(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測センサからの信号に基づいて、流路内を流れるガスの圧力値が立ち上がったこと、及び、ガスの流量値が立ち下がったことの少なくとも一方の使用終了時の変動を判断する変動判断手段と、
前記変動判断手段により使用終了時の変動が判断された場合、使用終了時の変動後に前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、使用が終了したガス器具を判断するガス使用状況判断手段と、
前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出する類似度推移算出手段と、を備え、
前記ガス使用状況判断手段は、前記類似度推移算出手段により算出された類似度推移に基づいて、判断を実行する
ことを特徴とするガス使用状況判断装置。
【請求項２】
前記変動判断手段は、流路内を流れるガスの圧力値が立ち下がったこと、及び、ガスの流量値が立ち上がったことの少なくとも一方の使用開始時の変動を判断し、
前記ガス使用状況判断手段は、前記変動判断手段により使用開始時の変動が判断された場合、使用開始時の変動後に前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、使用が開始したガス器具を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載のガス使用状況判断装置。
【請求項３】
前記ガス使用状況判断手段は、前記使用開始時の変動後に前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、ガス漏れを判断する
ことを特徴とする請求項２に記載のガス使用状況判断装置。
【請求項４】
前記ガス使用状況判断手段は、使用が開始したガス器具を判断するのに先立って、ガス漏れを判断する
ことを特徴とする請求項３に記載のガス使用状況判断装置。
【請求項５】
前記ガス使用状況判断手段は、変動後の微小時間において前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、判断を実行する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガス使用状況判断装置。
【請求項６】
前記類似度推移算出手段は、前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形とガス漏れ時における振動波形との類似度推移を算出する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガス使用状況判断装置。
【請求項７】
前記変動判断手段により変動が判断された場合、前記計測センサからの信号のサンプリング時間を、通常のサンプリング時間よりも短縮するサンプリング時間調整手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のガス使用状況判断装置。
【請求項８】
計測センサからの信号に基づいて、流路内を流れるガスの圧力値が立ち上がったこと、及び、ガスの流量値が立ち下がったことの少なくとも一方の使用終了時変動を判断する変動判断工程と、
前記変動判断工程において使用終了時の変動が判断された場合、使用終了時の変動後に前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、使用が終了したガス器具を判断するガス使用状況判断工程と、
前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出する類似度推移算出工程と、を有し、
前記ガス使用状況判断工程では、前記類似度推移算出工程において算出された類似度推移に基づいて、判断を実行する
ことを特徴とするガス使用状況判断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス使用状況判断装置及びガス使用状況判断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用されているガス器具を判断するガス器具判断装置が提案されている。このガス器具判断装置では、流路内を流れるガスの流量値パターンからガス器具を判断する（例えば特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０９２５６号公報
【特許文献２】特開２００９−１４６８６号公報
【特許文献３】特開２００７−１９９００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来装置においてガス器具の使用終了を判断するためには、ガスの流量値パターンを長期的に観察し、使用されているガス器具を特定し、特定されたガス器具の流量がなくなったか否かを判断する必要がある。このため、ガス器具の使用中においてガス器具を判断できなかった場合には、使用が終了したガス器具も判断できない。
【０００５】
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、その発明の目的とするところは、ガス器具の使用中においてガス器具を判断できたか否かに拘わらず、使用終了時にガス器具を判断することが可能なガス使用状況判断装置及びガス使用状況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】
【０００６】
本発明のガス使用状況判断装置は、計測センサからの信号に基づいて、流路内を流れるガスの圧力値が立ち上がったこと、及び、ガスの流量値が立ち下がったことの少なくとも一方の使用終了時の変動を判断する変動判断手段と、前記変動判断手段により使用終了時の変動が判断された場合、使用終了時の変動後に前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、使用が終了したガス器具を判断するガス使用状況判断手段と、前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出する類似度推移算出手段と、を備え、前記ガス使用状況判断手段は、前記類似度推移算出手段により算出された類似度推移に基づいて、判断を実行することを特徴とする。
【０００７】
このガス使用状況判断装置によれば、計測センサからの信号に基づいて、ガスの圧力値が立ち上がったこと、及び、ガスの流量値が立ち下がったことの少なくとも一方を判断する。ここで、ガス器具の使用終了時には、ガス圧力値の立ち上がりやガス流量値の立ち下がりが検出される。そして、上記変動が判断された場合に、計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、使用が終了したガス器具を判断する。ここで、本件発明者らは、ガス器具の使用終了時における波形が、ガス器具毎に固有の振動を示すことを見出した。よって、変動判断後の振動波形から、使用が終了したガス器具を判断することで、ガス器具の使用中においてガス器具を判断できたか否かに拘わらず、使用終了時にガス器具を判断することができる。さらに、計測センサから得られた信号に基づく振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出し、算出された類似度推移に基づいて、判断を実行する。ここで、所定の振動波形が特定のガス器具の振動波形であるとする。そして、計測センサから得られた信号に基づく振動波形が特定のガス器具の振動波形である場合、算出される類似度は高くなる傾向にあり、類似度推移についても全体的に高い値を示す傾向にある。また、計測センサから得られた信号に基づく振動波形が他のガス器具の振動波形であっても、類似度推移は特定の推移を示す。ガス漏れ時も同様である。従って、上記のように類似度推移に基づいて判断を実行することで、振動波形の特徴をとらえて、上記判断を行うことができる。
【０００８】
また、本発明のガス使用状況判断装置において、前記変動判断手段は、流路内を流れるガスの圧力値が立ち下がったこと、及び、ガスの流量値が立ち上がったことの少なくとも一方の使用開始時の変動を判断し、前記ガス使用状況判断手段は、前記変動判断手段により使用開始時の変動が判断された場合、使用開始時の変動後に前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、使用が開始したガス器具を判断することが好ましい。
