(57)【要約】【課題】電子制御機能付きガス器具の使用、ガバナ付きガス器具の使用、ガス器具の使用、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断するにあたり、消費電力の増大を抑制することが可能な判断装置及び判断方法を提供する。【解決手段】ガスメータ４０は、減算部４３ａと判断部４３ｂとを備えている。減算部４３ａは、同時間帯において異なる計測間隔で計測した電気信号からなる複数の波形データのうち、計測間隔が短い方の波形データから計測間隔が長い方の波形データを減算する。判断部４３ｂは、減算して得られた差分波形データに基づいて、電子制御機能付きガス器具１０の使用、ガバナ付きガス器具１０の使用、ガス器具１０の使用、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内のガス圧力に応じた電気信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた電気信号を出力する流量センサの少なくとも一方からの電気信号を入力して演算する演算手段を備え、
前記演算手段は、同時間帯において異なる計測間隔で計測した電気信号からなる複数の波形データのうち、計測間隔が短い方の波形データから計測間隔が長い方の波形データを減算する減算手段と、前記減算手段により減算されて得られた差分波形データに基づいて、電子制御機能付きガス器具の使用、ガバナ付きガス器具の使用、ガス器具の使用、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする判断装置。
【請求項２】
流路内のガス流量が特定値以内の範囲で安定している状態から特定値を超える流量変化を検出する流量変化検出手段を備え、
前記演算手段は、前記流量変化検出手段が検出した流量変化の検出時点以降の特定時間の間のみの電気信号を入力する
ことを特徴とする請求項１に記載の判断装置。
【請求項３】
前記減算手段は、第１計測間隔の第１波形データから前記第１計測間隔よりも計測間隔が長い第２計測間隔の第２波形データを減算して第１差分波形データを得て、
前記判断手段は、前記第１差分波形データにおいて第１所定値以上の振幅が確認された場合に、電子制御機能付きガス器具の使用であると判断する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の判断装置。
【請求項４】
前記減算手段は、第２計測間隔の第２波形データから前記第２計測間隔よりも計測間隔が長い第３計測間隔の第３波形データを減算して、第２差分波形データを得て、
前記判断手段は、前記第２差分波形データにおいて第２所定値以上の振幅が確認された場合に、ガバナ付きガス器具の使用であると判断する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の判断装置。
【請求項５】
前記判断手段は、前記第２差分波形データにおいて前記第２所定値以上の振幅が確認されず、流路内のガス流量が所定量以上であると判断した場合、ガス漏れと判断する
ことを特徴とする請求項４に記載の判断装置。
【請求項６】
前記複数の波形データのうち少なくとも２つの波形データにおいて、計測間隔が長い方の電気信号からなる波形データの少なくとも一部は、計測間隔が短い方の電気信号の一部を用いて構成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の判断装置。
【請求項７】
前記減算手段は、計測間隔が長い方の電気信号からなる波形データについて、計測ポイント間のデータを直線補間により算出し、算出されたデータを含めた補間波形データを求め、計測間隔が短い方の波形データから補間波形データを減算する
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の判断装置。
【請求項８】
流路内のガス圧力に応じた電気信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた電気信号を出力する流量センサの少なくとも一方からの電気信号を入力して演算する演算工程を有し、
前記演算工程では、同時間帯において異なる計測間隔で計測した電気信号からなる複数の波形データのうち、計測間隔が短い方の波形データから計測間隔が長い方の波形データを減算する減算工程と、前記減算工程において減算されて得られた差分波形データに基づいて、電子制御機能付きガス器具の使用、ガバナ付きガス器具の使用、ガス器具の使用、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断する判断工程と、
を有することを特徴とする判断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、判断装置及び判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用中のガス器具にガバナが設けられているかを判断するガス器具判別装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６５５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、本件出願人は、特願２００８−８６０２２の技術を発明している。この発明では、ガス圧力に基づいてガバナ付きガス器具が使用されたか、ガバナ無しガス器具が使用されたか、及び、ガス漏れが発生しているか否かを判断するようになっている。
【０００５】
しかし、特願２００８−８６０２２の技術の場合、ガバナ付きガス器具が使用されたか等を判断するにあたり、圧力波形の周波数分析等を行う必要があり、この周波数分析により処理量が多くなって消費電力の増大を招いてしまう可能性がある。なお、本明細書では特願２００８−８６０２２の一部技術を説明しているが、この説明は特願２００８−８６０２２の技術の公知性を認めるものではない。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電子制御機能付きガス器具の使用、ガバナ付きガス器具の使用、ガス器具の使用、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断するにあたり、消費電力の増大を抑制することが可能な判断装置及び判断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の判断装置は、流路内のガス圧力に応じた電気信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた電気信号を出力する流量センサの少なくとも一方からの電気信号を入力して演算する演算手段を備え、前記演算手段は、同時間帯において異なる計測間隔で計測した電気信号からなる複数の波形データのうち、計測間隔が短い方の波形データから計測間隔が長い方の波形データを減算する減算手段と、前記減算手段により減算されて得られた差分波形データに基づいて、電子制御機能付きガス器具の使用、ガバナ付きガス器具の使用、ガス器具の使用、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断する判断手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この判断装置によれば、計測間隔が短い方の波形データから計測間隔が長い方の波形データを減算する。ここで、電気信号の計測間隔は計測可能な周波数範囲と対応しており、計測間隔が短い方が計測可能な最高周波数が高くなる傾向になる。よって、同時間帯において計測間隔が短い方の波形データから計測間隔が長い方の波形データを減算すると、計測間隔が長い方の最高周波数から計測間隔が短い方の最高周波数までの特定の周波数域を表す差分波形データを得ることができる。
【０００９】
そして、減算されて得られた差分波形データに基づいて、電子制御機能付きガス器具の使用、ガバナ付きガス器具の使用、ガス器具の使用、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断する。ここで、電子制御機能付きガス器具の使用時、ガバナ付きガス器具の使用時、ガス器具の使用時、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれかの時、及びガス漏れ時には、上記の順にガス圧力やガス流量の波形に高い周波数成分が含まれ易い傾向にある。このため、特定の周波数域を表す波形データに基づくことにより、上記のいずれかに該当するか否かを判断することができる。
【００１０】
