(57)【要約】【課題】第１手段で器具判別を失敗しても第２手段で判別の補完を行って必要な器具の積算流量は大きな誤差を生じず、判別可能な器具別流量積算手段を持つ流量計測装置である。【解決手段】流量計測手段３と、器具登録手段７内に記憶されたデータと計測計測手段３からの測定値を比較し、接続された登録器具を判別する器具判別手段９と、登録器具の器具使用積算流量を求める器具流量積算手段１０と、計測流量が器具登録手段７の流量パターンデータと合致しなかった場合、測定流量が器具登録手段７の参照テーブルの区分にあわせて流量の積算処理する流量積算手段１０である流量計測装置。【選択図】図１
2010107208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量計測手段と、
判別器具の判別データを格納する器具登録手段と、
前記器具登録手段内に記憶された判別データと前記流量計測手段からの測定値を比較することで接続された登録器具を判別する器具判別手段と、
登録器具の器具使用積算流量を求める器具流量積算手段と、
計測流量が前記器具登録手段の流量パターンデータと合致しなかった場合、測定流量が前記器具登録手段の参照テーブルの区分にあわせて流量の積算処理する前記器具流量積算手段とを備える流量計測装置。
【請求項２】
器具判別手段は、流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段であり、前記流量計測手段から出力される流量の差分値を求める演算手段と差分値に変化があったことを検知する差分検知手段と器具登録手段と前記演算手段により算出された差分値と前記器具登録手段内に記憶された起動器具判別値との大きさを比較し、器具の起動を判別する構成である請求項１記載の流量計測装置。
【請求項３】
器具登録手段の参照テーブルは時間と流量で区分された構成である請求項１記載の流量計測装置。
【請求項４】
流量計測手段は、瞬時流量計測手段としての超音波流量計を用いた請求項１〜３のいずれか１項に記載の流量計測装置。
【請求項５】
請求項１〜４記載の流量積算手段の積算流量情報に基づき、ガス料金を算出するガス料金算出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各家庭でのガス供給管の入り口部分に設置され、ガス流量を計測するガスメータを応用して、ガス器具別料金等の使用器具やその使い方に合わせた新料金やサービスを提供するために使用中のガス器具を判別検知する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のガス器具判別装置の事例としては、以下に示すような構成がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一般的に各家庭にはガス供給ラインの入り口にガスの流量計を内蔵したガスメータが取り付けられている。
【０００４】
従来のガスメータにおいて器具別料金を実施する場合、ガスメータに接続された積算装置を用い、特定の時間使用された場合の積算流量や特定の範囲の流量が使用されている場合の積算値を求め、その積算値でもって料金体系を決めるものである。図９をもとに料金体系の１例について説明を加える。予め所定の割引流量区分、及び所定の割引時間帯を設定し、その割引流量区分かつ割引時間帯に該当する流量のガス料金を割引対象とする。すなわち図９で斜線で区分された部分が対象となる。しかしながら、この方法では、器具の特定判断が曖昧であり、特定器具に対して料金を課金する等のより消費者にわかりやすく利便性のある料金設定を行うことは困難である。そこで、特定の器具を判別するための方法として、以下に示すような提案がなされている。
【０００５】
提案例の動作について説明する。ガスメータでは２秒間隔毎にガス流量を計測し、そのデータを演算手段に送り流量値を微分して２秒毎の流量の差分データとして出力している。
【０００６】
この差分データは逐次、判別手段に送られ、記憶手段に登録されている比較判別値との比較を行っている。差分値が比較判別値を超えた場合、ガス器具に状態変化があったと判断する。変化が検知されると、さらにどのガス器具がどのような状態なのか判断するため、判別手段は記憶手段に登録されている各ガス器具の比較変化値と比較し、器具の判別とその器具の状態の判別を行う。
【０００７】
流量値の差分により器具の起動判別を行うので、すでに他の器具が作動している状態で、別の器具が起動してもその器具の起動判別を比較的容易に判別できるものである。
【特許文献１】特開２００２−７１４２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記の構成において、何らかの原因により器具の判別に失敗した場合、ガス流量に変化がおきても、器具として判別されないため、流量に変化があってもその情報が残らなく、またその器具のガス使用流量分は誤差となってしまうとともに、一度判別を失敗すると訂正させることが難しく器具判別の信頼性に不透明さが残ってしまうという課題を有している。