【０００９】
このガス使用状況判断装置によれば、計測センサからの信号に基づいて、ガスの圧力値が立ち下がったこと、及び、ガスの流量値が立ち上がったことの少なくとも一方を判断する。ここで、ガス器具の使用開始時には、ガス圧力値の立ち下がりやガス流量値の立ち上がりが検出される。そして、上記変動が判断された場合に、計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、使用が開始したガス器具を判断する。ここで、本件発明者らは、ガス器具の使用開始時における波形が、ガス器具毎に固有の振動を示すことを見出した。よって、変動判断後の振動波形から、使用が開始したガス器具を判断することで、使用終了時と使用開始時とで複数回のガス器具判断を行うことができ、判断精度を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明のガス使用状況判断装置において、前記ガス使用状況判断手段は、前記使用開始時の変動後に前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、ガス漏れを判断することが好ましい。
【００１１】
このガス使用状況判断装置によれば、使用開始時の変動後に計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、ガス漏れを判断する。ここで、本件発明者らは、ガス漏れ発生時における波形が、ガス漏れ特有の振動を示すことを見出した。よって、変動判断後の振動波形から、ガス漏れを判断することができる。
【００１２】
また、本発明のガス使用状況判断装置において、前記ガス使用状況判断手段は、使用が開始したガス器具を判断するのに先立って、ガス漏れを判断することが好ましい。
【００１３】
このガス使用状況判断装置によれば、使用が開始したガス器具を判断するのに先立って、ガス漏れを判断するため、緊急性の高いガス漏れ判断を優先して行うこととなり、安全性の向上を図ることができる。
【００１４】
また、本発明のガス使用状況判断装置において、前記ガス使用状況判断手段は、変動後の微小時間において前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、判断を実行することが好ましい。
【００１５】
このガス使用状況判断装置によれば、変動後の微小時間において計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、判断を実行する。ここで、上記した振動波形は、圧力や流量の変動後の微小時間（最大で２秒）に発生する。このため、微小時間以降の波形については判断対象とする必要がなく、微小時間の振動波形から判断を実行することで、演算に要するデータ量を少なくすることができる。
【００１６】
また、本発明のガス使用状況判断装置において、前記類似度推移算出手段は、前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形とガス漏れ時における振動波形との類似度推移を算出することが好ましい。
【００２０】
また、本発明のガス使用状況判断装置において、前記変動判断手段により変動が判断された場合、前記計測センサからの信号のサンプリング時間を、通常のサンプリング時間よりも短縮するサンプリング時間調整手段をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
このガス使用状況判断装置によれば、変動が判断された場合、計測センサからの信号のサンプリング時間を、通常のサンプリング時間よりも短縮するため、微小時間内に発生する振動波形を適切に計測することができる。
【００２２】
また、本発明のガス使用状況判断方法は、計測センサからの信号に基づいて、流路内を流れるガスの圧力値が立ち上がったこと、及び、ガスの流量値が立ち下がったことの少なくとも一方の使用終了時変動を判断する変動判断工程と、前記変動判断工程において使用終了時の変動が判断された場合、使用終了時の変動後に前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、使用が終了したガス器具を判断するガス使用状況判断工程と、前記計測センサから得られた信号に基づく振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出する類似度推移算出工程と、を有し、前記ガス使用状況判断工程では、前記類似度推移算出工程において算出された類似度推移に基づいて、判断を実行することを特徴とする。
【００２３】
このガス使用状況判断方法によれば、計測センサからの信号に基づいて、ガスの圧力値が立ち上がったこと、及び、ガスの流量値が立ち下がったことの少なくとも一方を判断する。ここで、ガス器具の使用終了時には、ガス圧力値の立ち上がりやガス流量値の立ち下がりが検出される。そして、上記変動が判断された場合に、計測センサから得られた信号に基づく振動波形から、使用が終了したガス器具を判断する。ここで、本件発明者らは、ガス器具の使用終了時における波形が、ガス器具毎に固有の振動を示すことを見出した。よって、変動判断後の振動波形から、使用が終了したガス器具を判断することで、ガス器具の使用中においてガス器具を判断できたか否かに拘わらず、使用終了時にガス器具を判断することができる。さらに、計測センサから得られた信号に基づく振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出し、算出された類似度推移に基づいて、判断を実行する。ここで、所定の振動波形が特定のガス器具の振動波形であるとする。そして、計測センサから得られた信号に基づく振動波形が特定のガス器具の振動波形である場合、算出される類似度は高くなる傾向にあり、類似度推移についても全体的に高い値を示す傾向にある。また、計測センサから得られた信号に基づく振動波形が他のガス器具の振動波形であっても、類似度推移は特定の推移を示す。ガス漏れ時も同様である。従って、上記のように類似度推移に基づいて判断を実行することで、振動波形の特徴をとらえて、上記判断を行うことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ガス器具の使用中においてガス器具を判断できたか否かに拘わらず、使用終了時にガス器具を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係るガス使用状況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に示したガスメータの詳細を示す構成図である。
【図３】ガス器具の使用過程における流量推移の一例を示す図である。
【図４】図２に示した生成部により生成されるガス漏れ振動波形の概略を示す図である。
【図５】ガス器具使用終了時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における圧力変化を示し、（ｃ）は給湯器使用終了時における圧力変化を示している。
【図６】図２に示した類似度推移算出部により算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）は給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。
【図７】ガス器具使用開始時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における圧力変化を示し、（ｃ）は給湯器使用開始時における圧力変化を示している。
【図８】図２に示した類似度推移算出部により算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）は給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。
【図９】ガス漏れ時に、図２に示した類似度推移算出部により算出される連続ＮＣＣを示すグラフである。
【図１０】圧力波形の一例を示す図である。
【図１１】本実施形態に係るガスメータの動作の一例を示すメインフローチャートである。
【図１２】図１１に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。
【図１３】図１１に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。
【図１４】第２実施形態に係るガスメータの詳細を示す構成図である。
