專利名稱：自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計算機控制的氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)以及一種氣瓶監(jiān)控方法。
各種各樣的工業(yè)生產(chǎn)需要使用多種工藝過程氣體。在一些所述操作中，工藝過程氣體可被大量購買和/或儲存，并且通過來自制造廠的直接管線進行供應(yīng)。然而在許多情況下，所用氣體數(shù)量較少，沒有理由大量購買或儲存。在另外一些情況下，氣體也許不能大量提供。
當(dāng)不必大量購買工藝過程氣體或者特殊氣體不能大量提供時，通常將氣體裝在加壓氣瓶或罐中供應(yīng)。本文所用術(shù)語“氣瓶”包括用來儲存液態(tài)氣體、吸收或容納在媒介物(裝在瓶或罐中)內(nèi)的氣體的瓶或罐，以及用來儲存氣相物質(zhì)的瓶和罐。這些瓶和罐的變量范圍可為5.0公斤至500公斤，或者更重。在一些應(yīng)用情況中，要將許多不同的工藝過程氣體裝在氣瓶中供應(yīng)，而且這些氣瓶要放置在制造廠的不同地點。例如，在半導(dǎo)體制造工業(yè)中，用于不同工藝步驟的多種工藝過程氣體通常就是裝在氣瓶中供應(yīng)的。
為了控制成本，希望在一方面只保持為了保證操作連續(xù)所需的原料(包括工藝過程氣體)數(shù)量。而在另一方面，由于所需原料耗盡引起的計劃外工藝過程停止或中斷將是代價高昂和對生產(chǎn)十分有害的。因此需要一種經(jīng)過改進的系統(tǒng)，以保持瓶裝供應(yīng)的全部工藝過程氣體的存量控制。
此外，許多工藝過程氣體是有毒、易燃或者與其它原料不相容的。在這些情況下，保證在一個給定的工藝過程步驟中只使用正確的工藝過程氣體是符合要求的。因此需要使用一種經(jīng)過改進的氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，它能防止在一個特定的工藝過程步驟中使用裝有錯誤氣體的氣瓶。
本發(fā)明提供一種自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明包括與多個單獨氣瓶連帶的數(shù)據(jù)儲存裝置、讀/寫裝置(它用來將數(shù)據(jù)寫到氣瓶數(shù)據(jù)儲存裝置或從后者接收數(shù)據(jù))以及一臺主計算機。從氣瓶數(shù)據(jù)儲存裝置收集的數(shù)據(jù)可輸入到主計算機中作為跟蹤和通告之用。
在本發(fā)明的一個實施例中，與一個單獨氣瓶有關(guān)的數(shù)據(jù)儲存裝置包括一個放置在儲氣瓶頸部的存量控制環(huán)狀物。還可包括一個用于氣瓶內(nèi)壓力的壓力傳感器作為該數(shù)據(jù)儲存裝置的一個部分。存量控制環(huán)狀物包括一個駐留存儲器，它能儲存如同環(huán)狀物識別號、容器系列號、物主姓名和地點、產(chǎn)品代碼、產(chǎn)品材料、DOT危險性分類、內(nèi)裝物充填水平、皮重、在使用期間內(nèi)裝物水平、充填地點和日期以及儲存期限之類的常用存量控制信息。還可儲存包括出產(chǎn)地(公司名、地點及代碼)、購買貨單號、購買日期、目的地(包括公司名和地點)、目的地順序號、產(chǎn)品目的地接收日期和由誰接收之類的購買信息。也可儲存轉(zhuǎn)讓信息，包括轉(zhuǎn)讓點(包括公司名稱、地點)、貨號、目的地(包括公司名稱、地點)、順序號、目的地接收日期和由誰接收。此外，還可儲存包括記錄號、鑒定人以及分析和技術(shù)規(guī)格范圍的鑒定數(shù)據(jù)。駐留存儲器也能用來記錄附加制造信息，例如縮鍛條件、工藝過程步驟以及操作者標(biāo)志等。上面列出的所有信息不是必需儲存在存量控制環(huán)狀物的駐留存儲器中。在不少情況下將某些信息存入主計算機是合乎需要的。
下面結(jié)合附圖進行詳細(xì)介紹，以便對本發(fā)明具有更全面的理解，在所有附圖中相同的參考標(biāo)號指明相同或類似的零件。其中，

圖1是描述本發(fā)明自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是本發(fā)明的一個存量控制探測器(數(shù)據(jù)讀/寫裝置)的流程方塊圖；圖3是一個本發(fā)明控制模件和對接站的方塊圖；圖4是一張操作程序圖，它用來描述一個本發(fā)明存量控制環(huán)狀物(數(shù)據(jù)儲存裝置)的預(yù)置；圖5也是一張操作程序圖，它用來描述本發(fā)明自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)的操作；圖6是一張分解透視圖，它用來描述與一個儲存容器一起使用的存量控制環(huán)狀物(數(shù)據(jù)儲存裝置)和儲存控制鎖圈；圖6A是用于一個本發(fā)明實施例的存量控制環(huán)狀物(inventory