(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲を予め記憶する音速記憶部と、
前記音速演算部により算出された前記音速と前記音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部とを備え、前記比較部による比較結果に応じて前記流路を流れるガスの種類を特定するガス種判別システム。
【請求項２】
流路と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲を予め記憶する音速記憶部と、
前記音速演算部により算出された前記音速と前記音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部とを備え、前記比較部による比較結果に応じて前記流路を流れるガスの種類を特定するガス種判別システム。
【請求項３】
流路と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲を予め記憶する音速記憶部と、
前記音速演算部により算出された前記音速と前記音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に応じて前記流路を流れるガスの種類を特定して、特定されたガス種に起因する流量補正係数を設定する流量補正係数設定部と、
前記超音波計測部からの信号と前記流量補正係数とに基づいて、前記流路を流れる前記ガスの流量を算出する流量演算部と
を備えたガス種判別システム。
【請求項４】
流路と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲を予め記憶する音速記憶部と、
前記音速演算部により算出された前記音速と前記音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に応じて前記流路を流れるガスの種類を特定して、特定されたガス種に起因する流量補正係数を設定する流量補正係数設定部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号と前記流量補正係数とに基づいて、前記流路を流れる前記ガスの流量を算出する流量演算部と
を備えたガス種判別システム。
【請求項５】
流路と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲を予め記憶する音速記憶部と、
前記音速演算部により算出された前記音速と前記音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部と、
前記流路において前記超音波計測部より上流側に配置された開閉弁と、
前記比較部による比較結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部と、を備えたガス種判別システム。
【請求項６】
流路と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲を予め記憶する音速記憶部と、
前記音速演算部により算出された前記音速と前記音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部と、
前記流路において前記超音波計測部より上流側に配置された開閉弁と、
前記比較部による比較結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部と、を備えたガス種判別システム。
【請求項７】
流路と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
所定の音速を予め記憶する音速記憶部と、
前記音速演算部により算出された前記音速と前記音速記憶部に予め記憶された前記所定の音速とを比較する比較部と、
前記流路に配置された開閉弁と、
前記比較部による比較結果に応じて、安全基準を設定する安全基準設定部と、
前記安全基準が満たされているか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部と
をさらに備えているガス種判別システム。
【請求項８】
流路と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
所定の音速を予め記憶する音速記憶部と、
前記音速演算部により算出された前記音速と前記音速記憶部に予め記憶された前記所定の音速とを比較する比較部と、
前記流路に配置された開閉弁と、
前記比較部による比較結果に応じて、安全基準を設定する安全基準設定部と、
前記安全基準が満たされているか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部と
をさらに備えているガス種判別システム。
【請求項９】
流路と、
前記流路に配置された温度計測部と、
前記温度計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの温度を算出する温度演算部と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲と温度との関係を予め記憶する温度・音速記憶部と、
前記温度演算部により算出された前記温度と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の温度とを比較し、前記音速演算部により算出された前記音速と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部とを備え、前記比較部による比較結果に応じてガスの種類を特定するガス種判別システム。
【請求項１０】
流路と、
前記流路に配置された温度計測部と、
前記温度計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの温度を算出する温度演算部と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲と温度との関係を予め記憶する温度・音速記憶部と、
前記温度演算部により算出された前記温度と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の温度とを比較し、前記音速演算部により算出された前記音速と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部とを備え、前記比較部による比較結果に応じてガスの種類を特定するガス種判別システム。
【請求項１１】
流路と、
前記流路に配置された温度計測部と、
前記温度計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの温度を算出する温度演算部と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲と温度との関係を予め記憶する温度・音速記憶部と、