このように、上記のいずれかを判断するにあたっては減算処理を行うだけでよく、複雑な演算を行う必要がないことから、処理量を低減して消費電力を抑制することができる。なお、上記でいう電子制御機能とは、ＰＩＤなどの自動制御によりガス量を細かく調整することでガス燃焼量を制御する機能をいう。
【００１１】
また、本発明の判断装置において、流路内のガス流量が特定値以内の範囲で安定している状態から特定値を超える流量変化を検出する流量変化検出手段を備え、前記演算手段は、前記流量変化検出手段が検出した流量変化の検出時点以降の特定時間の間のみの電気信号を入力することが好ましい。
【００１２】
この判断装置によれば、流量変化の検出時点以降の特定時間の間のみの電気信号を入力する。ここで、ガバナ付きガス器具の使用等に関しては、圧力や流量の波形の周波数及び振幅に特徴があらわれ、しかも、この特徴は、流量変化の検出時点以降から数秒以内であらわれるものである。よって、流量変化の検出時点以降の特定時間の間のみの電気信号の波形を解析するのみで、ガバナ付きガス器具の使用等を判断できるため、不要な時間帯におけるデータを解析することなく、演算量を減らして消費電力を低減することができる。
【００１３】
また、本発明の判断装置において、前記減算手段は、第１計測間隔の第１波形データから前記第１計測間隔よりも計測間隔が長い第２計測間隔の第２波形データを減算して第１差分波形データを得て、前記判断手段は、前記第１差分波形データにおいて第１所定値以上の振幅が確認された場合に、電子制御機能付きガス器具の使用であると判断することが好ましい。
【００１４】
この判断装置によれば、第１計測間隔の第１波形データから第１計測間隔よりも計測間隔が長い第２計測間隔の第２波形データを減算し、減算されて得られた第１差分波形データにおいて第１所定値以上の振幅が確認された場合に、電子制御機能付きガス器具の使用であると判断する。ここで、電子制御機能付きガス器具の使用時には、１００Ｈｚ程度以上の周波数に特徴があらわれることから、減算することによって第１差分波形データが表す周波数域を１００程度Ｈｚ以上とすれば、消費電力を抑えつつ電子制御機能付きガス器具の使用を適切に判断することができる。
【００１５】
また、本発明の判断装置において、前記減算手段は、第２計測間隔の第２波形データから前記第２計測間隔よりも計測間隔が長い第３計測間隔の第３波形データを減算して、第２差分波形データを得て、前記判断手段は、前記第２差分波形データにおいて第２所定値以上の振幅が確認された場合に、ガバナ付きガス器具の使用であると判断することが好ましい。
【００１６】
この判断装置によれば、第２計測間隔の第２波形データから第２計測間隔よりも計測間隔が長い第３計測間隔の第３波形データを減算し、減算されて得られた第２差分波形データにおいて第２所定値以上の振幅が確認された場合に、ガバナ付きガス器具の使用であると判断する。ここで、ガバナ付きガス器具の使用時には、２５Ｈｚ程度以上の周波数に特徴があらわれることから、減算することによって第２差分波形データが表す周波数域を２５Ｈｚ程度以上とすれば、消費電力を抑えつつガバナ付きガス器具の使用を適切に判断することができる。
【００１７】
また、本発明の判断装置において、判断手段は、前記第２差分波形データにおいて前記第２所定値以上の振幅が確認されず、流路内のガス流量が所定量以上であると判断した場合、ガス漏れと判断することが好ましい。
【００１８】
この判断装置によれば、第２差分波形データにおいて第２所定値以上の振幅が確認されず、流路内のガス流量が所定量以上であると判断した場合、ガス漏れと判断する。ここで第２差分波形データにおいて第２所定値以上の振幅が確認されない場合とは、ガバナ無しガス器具の使用又はガス漏れであるといえる。そして、この状況下において、流路内のガス流量が所定量以上となった場合、すなわち流量がある程度大きい場合には、もはやガス漏れでしかあり得なくなる。従って、上記の如く判断することにより、精度良くガス漏れを判断することができる。特に、大きな流量のガス漏れは、必然的にガス流量が所定量以上となっていることから、流量値を測定するだけで、いち早くガス漏れを判断することができる。加えて、流量が大きいガス漏れは危険度が高く、いち早くガス漏れを判断することで、素早く保安処理を実行することが可能となり、安全性の向上に寄与することができる。
【００１９】
また、本発明の判断装置において、複数の波形データのうち少なくとも２つの波形データにおいて、計測間隔が長い方の電気信号からなる波形データの少なくとも一部は、計測間隔が短い方の電気信号の一部を用いて構成されていることが好ましい。
【００２０】
この判断装置によれば、計測間隔が長い方の電気信号からなる波形データの少なくとも一部は、計測間隔が短い方の電気信号の一部を用いて構成されている。ここで、計測間隔の短い方の波形データの中には計測間隔の長い方の波形データが含まれているので、短い計測間隔で計測した電気信号の中に含まれている長い計測間隔により得られるべき波形データを取り出して、計測間隔が長い方の電気信号からなる波形データの一部として用いることができる。これにより、長い計測間隔で計測する際に、短い計測間隔のデータを利用して計測回数を減じることができ、消費電力を抑えることができる。
【００２１】
また、本発明の判断装置において、前記減算手段は、計測間隔が長い方の電気信号からなる波形データについて、計測ポイント間のデータを直線補間により算出し、算出されたデータを含めた補間波形データを求め、計測間隔が短い方の波形データから補間波形データを減算することが好ましい。
【００２２】
この判断装置によれば、計測間隔が長い方の電気信号からなる波形データについて、計測ポイント間のデータを直線補間により算出し、算出されたデータを含めた補間波形データを求める。ここで、同じ時間帯において計測間隔が長い方の波形データは、計測間隔が短い方の波形データよりもデータ数が少なく、減算するにあたり不足分が生じてしまう。このため、直線補間によりデータ不足分を補うことができ、適切に減算処理を実行することができる。
【００２３】
また、本発明の判断方法は、流路内のガス圧力に応じた電気信号を出力する圧力センサ、及び、流路内のガス流量に応じた電気信号を出力する流量センサの少なくとも一方からの電気信号を入力して演算する演算工程を有し、前記演算工程では、同時間帯において異なる計測間隔で計測した電気信号からなる複数の波形データのうち、計測間隔が短い方の波形データから計測間隔が長い方の波形データを減算する減算工程と、前記減算工程において減算されて得られた差分波形データに基づいて、電子制御機能付きガス器具の使用、ガバナ付きガス器具の使用、ガス器具の使用、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断する判断工程と、を有することを特徴とする。
【００２４】
この判断方法によれば、計測間隔が短い方の波形データから計測間隔が長い方の波形データを減算する。ここで、電気信号の計測間隔は計測可能な周波数範囲と対応しており、計測間隔が短い方が計測可能な最高周波数が高くなる傾向になる。よって、計測間隔が短い方の波形データから計測間隔が長い方の波形データを減算すると、計測間隔が長い方の最高周波数から計測間隔が短い方の最高周波数までの特定の周波数域を表す差分波形データを得ることができる。
【００２５】
そして、減算されて得られた差分波形データに基づいて、電子制御機能付きガス器具の使用、ガバナ付きガス器具の使用、ガス器具の使用、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断する。ここで、電子制御機能付きガス器具の使用時、ガバナ付きガス器具の使用時、ガス器具の使用時、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれかの時、及びガス漏れ時には、上記の順にガス圧力やガス流量の波形に高い周波数成分が含まれ易い傾向にある。このため、特定の周波数域を表す波形データに基づくことにより、上記のいずれかに該当するか否かを判断することができる。
【００２６】
このように、上記のいずれかを判断するにあたっては減算処理を行うだけでよく、複雑な演算を行う必要がないことから、処理量を低減して消費電力を抑制することができる。なお、上記でいう電子制御機能とは、ＰＩＤなどの自動制御によりガス量を細かく調整することでガス燃焼量を制御する機能をいう。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、電子制御機能付きガス器具の使用、ガバナ付きガス器具の使用、ガバナ無しガス器具の使用、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断するにあたり、消費電力の増大を抑制することが可能な判断装置及び判断方法を提供することが可能な判断装置及び判断方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る判断装置を含むガス供給システムの構成図である。