controlcollar)的截面圖；圖7是本發(fā)明所用存量控制探測器(數(shù)據(jù)讀/寫裝置)的頂視圖；圖8和9是與存量控制環(huán)狀物接合的一個存量控制探測器部分的局部剖出視圖；圖10是控制模件和對接站的側(cè)視圖；圖11是用于一個存量控制系統(tǒng)的一個本發(fā)明控制模件的頂視圖；圖12是一個氣瓶的局部剖出視圖，該氣瓶位于使用本發(fā)明聯(lián)鎖特性的一個氣瓶小室內(nèi)；而圖13是一個氣瓶的前視圖，該氣瓶位于一個包括氣體監(jiān)控器、流量計、數(shù)據(jù)讀/寫裝置以及壓力傳感器的氣瓶小室內(nèi)，此處，氣瓶位于與數(shù)據(jù)讀/寫裝置相連的一個秤盤頂部。
下面進行更為詳細(xì)的介紹，在一個本發(fā)明實施例中，與存量控制環(huán)狀物一起使用的數(shù)據(jù)讀/寫裝置包括一個存量控制環(huán)狀物探測器。該探測器在安置時與一個存量控制環(huán)狀物(數(shù)據(jù)儲存裝置)接觸，以便從環(huán)狀物讀數(shù)據(jù)并寫數(shù)據(jù)到該環(huán)狀物內(nèi)。在本發(fā)明的這個實施例中，兩個環(huán)形的探測器導(dǎo)體環(huán)被嵌入存量控制環(huán)狀物并暴露在該環(huán)狀物的頂面上。
尤其是，存量控制環(huán)狀物包括一個暴露在環(huán)狀物頂面并且與一個存儲器電連接的第一導(dǎo)電環(huán)，以及一個暴露在該環(huán)狀物頂面并且也與該存儲器電連接的第二導(dǎo)電環(huán)。
本發(fā)明存量控制探測器包括一個探測器末端以及在該末端上的第一對端子接點，以便同時接觸存量控制環(huán)狀物的兩個導(dǎo)電環(huán)。探測器還包括一個在第一端與探測器末端活動連結(jié)的本體殼體；一對位于該本體殼體底部的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移端子接點；以及與探測器本體殼體在第二端相連的一個手柄殼體。
讀、寫到存量控制環(huán)狀物的數(shù)據(jù)被存入存量控制探測器的存儲器，直至數(shù)據(jù)被下載到一臺主計算機或用來根據(jù)編程響應(yīng)執(zhí)行一個獨立動作。例如，在一個特定地點，根據(jù)用戶規(guī)定指標(biāo)(如氣體種類或數(shù)量)可以接受或者拒絕一些儲存條目。
另外的方式是，在本發(fā)明的另一個實施例中，與存量控制環(huán)狀物一起使用的數(shù)據(jù)讀/寫裝置包括一個存量控制對接站和控制模件，所述控制模件用來讀、寫數(shù)據(jù)到一個存量控制環(huán)狀物和從后者讀、寫數(shù)據(jù)。存量控制對接站包括一個探測器末端以及在該末端上的第一對端子接點，以便同時接觸存量控制環(huán)狀物的兩個導(dǎo)電環(huán)。
對接站還包括用一根電線連到探測器末端殼體的對接站殼體，以及一對布置在對接站本體殼體上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移端子接點，以便提供到達(dá)存量控制模件的傳輸連接線路。
存量控制模件(它用來讀、寫數(shù)據(jù)到存量控制對接站和從后者讀、寫數(shù)據(jù))包括一個控制模件殼體、一對數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移端子接點以及一個存儲器，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移端子接點用來接觸在對接站微處理器上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移端子接點。
在一個進一步實施例中，本發(fā)明包括一個聯(lián)鎖系統(tǒng)，從而能防止在無意中將一個裝有錯誤氣體的氣瓶連結(jié)在一個工藝過程特定地點。在這個實施例中，氣瓶被存放在小室之類的罩殼中。這些小室裝備著數(shù)據(jù)讀/寫裝置，這些讀/寫裝置與每個小室上鎖定小室的控制器相連。讀/寫裝置和/或小室控制器被預(yù)編程序，以便只是接受特定種類的氣體。另外的方式是，讀/寫裝置可與一臺主計算機相連，該計算機已預(yù)先編好程序，只有在已經(jīng)確認(rèn)被裝氣瓶含有正確氣體之后才允許將該氣瓶接納到小室之中。
當(dāng)一個氣瓶正要被裝入小室時，用數(shù)據(jù)讀/寫裝置讀出存放在該氣瓶數(shù)據(jù)儲存裝置內(nèi)與該特定氣瓶有關(guān)的信息，包括存在該氣瓶中的氣體特定種類。如果該氣瓶不含有正確氣體，小室控制器就不開啟小室。因此，本發(fā)明氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)還提供符合需要的安全特性。
