(57)【要約】【課題】脈動流の発生を確実に検知して保安機能の信頼性を向上させる。【解決手段】メータ装置１は、ユーザによる流体の使用量を計測するメータ本体１０を含むメータ装置であって、流体が流れる流路の延びる方向に沿って互いに間隔をあけて流路に配置され、流体の流量を計測する第１及び第２フローセンサ２１及び２２と、メータ本体１０の動作を制御する制御部１８と、を備え、第１及び第２フローセンサ２１及び２２は、それぞれでの流量の計測結果である第１及び第２計測結果を制御部１８へそれぞれ出力し、制御部１８は、第１及び第２計測結果に基づいて、流路で発生する流体の脈動流と、流量の計測ばらつきとを判別する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザによる流体の使用量を計測するメータ本体を含むメータ装置であって、
前記流体が流れる流路の延びる方向に沿って互いに間隔をあけて前記流路に配置され、前記流体の流量を計測する第１及び第２フローセンサと、
前記メータ本体の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記第１及び第２フローセンサは、それぞれでの前記流量の計測結果である第１及び第２計測結果を前記制御部へそれぞれ出力し、
前記制御部は、前記第１及び第２計測結果に基づいて、前記流路で発生する前記流体の脈動流と、前記流量の計測ばらつきとを判別する、
メータ装置。
【請求項２】
前記第１及び第２フローセンサは、互いに略同一の時期に前記流量を計測して、前記第１及び第２計測結果を前記制御部へそれぞれ出力し、
前記制御部は、前記第１計測結果の波形と前記第２計測結果の波形とを比較することによって、前記脈動流と前記計測ばらつきとを判別する、
請求項１に記載のメータ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１及び第２計測結果を所定時間で平準化して前記流体の平準化流量を計算し、前記平準化流量の推移に基づいて、前記脈動流と前記計測ばらつきとを判別する、
請求項１又は２に記載のメータ装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記脈動流が発生した場合、前記メータ本体の計測結果が無効となるよう設定する、
請求項１〜３の何れか一項に記載のメータ装置。
【請求項５】
前記第１及び第２フローセンサのそれぞれは、ＭＥＭＳ型のフローセンサにより構成される、
請求項１〜４の何れか一項に記載のメータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスメータ及び水道メータ等の、ユーザによる流体の使用量を計測するメータは、流体の流れ等に異常が有ると流体の流路を遮断して安全を確保し得る保安機能を備えている。この種のメータでは、周辺に設置されたポンプ等の影響により流路において脈動流が発生すると、脈動流に伴って流体の流量が変動し、保安機能の誤動作を招く可能性がある。このため、脈動流の発生を確実に検知することは重要である。
【０００３】
特許文献１には、超音波センサからの測定結果によりガスの脈動流を判断するガス保安装置が開示されている。特許文献１に開示されたガス保安装置は、下流から上流方向に超音波が進む場合の送信から受信までの時間差ｔ１から、上流から下流方向に超音波が進む場合の送信から受信までの時間差ｔ２を引いた結果が、負の値と正の値を含む場合に、脈動流が発生していると判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許４５１６９７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されたガス保安装置は、上述の時間差ｔ１及び時間差ｔ２という超音波の伝播時間差を用いて脈動流の発生有無を判断しているに過ぎない。このため、特許文献１に開示されたガス保安装置は、脈動流の具体的な波形を特定することが容易ではなく、脈動流の発生を確実に判断して保安機能を正常に動作させる点において改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、上述のような問題点を解決することを課題の一例とする。