【図２】図１に示したガバナの一例を示す側方断面図である。
【図３】ガス漏れが発生したときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフである。
【図４】ガバナ無しガス器具が使用されたときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフである。
【図５】ガバナ付きガス器具が使用されたときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフであって、電子制御機能を有さないガス器具使用時のグラフである。
【図６】ガバナ付きガス器具が使用されたときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフであって、電子制御機能を有するガス器具使用時の第１のグラフである。
【図７】ガバナ付きガス器具が使用されたときの圧力波形をフーリエ変換して得られるスペクトルデータを示すグラフであって、電子制御機能を有するガス器具使用時の第２のグラフである。
【図８】ガバナ無しガス器具での燃料ガスの供給の様子を示す概略図である。
【図９】本実施形態に係るガスメータの判断方法を示す第１のフローチャートである。
【図１０】本実施形態に係るガスメータの判断方法を示す第２のフローチャートである。
【図１１】本実施形態に係るガスメータの判断方法を示す第３のフローチャートである。
【図１２】正弦波の圧力又は流量の振動波形を２つの異なる計測間隔で計測した場合を示すグラフである。
【図１３】図１２に示す波形データを減算して得られた差分波形データを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る判断装置を含むガス供給システムの構成図である。ガス供給システム１は、ガスストーブ、ファンヒータ、給湯器及びテーブルコンロなどの各ガス器具１０に燃料ガスを供給するものであって、複数のガス器具１０と、ガス供給元の調整器２０と、配管３１，３２と、ガスメータ（判断装置）４０とを備えている。なお、図１に示す例では、ガスメータ４０を判断装置の一例として挙げるが、判断装置はガスメータ４０に限るものではない。
【００３０】
調整器２０は上流からの燃料ガスを所定圧力に調整して第１配管３１に流すものである。この調整器２０は、例えば燃料ガスを２．９ｋＰａ程度の圧力に調整して第１配管３１に流す構成となっている。第１配管３１は、調整器２０とガスメータ４０とを接続するものである。第２配管３２はガスメータ４０とガス器具１０とを接続する配管である。ガスメータ４０は、燃料ガスの流量を測定して積算流量を表示するものである。このようなガス供給システム１では、ガスメータ４０内に第１配管３１及び第２配管３２とつながる流路が形成されており、調整器２０を通じて流れてきた燃料ガスは第１配管３１からガスメータ４０、及び第２配管３２を通じてガス器具１０に到達し、ガス器具１０において燃焼されることとなる。
【００３１】
また、ガス器具１０は、概略的に、遮断弁１２、ガバナ１３、及びバーナー１４を備えている。遮断弁１２は、ガス器具１０に設けられた弁である。ガバナ１３は、ガバナ内弁１３ａを有し、ガス器具１０のバーナー１４に供給するガスの圧力をガバナ内弁１３ａの開度によって調整するものである。圧力調整された燃料ガスはガバナ１３の先端のノズル１３ｂを通じてバーナー１４に至り、燃焼することとなる。なお、ガス器具１０は、すべてがガバナ１３を有しているわけでなく、ガスコンロなどのようにガバナ１３を有さないものもある。
【００３２】
図２は、図１に示したガバナ１３の一例を示す側方断面図である。なお、図２では、ガバナ１３の一例を示すに過ぎず、ガバナ１３の構成は図２に示すものに限られない。また、図２に示すガバナ１３については図１に示したノズル１３ｂを省略して図示する。
【００３３】
図２に示すようにガバナ１３は、外壁１３ｃとガバナキャップ１３ｄとによって形成される内部空間の一部をガス流路として用いるものである。このようなガバナ１３は、ガバナ内弁１３ａに加えて、内部空間に、ダイヤフラム１３ｅ、調整スプリング１３ｆ、及び調整ネジ１３ｇを備えている。
【００３４】
ダイヤフラム１３ｅは、ガバナ１３の内部空間を仕切る膜状の部材である。このダイヤフラム１３ｅには、一方側（流路側）にガバナ内弁１３ａが取り付けられている。また、ダイヤフラム１３ｅの他方側（流路として機能しない側）に調整スプリング１３ｆが取り付けられている。調整スプリング１３ｆは、一端にダイヤフラム１３ｅが取り付けられ、他端に調整ネジ１３ｇが取り付けられている。調整ネジ１３ｇは、ねじ切り溝が形成されたガバナ１３の内壁に固定される構造となっており、ねじ切り溝との固定位置を変化させることで調整スプリング１３ｆの圧縮率を変更可能となっている。また、調整ネジ１３ｇは外部にむき出しとなっておらず、ガバナキャップ１３ｄによって覆われた構造となっている。
【００３５】
また、ガバナ１３の外壁１３ｃには、ダイヤフラム１３ｅの他方側に通じる空気孔１３ｈが形成されている。このため、ダイヤフラム１３ｅの他方側は空気圧となっている。さらに、図２に示す例においてガバナ内弁１３ａは半球形状となっており、上下動によって通過口１３ｉの開口割合を制御可能となっている。
【００３６】
このようなガバナ１３では、ガス入側のガス圧が高くなると、ダイヤフラム１３ｅが上へ押し上げられ、同時にダイヤフラム１３ｅに取り付けられているガバナ内弁１３ａも上に引き上げられる。これにより、通過口１３ｉの開口割合が小さくなって、ガス流量が減少する。一方、ガス入側のガス圧が低くなると、ダイヤフラム１３ｅが下がり、同時にダイヤフラム１３ｅに取り付けられているガバナ内弁１３ａも下がる。これにより、通過口１３ｉの開口割合が大きくなって、ガス流量が増大する。このように、ガバナ１３は上流側の圧力の変動に対して下流側の流量を一定に保つことで、下流側の圧力を調整することとなる。
【００３７】
再度図１を参照する。図１に示すガスメータ４０は、流路内のガス流量が増加した場合、又は流路内のガス圧力が減少した場合に、その流量や圧力の変化の状態を表す振動波形に基づいて、電子制御機能付きガス器具１０の使用、ガバナ付きガス器具１０の使用、ガス器具１０の使用、ガバナ無しガス器具１０の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断するものである。ここで、電子制御機能とは、ＰＩＤなどの自動制御によりガス量を細かく調整することでガス燃焼量を制御する機能をいう。このようなガスメータ４０は、流量センサ４１と、圧力センサ４２と、マイコン（演算手段）４３とから構成されている。
【００３８】
流量センサ４１は、ガスメータ４０内の流路に設置され、流路内のガス流量を検出するためのものである。本実施形態に係るガスメータ４０が超音波式のガスメータである場合、流量センサ４１は、流路内に一定距離だけ離れて配置された例えば圧電式振動子からなる２つの音響トランスジューサによって構成される。また、本実施形態に係るガスメータ４０がフローセンサなどの熱式センサを搭載したガスメータである場合、温度分布をつくり出すヒータと、その温度分布に応じた信号を発生させる温度センサによって構成される。
【００３９】
圧力センサ４２は、ガスメータ４０内の流路内に存在するガスのガス圧を検出するためのものである。なお、圧力センサ４２は、ガスメータ４０内の流路に限らず、可能であればガスメータ４０の外部に存在する第１配管３１内や第２配管３２内に設置されていてもよい。同様に、流量センサ４１についても設置箇所については変更可能である。
【００４０】
また、本実施形態では、図１において流量センサ４１及び圧力センサ４２からの信号が直接マイコン４３に入力されているが、場合によっては増幅器等の他の要素が両者間に追加されていてもよい。
【００４１】
マイコン４３は、ガスメータ４０の全体を制御するものであり、流量の積算制御、表示制御、遮断弁の遮断制御等を行うものである。また、本実施形態においてマイコン４３は、異なる計測間隔で圧力センサ４２からの電気信号を入力するようになっている。具体的にマイコン４３は、０．２５ミリ秒（第１計測間隔）、１ミリ秒（第２計測間隔）、及び４ミリ秒（第３計測間隔）の３段階の計測間隔で圧力センサ４２からの電気信号を入力するようになっている。なお、計測間隔は３段階に限らず２段階や４段階以上であってもよい。さらに、計測間隔は０．２５ミリ秒、１ミリ秒、及び４ミリ秒に限らず、０．１ミリ秒や１０ミリ秒など適宜変更可能である。