【図１５】図１４に示した解析部により算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）は給湯器使用終了時におけるスペクトルデータを示している。
【図１６】図１４に示した解析部により算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）は給湯器使用開始時におけるスペクトルデータを示している。
【図１７】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１８】図１１に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。
【図１９】図１１に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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ガス使用状況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、床暖房及びガステーブルなどの各ガス器具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（ガス使用状況判断装置）４０とを備えている。なお、図１に示す例では、ガスメータ４０をガス使用状況判断装置の一例として挙げるが、ガス使用状況判断装置はガスメータ４０に限るものではない。
【００２７】
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。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。
【００２８】
図２は、図１に示したガスメータ４０の詳細を示す構成図である。図２に示すようにガスメータ４０は、圧力センサ（計測センサ）４１と、流量センサ（計測センサ）４２と、制御部４３とを有している。圧力センサ４１は、ガスメータ４０の流路内におけるガス圧力に応じた計測値の信号を出力するものであって、ピエゾ抵抗式や静電容量式などのセンサによって構成される。流量センサ４２は、ガスメータ４０の流路内におけるガス流量に応じた計測値の信号を出力するものであって、超音波センサやフローセンサなどで構成される。
【００２９】
制御部４３は、ガス使用状況判断部（ガス使用状況判断手段）４３ａを備え、ガス使用状況判断部４３ａによって使用が終了したガス器具１０を判断するものである。なお、この制御部４３はマイコンによって構成することができる。
【００３０】
図３は、ガス器具１０の使用過程における流量推移の一例を示す図である。図３に示すように、時刻ｔ１において第１のガス器具１０（例えばガステーブル）が使用開始されたとする。このとき、流量値はＦ１を示す。そして、時刻ｔ２において第２のガス器具１０（例えば給湯器）が使用開始されたとすると、流量値はＦ３（＝Ｆ１＋Ｆ２）を示す。
【００３１】
その後、時刻ｔ３において第１のガス器具１０の使用が終了したとすると、流量値は第２のガス器具１０のみの流量であるＦ２を示す。次いで、時刻ｔ４において第２のガス器具１０についても使用が終了したとすると、流量値は「０」を示す。
【００３２】
本実施形態において制御部４３は、時刻ｔ３や時刻ｔ４のように、ガス器具１０の使用が終了したときにおけるセンサ４１，４２からの信号の波形に基づいて、使用が終了したガス器具１０を判断する。すなわち、本実施形態に係る制御部４３は、時刻ｔ３における波形から第１のガス器具１０が使用を終了したことを判断し、時刻ｔ４における波形から第２のガス器具１０が使用を終了したことを判断する。
【００３３】
特に、本実施形態に係る制御部４３は、時刻ｔ３から微小時間（例えば最大で２秒）経過するまでの波形や、時刻ｔ４から微小時間経過するまでの波形から、使用が終了したガス器具１０を特定する。ここで、本件発明者らは、ガス器具１０の使用終了時における圧力波形や流量波形が、ガス器具１０毎に固有の振動を示すことを見出した。また、本件発明者らは、この振動がガス器具１０の使用終了時から微小時間経過するまでの間に発生することを見出した。よって、制御部４３は、微小時間における振動波形から、使用が終了したガス器具１０を判断することができる。
【００３４】
なお、振動は微小時間中に発生するが、制御部４３は微小時間よりも長い時間の圧力波形や流量波形を観測し、その波形内に含まれる振動波形から使用が終了したガス器具１０を判断するようにしてもよい。
【００３５】
次に、制御部４３について詳細に説明する。制御部４３は、ガス使用状況判断部４３ａに加えて、変動判断部（変動判断手段）４３ｂ、生成部４３ｃ、類似度推移算出部（類似度推移算出手段）４３ｄ、記憶部４３ｅ、後処理部４３ｆ、及び、サンプリング時間調整部（サンプリング時間調整手段）４３ｇを備えている。また、ガス使用状況判断部４３ａはガス器具判断部４３ａ１とガス漏れ判断部４３ａ２とを有している。
【００３６】
変動判断部４３ｂは、センサ４１，４２からの信号に基づいて、ガスの圧力値が立ち上がったこと、及び、ガスの流量値が立ち下がったことの少なくとも一方の使用終了時の変動を判断するものである。ここで、ガス器具１０の使用終了時には、ガス圧力値の立ち上がりやガス流量値の立ち下がりが検出される。すなわち、変動判断部４３ｂは、図３に示すところの時刻ｔ３及び時刻ｔ４のタイミングを検出することとなる。なお、この変動判断部４３ｂは、例えば微分回路を含んで構成され、微分回路により変動を検出してもよいし、マイコンによる演算によって変動を検出してもよい。
【００３７】
生成部４３ｃは、所定の振動波形を生成するものである。この生成部４３ｃによって生成される所定の振動波形は、後の処理において、微小時間中にセンサ４１，４２で計測された振動波形と比較される。
【００３８】
類似度推移算出部４３ｄは、センサ４１，４２によって計測された微小時間中の振動波形と、生成部４３ｃによって生成された所定の振動波形との類似度推移を算出するものである。ガス使用状況判断部４３ａのガス器具判断部４３ａ１は、類似度推移算出部４３ｄによって算出された類似度推移に基づいて、使用が終了したガス器具１０を判断する。
【００３９】
判断の概略を説明すると、例えば生成された所定の振動波形が給湯器の使用終了と仮定されたときの振動波形であって、実際に給湯器の使用が終了したとする。この場合、実際にセンサ４１，４２によって計測される振動波形と生成された振動波形とは、類似度が高くなり、類似度推移についても高くなる。このため、ガス器具判断部４３ａ１は、給湯器の使用が終了したと判断できる。なお、類似度推移とは、類似度を連続的に求めて得られるものである。
【００４０】
また、生成された所定の振動波形が給湯器の使用終了と仮定されたときの振動波形であって、実際にガステーブルの使用が終了したとする。この場合、実際にセンサ４１，４２によって計測される振動波形と生成された振動波形とは、類似度が高くならず、類似度推移についても高くならない。このため、ガス器具判断部４３ａ１は、給湯器の使用が終了したと判断しない。この際、類似度推移には、給湯器とガステーブルとの相違が生じる。この相違は、ガス器具１０毎に異なる。例えば、給湯器とガステーブルとの相違と、給湯器と小型湯沸器との相違とは異なっており、ガス使用状況判断部４３ａは、相違の状態からガステーブルの使用が終了したと判断できる。
【００４１】
なお、上記は、生成部４３ｃが所定の振動波形として１つのガス器具１０の振動波形を生成した場合における、ガス器具判断部４３ａ１のガス器具判断である。しかし、これに限らず、生成部４３が全ガス器具１０の振動波形（複数の振動波形）を生成し、類似度推移算出部４３ｄは、生成された全ガス器具１０の振動波形と、センサ４１，４２によって計測された振動波形との類似度推移を算出して、類似度推移が最も高いガス器具１０の使用が終了したと判断してもよい。さらに、生成部４３ｃが所定の振動波形を１つしか生成しない場合には、ガス漏れ発生と仮定されたときの振動波形を生成するようにしてもよい。すなわち、生成部４３ｃは、振動波形を１つしか生成しない場合、基準となる振動波形を生成すればよく、その振動波形は何の振動波形であってもよい。
【００４２】
次に、使用が終了したガス器具１０の判断についてより詳細に説明する。また、以下の実施形態において生成部４３ｃは、基準となる所定の振動波形として、ガス漏れ時における振動波形を生成する場合を例に説明する。さらに、以下の実施形態では、ガス圧力の振動波形に基づいて使用が終了したガス器具１０を判断する手法について説明する。