すなわち、本発明の課題の一例は、脈動流の発生を確実に検知して保安機能の信頼性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るメータ装置は、ユーザによる流体の使用量を計測するメータ本体を含むメータ装置であって、前記流体が流れる流路の延びる方向に沿って互いに間隔をあけて前記流路に配置され、前記流体の流量を計測する第１及び第２フローセンサと、前記メータ本体の動作を制御する制御部と、を備え、前記第１及び第２フローセンサは、それぞれでの前記流量の計測結果である第１及び第２計測結果を前記制御部へそれぞれ出力し、前記制御部は、前記第１及び第２計測結果に基づいて、前記流路で発生する前記流体の脈動流と、前記流量の計測ばらつきとを判別する。
【０００８】
前記メータ装置において、前記第１及び第２フローセンサは、互いに略同一の時期に前記流量を計測して、前記第１及び第２計測結果を前記制御部へそれぞれ出力し、前記制御部は、前記第１計測結果の波形と前記第２計測結果の波形とを比較することによって、前記脈動流と前記計測ばらつきとを判別する。
【０００９】
前記メータ装置において、前記制御部は、前記第１及び第２計測結果を所定時間で平準化して前記流体の平準化流量を計算し、前記平準化流量の推移に基づいて、前記脈動流と前記計測ばらつきとを判別する。
【００１０】
前記メータ装置において、前記制御部は、前記脈動流が発生した場合、前記メータ本体の計測結果が無効となるよう設定する。
【００１１】
前記メータ装置において、前記第１及び第２フローセンサのそれぞれは、ＭＥＭＳ型のフローセンサにより構成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るメータ装置は、脈動流の発生を確実に検知して保安機能の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係るメータ装置の構成を模式的に示す図である。
【図２】脈動流が発生した場合におけるフローセンサの計測結果の波形を示す図である。
【図３】計測ばらつきの場合におけるフローセンサの計測結果の波形を示す図である。
【図４】実施形態１に係る脈動流判別処理の流れを示す図である。
【図５】実施形態２に係る脈動流判別処理の流れを示す図である。
【図６】脈動流が発生した場合における平準化流量の推移を示す図である。
【図７】計測ばらつきの場合における平準化流量の推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
［メータ装置の構成］
図１は、本発明の実施形態１に係るメータ装置１の構成を模式的に示す図である。図１（ａ）は、メータ装置１の全体構成を示す図である。図１（ｂ）は、フローセンサ２０の配置構成を示す図である。
【００１６】
メータ装置１は、ユーザによる流体の使用量を計測する装置である。流体の使用量は、所定期間中にユーザにより使用された流体の流量の積算値であってよい。メータ装置１の計測対象の流体は、例えば、都市ガス若しくはプロパンガス等の気体、又は、水道水等の液体であってよい。メータ装置１は、ガスメータ又は水道メータ等を含む装置であってよい。図１（ａ）には、メータ装置１の具体例として、ガスメータを含む装置が示されている。図１（ａ）に示されたメータ装置１は、ガスメータとしてのメータ本体１０と、計測対象の流体であるガスの流量を計測するフローセンサ２０とを備える。
【００１７】
メータ本体１０の筐体１０ａ内には、ガスが流れる内部流路１１が設けられる。内部流路１１は、ガスの流入口１１ａが継手４を介して一次側配管２へ連結され、ガスの流出口１１ｂが継手４を介して二次側配管３へ連結される。一次側配管２には、ガス栓としてのバルブ５が設けられる。
【００１８】
メータ本体１０は、圧力センサ１２と、感震器１３と、遮断弁１４と、通信部１５と、報知部１６と、超音波流量計１７と、制御部１８とを備える。
【００１９】
圧力センサ１２は、内部流路１１を流れるガスの圧力を計測し、計測結果を制御部１８へ出力する。感震器１３は、所定震度以上の地震が発生したことを感知し、感知した結果を制御部１８へ出力する。遮断弁１４は、ガスの流れ状態又はメータ本体１０の動作状態等に異常が有る場合に内部流路１１におけるガスの流れを遮断する。通信部１５は、保安員の情報端末、他のメータ本体１０又は監視センタ等との間で無線通信を行う。報知部１６は、ガスの流れ状態又はメータ本体１０の動作状態等を報知する。