在一些應(yīng)用場合，一種給定工藝過程氣體的消耗速度是不變的，并且可根據(jù)工藝過程生產(chǎn)量或其它因素進行預(yù)測。在這些情況下，氣瓶更換周期可根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進行預(yù)測。然而，在其它情況下，氣體消耗速度可能是變化的，這就需要監(jiān)控流量、氣瓶壓力或氣瓶重量，以避免工藝過程氣體供應(yīng)枯竭和停止運轉(zhuǎn)。在這些情況下，需要提供氣瓶遙遠(yuǎn)監(jiān)控從而防計劃之外的停工和減少需要操作者監(jiān)控要求。
因此，在本發(fā)明的一個實施例中，工藝過程氣瓶被安裝或放置在秤盤上，和/或裝備流量傳感器或壓力傳感器。來自秤盤和傳感器的輸出信號被輸入數(shù)據(jù)讀/寫裝置，以便傳輸?shù)揭慌_監(jiān)控用的主計算機。
因此，本發(fā)明能用于存量管理、原料跟蹤，并杜絕與一種特殊工藝過程氣體用盡有關(guān)的停工時間。該存量控制系統(tǒng)還可用來提供聯(lián)鎖，以防止一個具有錯誤氣體種類的氣瓶被裝到一個特定地點。還有，本發(fā)明自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)的主計算機被編好程序，以便根據(jù)從讀/寫裝置傳輸?shù)皆撝饔嬎銠C的信息，計算和顯示一個氣瓶更換計劃表。
現(xiàn)在參見圖1，在該圖中示意地畫出本發(fā)明自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)。多個存量控制環(huán)狀物100被多個存量控制探測器300存取，所述探測器300用來傳輸來自存量控制環(huán)狀物100的數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)傳到環(huán)狀物100。而存量控制探測器300又直接或通過一個本地區(qū)網(wǎng)絡(luò)連接裝置810，被一臺主計算機800存取。存量控制環(huán)狀物也可以通過使用一個控制模件500和對接站700被存取。
有關(guān)一個特定氣瓶的信息可被檢索并顯示在一個或多個工作站820上。例如，可檢索并顯示一個特定氣瓶的位置和內(nèi)存物。主計算機800還可與遙遠(yuǎn)地區(qū)(例如供應(yīng)商的研究室)的一臺或多臺附加計算機800′相連。
參見圖2，該圖為存量控制探測器300用的方塊圖。存量控制探測器300包括一個內(nèi)部微處理器305、電池充電電路320以及電池321。微處理器305包括只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)兩者，例如是一個32K的ROM和一個32K的RAM。存量控制探測器300進一步包括一個RS232終端322(作為與一根主計算機傳輸線相連的連接裝置)以及一個終端323(作為與一個靈活環(huán)狀物100或靈活電纜接頭傳輸線相連的連接裝置)。
現(xiàn)在參見圖3，該圖為控制模件500和對接站700用的方塊圖?？刂颇＜?00包括一個具有例如32K ROM和32K RAM的內(nèi)部微處理器505?？刂颇＜?00進一步包括多個端子，這些端子作為網(wǎng)絡(luò)接口810和中繼器900(用來放大傳出或接收信號)傳輸線的連接裝置。此外控制模件500還包括一些端子，這些端子作為經(jīng)過對接站端子705與對接站700的傳輸線590相連的接口。對接站700包括一個RS232終端722以及一個網(wǎng)絡(luò)接口711，所述終端722作為一根用來將數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭慌_主計算機或從后者傳出的傳輸線，而連接裝置711作為一根到達(dá)存量控制環(huán)狀物100或者靈活電纜接頭的傳輸線。如圖所示，對接站700還可包括分別用于一個輸入條形碼讀出器(未畫出)、一個或多個發(fā)光二極管、第一和第二模擬輸入信號、一個中繼輸出信號以及一個動力供應(yīng)的傳輸線724、725、726、727、728和729。
再參見圖4，該圖以操作程序圖形式描述本發(fā)明自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)的操作情況。當(dāng)一個存量控制環(huán)狀物(見圖6和6A)進入服務(wù)時，它首先要進行預(yù)置，也就是說將確定的信息記錄在該環(huán)狀物的存儲器之中。此外，還要建立該環(huán)狀物用的資料或文件，并將其存入主計算機800。首先將建立一個存量控制環(huán)狀物的資料以及預(yù)置該環(huán)狀物所需的信息輸入主計算機(步驟1200)。
