプロファイルを、その再溶融プロセスによってもたらされた前記インゴットに関連付けるように構成および接続された、請求項８に記載の装置。
11. 前記コンピュータシステムが、前記１つまたは複数の移動可能なセンサーのうちの少なくとも１つを、前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の前記間隙の推定長手方向位置の選択された長手方向距離限界内に配置するように、前記１つまたは複数のセンサーアクチュエータのうちの１つまたは複数に指示するように構成、接続、およびプログラムされた、請求項１に記載の装置。
12. 前記コンピュータシステムが、前記間隙の前記推定長手方向位置の前記選択された長手方向距離限界内に前記移動可能なセンサーのうちの少なくとも１つの前記長手方向位置を維持するように、サーボ機構配列において前記１つまたは複数のセンサーアクチュエータのうちの１つまたは複数と前記１つまたは複数の移動可能なセンサーのうちの１つまたは複数とを結合する、請求項１１に記載の装置。
13. 前記コンピュータシステムが、前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の前記間隙にわたって流れる前記１つまたは複数の電流セグメントの前記推定長さパラメータを、前記感知ボリュームに沿った２つまたはそれ以上の長手方向位置において測定された対応する横断方向磁界成分に少なくとも部分的に基づいて算出するように構成、接続、およびプログラムされており、前記感知ボリュームに沿った長手方向位置に応じて測定された横断方向磁界成分の大きさが、前記間隙の前記長手方向位置においてまたは前記間隙の前記長手方向位置の近くで局所最大値を呈し、（ｉ）前記電流セグメントのうちの少なくとも１つの横断方向ロケーションにおける推定長さパラメータの算出が、前記最大値にわたる長手方向距離に少なくとも部分的に基づくものであり、または（ｉｉ）前記間隙の推定長手方向位置の算出が、最大の測定された横断方向磁界成分の長手方向位置、または前記測定された横断方向磁界成分の重心の長手方向位置に基づく、請求項１に記載の装置。
14. 前記コンピュータシステムが、前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の前記間隙にわたって流れる前記１つまたは複数の電流セグメントの前記推定長さパラメータを、前記感知ボリュームに沿った２つまたはそれ以上の長手方向位置において測定された対応する長手方向磁界成分に少なくとも部分的に基づいて算出するように構成、接続、およびプログラムされており、前記感知ボリュームに沿った長手方向位置に応じて測定された長手方向磁界成分が、前記間隙の前記長手方向位置においてまたは前記間隙の前記長手方向位置の近くで局所最小値および局所最大値を呈し、（ｉ）前記電流セグメントのうちの少なくとも１つの横断方向ロケーションにおける推定長さパラメータの算出が、前記最大値と前記最小値との間の長手方向距離に少なくとも部分的に基づくものであり、または（ｉｉ）前記間隙の推定長手方向位置が、前記最大値と前記最小値との間の中間の長手方向位置として、または前記最大値と前記最小値との間の前記長手方向距離の指定されたフラクションにおいて算出される、請求項１に記載の装置。
15. 前記コンピュータシステムが、（ｉ）前記間隙をスパンする少なくとも１つの移動可能なセンサーの走査移動を指示するように、および（ｉｉ）前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の前記間隙にわたって流れる前記１つまたは複数の電流セグメントの前記推定長さパラメータを、前記少なくとも１つの走査移動可能なセンサーによって前記感知ボリュームに沿った２つまたはそれ以上の長手方向位置において測定された対応する磁界成分に少なくとも部分的に基づいて算出するように構成、接続、およびプログラムされた、請求項１に記載の装置。
16. 前記コンピュータシステムが、前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の前記間隙にわたって流れる前記１つまたは複数の電流セグメントの前記推定長さパラメータを、前記移動可能なセンサーのうちの対応する２つまたはそれ以上によって前記感知ボリュームに沿った２つまたはそれ以上の長手方向位置において測定された対応する磁界成分に少なくとも部分的に基づいて算出するように構成、接続、およびプログラムされた、請求項１に記載の装置。
17. 前記コンピュータシステムに動作可能に結合され、前記コンピュータシステムによって生成され、前記コンピュータシステムから送信された制御信号の指示の下で、前記感知ボリューム内で長手方向に前記第１の導電性本体を移動し、それにより、前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の、前記間隙にわたる距離、および前記１つまたは複数の電流セグメントの長さを変更するために配列された、導電性部材アクチュエータをさらに備え、