前記温度演算部により算出された前記温度と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の温度とを比較し、前記音速演算部により算出された前記音速と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に応じて、ガス種に起因する流量補正係数を設定する流量補正係数設定部と、
前記超音波計測部からの信号と前記流量補正係数とに基づいて、前記流路を流れる前記ガスの流量を算出する流量演算部と
を備えたガス種判別システム。
【請求項１２】
流路と、
前記流路に配置された温度計測部と、
前記温度計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの温度を算出する温度演算部と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲と温度との関係を予め記憶する温度・音速記憶部と、
前記温度演算部により算出された前記温度と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の温度とを比較し、前記音速演算部により算出された前記音速と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部と、
前記比較部による比較結果に応じて、ガス種に起因する流量補正係数を設定する流量補正係数設定部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号と前記流量補正係数とに基づいて、前記流路を流れる前記ガスの流量を算出する流量演算部と
を備えたガス種判別システム。
【請求項１３】
流路と、
前記流路に配置された温度計測部と、
前記温度計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの温度を算出する温度演算部と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲と温度との関係を予め記憶する温度・音速記憶部と、
前記温度演算部により算出された前記温度と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の温度とを比較し、前記音速演算部により算出された前記音速と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部と、
前記流路において前記計測部より上流側に配置された開閉弁と、
前記比較部による比較結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部と、
を備えたガス種判別システム。
【請求項１４】
流路と、
前記流路に配置された温度計測部と、
前記温度計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの温度を算出する温度演算部と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲と温度との関係を予め記憶する温度・音速記憶部と、
前記温度演算部により算出された前記温度と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の温度とを比較し、前記音速演算部により算出された前記音速と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部と、
前記流路において前記計測部より上流側に配置された開閉弁と、
前記比較部による比較結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部と、
を備えたガス種判別システム。
【請求項１５】
流路と、
前記流路に配置された温度計測部と、
前記温度計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの温度を算出する温度演算部と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
所定の温度と所定の音速を予め記憶する温度・音速記憶部と、
前記温度演算部により算出された前記温度と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の温度とを比較し、前記音速演算部により算出された前記音速と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の音速とを比較する比較部と、
前記流路に配置された開閉弁と、
前記比較部による比較結果に応じて、安全基準を設定する安全基準設定部と、
前記安全基準が満たされているか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部と
をさらに備えている、ガス種判別システム。
【請求項１６】
流路と、
前記流路に配置された温度計測部と、
前記温度計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの温度を算出する温度演算部と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの複数回の計測信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
所定の温度と所定の音速を予め記憶する温度・音速記憶部と、
前記温度演算部により算出された前記温度と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の温度とを比較し、前記音速演算部により算出された前記音速と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の音速とを比較する比較部と、
前記流路に配置された開閉弁と、
前記比較部による比較結果に応じて、安全基準を設定する安全基準設定部と、
前記安全基準が満たされているか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部と
をさらに備えている、ガス種判別システム。
【請求項１７】
流路と、
前記流路に配置された温度計測部と、
前記温度計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの第１温度および第２温度を算出する温度演算部と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れる前記ガスの第１音速および第２音速を算出する音速演算部と、
所定の温度と所定の音速とを予め記憶する温度・音速記憶部と、
前記温度演算部により算出された前記第１温度および第２温度と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の温度とを比較し、前記音速演算部により算出された前記第１音速および第２音速と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の音速とを比較する比較部と
