(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスメータからガス機器まで配設したガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管にガスを充填する時に生じる圧力の振動の振幅を圧力測定部からの信号により算出する振動振幅算出部と、振動振幅算出部から出力される振動振幅に基づいてガス配管の容量を推定する容量判定部とを備えたことを特徴とする配管容量推定装置。
【請求項２】
ガスメータからガス機器まで配設したガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、圧力測定部からの信号をもとに圧力値の移動平均処理を行なう移動平均処理部と、ガス配管にガスを充填する時に生じる圧力の振動の振幅を移動平均処理部からの信号により算出する振動振幅算出部と、振動振幅算出部から出力される振動振幅に基づいてガス配管の容量を推定する容量判定部とを備えたことを特徴とする配管容量推定装置。
【請求項３】
ガスメータからガス機器まで配設したガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管にガスを充填する時に生じる圧力の振動の振幅の極大値極小値の判定を行なう極大値極小値判定部と、極大値極小値判定部の出力に基づいてガス配管の容量を推定する容量判定部とを備えたことを特徴とする配管容量推定装置。
【請求項４】
ガスメータからガス機器まで配設したガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管にガスを充填する時に生じる圧力の振動の振幅の最大値最小値の判定を行なう最大値最小値判定部と、最大値最小値判定部の出力に基づいてガス配管の容量を推定する容量判定部とを備えたことを特徴とする配管容量推定装置。
【請求項５】
ガスメータからガス機器まで配設したガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管にガスを充填する前のガス配管内初期圧力及びガス配管に供給されるガスの供給圧力を圧力測定部により測定する初期圧供給圧測定部と、ガス配管にガスを充填する時に生じる圧力の振動の振幅を圧力測定部からの信号により算出する振動振幅算出部と、初期圧供給圧測定部及び振動振幅算出部からの信号に基づいてガス配管の容量を推定する容量判定部とを備えたことを特徴とする配管容量推定装置。
【請求項６】
ガスメータからガス機器まで配設したガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管にガスを充填する前のガス配管内初期圧力及びガス配管に供給されるガスの供給圧力を圧力測定部により測定する初期圧供給圧測定部と、圧力測定部からの信号をもとに圧力値の移動平均処理を行なう移動平均処理部と、ガス配管にガスを充填する時に生じる圧力の振動の振幅を移動平均処理部からの信号により算出する振動振幅算出部と、初期圧供給圧測定部及び振動振幅算出部からの信号に基づいてガス配管の容量を推定する容量判定部とを備えたことを特徴とする配管容量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスメータからガス機器までの下流側配管の容量の推定を行なう配管容量推定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の配管容量推定装置には、特開平７−２７５９１号公報に開示されたものが知られている。その配管容量推定装置２０は、図１２に示すように、圧力測定装置２１と、流量測定装置２２と、容量判定部２３と、供給ガス圧変動装置２４とから構成されている。４はガス元栓、５はガス機器である。そして、配管容量を推定するときには、供給ガス圧変動装置２４が一定の時間間隔ごとにガス配管の供給圧をリニアに変動させて、容量判定部２３にて圧力測定装置２１と流量測定装置２２から得られる圧力と流量の変動パターンからガス配管の容量を推定するものである。ガス配管が短い場合には、流量の変動幅が小さくなり、ガス配管が長い場合には、流量の変動幅が大きくなるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の配管容量推定装置２０では、家庭で設置したガスメータから下流側の配管容量を推定するために、ガス圧を能動的にしかもリニアに変動させる大掛かりな供給ガス圧変動装置２４が必要であり、またガス配管容量を推定するために数十秒もかかっていた。
【０００４】