【０００９】
本発明は、前記の課題を解決するもので、流量変化があってそれに対する器具の判別を誤ったとしても、その判断を別の手段により判別することで器具流量の誤差を少なくでき、器具判別の精度を向上させることができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流量計測装置は、流量計測手段と、判別器具の判別データを格納する器具登録手段と、器具登録手段内に記憶されたデータと計測手段からの測定値を比較し、接続された登録器具を判別する器具判別手段と、登録器具の器具使用積算流量を求める器具流量積算手段と、計測流量が器具登録手段の流量パターンデータと合致しなかった場合、測定流量が器具登録手段の参照テーブルの区分にあわせて流量の積算処理する器具流量積算手段を有する構成である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の流量計測装置は、１つの器具判別手段が器具を判別しえなかった場合、別手段で補完し器具判別の精度を高めることができる。
【００１２】
また器具別の流量計測精度を高めることで、ガス事業者が用意した新料金メニューなどを利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、流量計測手段と、判別器具の判別データを格納する器具登録手段と、器具登録手段内に記憶されたデータと計測手段からの測定値を比較し、接続された登録器具を判別する器具判別手段と、登録器具の器具使用積算流量を求める器具流量積算手段と、計測流量が器具登録手段の流量パターンデータと合致しなかった場合、測定流量が器具登録手段の参照テーブルの区分にあわせて流量の積算処理する器具流量積算手段を有する構成により、ひとつの判別手段で器具判別できない器具が発生しても別の手段で器具流量の積算を行うことができる。
【００１４】
第２の発明は、特に、第１の発明において器具判別手段は流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段であり、流量計測手段から出力される流量の差分値を求める演算手段と差分値に変化があったことを検知する差分検知手段と器具登録手段と演算手段により算出された差分値と器具登録手段内に記憶された起動器具判別値との大きさを比較し、器具の起動を判別することにより、ほぼリアルタイムに器具の判別を可能とし、流量積算精度を上ることができる。
【００１５】
第３の発明は、特に、第１の発明において参照テーブルは時間と流量で区分された構成であり、その区分に応じて使用器具を対応させるため、波形の変化では判断が困難な場合でも器具に対応した区分わけで流量積算が可能となる。
【００１６】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の流量計測手段は、瞬時流量計測手段としての超音波流量計を用いた構成により、一定時間毎の瞬時計測を容易に行うことができる。
【００１７】
第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の流量計測手段が家庭用ガス供給管に接続された流量計測装置を用いたガス供給システムを構築することで、ガス事業者が用意した新料金メニューなどを利用することができ、ガス拡販やガス器具拡販を図ることが可能となる。
【００１８】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における流量計測装置の構成を示すものである。
【００１９】
図１において、１は流量計測装置であり、ガス供給管の途中に設けられ、その下流側の配管には各顧客宅内に設置された１台以上のガス器具が接続されている。
【００２０】
流量計測装置内部はガス管に接続されたガスの流路内に設けられたガス遮断弁２とガス流量計測手段３と流量計測手段３からの信号を演算処理して使用ガス流量を表示する表示部４、また地震などの振動を検出する感震器５、及び本発明に係わるガス器具判別を行うため、演算手段６、器具登録手段７、差分検知手段８及び器具判別手段９と流量積算手段１０とこれらの機能その他を統括制御処理する制御回路１１及びそれらの動力源となる電池（図示せず）を内蔵している。
【００２１】
器具登録手段７には、流量変化が起こったかどうかの判別基準となる起動器具判別値と各ガス器具の一連の燃焼状態の変化点（起動時、制御時、停止時など）での判別値及び後述するガスの使用状態の区分テーブルが記録されている。記録されたデータを記憶保持する器具登録手段は本発明では半導体メモリを使用しているが、記録の追加、書き換えができるものであれば、磁気記録媒体その他でも可能である。