用來建立存量控制環(huán)狀物在主計算機中的資料并預(yù)置該環(huán)狀物的信息可包括環(huán)狀物識別號、容器系列號、物主姓名和地點、當(dāng)前位置、產(chǎn)品碼、產(chǎn)品材料、DOT危險性分類、內(nèi)裝物充填水平、皮重、在使用期間內(nèi)裝物水平、充填地點和日期以及儲存期限。
可用來預(yù)置一個存量控制環(huán)狀物的附加信息包括氣瓶產(chǎn)地、貨單號、裝運日期、目的地、目的地編號以及產(chǎn)品、目的地接收日期和接收人。包括分析和技術(shù)規(guī)格范圍的鑒定數(shù)據(jù)也可記錄在存量控制環(huán)狀物的駐留存儲器中。
在這些所需信息被輸入主計算機800之后，將環(huán)狀物預(yù)置所需的信息下載到數(shù)據(jù)讀/寫裝置(步驟1220)。如上所述，數(shù)據(jù)讀/寫裝置包括存量控制探測器300(圖7至9)或帶有一個控制模件500的對接站700(圖10和11)。存量控制探測器300或控制模件500被結(jié)合或相接到存量控制環(huán)狀物(步驟1230)，并且預(yù)置信息被傳輸?shù)皆摯媪靠刂骗h(huán)狀物的駐留存儲器(圖6A)(步驟1240)。如果該存量控制環(huán)狀物沒有被安裝在氣瓶上，就把它裝上，于是該氣瓶可處于儲存狀態(tài)或進入服務(wù)狀態(tài)。
再參見圖5，該圖進一步描述本發(fā)明氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)的操作情況。包括一個存量控制探測器300或一個帶有控制模件500的對接站700的一個數(shù)據(jù)讀/寫裝置，被連接到一個與特定氣瓶有關(guān)的存量控制環(huán)狀物上(步驟1300)。該讀/寫裝置訪問該存量控制環(huán)狀物的駐留存儲器(步驟1310)并記錄存在該存儲器中的信息。從該存量控制環(huán)狀物100檢索的信息包括氣瓶重量、氣瓶壓力、氣瓶氣體流出的流量和/或該氣瓶在整個預(yù)定時間或氣瓶供應(yīng)周期區(qū)段的總流量。儲存在該存量控制環(huán)狀物100的駐留存儲器中的信息還可包括該氣瓶最后充填日期、該氣瓶投入服務(wù)的日期、該環(huán)狀物被讀/寫裝置最后存取的日期、該氣瓶中材料的貯藏期限終止日期以及該氣瓶需要更替或重新充填的預(yù)料日期。在信息已被該讀/寫裝置記錄之后，該裝置將記錄值與儲存在該讀/寫裝置中的預(yù)編程序功能度(functionalities)進行比較(步驟1320)。例如，在更換一個氣瓶的情況下，該讀/寫裝置將來自存量控制環(huán)狀物100的產(chǎn)品數(shù)據(jù)與該特定氣瓶封入物的預(yù)編程序數(shù)據(jù)進行比較，以保證氣瓶含有正確類型的工藝過程氣體。也可以用主計算機800控制特定氣瓶封入物的這種操作，只要將數(shù)據(jù)從讀/寫裝置傳輸?shù)皆撝饔嬎銠C即可。
在讀/寫裝置已經(jīng)將記錄值與存在該裝置內(nèi)的任何預(yù)編程序功能度進行比較之后，記錄值被直接或經(jīng)過一個網(wǎng)絡(luò)接口傳輸?shù)街饔嬎銠C800(步驟1330)。根據(jù)接收到的來自讀/寫裝置的數(shù)據(jù)，主計算機在步驟1340中開始一些不同的操作，這些操作包括(但不受限制)排定應(yīng)更換或重新充滿的氣瓶；安排一個新氣瓶；根據(jù)接收到的信息編出氣瓶更換計劃表；萬一工藝過程參數(shù)超出預(yù)定限度就發(fā)出報警信號或者命令從儲存氣瓶中檢索出一個來用于預(yù)期的更換(步驟1340)。
現(xiàn)在參見圖6和6A，存量控制環(huán)狀物100(數(shù)據(jù)儲存裝置)包括一個大致呈圓環(huán)形的外殼120，它確定一個中心開口170，以便接納氣瓶1000的頸部1010。外殼120還具有一個向內(nèi)伸入中心開口170的底凸緣180。
一個存量控制環(huán)狀物鎖圈10被放入環(huán)狀物的一個凹陷110中并擱置在底凸緣180上。在使用時，存量控制環(huán)狀物鎖圈10被定位在氣瓶1000的頸部1010周圍，并位于已預(yù)先裝好的存量控制環(huán)狀物100的頂部。鎖圈10的尺寸使它正好能被接納在存量控制環(huán)狀物100的一個鎖定面110上，從而將存量控制環(huán)狀物100緊固在該儲存容器1000上。圍繞中心開口14的內(nèi)圓周均勻間隔地分布著許多向內(nèi)伸出的柔性突出部16，以便嚙合氣瓶1000的頸部1010?？梢岳斫?，在將鎖圈10安裝在存量控制環(huán)狀物上方的情況下，突出部16與氣瓶頸部1010形成壓配合。