【００４３】
図４は、図２に示した生成部４３ｃにより生成されるガス漏れ振動波形の概略を示す図である。図４に示すように、生成部４３ｃは、圧力が時間の経過と共に低下しながら振動するガス漏れ振動波形を生成する。このガス漏れ振動波形は、減衰振動の周波数、ゲイン、及び減衰比を含む２次遅れのステップ応答の式に基づいて生成された波形である。ここで、本件発明者らは、ガス漏れ発生直後の微小時間において圧力や流量の計測値に振動が発生することについても見出した。このため、生成部４３ｃは、２次遅れのステップ応答の式に基づいてガス漏れ振動波形を生成する。
【００４４】
再度、図２を参照する。類似度推移算出部４３ｄは、センサ４１，４２からの信号の振動波形と、生成部４３ｃに生成されたガス漏れ振動波形との類似度推移を算出するものである。なお、類似度推移とは、本実施形態において連続的な正規相互相関（NCC：Normalized Cross Correlation）をいう。より具体的には、以下の式（１）により類似度ＲＮＣＣが求められる。類似度推移算出部４３ｄは、この式（１）による類似度ＲＮＣＣの算出を連続的に行うことにより、類似度推移（以下、連続ＮＣＣという）を求める。
【数１】
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【００４５】
図５は、ガス器具使用終了時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における圧力変化を示し、（ｃ）は給湯器使用終了時における圧力変化を示している。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、ガステーブルの使用終了時には圧力が２．８５ｋＰａ程度で滑らかに振動する圧力波形が得られる。また、図５（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用終了時には圧力が２．８５ｋＰａを基準にして±０．１ｋＰａ程度振動する圧力波形が得られる。さらに、図５（ｃ）に示すように、給湯器の使用終了時には圧力が２．８８ｋＰａを基準にしてガステーブルよりもやや粗い振動を示す圧力波形が得られる。
【００４７】
図６は、図２に示した類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）は給湯器使用終了時における連続ＮＣＣを示している。
【００４８】
ガステーブルの使用が終了した場合、図５（ａ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図６（ａ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０３秒において「０．８」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、約０．１秒において「０．６」弱となり、その後「０．６」付近を維持する。
【００４９】
また、小型湯沸器の使用が終了した場合、図５（ｂ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図６（ｂ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」程度を示し、その後「０．４」を下回り、約０．０１秒において「０．８」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、「０．３」程度まで低下し、次いで「０．６」強まで復帰する。次に、連続ＮＣＣは小さな振動を繰り返しながら約０．１秒において「０．６」程度となる。以後、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇する。
【００５０】
また、給湯器の使用が終了した場合、図５（ｃ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図６（ｃ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．９」弱を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０２秒において「０．６」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、再度「０．４５」程度まで低下し、次いで「０．６」程度まで復帰する。その後、連続ＮＣＣは再び「０．４５」程度まで低下した後に、約０．１秒において「０．６」程度となる。以後、連続ＮＣＣは「０．７」付近までゆっくりと上昇いていく。
【００５１】
このように連続ＮＣＣはガス器具１０毎に異なり、ガス器具判断部４３ａ１は、このような連続ＮＣＣのパターンから使用が終了したガス器具１０を判断する。具体的には図２に示す記憶部４３ｅに、各ガス器具１０の連続ＮＣＣのパターンを記憶させておく。すなわち、記憶部４３ｅは、ガステーブルについて図６（ａ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、小型湯沸器について図６（ｂ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、給湯器について図６（ｃ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶している。そして、ガス器具判断部４３ａ１は、記憶部４３ｅにより記憶された連続ＮＣＣデータのうち、算出された連続ＮＣＣと最も近い連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０の使用が終了したと判断する。
【００５２】
さらに、本実施形態に係るガスメータ４０では、使用開始時においても使用が開始されたガス器具１０を判断するようになっている。すなわち、時刻ｔ１から微小時間経過するまでの波形や、時刻ｔ２から微小時間経過するまでの波形から、使用が開始したガス器具１０を特定する。ここで、本件発明者らは、ガス器具１０の使用開始時においても圧力波形や流量波形が、ガス器具１０毎に固有の振動を示すことを見出した。また、本件発明者らは、この振動がガス器具１０の使用開始時から微小時間経過するまでの間に、発生することを見出した。よって、制御部４３は、微小時間における振動波形から、使用が開始したガス器具１０を判断することができる。
【００５３】
この場合において変動判断部４３ｂは、センサ４１，４２からの信号に基づいて、ガスの圧力値が立ち下がったこと、及び、ガスの流量値が立ち上がったことの少なくとも一方の使用開始時の変動を判断する。ここで、ガス器具１０の使用開始時には、ガス圧力値の立ち下がりやガス流量値の立ち上がりが検出される。すなわち、変動判断部４３ｂは、図３に示すところの時刻ｔ１及び時刻ｔ２のタイミングを検出することとなる。
【００５４】
また、生成部４３ｃ及び類似度推移算出部４３ｄは、上記と同様にする。すなわち、生成部４３ｃは、ガス漏れが発生したと仮定したときのガス漏れ振動波形を生成し、類似度推移算出部４３ｄは、ガス漏れ振動波形と、センサ４１，４２によって計測された微小時間中の振動波形との類似度推移を式（１）に従って算出する。
【００５５】
図７は、ガス器具使用開始時における圧力変化を示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における圧力変化を示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における圧力変化を示し、（ｃ）は給湯器使用開始時における圧力変化を示している。
【００５６】
図７（ａ）に示すように、ガステーブルの使用開始時には圧力が２．９ｋＰａ程度で滑らかに振動する圧力波形が得られる。また、図７（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用終了時には圧力が２．９３ｋＰａを基準にして０．１ｋＰａ強振動する圧力波形が得られる。さらに、図７（ｃ）に示すように、給湯器の使用終了時には圧力が２．９３ｋＰａを基準にして小型湯沸器よりもやや粗い振動を示す圧力波形が得られる。
【００５７】
図８は、図２に示した類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時における連続ＮＣＣを示し、（ｃ）は給湯器使用開始時における連続ＮＣＣを示している。