を備えたガス種判別システム。
【請求項１８】
前記ガス種判別システムは、
前記比較部による比較結果に応じて、流量補正係数を設定する流量補正係数設定部と、
前記超音波計測部からの前記信号と前記流量補正係数とに基づいて、前記流路を流れる前記ガスの流量を算出する流量演算部と、
をさらに備えている、請求の範囲第１７項に記載のガス種判別システム。
【請求項１９】
前記ガス種判別システムは、
前記流路に配置された開閉弁と、
前記比較部による比較結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部と
をさらに備えている、請求の範囲第１７項に記載のガス種判別システム。
【請求項２０】
前記ガス種判別システムは、
前記流路に配置された開閉弁と、
前記比較部による比較結果に応じて、安全基準を設定する安全基準設定部と、
前記安全基準が満たされているか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部と
をさらに備えている、請求の範囲第１７項に記載のガス種判別システム。
【請求項２１】
流路と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
所定の音速を予め記憶する音速記憶部と、
前記音速演算部により算出された前記音速と前記音速記憶部に予め記憶された前記所定の音速とを比較する比較部と
を備え、
前記音速演算部によって算出された前記ガスの音速に基づいて、前記ガスの温度を推定し、前記推定された温度に基づいて、前記流量演算部によって算出された前記ガスの流量を補正する、流量計測装置。
【請求項２２】
前記流路に配置された圧力センサをさらに備え、前記ガスの流量を圧力補正することにより、前記ガスの質量流量を算出する、請求の範囲第２１項に記載の流量計測装置。
【請求項２３】
流路と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
所定の音速を予め記憶する音速記憶部と、
前記音速演算部により算出された前記音速と前記音速記憶部に予め記憶された前記所定の音速とを比較する比較部と
を備え、
前記流路に配置された開閉弁と、
前記比較部による比較結果に応じて、安全基準を設定する安全基準設定部と、
前記安全基準が満たされているか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部と
をさらに備えている、ガス種判別システム。
【請求項２４】
流路と、
前記流路に配置された温度計測部と、
前記温度計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの温度を算出する温度演算部と、
前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、
前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、
所定の温度と所定の音速とを予め記憶する温度・音速記憶部と、
前記温度演算部により算出された前記温度と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の温度とを比較し、前記音速演算部により算出された前記音速と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の音速とを比較する比較部と
を備え、
前記流路に配置された開閉弁と、
前記比較部による比較結果に応じて、安全基準を設定する安全基準設定部と、
前記安全基準が満たされているか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部とをさらに備えている、ガス種判別システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、流路を流れるガス種を判別し、そのガス種に適合した条件を自動的に設定するガス種判別システムに関する。
【０００２】
（背景技術）
従来、流量計測装置において、流量計の故障を診断するためにガスの音速を利用する方法が知られている。そのような方法は、例えば、特開平８−３０４１３５号公報に記載されている。
【０００３】
図１は、特開平８−３０４１３５号公報に記載の流量計測装置の構成を示す。
【０００４】
図１に示されるように、流量計測装置は、超音波計測部１と、音速演算部２と、音速設定部３と、温度測定部４と、音速演算部５と、比較部６とを含む。
【０００５】
図１に示される例では、超音波計測部１によって計測されるガスの種類が予めわかっていることが前提となる。
【０００６】
音速演算部２は、超音波計測部１から出力される信号に基づいて音速を演算する。音速演算部２によって演算された音速は、比較部６に出力される。音速演算部５は、温度計測部４から出力される温度信号に基づいて、音速設定部３に予め設定されている音速を温度補正する。音速演算部５によって温度補正された音速は、比較部６に出力される。比較部６は、音速演算部２から出力された音速と音速演算部５から出力された音速とを比較する。比較部６による比較結果に応じて、超音波計測部１が故障しているか否かが診断される。
【０００７】
このように、従来のシステムは、ガスの種類が既知であるという前提の下で、流量計測装置が故障しているか否か診断する。従来のシステムは、ガスの種類を判別しない。また、従来のシステムは、ガスの種類に応じて条件設定を行わない。
【０００８】
本発明は、流路を流れるガス種を判別し、そのガス種に適合した条件を自動的に設定するガス種判別システムを提供することを目的とする。
【０００９】
（発明の開示）
本発明のガス種判別システムは、流路と、前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲を予め記憶する音速記憶部と、前記音速演算部により算出された前記音速と前記音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部とを備え、前記比較部による比較結果に応じて前記流路を流れるガスの種類を特定するものであり、これにより、上記目的が達成される。
【００１０】
前記ガス種判別システムは、前記比較部による比較結果に応じて、流量補正係数を設定する流量補正係数設定部と、前記超音波計測部からの前記信号と前記流量補正係数とに基づいて、前記流路を流れる前記ガスの流量を算出する流量演算部とをさらに備えていてもよい。
【００１１】
前記ガス種判別システムは、前記流路に配置された開閉弁と、前記比較部による比較結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部とをさらに備えていてもよい。
【００１２】
前記ガス種判別システムは、前記流路に配置された開閉弁と、前記比較部による比較結果に応じて、安全基準を設定する安全基準設定部と、前記安全基準が満たされているか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部とをさらに備えていてもよい。