在圖6A中看得最為清楚，聚合的環(huán)形外殼120具有一個截頂圓錐外形，并帶有一個從外圓周伸出的膝部121。膝部121含有存儲器200。在環(huán)狀外殼120頂部的一個溝槽130中放置著一個第一導(dǎo)電環(huán)150和一個第二導(dǎo)電環(huán)160。一個絕緣保持環(huán)140從頂部插入第一導(dǎo)電環(huán)150和第二導(dǎo)電環(huán)160之間。導(dǎo)電環(huán)150從膝部121開始沿圓周方向圍繞環(huán)形外殼120的頂部延伸，并在膝部121處終止呈一個下彎部分151狀。同樣，第二環(huán)160從膝部121開始沿圓周方向圍繞環(huán)形外殼120的頂部延伸，并在膝部121處終止呈一個下彎部分161狀。保持環(huán)140從膝部121開始沿圓周方向圍繞環(huán)形外殼120延伸，并終止于與保持環(huán)140整體形成的膝部蓋板141(見圖6)處。第一導(dǎo)電環(huán)150的下彎部分151與存儲器200的一個第一連接端子(未畫出)相連。同樣，第二導(dǎo)電環(huán)160的下彎部分161與存儲器200的一個第二連接端子(未畫出)相連。
現(xiàn)在參見圖7至9，它們描述適用于連接本發(fā)明環(huán)狀物的一個手動存量控制探測器300(數(shù)據(jù)讀/寫裝置)。該探測器包括三個總體部分一個細(xì)長的本體部分301、一個連結(jié)在本體部分301第一端的探測器末端310以及一個可拆卸地連結(jié)在本體部分301第二端的手柄302。探測器本體部分301具有一個相應(yīng)殼體401，手柄302具有一個相應(yīng)殼體402，而探測器末端310具有一個相應(yīng)殼體410。
從圖8、9中看得最為清楚，存量控制探測器300的末端殼體410大致呈“C”形。通過與暴露在存量控制環(huán)狀物上表面導(dǎo)電環(huán)150和160的接觸來傳送數(shù)據(jù)給存量控制環(huán)狀物100的存儲器(見圖6和6A)并從存儲器讀出數(shù)據(jù)的端子末梢312和314布置在探測器末端殼體410的“C”形頂部內(nèi)側(cè)。在數(shù)據(jù)傳輸期間，“C”形探測器末端殼體410的下部有助于將該探測器末端310夾緊并固定在存量控制環(huán)狀物100上。
如圖7所示，存量控制探測器300包括一個操作開關(guān)(未畫出)，該開關(guān)由布置在殼體401頂部的一個按鈕352驅(qū)動。在殼體401的頂部還布置著多個用來指示不同狀態(tài)的發(fā)光二極管360、362和364。例如，發(fā)光二極管360指示，在探測器末端接點314、312和環(huán)形導(dǎo)電環(huán)150、160之間的適當(dāng)接觸已經(jīng)完成。
現(xiàn)在參見圖8和9，借助于具有端子末梢312、314的探測器末端310與暴露在存量控制環(huán)狀物100上表面的導(dǎo)電環(huán)150、160的同時接觸，數(shù)據(jù)能從帶有存量控制探測器300的存量控制環(huán)狀物100中進行寫和讀。數(shù)據(jù)通過導(dǎo)電環(huán)150、160傳輸?shù)酱鎯ζ?00并從后者傳出。
圖10和11描述一個控制模件500和一個對接站700(數(shù)據(jù)讀/寫裝置)?？刂颇＜?00和對接站700共同工作，實施存量控制管理。一個“C”形接頭夾子710(見圖10)是這個對接站的一個部分，它用來以與探測器末端310相同的方式附加到存量控制環(huán)狀物100上。接頭夾子710包括與暴露在存量控制環(huán)狀物100上表面的導(dǎo)電環(huán)150、160(見圖6A)接合的接點712和714。在數(shù)據(jù)傳輸期間，接頭夾子710的下部幫助該接頭夾子固定在存量控制環(huán)狀物100上。
接頭夾子710包括一根相互連接線711，該線將接頭夾子與對接站連接在一起?？刂颇＜?00包括多個位于殼體底部的接點(未畫出)，這些接點與布置在對接站700頂部的多個相應(yīng)接點相連。當(dāng)處于對接站中時，控制模件500進行工作，從而以與獨立的存量控制探測器300相同的方式，從一個存量控制環(huán)狀物100或一個數(shù)據(jù)電纜接頭(未畫出)中傳輸和接收數(shù)據(jù)。多個發(fā)光二極管560、562和564指示出在該控制模件中各種功能的狀態(tài)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖12，該圖進一步描述本發(fā)明氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)的操作情況。將一個氣瓶1020定位在一個小室1040中。在正常工作期間，一個鎖定裝置1060把小室的門1030固定在鎖緊位置。小室還提供一個小室控制器1050，它用來控制小室鎖定裝置1060的工作。小室控制器還與對接站700和控制模件500相連。