【００５８】
ガステーブルの使用が開始した場合、図７（ａ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図８（ａ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０４秒において「０．９５」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、約０．１秒において「０．５」程度となり、その後「０．６５」付近までゆっくりと上昇する。
【００５９】
また、小型湯沸器の使用が開始した場合、図７（ｂ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図８（ｂ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」程度を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０４秒において「０．９」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、再度「０．４」程度まで低下し、その後、「０．７」付近までゆっくりと上昇する。
【００６０】
また、給湯器の使用が開始した場合、図７（ｃ）の振動波形が得られ、類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣは図８（ｃ）に示すようになる。すなわち、連続ＮＣＣは、初期的に「０．８」弱を示し、その後「０．２」を下回り、約０．０２秒において「０．７」まで復帰する。そして、連続ＮＣＣは、「０．６」程度まで低下し、次いで「０．７」程度まで復帰する。その後、連続ＮＣＣは再び「０．５」程度まで低下した後に、約０．１秒において「０．６」弱となる。以後、連続ＮＣＣは「０．６５」付近までゆっくりと上昇していく。
【００６１】
このようにガス器具１０の使用開始時においても、連続ＮＣＣはガス器具１０毎に異なり、ガス器具判断部４３ａ１は、このような連続ＮＣＣのパターンから使用が開始したガス器具１０を判断する。具体的には図２に示す記憶部４３ｅに、各ガス器具１０の連続ＮＣＣのパターンを記憶させておく。すなわち、記憶部４３ｅは、ガステーブルについて図８（ａ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、小型湯沸器について図８（ｂ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶し、給湯器について図８（ｃ）に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶している。そして、ガス器具判断部４３ａ１は、記憶部４３ｅにより記憶された連続ＮＣＣデータのうち、算出された連続ＮＣＣと最も近い連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０の使用が開始したと判断する。
【００６２】
さらに、本実施形態に係るガスメータ４０では、ガス漏れについても判断する。この場合、使用が開始されたガス器具１０の判断時に同時的にガス漏れが判断される。すなわち、変動判断部４３ｂは、センサ４１，４２からの信号に基づいて、ガスの圧力値が立ち下がったこと、及び、ガスの流量値が立ち上がったことの少なくとも一方の使用開始時の変動を判断する。また、生成部４３ｃは、ガス漏れが発生したと仮定したときのガス漏れ振動波形を生成し、類似度推移算出部４３ｄは、ガス漏れ振動波形と、センサ４１，４２によって計測された微小時間中の振動波形との類似度推移を式（１）に従って算出する。
【００６３】
図９は、ガス漏れ時に、図２に示した類似度推移算出部４３ｄにより算出される連続ＮＣＣを示すグラフである。なお、図９において実線と破線は、各家庭における配管状態の相違、ガス漏れ箇所の相違、及び、ガス漏れ流量の相違などの条件が異なる場合の連続ＮＣＣを示している。
【００６４】
図９に示すように、ガス漏れ時において連続ＮＣＣは、初期的に「１．０」を示し、その後「０．８」弱に低下する。しかし、時刻０．０２５秒以降について連続ＮＣＣは「０．９」以上の値を示す。従って、ガス漏れ判断部４３ｂ２は、このような連続ＮＣＣのパターンからガス漏れを判断する。具体的には図２に示す記憶部４３ｅに、ガス漏れ時の連続ＮＣＣのパターンを記憶させておく。すなわち、記憶部４３ｅは、図９に示したような連続ＮＣＣのパターンを記憶している。そして、ガス漏れ判断部４３ａ２は、記憶部４３ｅにより記憶された連続ＮＣＣのパターンと、算出された連続ＮＣＣとを比較し、両者が近い場合にガス漏れと判断する。
【００６５】
なお、ガス漏れ時において連続ＮＣＣは、ＮＣＣが全体に亘って「０．９」以上を示す。このため、ガス漏れ判断部４３ａ２は、類似度推移算出部４３ｄにより算出された類似度推移の代表値が閾値（例えば「０．９」）以上である場合に、ガス漏れが発生していると判断してもよい。ここで、代表値とは、類似度全体又は類似度全体のうち特定期間の平均値であってもよいし、圧力や流量の変化が発生してから、ある特定の時刻における類似度であってもよいし、他の値であってもよい。
【００６６】
次に、生成部４３ｃによって生成される所定の振動波形の生成手法について説明する。生成部４３ｃは、以下のようにしてガス漏れ振動波形を生成する。まず、生成部４３ｃは以下の式（２）を記憶している。
【数２】
0005498132.tif 000003
【００６７】
ここで、ｙ（ｔ）は圧力の変化量を示し、Ｋはゲインを示し、ωｄは減衰振動の周波数を示し、ζは減衰比を示している。特に、ゲインＫ、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζは、圧力センサ４１によって実際に計測された波形から求められるものである。次に、これらの算出方法について図１０を参照して説明する。図１０は、圧力波形の一例を示す図である。
【００６８】
生成部４３ｃは、以下の式（３）から、減衰振動の周波数ωｄを算出する。
【数３】
0005498132.tif 000004
【００６９】
ここで、Ｔｐは行き過ぎ時間であり、図１０で示すように、圧力変化発生時から最初の極値Ｖ１（極小値Ｖ１）までの時間をいう。生成部４３ｃは、圧力センサ４１の信号から最初の極値Ｖ１が確認されると、行き過ぎ時間Ｔｐを求め、式（３）から減衰振動の周波数ωｄを算出する。
【００７０】
なお、減衰振動の周波数ωｄは、式（３）から求める場合に限らず、圧力変化発生時から２つ目の極値Ｍ（極大点Ｍ）や、３つ目の極値Ｖ２（極小点Ｖ２）に基づいて算出してもよい。
【００７１】
次に、生成部４３ｃは、以下の式（４）から、ゲインＫを算出する。
【数４】
0005498132.tif 000005
【００７２】
このような式であるため、生成部４３ｃは、圧力センサ４１の信号から極値Ｖ１，Ｍ，Ｖ２が確認されると、式（４）からゲインＫを算出する。
【００７３】
なお、図１０から明らかなように、ゲインＫは圧力変化発生前の圧力値と圧力変化発生後の圧力値との差分によっても求めることができる。従って、生成部４３ｃは、圧力変化が発生して圧力値が略一定値となったとき（図１０では時刻０．４秒）に、差分からゲインＫを求めてもよい。さらに、類似度推移算出部４３ｃは、圧力変化発生時から４つ目以降の極値を加味してゲインＫを算出してもよい。
【００７４】
次いで、生成部４３ｃは、以下の式（５）から、減衰比ζを算出する。
【数５】
0005498132.tif 000006
【００７５】
ここで、δは対数減衰率であり、ｍは周期数である。式（５）の場合、周期数ｍは「０．５」となる。
【００７６】
このような式であるため、生成部４３ｃは、圧力センサ４１の信号から極値Ｖ１，Ｍが確認されると、式（５）から減衰比ζを算出する。
【００７７】
以上のように、生成部４３ｃは、ゲインＫ、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを算出し、式（２）より振動波形の式を求める。そして、類似度推移算出部４３ｃは、求めた式と、圧力センサ４１の信号に基づく圧力波形とから、式（１）に従って連続ＮＣＣを求めることとなる。
【００７８】