【００４２】
また、マイコン４３は、減算部（減算手段）４３ａと、判断部（判断手段）４３ｂと、流量変化検出部（流量変化検出手段）４３ｃとを有している。減算部４３ａは、同時間帯において異なる計測間隔で計測した電気信号からなる複数の波形データのうち、計測間隔が短い方の波形データから計測間隔が長い方の波形データを減算するものである。本実施形態において減算部４３ａは、０．２５ミリ秒間隔で計測した第１波形データから、１ミリ秒間隔で計測した第２波形データを減算して第１差分波形データを得る。ここで、第１及び第２波形データのうち同じ時間帯で計測した部分の波形データを取り出して減算処理に用いる。またここで、１ミリ秒間隔で計測した波形データは、０．２５ミリ秒間隔で計測した波形データより数が少なく、そのままでは減算することができない。そこで、１ミリ秒間隔で計測した波形データの不足分は、その前後の２つのデータで直線補間して補い、補間により補間波形データで減算処理を行う。さらに、本実施形態において減算部４３ａは、第２波形データから、４ミリ秒間隔で計測した第３波形データを減算して第２差分波形データを得る。減算処理の実施方法は、第１差分波形データを得る方法と同様となる。
【００４３】
なお、減算部４３ａは上記のような減算する場合に限らず、０．２５ミリ秒間隔で計測した第１波形データから、４ミリ秒間隔で計測した第３波形データを減算してもよい。さらに、減算部４３ａは、計測間隔が４段階以上である場合には、それに応じて適宜減算するように構成されていてもよい。
【００４４】
判断部４３ｂは、減算部４３ａにより減算されて得られた差分波形データに基づいて、電子制御機能付きガス器具１０の使用、ガバナ付きガス器具１０の使用、ガス器具１０の使用、ガバナ無しガス器具１０の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断するものである。具体的に判断部４３ｂは、第１差分波形データに基づいて電子制御機能付きガス器具１０が使用されたか否かを判断する。また、判断部４３ｂは、第２差分波形データに基づいてガバナ付きガス器具１０が使用されたか否かを判断する。
【００４５】
なお、本実施形態において判断部４３ｂは、電子制御機能付きガス器具１０の使用、及びガバナ付きガス器具１０の使用を判断するが、これに限らず、計測間隔を変更するなどの方法により、ガス器具１０（すなわち電子制御機能付き、ガバナ付き及びガバナ無しのすべてを含むガス器具）の使用を判断することもできるし、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれかであることを判断することもできるし、ガス漏れの発生についても判断することができる。
【００４６】
流量変化検出部４３ｃは、流路内のガス流量が特定値以内の範囲で安定している状態から特定値を超える流量変化を検出するものである。上記の減算部４３ａ及び判断部４３ｂは、流量変化検出部４３ｃにより特定値を超える流量変化が検出された場合に動作を開始することとなる。
【００４７】
なお、本実施形態において流量変化検出部４３ｃは、マイコン４３内に構成しているが、マイコン４３内から切り離して別に構成しても良い。その場合、流量変化検出部４３ｃが流量変化を検出してないうちはマイコン４３の電源を切っておき、流量変化を検出した時にすばやくマイコン４３の電源を入れるように構成することも可能である。さらに、圧力センサ４２や流量センサ４１から出力される電気信号から流量変化を検出するように構成されているが、別の構成で流量変化を検出するように構成しても良い。具体的には、急激な圧力変化でスイッチングする圧力スイッチを用いて構成する方法も考えられる。
【００４８】
次に、図３〜図８を参照して、電子制御機能付きガス器具１０の使用、ガバナ付きガス器具１０、ガス器具１０の使用、及びガス漏れを判断できる理論を説明する。
【００４９】
図３は、ガス漏れが発生したときの圧力波形をフーリエ変換した結果を示すグラフであり、図４は、ガバナ無しガス器具１０が使用されたときの圧力波形をフーリエ変換した結果を示すグラフであり、図５〜図７は、ガバナ付きガス器具１０が使用されたときの圧力波形をフーリエ変換した結果を示すグラフである。なお、図３〜図７において縦軸は振幅を示し、横軸は周波数を示している。また、フーリエ変換した圧力波形は、圧力の変動が発生してから約０．３秒〜１秒経過するまでの時間帯において、１ミリ秒の間隔で計測した圧力データからなっている。
【００５０】
図３に示すように、ガス漏れが発生した場合、得られる圧力波形には、２０Ｈｚ以上の周波数成分が殆ど含まれていない。また、図４に示すように、ガバナ無しガス器具１０が使用された場合、得られる圧力波形には、２５Ｈｚ程度以上の周波数成分が殆ど含まれていないが、約１０Ｈｚ付近の周波数成分が多く含まれる傾向がある。また、図５〜図７に示すように、ガバナ付きガス器具１０が使用された場合、得られる圧力波形には、２５Ｈｚ程度以上の周波数成分が多く含まれる傾向がある。なお、図３〜図７において６０Ｈｚ付近に存在するピークは、商用電源によるノイズである。
【００５１】
上記のような特徴が発生する理由は以下の通りである。まず、ガバナ付きガス器具１０が使用された場合に、圧力波形に高い周波数成分（２５Ｈｚ程度以上の周波数成分）が含まれる理由は、ガバナ１３内に調整スプリング１３ｆが設けられているからである。すなわち、ガバナ付きガス器具１０の使用が開始されると、調整スプリング１３ｆが振動すると共に、ガバナ内弁１３ａについても振動し、通過口１３ｉの開口割合についても小刻みに大きくなったり小さくなったりと変化するからである。このように、調整スプリング１３ｆが小刻みに振動することから、圧力波形は比較的高い周波数成分を多く含むこととなる。
【００５２】
なお、圧力Ｐは、
【数１】
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なる演算式で表すことができる。ここで、Ｃは振幅を示し、ｋは摩擦力（減衰定数）を示し、ωは復元力を示し、αは初期位相を示している。この式は多くの周波数ｆｉ＝ωｉ／２πの振動の重ね合わせであることを示している。
【００５３】
また、ガバナ無しガス器具１０が使用された場合に、圧力波形に１０Ｈｚ程度の周波数成分が含まれる理由は、以下の通りである。図８は、ガバナ無しガス器具１０での燃料ガスの供給の様子を示す概略図である。図８に示すように、ガバナ無しガス器具１０が使用された場合、燃料ガスは第２配管３２からノズルホルダ１００を通じてバーナー１４等に至る。ここで、ノズルホルダ１００にある流速を持った気体が流入したときはその慣性力で急には流速が小さくならずに一旦ガスが圧縮され圧力が上昇する。その後上昇した圧力により流入流速が小さく（場合によっては逆流）なって圧力が下がる。これを繰り返すことで圧縮膨張の振動が発生する。
【００５４】
ところが、ガバナ無しガス器具１０の場合、ガバナ付きガス器具１０のように、細かく振動する調整スプリング１３ｆを有していない。このため、ガバナ無しガス器具１０の使用による圧力波形は、ガバナ付きガス器具１０の使用時よりも高い周波数成分が含まれることなく、１０Ｈｚ程度の周波数成分を示すこととなる。
【００５５】
また、ガス漏れが発生した場合、調整スプリング１３ｆの振動、及び、ノズルホルダ１００の圧縮性による振動の双方が発生しない。このため、圧力波形には明確な振動が見られず、１０Ｈｚ程度の周波数成分すら含まれない傾向にある。
【００５６】
以上のように、ガバナ付きガス器具１０の使用開始時と、ガバナ無しガス器具１０の使用開始時と、ガス漏れ発生時とでは、圧力波形の周波数成分に違いが生じることとなる。
【００５７】
また、図６及び図７に示すように、電子制御機能を有するガス器具１０では、商用電源の周波数を超える周波数成分（例えば１００Ｈｚ以上）が得られている。一方、図５に示すように、電子制御機能を有さないガス器具１０では、商用電源の周波数を超える周波数成分があまり得られない。これは、電子制御において少なくとも５０Ｈｚの速度でガス量を調整するため、この周波数がそのまま、ノイズ的に重畳してしまうからである。
【００５８】
以上のように、ガバナ付きガス器具１０の使用時、ガバナ無しガス器具１０の使用時、及びガス漏れ時の順に圧力波形には高い周波数成分が含まれる。また、ガバナ付きガス器具１０であっても、電子制御機能を有するガス器具１０の方が一層高い周波数成分を含むこととなる。
【００５９】