【００２０】
超音波流量計１７は、ユーザによるガスの使用量を求めるために、内部流路１１を流れるガスの流量を計測し、計測結果を制御部１８へ出力する。具体的には、超音波流量計１７は、内部流路１１の上流側及び下流側から内部流路１１を挟んで互いに対向するように配置された超音波センサ１７ａ及び１７ｂにより構成される。超音波センサ１７ａ及び１７ｂは、それぞれの一方から他方へ向けて超音波を送信し、送信された超音波が他方で受信されると、受信された超音波を示す信号を制御部１８へ出力する。更に、超音波センサ１７ａ及び１７ｂは、それぞれの他方から一方へ向けて超音波を送信し、送信された超音波が一方で受信されると、受信された超音波を示す信号を制御部１８へ出力する。
【００２１】
制御部１８は、メータ本体１０の各構成要素を統括的に制御し、メータ本体１０の動作を制御する制御ユニットである。制御部１８は、プロセッサ及び記憶装置を含むと共に、ガス使用量の検針機能並びにメータ本体１０の監視機能及び保安機能が実装されたプログラムを含んで構成される。
【００２２】
特に、制御部１８は、超音波流量計１７の計測結果に基づいて、ユーザによるガスの使用量を計算する。具体的には、制御部１８は、超音波センサ１７ａ及び１７ｂのそれぞれから出力された上述の信号に基づいて、超音波センサ１７ａ及び１７ｂの一方から送信された超音波が他方へ到達するまでの到達時間と、他方から送信された超音波が一方へ到達するまでの到達時間とを計算する。そして、制御部１８は、これらの到達時間の差分に基づいて、内部流路１１を流れるガスの流速を計算し、この流速からガスの流量を計算することができる。それにより、制御部１８は、ユーザによるガスの使用量を計算することができる。
【００２３】
また、制御部１８は、圧力センサ１２、感震器１３又は超音波流量計１７の計測結果に基づいて、予め定められた保安機能による処理を実行する。具体的には、制御部１８は、圧力センサ１２の計測結果が許容範囲を超えたことを示す場合、その旨を報知部１６にて報知すると共に通信部１５にて監視センタへ通知し、ガスの流れが遮断されるよう遮断弁１４を閉じる。加えて、制御部１８は、感震器１３の計測結果が所定震度以上の地震が発生したことを示す場合も、遮断弁１４、通信部１５及び報知部１６にて同様の処理を行う。更に、制御部１８は、超音波流量計１７の計測結果が、許容範囲を超えた流量のガスが流れたこと示す場合、又は、許容範囲を超えた時間に亘ってガスが流れたこと示す場合も、遮断弁１４、通信部１５及び報知部１６にて同様の処理を行う。それにより、制御部１８は、ガスの流れ状態及びメータ本体１０の動作状態を監視すると共に、メータ本体１０及びその周辺の安全を確保することができる。なお、保安機能による処理として記載した上述の処理は、あくまで本発明に係る保安機能による処理の一例であって、本発明に係る保安機能による処理は、上述の処理に限られない。
【００２４】
フローセンサ２０は、ガスの流量を計測するセンサである。具体的には、フローセンサ２０は、図１（ｂ）に示されるように、ガスの流路の延びる方向に沿って互いに間隔をあけて配置された第１及び第２フローセンサ２１及び２２により構成される。第１フローセンサ２１は、内部流路１１において第２フローセンサ２２よりも上流側に配置されてよい。
【００２５】
第１及び第２フローセンサ２１及び２２のそれぞれは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）型のフローセンサにより構成されてよい。例えば、第１及び第２フローセンサ２１及び２２のそれぞれは、ガスの流れ方向に沿って配置された複数のサーモパイルと、複数のサーモパイルの間に存在するガスに温度分布を与えるヒータとを含んで構成されてよい。そして、第１及び第２フローセンサ２１及び２２のそれぞれは、この温度分布の変動を複数のサーモパイルにて計測することによって、内部流路１１を流れるガスの流速を計算し、この流速からガスの流量を計算することができる。第１及び第２フローセンサ２１及び２２のそれぞれは、超音波流量計１７よりも微小な流量を計測可能なセンサであり得る。なお、第１及び第２フローセンサ２１及び２２のそれぞれは、ＭＥＭＳ型のフローセンサ以外のフローセンサによって構成されてもよい。
【００２６】