本発明は、ガスメータの設置時に簡易な方法により短時間で精度の高いガス配管容量の推定ができ、またガス配管容量の推定を自動的に行い、配管容量の設定にまつわる工数を減らし、人件費を削減できる配管容量推定装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の配管容量推定装置は、ガスメータからガス機器まで配設したガス配管内の圧力を計測する圧力測定部と、ガス配管にガスを充填する時に生じる圧力の振動の振幅を圧力測定部からの信号により算出する振動振幅算出部と、振動振幅算出部から出力される振動振幅に基づいてガス配管の容量を推定する容量判定部とを備え、ガス充填時に生じる圧力振動の圧力値を測定してその振幅を算出し、その圧力振動振幅からガス配管容量を推定するものである。
【０００６】
また、圧力測定部による測定圧力値の移動平均処理を行なう移動平均処理部を設け、ガス配管にガスを充填する時に生じる圧力の振動の振幅を移動平均処理部からの信号により算出することにより、ノイズ等による誤差を低減して、より正確な測定を行なうようにできる。
【０００７】
また、振動振幅算出において、圧力の振動振幅の極大値極小値の判定を行なう極大値極小値判定部を設け、極大値極小値から得た圧力振動振幅からガス配管容量を推定することにより、圧力変化の傾き等から極大値極小値を求めて振動振幅を判定するので、高精度の振幅判定ができ、高精度の容量推定が可能となる。
【０００８】
また、振動振幅算出において、圧力の振動の振幅の最大値最小値の判定を行なう最大値最小値判定部を設け、最大値最小値から得た圧力振動振幅からガス配管容量を推定することにより、最大値最小値保持機能だけで振動振幅を判定できて装置を簡素化できる。
【０００９】
また、ガス配管にガスを充填する前のガス配管内初期圧力及びガス配管に供給されるガスの供給圧力を圧力測定部により測定する初期圧供給圧測定部を設け、この初期圧供給圧測定部及び振動振幅算出部からの信号に基づいてガス配管の容量を推定することにより、配管の初期圧及び供給圧をある特定の値に設定しなくても配管容量を推定できる。さらに、その際に移動平均処理部を設けることにより、ノイズ等による誤差を低減してより正確な測定を行なえる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態について図１、図２を参照して説明する。
【００１１】
図１において、２は上流側配管、３は下流側配管、４はガス元栓、５はガス機器、６は双方向弁である。１０は配管容量推定装置であり、ガス配管内の圧力を計測する圧力測定部１１と、圧力測定部１１からの信号を受信しガス充填時に生じる圧力振動の振幅を算出する振動振幅算出部１２と、振動振幅算出部１２からの信号に基づいてガス配管を推定する容量判定部１３とから構成されている。
【００１２】
まず、下流側配管３にガスを充填したときの圧力の時間変化について、図２を参照しながら説明する。図２において、横軸は時間Ｔを示し、縦軸は下流側配管３の圧力Ｐを示している。ここで、ガスを充填するために双方向弁６を開状態にすると、時間Ｔとともに下流側配管３の圧力Ｐが上昇し振動が起こる。図２において、点線は下流側配管３が小さい場合を示し、実線は下流側配管が大きい場合を示す。図２から分かるように、下流側配管３の容量が小さい点線の場合には、圧力振動の振幅が大きく、下流側配管３の容量が大きい場合には、圧力振動の振幅が小さい。
【００１３】
次に、動作について説明する。まず、初期圧（残留圧）をある一定値に固定する（例えば初期圧＝０mmH2O ）。そして、下流側配管３にガスを充填するときの圧力を圧力測定部１１で計測し、振動振幅算出部１２に圧力測定部１１の信号が入力される。振動振幅算出部１２では、この信号を元に図２に示す圧力振動の振幅が求められる。
【００１４】
その結果、図２に示すように、下流側配管３の容量が小さい点線に対応する振幅Ａ1 や、下流側配管３の容量が大きい実線に対応する振幅Ｂ1 が求められる。
【００１５】
容量判定部１３は、この振幅Ａ1 やＢ1 をもとに下流側配管３の容量を推定する。振幅が大きいときには配管容量が小さいと判定し、振幅が小さいときには配管容量が大きいと判定する。
【００１６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図３、図４を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００１７】
図３において、配管容量推定装置１０は、圧力測定部１１からの信号をもとにガス充填時の圧力値の移動平均処理を行なう移動平均処理部１４を備え、振動振幅算出部１２は移動平均処理部１４からの信号をもとにガス充填時に生じる圧力振動の振幅を算出し、容量判定部１３は振動振幅算出部１２からの信号に基づいてガス配管を推定する。
【００１８】