ここで、生成部４３ｃは、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを以下のようにして算出するようにしてもよい。すなわち、図１０に示す振動波形は、ガス漏れ時の流量に依存する傾向にある。このため、生成部４３ｃは、流量値のみを変数に含む式を予め記憶し、この式に流量センサ４２によって計測された流量値を代入して、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを求めるようにしてもよい。
【００７９】
具体的に生成部４３ｃは、以下の式（６）から減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを求める。
【数６】
0005498132.tif 000007
【００８０】
ここで、Ｌは流量値であり、ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２は定数である。このように、式（６）から求めることで演算量を減らして、算出処理の簡素化を図るようにしてもよい。なお、流量と圧力には一定の相関がある。このため、式（６）に代えて圧力値のみを変数に含む式を記憶し、この式から減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを求めるようにしてもよい。
【００８１】
さらに、この場合、生成部４３ｃは、ゲインＫについて式（４）から算出することなく、圧力変化発生前の圧力値と圧力変化発生後の圧力値との差分によっても求めることが望ましい。これにより、一層演算量を減らすことができるからである。
【００８２】
再度、図２を参照する。後処理部４３ｆは、ガス使用状況判断部４３ａの判断結果に基づいて各種の処理を実行するものである。具体的に後処理部４３ｆは、ガス使用状況判断部４３ａによりガス漏れと判断された場合、遮断弁を弁閉させたり、警報を発したりする。また、ガス管理センターに通報してもよい。一方、後処理部４３ｆは、ガス使用状況判断部４３ａにより使用が判断されたガス器具１０について、使用開始から終了までの期間において、そのガス器具１０について連続使用時間を監視したり、ガス使用量について割引をしたりする。
【００８３】
サンプリング時間調整部４３ｇは、圧力センサ４１及び流量センサ４２のサンプリング時間を調整するものである。本実施形態に係るガスメータ４０では、微小時間において詳細に計測値を計測する必要がある。一般的に圧力センサ４１は通常のサンプリング時間が１０秒であり、流量センサ４２は通常のサンプリング時間が２秒である。このため、サンプリング時間調整部４３ｇは、この間隔を短縮する。具体的には変動判断部４３ｂによって変動が判断された場合に、サンプリング時間を通常のサンプリング時間よりも短縮して、例えば１マイクロ秒程度とする。これにより、微小時間における詳細な計測を可能とする。
【００８４】
次に、フローチャートを参照して、本実施形態に係るガスメータ４０の動作を説明する。図１１は、本実施形態に係るガスメータ４０の動作の一例を示すメインフローチャートである。
【００８５】
まず、変動判断部４３ｂは、センサ４１，４２からの信号に基づいて、使用開始時又は使用終了時の変動があったか否かを判断する（Ｓ１）。変動がなかったと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、変動があったと判断するまで、この処理が繰り返される。また、変動があったと判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、変動判断部４３ｂは、ステップＳ１における変動が使用終了時の変動であるか否かを判断する（Ｓ２）。
【００８６】
使用終了時の変動であると判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、終了ガス器具判断処理が実行され（Ｓ３）、使用が終了したガス器具１０が判断される。その後、図１１に示す処理は終了する。一方、使用終了時の変動でないと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、ガス漏れ／開始ガス器具判断処理が実行され（Ｓ４）、ガス漏れ及び使用が開始したガス器具１０が判断される。その後、図１１に示す処理は終了する。
【００８７】
図１２は、図１１に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。図１２に示すように、まず、サンプリング時間調整部４３ｄは、サンプリング時間を通常のサンプリング時間よりも短縮し、短縮されたサンプリング時間で圧力を計測する（Ｓ１１）。その後、制御部４３は、微小時間経過したか否かを判断する（Ｓ１２）。微小時間経過していないと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理はステップＳ１１に移行する。なお、ステップＳ１１では、圧力のサンプリング時間を短縮しているが、圧力のサンプリング時間に代えて、流量のサンプリング時間を短縮するようにしてもよい。
【００８８】
微小時間経過したと判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、生成部４３ｃは、微小時間中に得られた振動波形から、減衰振動の周波数ωｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを決定する（Ｓ１３）。このとき、生成部４３ｃは、減衰振動の周波数ωｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを式（３）〜式（５）に基づいて算出してもよいし、式（６）から求めてもよい。
【００８９】
次に、生成部４３ｃは、ステップＳ１３により決定された減衰振動の周波数ωｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζから、２次遅れのステップ応答の式に基づいてガス漏れ振動波形を生成する（Ｓ１４）。このとき、生成部４３ｃは、ステップＳ１３により決定された減衰振動の周波数ωｄ、ゲインＫ、及び減衰比ζを式（２）に代入することにより、ガス漏れ振動波形を生成する。
【００９０】
そして、ガス器具判断部４３ａ１は、ステップＳ１４により決定されたガス漏れ振動波形と、ステップＳ１１において計測された計測値からなる振動波形とに基づいて、式（１）から連続ＮＣＣを算出する（Ｓ１５）。
【００９１】
次いで、ガス器具判断部４３ａ１は、記憶部４３ｅからガス器具毎の類似度推移データを読み出す（Ｓ１６）。そして、ガス器具判断部４３ａ１は、ステップＳ１６にて読み出したガス器具毎の連続ＮＣＣデータのうち、ステップＳ１５において算出した連続ＮＣＣと最も近いものを特定し、使用が終了したガス器具１０を判断する（Ｓ１７）。その後、図１２に示す処理は終了する。
【００９２】
図１３は、図１１に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。まず、図１３に示すステップＳ２１〜Ｓ２５では、図１２に示したステップＳ１１〜Ｓ１５と同様の処理が実行される。
【００９３】
その後、ガス漏れ判断部４３ａ２は、連続ＮＣＣの代表値を決定し、代表値が閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ２６）。代表値が閾値以上であると判断した場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、ガス漏れ判断部４３ａ２は、ガス漏れが発生していると判断する（Ｓ２７）。その後、図１３に示す処理は終了する。
【００９４】
一方、代表値が閾値以上でないと判断した場合（Ｓ２６：ＮＯ）、ステップＳ２８，Ｓ２９において、図１２に示したステップＳ１６，Ｓ１７と同様の処理が実行され、図１３に示す処理は終了する。なお、図１３に示す処理では、使用が開始したガス器具１０を判断するのに先立って、ガス漏れを判断することにより、迅速性を必要とするガス漏れの判断を優先し、安全性の向上を図っている。
【００９５】
このようにして、本実施形態に係るガスメータ４０及びガス使用状況判断方法によれば、センサ４１，４２からの信号に基づいて、ガスの圧力値が立ち上がったこと、及び、ガスの流量値が立ち下がったことの少なくとも一方を判断する。ここで、ガス器具１０の使用終了時には、ガス圧力値の立ち上がりやガス流量値の立ち下がりが検出される。そして、上記変動が判断された場合に、センサ４１，４２から得られた信号に基づく振動波形から、使用が終了したガス器具１０を判断する。ここで、本件発明者らは、ガス器具１０の使用終了時における波形が、ガス器具１０毎に固有の振動を示すことを見出した。よって、変動判断後の振動波形から、使用が終了したガス器具１０を判断することで、ガス器具１０の使用中においてガス器具１０を判断できたか否かに拘わらず、使用終了時にガス器具１０を判断することができる。