控制模件被預(yù)先編程，以便小室控制器驅(qū)動鎖定裝置，并且只有記錄在存量控制環(huán)狀物100的存儲器內(nèi)的信息指示更替的氣缸含有正確氣體時，才開啟小室以便更換氣瓶。另一個方案是控制模件500被預(yù)先編程訪問主計算機800，以便確定在該特定地點使用的工藝過程氣體的正確種類，并且只有在連到一個存量控制環(huán)狀物而且該環(huán)狀物安裝在含有正確種類氣體的氣瓶上時才允許開啟小室。
當(dāng)由于氣瓶內(nèi)的氣體供應(yīng)枯竭或某些其他原因需要更換氣瓶1020時。將一個帶有存量控制環(huán)狀物100的更替氣瓶(未畫出)放置在對接站700能被連結(jié)到已安裝在該更替氣瓶上的存量控制環(huán)狀物100的地方。將接頭夾子710(見圖10)附加到該更替氣瓶的存量控制環(huán)狀物上，并且控制模件500從該存量控制環(huán)狀物接收數(shù)據(jù)(包括在氣瓶內(nèi)所含氣體的種類)。如果更替氣瓶含有正確的氣體種類，控制模件500就與小室控制器1050連通，從而允許小室1040開啟。如果更替氣瓶不含有正確的氣體種類，控制模件500就不允許小室控制器1050驅(qū)動開啟小室1040的鎖定裝置1060。此外，控制模件還被編上程序，以便在特定地方安裝一個含有錯誤氣體種類的氣瓶的情況下，造成該地方或通過主計算機800的報警信號。
參見圖12，氣瓶1020被放置在小室1040內(nèi)的一個重量秤盤1070頂部。秤盤1070與存量控制環(huán)狀物100電連接，以便連續(xù)或定期地傳輸和記錄氣瓶1020的重量，作為存量控制之用。當(dāng)一個存量控制探測器300或一個控制模件500訪問該存量控制環(huán)狀物100時，氣瓶1020的重量就被傳輸和記錄下來。然后再將氣瓶1020的重量傳輸?shù)街饔嬎銠C800。主計算機800被編上程序，將氣瓶1020的傳輸?shù)闹亓颗c一個預(yù)選值(例如為氣體消耗95％時的氣瓶重量)進行比較，并自動編制更換氣瓶的順序表，或者指出該氣缸需要更換。另一種方案是，主計算機800被編制程序，以便給操作者指示該氣瓶需要更換。此外，控制模件500或主計算機800也被編好程序，以便計算和顯示氣瓶內(nèi)氣體已用比例，并在氣體消耗比例超出預(yù)選限度的情況下發(fā)出警報信號。
本發(fā)明自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)還包括滲漏檢測和報警功能。如圖12所示，小室1040裝備著一個氣體監(jiān)控器1045，該監(jiān)控器通過一個對接站700與一個控制模件500電連接。在氣體監(jiān)控器1045測出小室內(nèi)出現(xiàn)工藝過程氣體的情況下，就輸出一個信號給控制模件500，后者再給主計算機800傳輸一個信號。在收到這個信號之后，主計算機800開動一個警報信號，指出在小室內(nèi)出現(xiàn)工藝過程氣體。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖13，來自氣瓶1020的工藝過程氣體流經(jīng)一根氣體供應(yīng)管1080。一臺流量計1090測量出來自氣瓶1020的工藝過程氣體流量。流量計1090裝有一臺積算器1100，以便記錄在一個給定時間階段或者在整個氣瓶供應(yīng)周期內(nèi)從氣瓶流出的氣體數(shù)量。流量計1090與一個存量控制環(huán)狀物100電連接，以便連續(xù)或定期地傳輸和記錄來自氣瓶1020的工藝過程氣體流量和/或整個被選定時間階段內(nèi)的總流量。
當(dāng)該存量控制環(huán)狀物100被一個存量控制探測器300或一個控制模件500訪問時，來自氣瓶1020的工藝過程氣體流量和/或整個選定時間階段的總流量就被傳輸和記錄下來。然后，將來自氣瓶1020的瞬時流量和/或總流量傳輸?shù)街饔嬎銠C800。主計算機800被編好程序，以便將該瞬時流量和/或總流量與預(yù)選值進行比較，所述預(yù)選值例如可為建立在特定工藝過程基礎(chǔ)上的預(yù)期瞬時流量以及氣瓶中氣體的理論容量，主計算機被編好程序，以便利用流量信息在氣瓶內(nèi)氣體供應(yīng)行將枯竭時進行預(yù)報，并自動編制出氣瓶重新充填或更換計劃表，要不就指出該氣瓶需要更換。另一方案是，主計算機800被編好程序，以便在該信息被傳輸時給操作者指出該氣瓶需要更換或重新充滿?？刂颇＜?00或主計算機800還被編制程序，以便在流量變得超出預(yù)選限度情況下發(fā)出警報。