ここで、本実施形態では、第１フローセンサ２１におけるガスの流量の計測結果を「第１計測結果」とも称し、第２フローセンサ２２におけるガスの流量の計測結果を「第２計測結果」とも称する。更に、本実施形態では、第１計測結果の波形を「第１計測波形」とも称し、第２計測結果の波形を「第２計測波形」とも称する。第１及び第２計測波形は、それぞれ、第１及び第２計測結果の推移を示す波形であり得る。
【００２７】
第１及び第２フローセンサ２１及び２２は、それぞれでの流量の計測結果である第１及び第２計測結果を、制御部１８へそれぞれ出力する。第１及び第２フローセンサ２１及び２２は、互いに略同一の時期にガス流量を計測して、第１及び第２計測結果を制御部１８へそれぞれ出力してよい。
【００２８】
図２は、脈動流が発生した場合におけるフローセンサ２０の計測結果の波形を示す図である。図２（ａ）は、第１フローセンサ２１による第１計測波形を示し、図２（ｂ）は、第２フローセンサ２２による第２計測波形を示す。図３は、計測ばらつきの場合におけるフローセンサ２０の計測結果の波形を示す図である。図３（ａ）は、第１フローセンサ２１による第１計測波形を示し、図３（ｂ）は、第２フローセンサ２２による第２計測波形を示す。なお、図２（ａ）〜図３（ｂ）において、縦軸及び横軸は、それぞれ、ガスの流量軸及び時間軸を示す。
【００２９】
制御部１８は、第１及び第２フローセンサ２１及び２２から出力された第１及び第２計測結果に基づいて、ガスの脈動流と、ガスの流量の計測ばらつきとを判別することができる。ガスの脈動流は、圧力伝搬による流れであり、縦波の形態で伝搬し、流路内で流量の偏りが生じる流れである。計測ばらつきは、ガスの流量における計測結果のばらつきであり、センサの計測精度（precision）に依存する。
【００３０】
具体的には、制御部１８は、第１及び第２フローセンサ２１及び２２によって計測されたガスの流量を示す第１及び第２計測結果を取得する。この際に取得される第１計測結果と第２計測結果とは互いに略同一の時期に計測された結果であってよい。そして、制御部１８は、取得された第１及び第２計測結果のそれぞれを時系列順に特定し、第１及び第２計測結果の推移をそれぞれ示した波形である第１及び第２計測波形をそれぞれ特定する。そして、制御部１８は、互いに略同一の時期に計測された第１計測波形と第２計測波形とを比較することによって、ガスの脈動流と計測ばらつきとを判別することができる。
【００３１】
例えば、脈動流が発生した場合、第１計測波形が図２（ａ）のような波形を示す際、第２計測波形は図２（ｂ）のような波形を示し得る。すなわち、脈動流が発生した場合、第１計測波形と第２計測波形とは、両者共に、大きな振幅で周期的に変動する波形を示す。そして、第１計測波形と第２計測波形とは、互いに概ね同じ形状であり位相をシフトした関係にある。図２（ａ）及び図２（ｂ）では、第２計測波形の位相が第１計測波形に対してΔｔだけシフトしている様子が示されている。なお、第１計測波形と第２計測波形とが概ね同じ形状であるとは、第１計測波形の振幅（又は波高）及び周波数と、第２計測波形の振幅（又は波高）及び周波数とが概ね同じであることであってよい。第１計測波形と第２計測波形とが位相をシフトした関係にあるとは、第１計測波形と第２計測波形とが時間軸方向にシフトした関係にあることである。この場合の第１計測波形と第２計測波形との位相差は、第１フローセンサ２１と第２フローセンサ２２との間隔に依存する。第１計測波形に対する第２計測波形のシフト方向が時間軸の正方向である場合、脈動流の進行方向は、一次側配管２から二次側配管３へ向かう方向であると推定され得る。
【００３２】
また、例えば、計測ばらつきの場合、第１計測波形が図３（ａ）のような波形を示す際、第２計測波形は図３（ｂ）のような波形を示し得る。すなわち、計測ばらつきの場合、第１計測波形と第２計測波形とは、両者共に、小さな振幅で細かく変動するホワイトノイズのような波形を示す。
【００３３】
このように、第１及び第２計測波形は、ガスの脈動流と計測ばらつきとの違いにより異なる波形を示し得る。よって、制御部１８は、第１及び第２フローセンサ２１及び２２から出力された第１及び第２計測結果に基づいて、ガスの脈動流と計測ばらつきとを判別することができる。
【００３４】
［脈動流判別処理］
図４は、実施形態１に係る脈動流判別処理の流れを示す図である。
【００３５】