図４において、横軸は時間Ｔを示し、縦軸は移動平均処理部１４の出力を示している。これは、図２の圧力Ｐを移動平均したものである。図２と同様に、図４において、点線は下流側配管３の容量が小さい場合を示し、実線は下流側配管３の容量が大きい場合を示す。
【００１９】
次に、動作について説明する。まず、初期圧（残留圧）をある一定値に固定する（例えば初期圧＝０mmH2O ）。そして、下流側配管３にガスを充填するときの圧力を圧力測定部１１で計測し、移動平均処理部１４が圧力測定部１１で測定した圧力値の移動平均処理を行なう。移動平均値とは、ｔ番目の移動平均値をＦt 、ｔ番目のデータをＡt 、データ数をｎとした場合、
Ｆt ＝（Ａt ＋Ａt-1 ＋・・・Ａt-n+1 ）／ｎ
で表される値であり、移動平均処理とは、ｔ番面のデータをｔ番目の移動平均値で置き換えることである。そして、振動振幅算出部１２では移動平均処理部１４からの信号に基づいて圧力振動の振幅を求める。
【００２０】
その結果、図４に示すように、下流側配管３の容量が小さい点線に対応する振幅Ａ2 や、下流側配管３の容量が大きい実線に対応する振幅Ｂ2 が求められる。
【００２１】
容量判定部１３は、この振幅Ａ2 やＢ2 をもとに下流側配管３の容量を推定する。振幅が大きいときには配管容量が小さいと判定し、振幅が小さいときには配管容量が大きいと判定する。
【００２２】
この実施形態では圧力測定部１１の出力を移動平均処理部１４で移動平均処理を行なっているので、ノイズ等による誤差を低減することができ、より正確な測定が可能となる。
【００２３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について図５、図６を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００２４】
図５において、圧力測定部１１からの信号をもとにガス充填時に生じる圧力振動の振幅を算出する振動振幅算出部１２が、圧力振動振幅の極大値極小値を判定する極大値極小値判定手段１２１と、この極大値極小値判定手段１２１の出力信号をもとに振動振幅を算出する振動振幅算出手段１２２とを備え、容量判定部１３は振動振幅算出手段１２２からの信号に基づいてガス配管を推定する。
【００２５】
図６において、横軸は時間Ｔを示し、縦軸は下流側配管３の圧力Ｐを示している。図２と同様に、図６において、点線は下流側配管３の容量が小さい場合を示し、実線は下流側配管３の容量が大きい場合を示す。
【００２６】
次に、動作について説明する。まず、初期圧（残留圧）をある一定値に固定する（例えば初期圧＝０mmH2O ）。そして、下流側配管３にガスを充填するときの圧力を圧力測定部１１で計測し、極大値極小値判定手段１２１により圧力振動の極大値極小値が判定される。その後、これら圧力振動の極大値極小値の信号をもとに振動振幅算出手段１２２で振動振幅が算出される。
【００２７】
その結果、図６に示すように、下流側配管３の容量が小さい点線に対応する振幅Ａ3 や、下流側配管３の容量が大きい実線に対応する振幅Ｂ3 が求められる。
【００２８】
容量判定部１３は、この振幅Ａ3 やＢ3 をもとに下流側配管３の容量を推定する。振幅が大きいときには配管容量が小さいと判定し、振幅が小さいときには配管容量が大きいと判定する。
【００２９】
この実施形態では圧力測定部１１で測定した圧力変化の傾き等を判断し、圧力変化の極大値極小値を判定し、それらの信号をもとに振動振幅を判定するので、高精度の振幅判定ができ、高精度の容量推定が可能となる。
【００３０】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について図７、図８を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００３１】
図７において、圧力測定部１１からの信号をもとにガス充填時に生じる圧力振動の振幅を算出する振動振幅算出部１２が、圧力振動振幅の最大値最小値を判定する最大値最小値判定手段１２３と、この最大値最小値判定手段１２３の出力信号をもとに振動振幅を算出する振動振幅算出手段１２２とを備え、容量判定部１３は振動振幅算出手段１２２からの信号に基づいてガス配管を推定する。
【００３２】
図８において、横軸は時間Ｔを示し、縦軸は下流側配管３の圧力Ｐを示している。図２と同様に、図８において、点線は下流側配管３の容量が小さい場合を示し、実線は下流側配管３の容量が大きい場合を示す。
【００３３】