【００９６】
また、センサ４１，４２からの信号に基づいて、ガスの圧力値が立ち下がったこと、及び、ガスの流量値が立ち上がったことの少なくとも一方を判断する。ここで、ガス器具１０の使用開始時には、ガス圧力値の立ち下がりやガス流量値の立ち上がりが検出される。そして、上記変動が判断された場合に、センサ４１，４２から得られた信号に基づく振動波形から、使用が開始したガス器具１０を判断する。ここで、本件発明者らは、ガス器具１０の使用開始時における波形が、ガス器具１０毎に固有の振動を示すことを見出した。よって、変動判断後の振動波形から、使用が開始したガス器具１０を判断することで、使用終了時と使用開始時とで複数回のガス器具判断を行うことができ、判断精度を向上させることができる。
【００９７】
また、使用開始時の変動後にセンサ４１，４２から得られた信号に基づく振動波形から、ガス漏れを判断する。ここで、本件発明者らは、ガス漏れ発生時における波形が、ガス漏れ特有の振動を示すことを見出した。よって、変動判断後の振動波形から、ガス漏れを判断することができる。
【００９８】
また、使用が開始したガス器具１０を判断するのに先立って、ガス漏れを判断するため、緊急性の高いガス漏れ判断を優先して行うこととなり、安全性の向上を図ることができる。
【００９９】
また、変動後の微小時間においてセンサ４１，４２から得られた信号に基づく振動波形から、判断を実行する。ここで、上記した振動波形は、圧力や流量の変動後の微小時間（最大で２秒）に発生する。このため、微小時間以降の波形については判断対象とする必要がなく、微小時間の振動波形から判断を実行することで、演算に要するデータ量を少なくすることができる。
【０１００】
また、センサ４１，４２から得られた信号に基づく振動波形と所定の振動波形との類似度推移を算出し、算出された類似度推移に基づいて、判断を実行する。ここで、所定の振動波形が特定のガス器具１０の振動波形であるとする。そして、センサ４１，４２から得られた信号に基づく振動波形が特定のガス器具１０の振動波形である場合、算出される類似度は高くなる傾向にあり、類似度推移についても全体的に高い値を示す傾向にある。また、センサ４１，４２から得られた信号に基づく振動波形が他のガス器具１０の振動波形であっても、類似度推移は特定の推移を示す。ガス漏れ時も同様である。従って、上記のように類似度推移に基づいて判断を実行することで、振動波形の特徴をとらえて、上記判断を行うことができる。
【０１０１】
また、変動が判断された場合、センサ４１，４２からの信号のサンプリング時間を、通常のサンプリング時間よりも短縮するため、微小時間内に発生する振動波形を適切に計測することができる。
【０１０２】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態に係るガスメータ４０及びガス使用状況判断方法は、第１実施形態のものと同様であるが、構成及び処理内容が一部異なっている。以下、第１実施形態との相違点を説明する。
【０１０３】
図１４は、第２実施形態に係るガスメータ４０の詳細を示す構成図である。図１４に示すように、第２実施形態に係るガスメータ４０は、生成部４３ｃ及び類似度推移算出部４３ｄに代えて、解析部（解析手段）４３ｈを備えている。
【０１０４】
解析部４３ｈは、センサ４１，４２から得られた信号に基づく振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出するものである。具体的に本実施形態に係る解析部４３ｈは、振動波形をフーリエ変換することにより、スペクトルデータを算出する。なお、解析部４３ｈはフーリエ変換によりスペクトルデータを算出する場合に限らず、他の方法によってスペクトルデータを算出するようにしてもよい。
【０１０５】
また、解析部４３ｈを備えるため、記憶部４３ｅの記憶内容、及び、ガス使用状況判断部４３ａの判断手法が第１実施形態と異なっている。
【０１０６】
図１５は、図１４に示した解析部４３ｈにより算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用終了時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）は給湯器使用終了時におけるスペクトルデータを示している。
【０１０７】
図１５（ａ）に示すように、ガステーブルの使用が終了した場合、得られる圧力波形には３０Ｈｚ以下の周波数成分が多く、特に１０〜２０Ｈｚ付近において比較的大きな振幅を示す傾向がある。また、図１５（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用が終了した場合、圧力波形は２００Ｈｚ付近までの圧力成分を含んでおり、特に９０Ｈｚ程度で大きな振幅を示す傾向がある。さらに、図１５（ｃ）に示すように、給湯器の使用が終了した場合、３０Ｈｚ程度でやや大きな振幅を示す程度であり、その他の周波数成分を殆ど含まない傾向がある、なお、５０Ｈｚ付近において存在するピークは、商用電源によるノイズであると考えられる。
【０１０８】
再度、図１４を参照する。記憶部４３ｅは、図１５に示したようなスペクトルデータを記憶している。そして、ガス器具判断部４３ａ１は、このスペクトルデータに基づいて、使用が終了したガス器具１０を判断する。
【０１０９】
すなわち、ガス器具１０の使用終了時の変動が確認されると、解析部４３ｈは変動後の微小時間において得られた信号に基づく圧力波形をフーリエ変換してスペクトルデータを算出する。ガス器具判断部４３ａ１は、解析部４３ｈにより算出されたスペクトルデータと、記憶部４３ｅにより記憶されたスペクトルデータとを比較し、類似度が最も高いガス器具１０について使用が終了したと判断する。ここで、類似度とは、上記したＮＣＣであってもよいし、他の手法により算出された類似度であってもよい。
【０１１０】
さらに、第２実施形態では第１実施形態と同様に使用が開始されたガス器具１０及びガス漏れについて判断するようになっている。
【０１１１】
図１６は、図１４に示した解析部４３ｈにより算出されるスペクトルデータを示すグラフであって、（ａ）はガステーブル使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｂ）は小型湯沸器使用開始時におけるスペクトルデータを示し、（ｃ）は給湯器使用開始時におけるスペクトルデータを示している。
【０１１２】
図１６（ａ）に示すように、ガステーブルの使用が終了した場合、得られる圧力波形には３０Ｈｚ以下の周波数成分が多く、特に１０〜２０Ｈｚ付近において比較的大きな振幅を示す傾向がある。また、図１６（ｂ）に示すように、小型湯沸器の使用が開始した場合、圧力波形は１５０Ｈｚまでの圧力成分を含んでおり、特に３０Ｈｚ程度では非常に大きな振幅を示す傾向がある。さらに、図１６（ｃ）に示すように、給湯器の使用が開始した場合、圧力波形は２００Ｈｚまでの圧力成分を含んでおり、特に２０Ｈｚ程度では非常に大きな振幅を示す傾向がある。
【０１１３】
図１７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て得られるスペクトルデータを示すグラフである。図１７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。なお、６０Ｈｚ付近において存在するピークは、商用電源によるノイズであると考えられる。
【０１１４】
再度、図１４を参照する。記憶部４３ｅは、図１６及び図１７に示したようなスペクトルデータを記憶している。そして、ガス器具判断部４３ａ１及びガス漏れ判断部４３ａ２は、このスペクトルデータに基づいて、使用が開始したガス器具１０やガス漏れを判断する。
【０１１５】
すなわち、ガス器具１０の使用開始時の変動が確認されると、解析部４３ｈは変動後の微小時間において得られた信号に基づく圧力波形をフーリエ変換してスペクトルデータを算出する。その後、ガス漏れ判断部４３ａ２は、記憶部４３ｅから図１７に示したようなガス漏れ時のスペクトルデータを読み出し、このスペクトルデータと解析部４３ｈにより算出されたスペクトルデータとの類似度を算出し、類似度が特定値以上であればガス漏れが発生したと判断する。ガス漏れではない場合には、ガス器具判断部４３ａ１が図１６に示したような各ガス器具１０のスペクトルデータを読み出し、類似度を算出して、最も類似度が高いガス器具１０について使用が開始したと判断する。