本実施形態では、制御部１８によって行われる、ガスの脈動流と計測ばらつきとを判別する処理を、「脈動流判別処理」とも称する。
【００３６】
ステップ４０１において、制御部１８は、第１及び第２フローセンサ２１及び２２によって計測されたガスの流量を示す第１及び第２計測結果をそれぞれ取得する。この際に取得される第１計測結果と第２計測結果とは互いに略同一の時期に計測された結果であってよい。
【００３７】
ステップ４０２において、制御部１８は、取得された第１及び第２計測結果に基づいて、第１及び第２計測結果の推移をそれぞれ示した波形である第１及び第２計測波形をそれぞれ特定する。
【００３８】
ステップ４０３において、制御部１８は、特定された第１計測波形と第２計測波形とを比較する。
【００３９】
ステップ４０４において、制御部１８は、第１及び第２計測波形が互いに概ね同じ形状であって位相をシフトした関係にあるか否かを判断する。制御部１８は、第１及び第２計測波形が互いに概ね同じ形状であって位相をシフトした関係にある場合、ステップ４０５へ移行する。一方、制御部１８は、第１及び第２計測波形が互いに概ね同じ形状でないか、位相をシフトした関係にない場合、ステップ４０８へ移行する。
【００４０】
ステップ４０５において、制御部１８は、内部流路１１、一次側配管２及び二次側配管３を含むガスの流路において脈動流が発生したと判断する。すなわち、制御部１８は、第１及び第２計測波形における振幅の変動は、脈動流の発生に伴う流量の変動であると判断する。
【００４１】
ステップ４０６において、制御部１８は、脈動流の波形を推定する。この際、制御部１８は、脈動流の波形が第１及び第２計測波形のような波形であると推定してよい。より詳細には、制御部１８は、脈動流の振幅及び周波数が、第１及び第２計測波形の振幅及び周波数であると推定してよい。
【００４２】
ステップ４０７において、制御部１８は、超音波流量計１７の計測結果が無効となるよう設定する。すなわち、制御部１８は、脈動流の発生に伴ってガスの流量が変動する場合には、超音波流量計１７の計測結果が、保安機能による処理において採用されないよう設定する。更に、制御部１８は、脈動流の発生に伴ってガスの流量が変動する場合には、超音波流量計１７の計測結果が、ガス使用量に積算されないよう設定してもよい。なお、超音波流量計１７の計測結果がガス使用量に積算されないよう設定することは、超音波流量計１７の計測間隔を通常よりも長くすることに相当し得る。ステップ４０７の後、制御部１８は、脈動流判別処理を終了する。
【００４３】
ステップ４０８において、制御部１８は、ガスの脈動流が発生していないと判断する。
【００４４】
ステップ４０９において、制御部１８は、第１及び第２計測波形のそれぞれの振幅が許容範囲以内か否かを判断する。具体的には、制御部１８は、第１及び第２計測波形のそれぞれの波高が許容範囲以内か否かを判断してよい。この許容範囲は、保安上の観点と、フローセンサ２０の計測精度の観点とを考慮して予め定められた流量の範囲である。制御部１８は、第１及び第２計測波形のそれぞれの振幅が許容範囲以内である場合、ステップ４１０へ移行する。一方、制御部１８は、第１及び第２計測波形のそれぞれの振幅が許容範囲を超えている場合、ステップ４１１へ移行する。
【００４５】
ステップ４１０において、制御部１８は、第１及び第２計測波形における振幅の変動は計測ばらつきであると判断する。この場合、超音波流量計１７の計測結果は、保安機能による処理において採用されると共に、ガス使用量に積算され得る。ステップ４１０の後、制御部１８は、脈動流判別処理を終了する。
【００４６】
ステップ４１１において、制御部１８は、脈動流以外の事象が発生したと判断する。
【００４７】
ステップ４１２において、制御部１８は、保安機能による処理を実行する。例えば、制御部１８は、圧力センサ１２、感震器１３又は超音波流量計１７の計測結果を確認し、ガスの流れ状態又はメータ本体１０の動作状態に異常が有るか否かを判断する。そして、制御部１８は、異常が有る場合、遮断弁１４を閉じる等の保安上必要な処理を実行すると共に、異常が有る旨を通信部１５にて通知し、報知部１６にて報知する。なお、異常が有る場合、制御部１８は、超音波流量計１７の計測結果がガス使用量に積算されないよう設定してもよい。一方、制御部１８は、異常が無い場合、ガスの流れ状態及びメータ本体１０の動作状態を引き続き監視し、脈動流判別処理を終了する。異常が無い場合、超音波流量計１７の計測結果は、ガス使用量に積算され得る。