次に、動作について説明する。まず、初期圧（残留圧）をある一定値に固定する（例えば初期圧＝０mmH2O ）。そして、下流側配管３にガスを充填するときの圧力を圧力測定部１１で計測し、最大値最小値判定手段１２３により圧力振動の最大値最小値が判定される。ここで、最大値とは、ある期間の中の最大の圧力値であり、最小値とはある期間の最小の圧力値である。つまり、この最大値最小値判定手段１２３では、圧力値を計測し、圧力変化の傾き等は計測せずに、単に圧力値の大小を判断して最大値最小値を判定している。そして、最大値最小値判定手段１２３ではまず圧力振動の第１最大値が判定される。その後圧力が下がり始めると、次に圧力振動の第１最小値が判定される。そして、これら第１最大値及び第１最小値の信号が振動振幅算出手段１２２に出力されて振動振幅が算出される。
【００３４】
その結果、図８に示すように、下流側配管３の容量が小さい点線に対応する振幅Ａ4 や、下流側配管３の容量が大きい実線に対応する振幅Ｂ4 が求められる。
【００３５】
容量判定部１３は、この振幅Ａ4 やＢ4 をもとに下流側配管３の容量を推定する。振幅が大きいときには配管容量が小さいと判定し、振幅が小さいときには配管容量が大きいと判定する。
【００３６】
この実施形態では、圧力振動の傾き等を判断しなければならない極大値極小値判定手段１２１のような複雑な構成のものを用いなくても最大値最小値保持機能だけもった最大値最小値判定手段１２３のみで振動振幅を判定することができ、装置を簡素化することができ、コスト低下を図ることができる。
【００３７】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について図９、図１０を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００３８】
図９において、配管容量推定装置１０は、双方向弁６を開栓する前の下流側配管３の配管内圧力値、及びガス充填後圧力振動が無くなった後の下流側配管３の配管内圧力値すなわちガス供給圧を圧力測定部１１から受信する初期圧供給圧判定部１５を備え、容量判定部１３は振動振幅算出部１２から出力される振動振幅と、初期圧供給圧判定部１５から出力される下流側配管３の初期圧及び供給圧により下流側配管３の容量を推定する。
【００３９】
次に、動作について説明する。まず、下流側配管３にガスを充填する直前の下流側配管３の初期圧を圧力測定部１１で計測し、初期圧供給圧判定部１５に入力する。そして、下流側配管３にガスを充填しこのときの圧力を圧力測定部１１で計測し、振動振幅算出部１２に圧力測定部１１の信号が入力される。振動振幅算出部１２でこの信号をもとに圧力振動の振幅が求められる。そして、圧力振動が収まったところで、再び下流側配管３の圧力すなわち供給圧を計測し、この信号を初期圧供給圧判定部１５に入力する。そして、容量判定部１３では振動振幅算出部１２の出力信号と、初期圧供給圧判定部１５の出力信号の２種類の信号をもとに図１０に示すグラフから配管容量が求められる。
【００４０】
このグラフは、横軸に供給圧と初期圧の圧力差（供給圧−初期圧）を示し、縦軸は下流側配管３の圧力振動振幅を示している。図中、Ｃ、Ｄ、Ｅはそれぞれ下流側配管３の容量が小、中、大の場合を示している。このグラフより、供給圧と初期圧の圧力差と振動振幅が決まれば、下流側配管３の容量が一意的に決まることが分かる。つまり、初期圧と供給圧と振動振幅が分かれば下流側配管３の初期圧（残留圧）、及び供給圧をある特定の値に設定しなくても、下流側配管３の容量を推定することができる。
【００４１】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について図１１を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００４２】
図１１において、配管容量推定装置１０は、圧力測定部１１からの信号をもとにガス充填時の圧力値の移動平均処理を行なう移動平均処理部１４と、双方向弁６を開栓する前の下流側配管３の配管内圧力値、及びガス充填後圧力振動が無くなった後の下流側配管３の配管内圧力値すなわちガス供給圧を圧力測定部１１から受信する初期圧供給圧判定部１５とを備え、振動振幅算出部１２は移動平均処理部１４からの信号をもとにガス充填時に生じる圧力振動の振幅を算出し、容量判定部１３は振動振幅算出部１２から出力される振動振幅と、初期圧供給圧判定部１５から出力される下流側配管３の初期圧及び供給圧により下流側配管３の容量を推定する。
【００４３】
次に、動作について説明する。まず、下流側配管３にガスを充填する直前の下流側配管３の初期圧を圧力測定部１１で計測し、初期圧供給圧判定部１５に入力する。そして、下流側配管３にガスを充填しこのときの圧力を圧力測定部１１で計測し、移動平均処理部１４が圧力測定部１１で測定した圧力値の移動平均処理を行なう。振動振幅算出部１２では、移動平均処理部１４からの信号に基づいて圧力振動の振幅が求められる。そして、圧力振動が収まったところで、再び下流側配管３の圧力すなわち供給圧を計測し、この信号を初期圧供給圧判定部１５に入力する。そして、容量判定部１３では振動振幅算出部１２の出力信号と、初期圧供給圧判定部１５の出力信号の２種類の信号をもとに供給圧と初期圧の圧力差と振動振幅の関係が求められ、下流側配管３の容量が推定される。