參見圖13，工藝過程氣體從氣瓶1020經(jīng)過一根供應(yīng)管1080進行供應(yīng)。一個壓力傳感器1110用來量測從氣瓶1020流出的工藝過程氣體壓力。如圖所示，壓力傳感器1110與供應(yīng)管1080連通，然而也可設(shè)想將該壓力傳感器直接與氣瓶1020連通。壓力傳感器1110與一個存量控制環(huán)狀物100電連接，以便連續(xù)或定期地傳輸和記錄該工藝過程氣體的壓力。
當(dāng)該存量控制環(huán)狀物100被一個存量控制探測器300或一個控制模件500訪問時，該工藝過程氣體的壓力被傳輸和記錄下來。然后可將該工藝過程氣體壓力傳送到主計算機800。主計算機800被編好程序，將工藝過程氣體壓力與預(yù)選值進行比較，以便決定該氣瓶是否需要更換。另一方式是，主計算機被編好程序，以便根據(jù)工藝過程氣體壓力給操作者指出該氣瓶需要更換。控制模件500或主計算機800還被編制程序，以便在該工藝過程氣體壓力變得超出預(yù)選限度的情況下發(fā)出警報。
盡管在附圖和上述詳細(xì)描述中已對本發(fā)明的幾個不同實施例進行了介紹，可以理解，本發(fā)明不受已揭示實施例限制，熟悉此項技術(shù)的人們能對本發(fā)明進行多種變形和變化，這些變形和變化均不超出所附權(quán)利要求規(guī)定的本發(fā)明精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，它包括安裝在一個氣瓶上的數(shù)據(jù)儲存裝置所述數(shù)據(jù)儲存裝置包括一個駐留存儲器以及一個外殼，所述外殼具有一個用來安裝到一個氣瓶上的輪廓；讀/寫裝置，它用來存取儲存在所述數(shù)據(jù)儲存裝置的駐留存儲器中的信息；以及一臺主計算機，它用來將信息傳輸?shù)剿鲎x/寫裝置并從后者接收信息；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，它進一步包括一個用來產(chǎn)生關(guān)于在所述氣瓶內(nèi)氣體重量信息的秤盤，而且所述重量信息用所述讀/寫裝置存取。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，它進一步包括一臺流量計，所述流量計用來產(chǎn)生來自所述氣瓶的氣體流動信息，而且所述流動信息用所述讀/寫裝置存取。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，它進一步包括一個壓力傳感器，所述壓力傳感器用來產(chǎn)生關(guān)于在所述氣瓶中所含氣體的壓力信息，而且所述壓力信息用所述讀/寫裝置存取。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，它進一步包括一臺氣體監(jiān)控器，所述氣體監(jiān)控器用來產(chǎn)生來自所述氣瓶的氣體滲漏信息，而且所述滲漏信息用所述讀/寫裝置存取。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，它進一步包括一個氣瓶小室。所述氣瓶小室包括一個小室控制器和小室鎖定裝置，而且所述小室控制器與所述讀/寫裝置相連，以便有選擇地開啟所述小室。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，所述主計算機包括一個程序，所述程序根據(jù)從所述讀/寫裝置傳來的信息產(chǎn)生一個氣瓶更換計劃表。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，用來存取儲存在所述數(shù)據(jù)儲存裝置駐留存儲器中信息的所述讀/寫裝置包括對接站裝置和控制模件裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，用來存取儲存在所述數(shù)據(jù)儲存裝置駐留存儲器中信息的所述讀/寫裝置包括一個存量控制探測器裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，安裝在所述氣瓶上的所述數(shù)據(jù)儲存裝置進一步包括存量控制環(huán)狀物裝置，所述存量控制環(huán)狀物裝置包括所述駐留存儲器裝置以及一個外殼，所述外殼具有用來固定在一個氣瓶頸部的輪廓。