【００４８】
［作用効果］
以上のように、実施形態１に係るメータ装置１は、ガスが流れる流路の延びる方向に沿って互いに間隔をあけて流路に配置され、ガスの流量を計測する第１及び第２フローセンサ２１及び２２を備える。このため、実施形態１に係るメータ装置１は、ガスの流量が変動していても、第１及び第２フローセンサ２１及び２２のそれぞれの計測結果に基づいて、この変動が脈動流の発生に伴う変動であるか、計測ばらつきに伴う変動であるかを判別することができる。そのため、実施形態１に係るメータ装置１は、脈動流の発生を確実に検知することができる共に、脈動流の波形を推定することができる。それにより、実施形態１に係るメータ装置１は、ガスの流量が変動しても、保安機能による処理において、ガスの流れ状態又はメータ本体１０の動作状態に異常が有るか否かを適切に判断することができ、異常が無いにも関わらず遮断弁１４を閉じる等の誤動作を抑制することができる。そして、実施形態１に係るメータ装置１は、脈動流の発生に伴って変動するガスの流量が、ユーザのガス使用量に誤って積算されてしまうことを抑制することができる。よって、実施形態１に係るメータ装置１は、ガス使用量の検針機能及び保安機能の信頼性を向上させることができる。
【００４９】
更に、実施形態１に係るメータ装置１は、互いに略同一の時期に計測された第１計測結果の波形と第２計測結果の波形とを比較することによって、脈動流と計測ばらつきとを判別する。このため、実施形態１に係るメータ装置１は、第１計測波形と第２計測波形との位相差の有無を特定することによって、脈動流と計測ばらつきとを簡単に判別することができる。それにより、実施形態１に係るメータ装置１は、脈動流の発生を簡単且つ確実に検知することができる共に、脈動流の波形を簡単に推定することができる。よって、実施形態１に係るメータ装置１は、ガス使用量の検針機能及び保安機能の信頼性を簡単に向上させることができる。
【００５０】
更に、実施形態１に係るメータ装置１は、脈動流が発生した場合、超音波流量計１７の計測結果、すなわちメータ本体１０の計測結果を無効とする。このため、実施形態１に係るメータ装置１は、脈動流の発生に伴って変動するガスの流量を、保安機能による処理及びガス使用量の積算処理において、確実に不採用とすることができる。よって、実施形態１に係るメータ装置１は、ガス使用量の検針機能及び保安機能の信頼性を更に向上させることができる。
【００５１】
更に、実施形態１に係るメータ装置１は、第１及び第２フローセンサ２１及び２２のそれぞれがＭＥＭＳ型のフローセンサにより構成される。このため、実施形態１に係るメータ装置１では、ガスの流量の微小な変動も正確に計測することができるため、脈動流の発生をより正確に検知することができる共に、脈動流の波形をより正確に推定することができる。よって、実施形態１に係るメータ装置１は、ガス使用量の検針機能及び保安機能の信頼性を更に向上させることができる。
【００５２】
［他の実施形態］
実施形態２に係るメータ装置１について説明する。実施形態２に係るメータ装置１の説明において、実施形態１に係るメータ装置１と同様の構成及び動作に係る説明については、重複する説明となるため省略する。
【００５３】
上述の実施形態１に係るメータ装置１では、第１及び第２計測波形のそれぞれの形状及び位相に基づいて、ガスの脈動流が発生したか否かを判断していた。実施形態２に係るメータ装置１では、実施形態１とは異なる手法を用いて脈動流が発生したか否かを判断する。
【００５４】
図５は、実施形態２に係る脈動流判別処理の流れを示す図である。図６は、脈動流が発生した場合における平準化流量の推移を示す図である。図７は、計測ばらつきの場合における平準化流量の推移を示す図である。
【００５５】
ステップ５０１及び５０２において、制御部１８は、図４に示されたステップ４０１及び４０２と同様の処理を行う。
【００５６】
ステップ５０３において、制御部１８は、第１及び第２計測結果を時系列順に複数取得し、所定時間で平準化して平準化流量を計算する。平準化流量とは、時系列順に取得された複数の第１及び第２計測結果のうちから、所定時間内での計測結果を抽出して平準化することによって計算された流量であってよい。平準化する処理は、例えば、第１及び第２計測結果の所定時間での平均値を計算する処理であってよい。或いは、平準化する処理は、最小二乗法等を用いた他の統計処理であってよい。本実施形態では、計測結果の抽出範囲を定める上記の所定時間を「平準化時間」とも称する。