本実施形態に係るガスメータ４０は、上記のような周波数の相異に基づいて、電子制御機能付きガス器具１０の使用、ガバナ付きガス器具１０の使用、ガス器具１０の使用、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れの少なくとも１つを判断する。そして、本実施形態に係るガスメータ４０は、判断するにあたって減算部４３ａにより減算処理を行うこととしている。
【００６０】
まず、異なる計測間隔によって計測可能な周波数域について説明する。本実施形態では、まず圧力センサ４２からの電気信号を０．２５ミリ秒間隔で１０２４回計測する。この場合、０．２５ミリ秒×１０２４回＝２５６ミリ秒の計測を行うこととなる。
【００６１】
０．２５ミリ秒間隔で計測（４キロサンプリング毎秒（４ｋＳ／ｓ））していることから、それより早い周期の周波数については計測できない。エイリアシング現象により２ｋＨｚ以上の周波数は、２ｋＨｚ以下の周波数として観測されてしまう。さらに、安定した解析のためには、１周期に１０ポイント程度で計測されていることが必要となり、十分な解析ができる有効な最高周波数は４ｋＳ／ｓ÷１０＝４００Ｈｚとなる。なお、４００Ｈｚ〜２ｋＨｚの周波数域では、実際の振幅よりも計測される振幅の方が、低い周波数から高い周波数の順序で徐々に小さくなっていく。特に、２ｋＨｚの周波数波形を計測する時、最悪ではまったく計測できず、最善でも１／１．７程度の振幅になってしまうような計測波形データになる。
【００６２】
以上より、０．２５ミリ秒間隔で２５６ミリ秒間の計測では、４００Ｈｚ以下の周波数について有効に計測できることとなる。
【００６３】
また、本実施形態では、圧力センサ４２からの電気信号を１ミリ秒間隔で１０２４回計測する。この場合、１ミリ秒×１０２４回＝１．０２４秒≒１秒の計測を行うこととなる。そして、上記と同様にして有効に計測できる周波数域を求めると、周波数域は１００Ｈｚ以下となる。なお、１００Ｈｚ〜５００Ｈｚの周波数域では、上記と同様に、実際の振幅よりも計測される振幅が、低い周波数から高い周波数の順番で徐々に小さくなってしまう。さらに、本実施形態では、圧力センサ４２からの電気信号を４ミリ秒間隔で１０２４回計測する。この場合、４ミリ秒×１０２４回＝４．０９６秒≒４秒の計測を行うこととなる。このため、有効に計測できる周波数域は２５Ｈｚ以下となる。なお、２５Ｈｚ〜１２５Ｈｚの周波数域では、上記と同様に、実際の振幅よりも計測される振幅が、低い周波数から高い周波数の順番で徐々に小さくなってしまう。
【００６４】
以上のように有効に計測できる周波数域が異なっていることから、減算部４３ａによって減算処理を行うと、周波数域をより限定できる。すなわち、１００Ｈｚ〜４００Ｈｚまでの周波数帯に振幅がある場合、０．２５ミリ秒間隔で計測した第１波形データでは振幅の大きさを精度よく計測するが、１ミリ秒間隔で計測した第２波形データでは振幅の大きさを小さめに計測する。そのため、その両方の波形を減算処理することで、１００Ｈｚ〜４００Ｈｚまでの周波数帯に振幅がある場合には、振幅が観測される第１差分波形データを得ることができる。さらに、４００Ｈｚ以上の周波数帯に振幅がある場合でも、第１波形データと第２波形データにおける計測される振幅の大きさに差が生じるため、第１差分波形データに振幅が観測される。同様に、１ミリ秒間隔で計測した第２波形データから４ミリ秒間隔で計測した第３波形データを減算すると、２５Ｈｚ以上の周波数帯に振幅がある場合には振幅が観測される第２差分波形データを得ることができる。
【００６５】
さらに詳細に説明する。図１２は、正弦波の圧力又は流量の振動波形を２つの異なる計測間隔で計測した場合を示すグラフである。計測間隔が短い方は、１周期分を１０個の計測点で計測しており、有効な最高周波数の計測波形となり、十分な振幅の計測が行われている。計測間隔が長い方は、１周期分を２．５個の計測点で計測しており、有効ではない周波数の計測波形となり、振幅がかなり小さくなっている。計測間隔が長い方の計測では、計測間隔が短い方の計測による各データの４個毎に１個のデータを共通化している。
【００６６】
図１２で計測間隔が短い方を０．２５ミリ秒間隔の計測である第１波形データとすると、計測間隔が長い方は１ミリ秒間隔の計測である第２波形データであり、計測前の振動波形は４００Ｈｚの周波数であるとみなすことができる。
【００６７】
そして、減算部４３ａは、図１２に示すような波形データを減算して差分波形データを得る。なお、計測間隔の短い方の波形データから計測間隔の長い方の波形データを減算する際、計測間隔の長い方の波形データは計測ポイントが少ない分、減算時のデータが不足してしまう。このため、減算部４３ａは、その前後のデータを直線補間することにより不足分のデータを得る（補間して得たデータは図１２の×印参照）。そして、減算して得られた波形を図１３に示す。図１３に示すように、減算して得られた差分波形データの振幅は、部分的にゼロとなる箇所があるものの、全体としてゼロにはならず、ある程度の振幅値を残した波形が得られる。なお、図１２で１周期分を１０個より多い計測点で計測したデータと、１０個の計測点で計測したデータとを減算処理しても図１３に示すような明確な（ノイズ成分より大きい）振幅を観測することはできないことは明白である。
【００６８】
そして、１００Ｈｚ〜４００Ｈｚまでの周波数帯では、電子制御機能付きガス器具１０の使用時に大きな振幅を示すことから（図６及び図７参照）、判断部４３ｂは、第１差分波形データにおける振幅の有無に基づいて電子制御機能付きガス器具１０の使用を判断できる。例えば、第１所定値（例えば２０Ｐａ）以上の圧力振幅（＋２０Ｐａ以上か−２０Ｐａ以下のどちらかの圧力）が所定回数（例えば５回）確認された場合に、圧力値の振幅が大きいと判断して、電子制御機能付きガス器具１０が使用されたと判断する。
【００６９】
同様に、判断部４３ｂはガバナ付きガス器具１０の使用を判断する。すなわち、２５Ｈｚ〜１００Ｈｚまでの周波数帯では、ガバナ付きガス器具１０の使用時に大きな振幅を示す。このため、判断部４３ｂは、第２差分波形データにおける振幅の大きさに基づいてガバナ付きガス器具１０の使用を判断する。この際、判断部４３ｂは、第２差分波形データにおいて第２所定値以上の振幅が所定回数確認された場合に、ガバナ付きガス器具１０が使用されたと判断する。なお、１００Ｈｚ以上の周波数帯に大きな振幅がある場合でも第２波形データは第２所定値以上の振幅を有するが、電子制御機能付きガス器具１０はガバナ付きであるので問題はない。
【００７０】
なお、本実施形態において、計測間隔の長い方の波形データは計測間隔の短い方の波形データの一部を共有して得ていたが、計測間隔の長い方の波形データを別途計測するようにしても良い。その場合、エイリアシング領域の周波数帯に振幅がある波形でも、差分波形データで振幅があることを確認できるようになる。
【００７１】
以上から明らかなように、本実施形態に係るガスメータ４０は、異なる計測間隔で圧力センサ４２からの電気信号を計測し、減算部４３ａによって減算処理し、且つ減算により得られた波形の振幅値を観測するだけで、電子制御機能付きガス器具１０及びガバナ付きガス器具１０の使用を判断することができる。従って、フーリエ変換など計算量の多い計算を行う必要がなく、処理量を抑えることができ、消費電力の増大を抑制することができる。
【００７２】
なお、本実施形態において判断部４３ｂは、ガバナ無しガス器具１０の使用及びガス漏れについて、フーリエ変換による解析やガス流量の監視により判断するようになっている。しかし、本実施形態では減算処理することにより電子制御機能付きガス器具１０及びガバナ付きガス器具１０の使用を判断することができるため、そのどちらでもない場合だけ、ガバナ無しガス器具１０の使用であるかガス漏れであるかを判断するだけでよく、フーリエ変換等を行っても処理量は減じられることとなり、消費電力の増大を抑制することができる。
【００７３】
また、上記では、圧力を例に説明したが、圧力と流量とには一定の相関があるため、本実施形態において減算部４３ａは流量センサ４１からの電気信号を異なる計測間隔で計測して減算処理を行い、判断部４３ｂはその減算処理によって得られた差分波形データから電子制御機能付きガス器具１０の使用等を判断してもよい。
【００７４】
図９は、本実施形態に係るガスメータ４０の判断方法を示す第１のフローチャートである。まず、流量変化検出部４３ｃは、特定値（例えば１．５Ｌ／ｈｒであってガスメータで計測可能な最低流量、又は、流量の脈動により発生し得ない程度の流量）を超える流量変化があったか否かを判断している。そして、特定値を超える流量変化があった場合、図９に示すフローチャートが開始される。なお、図９に示すフローチャートは、圧力センサ４２からの電気信号に基づいて、流路内のガス圧力が特定量以上減少した場合に開始されてもよい。もちろん、流量変化を捉えることができる手段であれば、その他どのような手段でも良い。