11.一種自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，它包括安裝在氣瓶上的數(shù)據(jù)儲存裝置，所述數(shù)據(jù)儲存裝置包括一個在外殼內(nèi)的駐留存儲器，所述外殼的輪廓適于安裝在一個氣瓶上；讀/寫裝置，它用來寫數(shù)據(jù)到所述數(shù)據(jù)儲存裝置的駐留存儲器并從后者讀出數(shù)據(jù)；用來產(chǎn)生一個關(guān)于在所述氣瓶內(nèi)氣體容量信號的裝置；以及一臺主計算機，它用來將信號傳輸給所述讀/寫裝置和從后者輸出信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，所述用來產(chǎn)生一個關(guān)于在所述氣瓶內(nèi)氣體容量信號的裝置包括一個秤盤，所述秤盤用來記錄在所述氣瓶內(nèi)的氣體重量并產(chǎn)生一個按此變化的信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，所述用來產(chǎn)生一個關(guān)于在所述氣瓶內(nèi)氣體容量信號的裝置包括一臺流量計，所述流量計對來自所述氣瓶的氣體流動敏感并產(chǎn)生一個變化的信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，所述用來產(chǎn)生一個關(guān)于在所述氣瓶內(nèi)氣體容量信號的裝置包括一個壓力傳感器，所述壓力傳感器用來監(jiān)控裝在所述氣瓶內(nèi)的氣體壓力并產(chǎn)生一個按此變化的信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，它進一步包括一臺氣體監(jiān)控器，所述氣體監(jiān)控器用來產(chǎn)生來自所述氣瓶的氣體滲漏信息，而且所述滲漏信息用所述讀/寫裝置存取。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，它進一步包括一個氣瓶小室，所述氣瓶小室包括一個小室控制器和小室鎖定裝置，而且所述小室控制器與所述讀/寫裝置相連，以便有選擇地開啟所述小室。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，所述主計算機包括一個程序，所述程序根據(jù)從所述讀/寫裝置傳來的信息產(chǎn)生一個氣瓶更換計劃表。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，用來存取儲存在所述數(shù)據(jù)儲存裝置駐留存儲器中信息的所述讀/寫裝置包括對接站裝置和控制模件裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，用來存取儲存在所述數(shù)據(jù)儲存裝置駐留存儲器中信息的所述讀/寫裝置包括一個存量控制探測器裝置。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，與所述氣瓶連帶的所述數(shù)據(jù)儲存裝置進一步包括存量控制環(huán)狀物裝置，所述存量控制環(huán)狀物裝置包括所述駐留存儲器裝置以及一個外殼，所述外殼具有用來固定在一個氣瓶頸部的輪廓。
21.一種自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，它包括安裝在一個氣瓶上的數(shù)據(jù)儲存裝置，所述數(shù)據(jù)儲存裝置包括一個存量控制環(huán)狀物，所述環(huán)狀物又包括一個駐留存儲器和一個輪廓適于連接在一個氣瓶頸部的外殼，所述外殼具有一個用來與一個氣瓶相連的形狀；讀/寫裝置，它用來寫數(shù)據(jù)到所述數(shù)據(jù)儲存裝置的駐留存儲器并從后者讀出數(shù)據(jù)；以及一臺主計算機，它用來將信號傳輸給所述讀/寫裝置并從后者輸出信號。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，用來存取儲存在所述數(shù)據(jù)儲存裝置駐留存儲器內(nèi)信息的所述讀/寫裝置包括一個對接站和一個控制模件。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)，其特征為，用來存取儲存在所述數(shù)據(jù)儲存裝置駐留存儲器內(nèi)信息的所述讀/寫裝置包括一臺存量控制探測器。
全文摘要
一種自動氣瓶監(jiān)控系統(tǒng)包括:與一個氣瓶連帶的一個數(shù)據(jù)儲存環(huán)狀物、一個讀/寫探測器、多個量測裝置以及一臺主計算機,所述環(huán)狀物包括一個駐留存儲器和一個絕緣外殼,而且外殼做成用來與一個氣瓶相連的輪廓;所述探測器用來寫數(shù)據(jù)到所述數(shù)據(jù)儲存裝置的駐留存儲器中以及從后者接收數(shù)據(jù),所述量測裝置用來確定在一個氣瓶內(nèi)的氣體容量,而所述主計算機用來將信息傳輸?shù)阶x/寫探測器和從后者接收信息。
文檔編號G01F13/00GK1191309SQ9810443
公開日1998年8月26日 申請日期1998年2月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月14日
發(fā)明者亨利·J·馬克卡里克, 威廉·T·萊登三世, 哈尼·H·特拉, 約翰·F·喬丹三世, 凱文·C·羅斯 申請人:米里坡公司