【００５７】
ステップ５０４において、制御部１８は、平準化時間を変化させた際の平準化流量の推移を特定する。例えば、図６及び図７には、平準化時間を長くしていった場合の平準化流量の推移が示されている。平準化流量は、図６及び図７に示されるように、平準化時間が長くなるに従って一定値に収束するような推移を示す。
【００５８】
ステップ５０５において、制御部１８は、平準化流量の推移における振幅が許容範囲以内か否かを判断する。具体的には、制御部１８は、平準化流量の推移における波高が許容範囲以内か否かを判断してよい。脈動流が発生した場合、平準化流量の推移は、図６に示されるように、平準化時間の短い段階において波高が大きい。計測ばらつきの場合、平準化流量の推移は、図７に示されるように、平準化時間の短い段階において波高が小さい。このため、制御部１８は、平準化流量の推移における波高が、許容範囲以内か否かを判断することによって、脈動流と計測ばらつきとを判別することができる。この許容範囲は、保安上の観点と、フローセンサ２０の計測精度の観点とを考慮して予め定められた流量の範囲である。制御部１８は、平準化流量の推移における振幅が許容範囲以内である場合、ステップ５０６へ移行する。一方、制御部１８は、平準化流量の推移における振幅が許容範囲を超えている場合、ステップ５０７へ移行する。
【００５９】
ステップ５０６において、制御部１８は、第１及び第２計測波形における振幅の変動は計測ばらつきであると判断する。ステップ５０６の後、制御部１８は、脈動流判別処理を終了する。
【００６０】
ステップ５０７において、制御部１８は、脈動流が発生したと判断する。
【００６１】
ステップ５０８及び５０９において、制御部１８は、図４に示されたステップ４０６及び４０７と同様の処理を行う。ステップ５０９の後、制御部１８は、脈動流判別処理を終了する。
【００６２】
このように、実施形態２に係るメータ装置１では、第１及び第２計測結果を平準化時間で平準化してガスの平準化流量を計算し、この平準化流量の推移に基づいて、ガスの脈動流と計測ばらつきとを判別することができる。よって、実施形態２に係るメータ装置１は、実施形態１と同様に、脈動流の発生を確実に検知することができる共に、脈動流の波形を推定することができる。よって、実施形態２に係るメータ装置１は、実施形態１と同様に、ガス使用量の検針機能及び保安機能の信頼性を向上させることができる。
【００６３】
なお、実施形態２に係るメータ装置１では、第１及び第２計測結果の何れか一方を平準化して平準化流量を計算し、この平準化流量の推移に基づいて、ガスの脈動流と計測ばらつきとを判別してもよい。第１及び第２計測結果の何れか一方を平準化して平準化流量を計算する場合、脈動流と計測ばらつきとの判別をより低負荷で迅速に行うことができる。第１及び第２計測結果の両者を平準化して平準化流量を計算する場合、脈動流と計測ばらつきとの判別をより正確に行うことができる。
【００６４】
［その他］
上述の実施形態において、メータ本体１０は、通信部１５を備えた構成として説明されているが、通信部１５を備えていなくてもよい。また、メータ本体１０は、ユーザによるガスの使用量を計測するために超音波流量計１７を備える構成として説明されているが、超音波流量計１７の代わりに膜式の流量計を備える構成であってもよい。
【００６５】
上述の実施形態において、メータ装置１は、特許請求の範囲に記載された「メータ装置」の一例に該当する。メータ本体１０は、特許請求の範囲に記載された「メータ本体」の一例に該当する。第１フローセンサ２１は、特許請求の範囲に記載された「第１フローセンサ」の一例に該当する。第２フローセンサ２２は、特許請求の範囲に記載された「第２フローセンサ」の一例に該当する。制御部１８は、特許請求の範囲に記載された「制御部」の一例に該当する。
【００６６】
上述の実施形態は、変形例を含めて各実施形態同士で互いの技術を適用することができる。上述の実施形態は、本発明の内容を限定するものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない程度に変更を加えることができる。
【００６７】