【００７５】
まず、マイコン４３は、圧力センサ４２からの電気信号に基づいて、０．２５ミリ秒間隔で圧力を計測する（Ｓ１）。その後、マイコン４３は、１０２４個の圧力データが取得されたか否かを判断する（Ｓ２）。
【００７６】
１０２４個の圧力データが取得されていないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。一方、１０２４個の圧力データが取得されたと判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、マイコン４３は、１ミリ秒間隔で圧力を計測する（Ｓ３）。その後、マイコン４３は、７６８個の圧力データが取得されたか否かを判断する（Ｓ４）。ここで、ステップＳ２４の処理では、圧力データが７６８個取得されたか判断している。これは、ステップＳ２１で取得した圧力データの一部を用いることができるためである。すなわち。０．２５ミリ秒の計測間隔で圧力データを取得した場合、４回に１回は、１ミリ秒の計測間隔で圧力データを取得した場合と、計測間隔が重なることとなる。このため、１ミリ秒の計測間隔では７６８個の圧力データを取得しておけば、実質的に７６８＋２５６（１０２４／４）＝１０２４個の圧力データを取得していることと同等となる。これにより、計測回数を減らすこととなって消費電力を抑えることができる。
【００７７】
７６８個の圧力データが取得されていないと判断した場合（Ｓ４：ＮＯ）、処理はステップＳ２３に移行する。一方、７６８個の圧力データが取得されたと判断した場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、タスク起動命令が出力される（Ｓ５）。これにより、図９のフローチャートのタスク実行とは別に並列して図１０に示すフローチャートが実行される。
【００７８】
タスク起動命令が出力されても（Ｓ５）、図１０のフローチャートのタスク実行をしながら、図９のフローチャートのタスクは継続実行される。そして、マイコン４３は、４ミリ秒間隔で圧力を計測する（Ｓ６）。その後、マイコン４３は、７６８個の圧力データが取得されたか否かを判断する（Ｓ７）。ここで、７６８個の圧力データが取得されたか否かを判断する理由はステップＳ４と同様である。
【００７９】
７６８個の圧力データが取得されていないと判断した場合（Ｓ７：ＮＯ）、マイコン４３は、図１０のフローチャートのタスクから割り込みがあったか否かを判断する（Ｓ８）。すなわち、図１０に示したステップＳ１２またはステップＳ１８において「ＹＥＳ」と判断されて、ステップＳ１３またはステップＳ１９において割り込み出力されたか否かを判断する。ここで、割り込み出力された場合、後述する図１０のステップＳ１４またはステップＳ２０に示すように、電子制御機能付きガス器具１０の使用またはガバナ付きガス器具１０の使用であると判断されている。一方、４ミリ秒間隔の圧力データは、上記したように有効に計測できる周波数域が２５Ｈｚ以下であり、電子制御機能付きガス器具１０の使用またはガバナ付きガス器具１０の使用であると判断された場合には、もはや必要のないデータとなる。このため、割り込みがあったと判断した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、４ミリ秒間隔の圧力データの取得を中止し、図９に示す処理は終了することとなる。このように圧力データ計測中でも計測が必要でなくなったと判断された場合、いち早く計測を中止することで消費電力を抑えることができる。
【００８０】
また、割り込みがなかったと判断した場合（Ｓ８：ＮＯ）、処理はステップＳ６に移行し、４ミリ秒間隔の圧力データの取得が継続される。そして、７６８個の圧力データが取得されたと判断した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、マイコン４３は、４ミリ秒間隔の圧力データを出力し（Ｓ９）、図９に示す処理は終了する。
【００８１】
なお、図９に示すフローチャートは、大凡０．２５×１０２４（２５６ミリ秒）＋１×７６８（７６８ミリ秒）＋４×７６８（３０７２ミリ秒）＝４０９６ミリ秒（特定時間）で終了することとなる。
【００８２】
また、図９のフローチャートの例において、取得される圧力データ数はすべて１０２４個として説明したが、これに限るものではない。目的となる周波数域を計測できるようにすればよく、２００個程度でも十分な場合もあるし、１００００個程度にしても良い。また、各計測間隔において別々のデータ数としてももちろん良い。例えば、４ミリ秒間隔の計測を行わずに１ミリ秒間隔の計測で取得できる２５６個の圧力波形データを４ミリ秒間隔の計測による第３波形データとしても良い。その場合、第３波形データの解析時の有効周波数帯は１０Ｈｚ〜２５Ｈｚとはなるが、計測時間を約４秒から約１秒と短くできると共に、割り込み処理などの煩雑な処理を実行しなくて済み、ひいては消費電力をより少なくすることができる。なお、取得されるデータ数すなわち計測時間は、計測可能な最低周波数を決めることとなる。例えば、計測時間が２５６ミリ秒の場合、２５６ミリ秒よりも長い周期の周波数については解析できない。２５６ミリ秒よりも長い周期であると、波形の全体像が不明となってしまうからである。従って、２５６ミリ秒間の計測を行った場合、計測可能な最低周波数は約４Ｈｚとなる。また、この４Ｈｚは周波数分解能になる。このように、データ数が多い（すなわち計測時間が長い）場合は消費電力が多くなるが周波数分解能を高くすることができる。
【００８３】
図１０は、本実施形態に係るガスメータ４０の判断方法を示す第２のフローチャートである。図９のステップＳ５においてタスク起動命令が出力されると、図９のフローチャートのタスク実行とは別に並列して図１０のフローチャートのタスクが実行される。まず減算部４３ａは、図９のステップＳ２において得られた０．２５ミリ秒間隔により計測された第１波形データから、４回に１回の圧力データを取り出して１ミリ秒間隔により計測された第２波形データとする。ここで、第２波形データで不足しているデータは、図１２のようにその前後のデータから直線補間して得る。そして、第１波形データから補間を行った第２波形データを減算する（Ｓ１１）。これにより、１００Ｈｚ以上の周波数域を示す第１差分波形データを取得することができる。
【００８４】
その後、判断部４３ｂは、第１差分波形データについて振幅が確認されるか否かを判断する（Ｓ１２）。第１差分波形データに振幅があると確認されて、１００Ｈｚ以上の高周波成分について振幅が確認されたと判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、図９のフローチャートのタスクに対して割り込み出力される（Ｓ１３）。そして、判断部４３ｂは、電子制御機能の制御による特徴が発生していることから、電子制御機能付きガス器具１０の使用であると判断する（Ｓ１４）。
【００８５】
次いで、マイコン４３は、ガス器具１０の種類を判別する（Ｓ１５）。ガス器具１０の種類の判別は、例えば以下のようにして行われる。まず、マイコン４３は、ステップＳ１１の第１減算処理において得られた第１差分波形データをフーリエ変換する。これにより、１００Ｈｚ以上の周波数域において図３〜図７に示したようなスペクトルデータを得る。また、マイコン４３は、ガス器具１０の種類毎にスペクトルデータを記憶しており、フーリエ変換により得られたスペクトルデータと記憶されたガス器具１０毎のスペクトルデータとのそれぞれとを比較して類似度を算出する。そして、マイコン４３は、最も類似度が高いガス器具１０が使用されたと判別することとなる。この判断にあたり、マイコン４３は、全周波数域のスペクトルデータを用いて使用されたガス器具１０を判断してもよいが、第１差分波形データをフーリエ変換して得られたスペクトルデータのみを用いて使用されたガス器具１０を判断することが好ましい。この場合には、一部のスペクトルデータのみで判断するため、演算量を減らすこととなり消費電力を抑えることができるからである。なお、電子制御機能を有したガス器具１０（必ずガバナ付きである）としては、例えば給湯器やファンヒータなどがある。そして、図９に示す処理は終了する。
【００８６】
ところで、高周波成分について振幅が確認されなかったと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、電子制御機能を有しないガバナ付きガス器具１０、ガバナ無しガス器具１０又はガス漏れと判断する（Ｓ１６）。次に、減算部４３ａは、ステップＳ１１の途中で得られた第２波形データに図９のステップＳ４において得られた波形データを加えて新たに第２波形データを得て、その第２波形データから、４回に１回の圧力データを取り出して４ミリ秒間隔により計測された第３波形データを得る。ここで、第３波形データで不足しているデータは、図１２のようにその前後のデータから直線補間して得る。そして、第２波形データから第３波形データを減算する（Ｓ１７）。これにより、２５Ｈｚ以上の周波数域を示す第２差分波形データを取得することができる。