【００２２】
なお、本発明の流量計測手段３に関しては、超音波方式の計測手段を使用しているが、計測方式としては、他の流量計測方式でもフルディック方式などの短時間に一定サイクルで連続計測可能であれば使用可能である。
【００２３】
以下、動作について説明する。
【００２４】
まず超音波方式の流速計測に関して図２をもとに説明する。計測流路１２は矩形断面を持っており、計測流路１２のガスの流れる方向と直角方向にある壁面には計測流路１１を挟んで一対の超音波送受信器１３、１４が流路の上流側と下流側で角度φを有して斜めに対向して装着されている。超音波送受信器１３、１４間で交互に超音波を送受信させて流体の流れに対して順方向と逆方向の超音波の伝搬時間の差を一定間隔を置いて計り、伝搬時間差信号として出力する働きを持つ。この伝搬時間差信号を受けて計算手段（図示せず）により被計測流体の流速及び流量を算出するものである。
【００２５】
演算式を下記に示す。
【００２６】
図２において  Ｌは測定距離であり、ｔ１を上流からの伝達時間、ｔ２を下流からの伝達時間、Ｃを音速とすると、流速Ｖは
式（１）  Ｖ＝Ｌ／２ｃｏｓφ（１／ｔ１−１／ｔ２）
となる。
【００２７】
計測の時間間隔は超音波の送受信が可能な範囲で設定できるが、本発明では２秒間隔の計測を行っている。更に時間間隔を小さくすることは測定原理上可能であり、ガス器具によっては２秒より短時間で起動する器具もあるため、測定時間間隔を小さくすることは器具判別を瞬時に行う点では有利となるが、計測間隔を短くすると電池の消耗が大きくなるなどの課題がある、また計測時間を従来のガスメータで使用している膜式方式と同等の計測間隔が２桁オーダーの秒数間隔になると、本発明のアルゴリズムの流量変化の差分を見て判断することが困難になり、コストや器具判別の性能面からバランスの良い時間として本発明では２秒間隔計測で行っている。
【００２８】
次に、ガス器具の動作状態の判別手順について図３をもとに説明する。
【００２９】
流量計測装置では上記した様に２秒間隔毎にガス流量を計測し、そのデータを演算手段に送り流量値を微分して２秒毎の流量の差分データとして出力している。
【００３０】
この差分データは差分検知手段に送られ、器具登録手段に登録されている動作判別の閾
値との比較を行っている。差分値が閾値を超えた場合、器具が起動したと判断する。変化が検知されると、さらにどのガス器具が起動したのか判断するため、器具判別手段は器具登録手段に登録されている各ガス器具の起動器具判別値と比較し、起動器具の判別を行う。
【００３１】
図４に実際のガス器具使用時のガス流量の変化と差分値の変化を示す。
【００３２】
図４のグラフにおいて実線が流量計測手段により測定されたガスの流量値と破線がそのときの微分値、すなわち、２秒毎の差分値を示す。ガス器具の起動時には差分値はプラス側にピークを持って表現され、停止時にはマイナス側にピークをもって表現される
なお、上記実施例では、まず差分値の変化がある所定の値（変化判別値）以上の場合、図４に示すように変化があったとして次のステップでその器具の特定と状態の変化の判別を行っているが、予め登録された限定器具についての判別の場合や処理速度が速く、演算手段からの差分値データをそのまま、全ての各ガス器具の変化点判別値データとの比較を２秒以内に可能であれば、差分値から直接、変化したガス器具や状態の判別をすることも可能である。
【００３３】
なお、図５に３つの器具（Ａ、Ｂ、Ｃ）を同時に使用した時の流量値と差分値をグラフに示すが、３つの器具の起動時と停止時の変化を読み取ることが確認できる。
【００３４】
なお、２台の器具が同時に起動された場合など、流量変化が登録通りの動きをしなかった場合、装置が流量の変化状態は認知してもその後の処理ができず、判別が不能の状態が想定される。
【００３５】
本実施例では流量に変化があったが器具の認識ができない場合、図６に示す処理フローのように上記で説明した第１のロジックと異なる第２のロジックを用いて器具を判別する。以下に図６の処理フローについて説明する。
【００３６】
まず、制御回路１１は流量計測手段３により２秒間隔毎にガス流量を計測する（ステップ６０１）。そして制御回路１１は計測値を演算手段６に伝送し、演算手段６はその計測値を微分して２秒毎の流量の差分データ値として、制御回路１１を介して差分検知手段８に伝送する（ステップ６０２）。
【００３７】
差分検知手段８は、その差分データ値と器具登録手段７に登録されている動作判別の閾値との比較を行い、差分データ値が閾値を超えたか否かを判別する（ステップ６０３）。
【００３８】