【０１１６】
次に、フローチャートを参照して、第２実施形態に係るガスメータ４０の動作を説明する。なお、第２実施形態においてメインフローは第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１１７】
図１８は、図１１に示した終了ガス器具判断処理（Ｓ３）の詳細を示すフローチャートである。まず、図１８に示すステップＳ３１，Ｓ３２では、図１２に示したステップＳ１１，Ｓ１２と同様の処理が実行される。
【０１１８】
次に、解析部４３ｈは、微少時間中に得られた振動波形をフーリエ変換し、スペクトルデータを算出する（Ｓ３３）。その後、ガス器具判断部４３ａ１は、ガス器具１０毎のスペクトルデータを読み出し（Ｓ３４）、読み出したガス器具１０毎のスペクトルデータと、ステップＳ３３にて算出したスペクトルデータとの類似度を算出する（Ｓ３５）。
【０１１９】
その後、ガス器具判断部４３ａ１は、類似度が最大となったスペクトルデータが示す種類のガス器具１０の使用が終了したと判断する（Ｓ３６）。そして、図１４に示す処理は終了する。
【０１２０】
なお、図１８に示すステップＳ３５，Ｓ３６の処理では、記憶されたガス器具１０毎の全スペクトルデータとの類似度を求めて最も高いスペクトルデータが示すガス器具１０の使用が終了したと判断している。しかし、これに限らず、記憶されたガス器具１０毎のスペクトルデータとの類似度を順次求めていき、類似度が予め定められた値以上となった時点でそのスペクトルデータが示すガス器具１０の使用が終了したと判断し、その後類似度の算出を中止するようにしてもよい。このようにすることで、類似度の算出数が減り、消費電力の低下につなげることができるからである。
【０１２１】
さらに、第２実施形態では圧力センサ４２からの信号によって得られる振動波形をフーリエ変換して、使用が終了したガス器具１０を判断している。しかし、圧力と流量とには一定の相関があるため、流量センサ４１からの信号によって得られる振動波形をフーリエ変換して、使用が終了したガス器具１０を判断するようにしてもよい。
【０１２２】
図１９は、図１１に示したガス漏れ／開始ガス器具判断処理（Ｓ４）の詳細を示すフローチャートである。まず、図１９に示すステップＳ４１〜Ｓ４３では、図１８に示したステップＳ３１〜Ｓ３３と同様の処理が実行される。
【０１２３】
その後、ガス漏れ判断部４３ａ２は、ガス漏れのスペクトルデータを読み出し（Ｓ４４）、読み出したガス漏れのスペクトルデータと、ステップＳ４３にて算出したスペクトルデータとの類似度を算出する（Ｓ４５）。
【０１２４】
次に、ガス漏れ判断部４３ａ２は、ステップＳ４５にて算出した類似度が特定値以上であるか否かを判断する（Ｓ４６）。ステップＳ４５にて算出した類似度が特定値以上であると判断した場合（Ｓ４６：ＹＥＳ）、ガス漏れ判断部４３ａ２はガス漏れが発生したと判断する（Ｓ４７）。そして、図１９に示す処理は終了する。
【０１２５】
ところで、ステップＳ４５にて算出した類似度が特定値以上でないと判断した場合（Ｓ４６：ＮＯ）、ステップＳ４８〜Ｓ５０において図１８に示したステップＳ３４〜Ｓ３６と同様の処理が実行され、図１９に示す処理は終了する。
【０１２６】
このようにして、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様にガス器具１０の使用中においてガス器具１０を判断できたか否かに拘わらず、使用終了時にガス器具１０を判断することができる。
【０１２７】
さらに、第２実施形態によれば、センサ４１，４２から得られた信号に基づく振動波形を解析して、周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを算出し、算出されたスペクトルデータに基づいて、判断を実行する。ここで、ガス器具使用時及び終了時やガス漏れ時における振動波形それぞれには、圧力や流量の波形の周波数及び振幅に特徴があらわれる。よって、波形を解析して周波数と振幅との相関を示すスペクトルデータを得ると共に、このスペクトルデータに基づいて判断を実行することで、上記判断を行うことができる。
【０１２８】
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。
【０１２９】
また、本実施形態においてガス使用状況判断装置はガスメータ４０であるが、これに限らず、ガス使用状況判断装置をガスメータ４０とは別に構成してもよい。
【０１３０】
さらに、第１実施形態において類似度推移を式（１）により算出しているが、これに限らず、他の方法で類似度推移を算出するようにしてもよい。
【０１３１】
また、第１実施形態においてガス器具判断部４３ａ１は、記憶部４３ｅに記憶された連続ＮＣＣデータのうち、ガス器具判断部４３ａ１により算出された連続ＮＣＣと近いものが存在しない場合、記憶部４３ｅに記憶された連続ＮＣＣデータが示すガス器具１０に不足があると判断してもよい。
【０１３２】
また、本実施形態では燃料ガスをＬＰガスとする場合の例について説明したが、これに限らず、都市ガスの場合にも適用可能である。
【０１３３】
また、本実施形態では最大で２秒の微小時間におけるガス漏れ振動波形に基づいて、ガス漏れ及び使用ガス器具１０を判断している。特に、本実施形態では、圧力や流量を計測する時間は２秒以内（望ましくは１秒以内）で充分であるが、予備的に２秒よりも長い時間の計測を行ってもよい。
【０１３４】
また、本実施形態において記憶部４３ｅは、ガス器具１０毎の連続ＮＣＣデータを記憶している。この連続ＮＣＣデータは、１つのガス器具１０に対して１つだけ記憶されていてもよいし、１つのガス器具１０に対して複数記憶されていてもよい。例えば、給湯器では給湯器内の水温によって連続ＮＣＣが異なってくる。この場合、記憶部４３ｅに記憶される連続ＮＣＣデータが１つだけであると、給湯器の水温に応じて使用ガス器具１０の判断を誤ってしまう可能性がある。そこで、このようなガス器具１０に対しては複数の連続ＮＣＣデータを記憶しておくことが望ましい。これにより、より精度良く使用ガス器具１０を判断することができるからである。同様に、第２実施形態において１つのガス器具１０に対し、複数のスペクトルデータを記憶していてもよい。
【０１３５】
また、第２実施形態において解析部４３ｈは、スペクトルデータの全周波数域で類似度を算出しているが、これに限らず一部の周波数域のみで類似度を算出してもよい。例えば、給湯器の使用終了時では１００Ｈｚ以上の周波数域においてもスペクトルデータに大きな振幅が得られるという特徴があるため、１００Ｈｚ以上の周波数域についてスペクトルデータの類似度を算出することによっても使用が終了したガス器具１０を特定することができる。このように、一部の周波数域のみで類似度を算出して演算量を減らすこともできる。
【０１３６】
さらに、上記実施形態では、使用が終了したガス器具１０、使用が開始したガス器具１０、及び、ガス漏れについて、連続ＮＣＣを求めたり、スペクトルデータを求めたりすることで、判断している。しかし、これに限らず、例えば、図５や図７に示すような微小時間における波形を直接記憶しておき、波形同士の類似度などから、使用が終了したガス器具１０、使用が開始したガス器具１０、及び、ガス漏れを判断するようにしてもよい。さらには、波形の特定点など波形の直接の特徴から使用が終了したガス器具１０、使用が開始したガス器具１０、及び、ガス漏れを判断するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１３７】
１…ガス供給システム
１０…ガス器具
２０…調整器
３１…第１配管
３２…第２配管
４０…ガスメータ（ガス使用状況判断装置）
４１…圧力センサ（計測センサ）
４２…流量センサ（計測センサ）
４３…制御部
４３ａ…ガス使用状況判断部（ガス使用状況判断手段）
４３ｂ…変動判断部（変動判断手段）
４３ｃ…生成部
４３ｄ…類似度推移算出部（類似度推移算出手段）
４３ｅ…記憶部
４３ｆ…後処理部
４３ｇ…サンプリング時間調整部（サンプリング時間調整手段）
４３ｈ…解析部（解析手段）
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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