【００８７】
その後、判断部４３ｂは、第２差分波形データについて振幅が確認されるか否かを判断する（Ｓ１８）。第２差分波形データに振幅がある場合は、２５Ｈｚ以上の周波数域で振幅があることになるが、すでにステップＳ１２でＮＯと判断されて１００Ｈｚ以上の周波数域では振幅が無いことが確認されているため、２５Ｈｚ〜１００Ｈｚの中周波成分について振幅が確認されたと判断して良いことになる。そして、その中周波成分について振幅が確認されたと判断した場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、図９のフローチャートのタスクに対して割り込み出力される（Ｓ１９）。そして、判断部４３ｂは、ガバナ１３の振動による特徴が発生していることから、電子制御機能を有さないガバナ付きガス器具１０の使用であると判断する（Ｓ２０）。次いで、マイコン４３は、ガス器具１０の種類を判別する（Ｓ２１）。ステップＳ２１における種類の判別方法はステップＳ１５と同様である。なお、電子制御機能を有さないガバナ付きガス器具１０としては、例えばガスストーブやグリルなどがある。そして、図１０に示す処理は終了する。
【００８８】
２５Ｈｚ〜１００Ｈｚの中周波成分について振幅が確認されなかったと判断した場合（Ｓ１８：ＮＯ）、マイコン４３は、低周波成分処理を実行する（Ｓ２２）。その後、図１０に示す処理は終了する。
【００８９】
図１１は、本実施形態に係るガスメータ４０の判断方法を示す第３のフローチャートであって、図１０のステップＳ２１の処理の詳細を示している。図１１に示すように、まず判断部４３ｂは、流量センサ４１からの電気信号に基づいて、流量が所定量以上であるか否かを判断する（Ｓ３１）。
【００９０】
流量が所定量以上であると判断した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、判断部４３ｂは、ガス漏れと判断する（Ｓ３２）。ここで、図１１に示す処理が実行されたということは、ステップＳ１１において得られた第１差分波形データに、第１所定値以上の振幅が確認されず、且つ、ステップＳ１７において得られた第２差分波形データに、第２所定値以上の振幅が確認されなかった場合といえる。すなわち、図１１に示す処理が実行されたということは、ガバナ付きガス器具１０（電子制御機能付きガス器具１０を含む）の使用であることがあり得ない場合である。そして、ガバナ付きガス器具１０の使用であることがあり得ない状況下において、流路内のガス流量が所定量以上となった場合には、もはやガス漏れでしかあり得なくなる。詳細に説明すると、テーブルコンロなどのガバナ無しガス器具１０では大きなガス流量が発生しないため、それ以上の流量が発生するということは、もはやガス漏れでしかなくなる。従って、マイコン４３は、流量が所定量以上の場合にガス漏れと判断することとしている。特にこの処理においてマイコン４３は、流量値を測定するだけでよくいち早くガス漏れを判断することができる。
【００９１】
その後、マイコン４３は、ガス漏れ対策として保安処理を実行する（Ｓ３３）。このとき、マイコン４３は、遮断弁を遮断させたり、警報器に警報動作を行わせたりする。そして、図１１に示す処理は終了する。
【００９２】
また、流量が所定量以上でないと判断した場合（Ｓ３１：ＮＯ）、マイコン４３は、ステップＳ１７の途中で得られた第３波形データに図９のステップＳ６において得られた４ミリ秒間隔の波形データを加えて新たに第３波形データを得て、その第３波形データをフーリエ変換する（Ｓ３４）。ここで、第３波形データのフーリエ変換による解析データは、分解能が０．２５Ｈｚで有効周波数が２．５Ｈｚ〜２５Ｈｚである。このため、マイコン４３は、低周波数成分を示すスペクトルデータを取得することとなる。
【００９３】
その後、判断部４３ｂは、何らかの方法でガバナ無しガス器具１０の使用かガス漏れかを判断する（Ｓ３５）。例えば、その判断処理の方法として、スペクトルデータのうち２５Ｈｚ未満のデータと、ガバナ無しガス器具１０の標準波形（２５Ｈｚ未満）と比較演算し、その類似度が規定値以上であるとき、ガバナ無しガス器具１０の使用であると判断する。
【００９４】
その他の判断処理（Ｓ３５）の方法としては、例えば２５Ｈｚ未満の周波数の信号のうち、特定値（例えば１０Ｈｚ）以上の周波数の信号が所定振幅値以上である場合にガバナ無しガス器具１０の使用と判断し、所定振幅値未満である場合にガス漏れと判断する。すなわち、図３及び図４に示したように、ガバナ無しガス器具１０の使用とガス漏れとの周波数成分の差異から、マイコン４３は、ガバナ無しガス器具１０の使用に該当するか、又はガス漏れに該当するかを判断する。
【００９５】
ガス漏れであると判断された場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ３２に移行し、保安処理が実行される（Ｓ３３）。そして、図１１に示す処理は終了する。
【００９６】
他方、ガス漏れでないと判断されていた場合（Ｓ３５：ＮＯ）、判断部４３ｂは、ガバナ無しガス器具１０の使用であると判断し（Ｓ３６）、ガス器具１０の種類を判別する（Ｓ３７）。この処理についても図１０に示したステップＳ１５及びステップＳ２０と同様にして行われる。なお、ガバナ無しガス器具１０としては、例えばテーブルコンロなどがある。そして、図１１に示す処理は終了する。
【００９７】
このようにして、本実施形態に係るガスメータ４０及び判断方法によれば、計測間隔が短い方の波形データから計測間隔が長い方の波形データを減算する。ここで、電気信号の計測間隔は計測可能な周波数範囲と対応しており、計測間隔が短い方が計測可能な最高周波数が高くなる傾向になる。よって、計測間隔が短い方の波形データから計測間隔が長い方の波形データを減算すると、計測間隔が長い方の最高周波数から計測間隔が短い方の最高周波数までの特定の周波数域を表す波形データを得ることができる。
【００９８】
そして、減算されて得られた差分波形データに基づいて、電子制御機能付きガス器具１０の使用、ガバナ付きガス器具１０の使用、ガス器具１０の使用、及びガス漏れの少なくとも１つを判断する。ここで、電子制御機能付きガス器具１０の使用時、ガバナ付きガス器具１０の使用時、ガス器具１０の使用時、ガバナ無しガス器具の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れ時には、上記の順にガス圧力やガス流量の波形に高い周波数成分が含まれ易い傾向にあることから、特定の周波数域を表す波形データに基づくことにより、上記のいずれかに該当するか否かを判断することができる。
【００９９】
このように、上記のいずれかを判断するにあたっては減算処理を行うだけでよく、複雑な演算を行う必要がないことから、処理量を低減して消費電力を抑制することができる。
【０１００】
また、マイコン４３は、流量変化の検出時点以降の特定時間の間のみの電気信号を入力する。ここで、ガバナ付きガス器具１０の使用等に関しては、圧力や流量の波形の周波数及び振幅に特徴があらわれ、しかも、この特徴は、流量変化の検出時点以降から数秒以内であらわれるものである。よって、流量変化の検出時点以降の特定時間の間のみの電気信号の波形を解析するのみで、ガバナ付きガス器具１０の使用等を判断できるため、不要な時間帯におけるデータを解析することなく、演算量を減らして消費電力を低減することができる。
【０１０１】
また、第１計測間隔の第１波形データから第１計測間隔よりも計測間隔が長い第２計測間隔の第２波形データを減算し、減算されて得られた第１差分波形データにおいて第１所定値以上の振幅が確認された場合に、電子制御機能付きガス器具１０の使用であると判断する。ここで、電子制御機能付きガス器具１０の使用時には、例えば１００Ｈｚ以上の周波数に特徴があらわれることから、減算することによって第１差分波形データが表す周波数域を１００Ｈｚ以上とすれば、消費電力を抑えつつ電子制御機能付きガス器具１０の使用を適切に判断することができる。
【０１０２】
また、電子制御機能付きガス器具１０の使用でないと判断した場合、第２計測間隔の第２波形データから第２計測間隔よりも計測間隔が長い第３計測間隔の第３波形データを減算し、減算されて得られた第２差分波形データにおいて第２所定値以上の振幅が確認された場合に、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断する。ここで、ガバナ付きガス器具１０の使用時には、例えば２５Ｈｚ以上の周波数に特徴があらわれることから、減算することによって第２差分波形データが表す周波数域を２５Ｈｚ以上とすれば、消費電力を抑えつつガバナ付きガス器具の使用を適切に判断することができる。