ステップ６０３において、差分データ値が閾値を超えていない場合は、ステップ６０１から処理を行う。一方、ステップ６０３において、差分データ値が閾値を超えている場合は、差分検知手段８は器具が起動したと判断する。そして、さらにどのガス器具が起動したのか判断するため、器具判別手段９は器具登録手段７に登録されている各ガス器具の起動器具判別値と比較する（ステップ６０４）。
【００３９】
ステップ６０４において合致する判別値があれば、器具判別手段９は登録されている起動器具の判別を確認し（ステップ６０５）、判別された器具の積算流量をどの用途の使用流量に対応させるか予め区分された器具登録手段７に記憶された対応テーブル（対応テーブルの一例を図７に示す）に基づき用途を確定し（ステップ６０６）、その用途区分に対応した用途別に使用流量として積算する（ステップ６０７）。
【００４０】
また、ステップ６０４において、流量に変化があったにも関わらず器具登録手段７に登録されている各ガス器具の起動器具判別値がなく器具の認識ができない場合は、器具判別
手段９は第２のロジックで用途別の使用流量を求める（ステップ６０８）。
【００４１】
第２のロジックでは、器具判別手段９はガスの使用状態を図８に示す器具登録手段７に記憶された参照テーブルと比較を行い、どの用途の流量かを決め、その用途に対応した使用流量を用途別に積算する。すなわち、ある流量以上の変化があった場合器具の動作と見るのは第１のロジックと同じであるが、第２のロジックではガスの使用状態を図８に示す参照テーブルと比較し、どの器具の流量かを決めるため起動時の波形パターンを参照しない。従って、前述したような同時の起動などの変化であっても判定には支障がなく、第１のロジックで判別できない場合の補完として使用される。
【００４２】
なお、本発明においては、用途別のガス使用量を算出することが可能であり、また、更には用途別の使用ガス流量に対して個別の料金が課金できるように個別流量に対する料金演算手段（図示せず）を設けることでガス事業者の設定により任意の料金を算出することも可能である。
【００４３】
また提供しうるサービスの例として、一つに新たなガス料金体系として、暖房器具だけに割引制度を適用することが考えられ、消費者にとってはガス料金に割安感が出、暖房機の長時間使用によりガス事業社のガス拡販及び更には機器の増販に繋げることもできる。
【００４４】
以上のように、本発明の流量計測装置は流量計測手段と、判別器具の判別データを格納する器具登録手段と、器具登録手段内に記憶されたデータと計測手段からの測定値を比較し、接続された登録器具を判別する器具判別手段と、登録器具の器具使用積算流量を求める器具流量積算手段と、計測流量が器具登録手段の流量パターンデータと合致しなかった場合、測定流量が器具登録手段の参照テーブルの区分にあわせて流量の積算処理する器具流量積算手段を構成するもので何らかの理由で第１の流量積算手段における判別のロジックで判断不能な場合、用途別の流量積算ができなくなった場合、第２の流量積算手段で補間するため、想定外の流量波形が発生しても積算流量の誤差が大きくなることを防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の流量計測装置は、器具の判別を精度よく行うため、ガス事業者等が用意した新料金メニューなどを利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態における流量計測装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態における流量計測部構成図
【図３】本発明の実施の形態における判別動作（１）の流れ図
【図４】本発明の実施の形態における流量及び演算値の図
【図５】本発明の実施の形態における流量及び演算値の図
【図６】本発明の実施の形態における判別動作（２）の流れ図
【図７】本発明の実施の形態における用途区分の対応テーブルを示す図
【図８】本発明の実施の形態における第２ロジックの判別参照テーブルを示す図
【図９】従来の流量計測装置の判別方法概念図
【符号の説明】
【００４７】
１  流量計測装置
２  ガス遮断弁
３  流量計測手段
４  表示部
５  感震器
６  演算手段
７  器具登録手段
８  差分検知手段
９  器具判別手段
１０  流量積算手段
１１  制御回路
１２  計測流路
１３、１４  超音波送受信器
【図１】
2010107208.tif 000003
【図２】
2010107208.tif 000004
【図３】
2010107208.tif 000005
【図４】
2010107208.tif 000006
【図５】
2010107208.tif 000007
【図７】
2010107208.tif 000008
【図８】
2010107208.tif 000009
【図９】
2010107208.tif 000010
【図６】
2010107208.tif 000011