【００４４】
本発明の第１の実施形態から第６の実施形態によれば、配管容量推定装置１０内の圧力測定部１１と振動振幅算出部１２と容量判定部１３と移動平均処理部１４と初期圧供給圧判定部１５を適切に組合せ、下流側配管３をガスで充填するときに生じる圧力の振動の振幅をもとに配管容量を推定するので、簡易な方法により短時間で下流側配管３の容量を推定できる。
【００４５】
また、従来のガスメータ内で使用されている圧力センサを流用すれば、ソフトウェアの変更を行なうだけで下流側配管３の容量の推定を行なうことができるので、低コストで下流側配管３の容量の推定が可能となる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の配管容量推定装置によれば、圧力測定部と、振動振幅算出部と、容量判定部とを備え、下流側配管をガスで充填するときに生じる圧力振動の振幅をもとに配管容量を推定するので、簡易な方法により短時間で下流側配管の容量を推定することができ、またガス配管容量の推定を自動的に行い、配管容量の設定にまつわる工数を減らし、人件費を削減することができ、また従来のガスメータ内で使用されている圧力センサを流用すれば、ソフトウェアの変更を行なうだけで配管容量の推定を行なうことができ、短時間に低コストで配管容量の推定が可能となる等の効果を発揮する。
【００４７】
また、測定圧力値の移動平均処理を行なう移動平均処理部を設けることによりノイズ等による誤差を低減して、より正確な測定を行なうようにできる。
【００４８】
また、極大値極小値判定部を設けて極大値極小値から求めた振動振幅からガス配管容量を推定することにより、圧力変化の傾き等から極大値極小値を求めて振動振幅を判定するため、高精度の振幅判定ができ、高精度の容量推定が可能となる。
【００４９】
また、最大値最小値判定部を設けて最大値最小値から求めた振動振幅からガス配管容量を推定することにより、最大値最小値保持機能だけで振動振幅を判定できて装置を簡素化できる。
【００５０】
また、初期圧供給圧測定部を設けてこの初期圧供給圧測定部及び振動振幅算出部からの信号に基づいてガス配管の容量を推定することにより、配管の初期圧及び供給圧をある特定の値に設定しなくても配管容量を推定できる。
【００５１】
また、移動平均処理部と初期圧供給圧測定部を設けることにより、配管の初期圧及び供給圧をある特定の値に設定することなく、かつノイズ等による誤差を低減してより正確な測定を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の配管容量推定装置のブロック構成図である。
【図２】同実施形態におけるガス充填時の圧力の時間経過を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の配管容量推定装置のブロック構成図である。
【図４】同実施形態におけるガス充填時の移動平均処理部の出力の時間経過を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の配管容量推定装置のブロック構成図である。
【図６】同実施形態におけるガス充填時の圧力の時間経過を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態の配管容量推定装置のブロック構成図である。
【図８】同実施形態におけるガス充填時の圧力の時間経過を示す図である。
【図９】本発明の第５の実施形態の配管容量推定装置のブロック構成図である。
【図１０】同実施形態における供給圧と初期圧の圧力差と圧力振幅と配管容量の関係を示す図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態の配管容量推定装置のブロック構成図である。
【図１２】従来例のガス漏洩検出装置のブロック構成図である。
【符号の説明】
３  下流側配管
１０  配管容量推定装置
１１  圧力測定部
１２  振動振幅算出部
１２１  極大値極小値判定手段
１２２  振動振幅算出手段
１２３  最大値最小値判定手段
１３  容量判定部
１４  移動平均処理部
１５  初期圧供給圧測定部
【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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