【０１０３】
また、第２差分波形データにおいて第２所定値以上の振幅が確認されず、流路内のガス流量が所定量以上であると判断した場合、ガス漏れと判断する。ここで、第２差分波形データにおいて第２所定値以上の振幅が確認されない場合とは、ガバナ無しガス器具１０の使用又はガス漏れであるといえる。そして、この状況下において、流路内のガス流量が所定量以上となった場合、すなわち流量がある程度大きい場合には、もはやガス漏れでしかあり得なくなる。従って、上記の如く判断することにより、精度良くガス漏れを判断することができる。特に、大きな流量のガス漏れは、必然的にガス流量が所定量以上となっていることから、流量値を測定するだけで、いち早くガス漏れを判断することができる。加えて、流量が大きいガス漏れは危険度が高く、いち早くガス漏れを判断することで、素早く保安処理を実行することが可能となり、安全性の向上に寄与することができる。
【０１０４】
また、計測間隔が長い方の電気信号からなる波形データの少なくとも一部は、計測間隔が短い方の電気信号の一部を用いて構成されている。ここで、長い方の計測間隔は短い方の計測間隔と重なる場合があり、短い計測間隔で計測した電気信号の一部を長い方の計測間隔により得られる波形データとして用いることができる。これにより、長い計測間隔で計測する際に、短い計測間隔のデータを利用して計測回数を減じすることができ、消費電力を抑えることができる。
【０１０５】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。
【０１０６】
また、本実施形態において判断装置はガスメータ４０の内部構成として存在しているが、これに限らず、判断装置をガスメータ４０から取り出して構成してもよい。また、ガスメータ４０内の一部構成を取りだして構成し、取り出した一部構成とガスメータ４０内の構成とによって判断装置を形成してもよい。
【０１０７】
また、本実施形態では、圧力センサ４２からの信号に基づく圧力波形を解析して、ガバナ付きガス器具１０の使用等を判断している。しかし、これに限らず、圧力と流量とには一定の相関があるため、流量センサ４１からの信号に基づく流量波形を解析して、ガバナ付きガス器具１０の使用等を判断するようにしてもよい。さらには、圧力波形及び流量波形の双方を解析して判断するようにしてもよい。
【０１０８】
また、本実施形態において、流量センサ４１や圧力センサ４２の構成については、特に限られるものではなく、種々のものを用いることが可能である。
【０１０９】
また、本実施形態において、商用電源によるノイズを除去していないが、計測時にリジェクトフィルタなどにより圧力センサ４２や流量センサ４１のデータから予め５０Ｈｚ及び６０Ｈｚのデータを除去しておいても良い。これにより、ガバナ付きガス器具１０の使用時やガス漏れ発生時において、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断してしまう可能性を減じることができるからである。なお、商用電源付近の周波数を除去しない方が精度が上がる場合もあり、そのような場合には商用電源周波数を除去しないようにしてもよい。
【０１１０】
また、本実施形態において、ノイズ成分となりやすい４００Ｈｚ以上の周波数成分を除去していないが、計測時にローパスフィルタなどにより圧力センサ４２や流量センサ４１のデータから予め４００Ｈｚ以上のデータを除去しておいても良い。これにより、電子制御機能を有するガス器具１０やガバナ付きガス器具１０の未使用時において、電子制御機能を有するガス器具１０やガバナ付きガス器具１０の使用であると判断してしまう可能性を減じることができるからである。
【０１１１】
また、本実施形態において、電子制御機能付きガス器具１０の使用、ガバナ付きガス器具１０の使用、ガバナ無しガス器具１０の使用、ガバナ無しガス器具１０の使用かガス漏れのいずれか、及びガス漏れのすべてについて判断する例について説明しているが、これに限らず、それらのうちいずれかひとつ以上を判断するように構成しても良い。ガス漏れだけを判断するようにすれば、ガス器具の種別を判断する必要が無く、より迅速にガス漏れが判断できると共に、消費電力を抑えることもできる。
【０１１２】
たとえば、図９においてＳ１とＳ２を省略し、Ｓ３以降のみを実施する。さらに図１０においてＳ１１〜Ｓ１６を省略し、Ｓ１７以降のみを実施する。そのようにすることで、電子制御機能付きガス器具１０の使用の判別を行わないようにしても良い。それでも、Ｓ１８において、電子制御機能の有無に関係ないもののガバナ付きガス器具１０を判断でき、同様の処理を行うことができるとともに、消費電力を抑えることができる。
【０１１３】
また、本実施形態において、２つのタスクによるマルチタスク動作で説明しているが、これに限らず、例えば、圧力計測における計測間隔の時間計測を時間カウンタによる割り込み信号出力により実施して、図１０及び図１１に示すタスク動作中の割り込み信号受信時だけ図９に動作を移行させるなどで、１タスクによる動作で実施させることも可能である。あるいは、３つ以上のマルチタスクで動作させても良い。
【０１１４】
また、本実施形態において、図９のフローチャートにおけるステップＳ５で図１０のフローチャートのタスク実行命令が出力されているが、これに限らず、図９のフローチャートのタスクが終了してから図１０のタスクを実行しても良いし、図９のステップＳ２でＹＥＳと判断されてから図１０のタスク実行命令を出力しても良い。図１０のフローチャートのＳ１１〜Ｓ１４とＳ１６は、図９のフローチャートのＳ３〜Ｓ４による波形データが無くても実行できるため、図９のステップＳ２でＹＥＳと判断された時点でも図１０のタスク実行命令を出力しても問題は無い。ステップＳ１５やＳ１７を実行する前にステップＳ４でＹＥＳと判断されたことを確認すればよい。
【０１１５】
また、圧力波形データでは、初期圧力の変動に影響を受ける。具体的に初期圧力は第１配管３１や第２配管３２内のガス圧力であり、昼夜の気温差によって変動する場合がある。このような場合には、初期圧力の変動の影響を除去するために、圧力センサ４２からマイコン４３の間に３Ｈｚ以上のハイパスフィルタを設けてもよい。また、微分回路を設けるようにしてもよい。
【０１１６】
また、本実施形態では、３段階の異なる計測間隔で計測しているが、３段階に限らず、２段階又は４段階以上の計測間隔で計測してもよい。また、計測間隔を適宜調整してそれぞれの計測間隔による有効周波数を変更するようにしてもよい。さらには、有効周波数を適宜調整し、減算処理を実行することにより目的とするガス器具１０に応じた周波数域の波形データを取得できるようにしてもよい。従って、１５Ｈｚ〜７０Ｈｚの波形データを得るようにしてもよいし、メーカー毎のガス器具１０の特徴的な周波数域に応じた波形データを得るようにしてもよい。
【０１１７】
また、本実施形態において第１波形データの計測時間は２５６ミリ秒であり、第２波形データの計測時間は約１秒であり、第３波形データの計測時間は約４秒である。そして、これら３つの波形データの計測ポイントの総数は、「２５６０」となっている。このため、第１〜第３波形データのそれぞれは、全体の計測からすると一部を構成していることとなる。しかし、波形データのいずれかは、一部に限らず、全体であってもよい。例えば、０．２５ミリ秒間隔で２５６ミリ秒の計測を行い第１波形データとし、この計測によってデータの４個に１つを取得して第２波形データを構成するようにしてもよい。これにより、第２波形データは全体の計測からすると一部を構成していることとなるが、第１波形データは全体を構成することとなる。
【符号の説明】
【０１１８】
１…ガス供給システム
１０…ガス器具
１２…遮断弁
１３…ガバナ
１３ａ…ガバナ内弁
１３ｂ…ノズル
１３ｃ…外壁
１３ｄ…ガバナキャップ
１３ｅ…ダイヤフラム
１３ｆ…調整スプリング
１３ｇ…調整ネジ
１３ｈ…空気孔
１４…バーナー
２０…調整器
３１…第１配管
３２…第２配管
４０…ガスメータ（判断装置）
４１…流量センサ
４２…圧力センサ
４３…マイコン
４３ａ…減算部（減算手段）
４３ｂ…判断部（判断手段）
４３ｃ…流量変化検出部（流量変化検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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