    前記コンピュータシステムは、前記１つまたは複数の電流セグメントの１つまたは複数の対応する推定長さパラメータが、長さパラメータの選択された範囲内にあるように、前記第１の導電性本体を配置するように前記導電性部材アクチュエータに指示するように構成、接続、およびプログラムされた、請求項１に記載の装置。
18. 前記コンピュータシステムが、長さパラメータの選択された範囲内に前記１つまたは複数の電流セグメントの前記１つまたは複数の対応する推定長さパラメータを維持するように、サーボ機構配列において前記導電性部材アクチュエータと前記移動可能なセンサーのうちの１つまたは複数とを結合する、請求項１７に記載の装置。
19. 前記１つまたは複数の電流セグメントの前記推定長さパラメータの所与の算出において使用される各測定された磁界成分について、それらの磁界成分がそこにおいて測定された前記感知ボリュームに沿った前記対応する長手方向位置が、前記間隙にわたる選択されたターゲット距離の２、３、５、または１０倍よりも大きい前記感知ボリュームに沿った長手方向範囲をスパンする、請求項１に記載の装置。
20. 前記１つまたは複数の電流セグメントの前記推定長さパラメータの所与の算出において使用される各測定された磁界成分について、それらの磁界成分がそこにおいて測定された前記感知ボリュームに沿った前記対応する長手方向位置が、前記間隙にわたる選択されたターゲット距離の１／２、１／３、１／５、または１／１０よりも小さい長手方向間隔だけ長手方向に離間された、請求項１に記載の装置。
21. （ｉ）チャンバであって、前記チャンバの外側に位置決めされた１つまたは複数の前記磁界センサーをもつ前記感知ボリュームの前記側方周辺部を画定するチャンバをさらに備え、（ｉｉ）ここにおいて、前記磁界センサーのうちの２つまたはそれ以上が、実質的に長手方向次元において磁界成分を測定するように配列され、（ｉｉｉ）ここにおいて、前記コンピュータシステムが、前記第１の導電性本体または前記第２の導電性本体と前記チャンバとの間で主に横断する方向に流れる二次局所電流セグメントを示す、測定された磁界の大きさまたは長手方向成分の１つまたは複数のセットを認識するように構成、接続、およびプログラムされ、その認識が、電流の大きさ、前記１つまたは複数の電流セグメントの推定長手方向位置、および前記測定された長手方向磁界成分のうちの２つまたはそれ以上に少なくとも部分的に基づく、請求項１に記載の装置。
22. （ｉ）前記コンピュータシステムに動作可能に結合され、（ｉｉ）前記感知ボリュームの前記側方周辺部に配置され、（ｉｉｉ）前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の前記間隙を含む、前記感知ボリュームの少なくとも一部分にわたって横断方向に向けられた対応する非ゼロ成分を有する対応する印加磁界を、前記コンピュータシステムによって生成され、前記コンピュータシステムから送信された制御信号に応答して印加するように配列された１つまたは複数の磁界源をさらに備え、ここにおいて、前記コンピュータシステムが、前記第１の導電性本体または前記第２の導電性本体と前記チャンバとの間で主に横断する方向に流れる二次局所電流セグメントを示す、測定された磁界の大きさまたは長手方向成分の１つまたは複数のセットの認識に応答して、対応する制御信号を生成し、前記二次局所電流セグメントのうちの１つまたは複数の低減または除去を生じる前記磁界源のうちの対応する１つに、その制御信号を送信するように構成、接続、およびプログラムされた、請求項２１に記載の装置。
23. 請求項１に記載の前記装置を使用する、前記第１の導電性本体と前記第２の導電性本体との間の前記１つまたは複数の横断方向に局在する電流セグメントの対応する長さパラメータおよび長手方向位置を推定するための方法であって、前記方法は、
    （Ａ）前記第１の導電性本体および前記第２の導電性本体中を流れる前記電流を用いて、前記１つまたは複数の移動可能なセンサーを使用して２つまたはそれ以上の長手方向位置において磁界成分を測定することと、
    （Ｂ）前記コンピュータシステムを使用して、前記感知ボリュームに沿った前記移動可能なセンサーのうちの１つまたは複数の前記長手方向位置を示す、前記１つまたは複数のセンサーアクチュエータからの信号と、前記対応する測定された磁界成分を示す、前記移動可能なセンサーのうちの１つまたは複数からの信号とを受信することと、
    （Ｃ）前記コンピュータシステムを使用して、前記１つまたは複数の電流セグメントの対応する推定長さパラメータおよび長手方向位置を算出することであって、その算出が、（ｉ）前記感知ボリュームに沿った複数の異なる長手方向位置において測定された磁界成分、および（ｉｉ）それらの測定された磁界成分の各々についての、その磁界成分が前記１つまたは複数の移動可能なセンサーのうちの対応する１つによってそこにおいて測定された、前記感知ボリュームに沿った対応する長手方向位置に少なくとも部分的に基づく、算出することと
    を備える、方法。

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