上述の実施形態及び特許請求の範囲で使用される用語は、限定的でない用語として解釈されるべきである。例えば、「含む」という用語は、「含むものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「備える」という用語は、「備えるものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するものとして記載されたものに限定されない」と解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００６８】
１      メータ装置
２      一次側配管
３      二次側配管
４      継手
５      バルブ
１０      メータ本体
１０ａ    筐体
１１      内部流路
１１ａ    流入口
１１ｂ    流出口
１２      圧力センサ
１３      感震器
１４      遮断弁
１５      通信部
１６      報知部
１７      超音波流量計
１７ａ    超音波センサ
１７ｂ    超音波センサ
１８      制御部
２０      フローセンサ
２１      第１フローセンサ
２２      第２フローセンサ
【図１】
2020134267.tif 000003
【図２】
2020134267.tif 000004
【図３】
2020134267.tif 000005
【図４】
2020134267.tif 000006
【図５】
2020134267.tif 000007
【図６】
2020134267.tif 000008
【図７】
2020134267.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月26日(2019.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザによる流体の使用量を計測するメータ本体を含むメータ装置であって、
前記流体が流れる流路の延びる方向に沿って互いに間隔をあけて前記流路に配置され、前記流体の流量を計測する第１及び第２フローセンサと、
前記メータ本体の動作を制御する制御部と、
を備え、
前記第１及び第２フローセンサは、互いに略同一の時期に前記流量を計測して、それぞれでの前記流量の計測結果である第１及び第２計測結果を前記制御部へそれぞれ出力し、
前記制御部は、前記第１計測結果の波形と前記第２計測結果の波形とを比較することによって、両者が概ね同じ波形であって位相をシフトした関係にあるか否かによって、前記流路で発生する前記流体の脈動流と、前記流量の計測ばらつきとを判別することを特徴とするメータ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１及び第２計測結果を所定時間で平準化して前記流体の平準化流量を計算し、前記平準化流量の推移に基づいて、前記脈動流と前記計測ばらつきとを判別する、請求項１に記載のメータ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記脈動流が発生した場合に、前記メータ本体の計測結果が無効となるよう設定する、請求項１又は２記載のメータ装置。
【請求項４】
前記第１及び第２フローセンサのそれぞれは、ＭＥＭＳ型のフローセンサにより構成される、請求項１〜３の何れか一項に記載のメータ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係るメータ装置は、ユーザによる流体の使用量を計測するメータ本体を含むメータ装置であって、前記流体が流れる流路の延びる方向に沿って互いに間隔をあけて前記流路に配置され、前記流体の流量を計測する第１及び第２フローセンサと、前記メータ本体の動作を制御する制御部と、を備え、前記第１及び第２フローセンサは、互いに略同一の時期に前記流量を計測して、それぞれでの前記流量の計測結果である第１及び第２計測結果を前記制御部へそれぞれ出力し、前記制御部は、前記第１計測結果の波形と前記第２計測結果の波形とを比較することによって、両者が概ね同じ波形であって位相をシフトした関係にあるか否かによって、前記流路で発生する前記流体の脈動流と、前記流量の計測ばらつきとを判別する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】