【００１３】
本発明の他のガス種判別システムは、流路と、前記流路に配置された温度計測部と、前記温度計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの温度を算出する温度演算部と、前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの流量を算出する流量演算部と、前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの音速を算出する音速演算部と、ガス種毎に特定されるガス内の音速の範囲と温度との関係を予め記憶する温度・音速記憶部と、前記温度演算部により算出された前記温度と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の温度とを比較し、前記音速演算部により算出された前記音速と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記ガス種毎の音速の範囲とを比較する比較部とを備え、前記比較部による比較結果に応じてガスの種類を特定するものであり、これにより、上記目的が達成される。
【００１４】
前記ガス種判別システムは、前記比較部による比較結果に応じて、流量補正係数を設定する流量補正係数設定部と、前記超音波計測部からの前記信号と前記流量補正係数とに基づいて、前記流路を流れる前記ガスの流量を算出する流量演算部とをさらに備えていてもよい。
【００１５】
前記ガス種判別システムは、前記流路に配置された開閉弁と、前記比較部による比較結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部とをさらに備えていてもよい。
【００１６】
前記ガス種判別システムは、前記流路に配置された開閉弁と、前記比較部による比較結果に応じて、安全基準を設定する安全基準設定部と、前記安全基準が満たされているか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部とをさらに備えていてもよい。
【００１７】
本発明の他のガス種判別システムは、流路と、前記流路に配置された温度計測部と、前記温度計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れるガスの第１温度および第２温度を算出する温度演算部と、前記流路に配置され、一対の超音波振動子を含む超音波計測部と、前記超音波計測部からの信号に基づいて、前記流路を流れる前記ガスの第１音速および第２音速を算出する音速演算部と、所定の温度と所定の音速とを予め記憶する温度・音速記憶部と、前記温度演算部により算出された前記第１温度および第２温度と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の温度とを比較し、前記音速演算部により算出された前記第１音速および第２音速と前記温度・音速記憶部に予め記憶された前記所定の音速とを比較する比較部とを備えており、これにより、上記目的が達成される。
【００１８】
前記ガス種判別システムは、前記比較部による比較結果に応じて、流量補正係数を設定する流量補正係数設定部と、前記超音波計測部からの前記信号と前記流量補正係数とに基づいて、前記流路を流れる前記ガスの流量を算出する流量演算部とをさらに備えていてもよい。
【００１９】
前記ガス種判別システムは、前記流路に配置された開閉弁と、前記比較部による比較結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部とをさらに備えていてもよい。
【００２０】
前記ガス種判別システムは、前記流路に配置された開閉弁と、前記比較部による比較結果に応じて、安全基準を設定する安全基準設定部と、前記安全基準が満たされているか否かを判定する判定部と、前記判定部による判定結果に応じて、前記開閉弁を制御する制御部とをさらに備えていてもよい。
【００２１】
（発明を実施するための最良の形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１のガス種判別システムの構成を示す。
【００２２】
図２に示されるように、ガス種判別システムは、流路７と、流路７に配置された超音波計測部８と、超音波計測部８から出力された信号を演算する演算部９とを含む。
【００２３】
演算部９は、音速演算部１０と、比較部１１と、音速記憶部１２と、流量演算部１３と、流量補正係数設定部１４とを含む。
【００２４】
次に、ガス種判別システムの動作、作用を説明する。
【００２５】
音速演算部１０は、超音波計測部８から出力される信号に基づいて音速を演算する。比較部１１は、音速演算部１０によって演算された音速と音速記憶部１２に予め記憶されている音速とを比較する。比較部１１による比較結果に応じて、ガスの種類が特定される。その特定されたガスの種類に対応する流量補正係数が流量補正係数設定部１４によって設定される。流量演算部１３は、流量補正係数設定部１４によって設定された流量補正係数を用いて、超音波計測部８から出力される信号に基づいて流量を演算する。
【００２６】
図３は、図２に示される超音波計測部８の構成を示す。
【００２７】
超音波計測部８は、流路７を挟んで配置される一対の超音波振動子１７、１８と、送信部１９と、受信部２０と、切替部２１と、切替制御部２２と、計時部２３とを含む。
【００２８】
次に、図３を参照して超音波計測部８の詳細を説明する。
【００２９】
まず、流路７を流れるガスの流量を測定する方法を説明する。切替部２１は、端子Ａ〜Ｄを有している。切替部２１における端子Ａ〜Ｄの接続関係の変更は、切替制御部２２によって制御され得る。
【００３０】
最初、切替部２１の端子Ｂは端子Ｃに接続されており、切替部２１の端子Ａは端子Ｄに接続されている。この場合、送信部１９から送信された信号は、切替部２１の端子Ｃ、端子Ｂを経由して超音波振動子１７に入力される。超音波振動子１７から出力される超音波は、流路７をよこぎって超音波振動子１８に到達する。超音波振動子１８から出力される信号は、切替部２１の端子Ａ、端子Ｄを経由して受信部２０によって受信される。
【００３１】
送信部１９は、信号を切替部２１を介して超音波振動子１７に送信すると同時にその信号を計時部２３にも出力する。受信部２０は、超音波振動子１８から切替部２１を介して信号を受信すると同時にその受信された信号を計時部２３に出力する。これらの信号の時間差が計時部２３によって計測される。これにより、超音波振動子１７から出力された超音波が流路７をよこぎって超音波振動子１８に到達するまでの経過時間（Ｔ１）が得られる。
【００３２】
次に、切替部２１における端子Ａ〜Ｄの接続関係が変更される。すなわち、切替部２１の端子Ａは端子Ｃに接続され、切替部２１の端子Ｂは端子Ｄに接続される。これにより、超音波振動子１８から出力された超音波が流路７をよこぎって超音波振動子１７に到達するまでの経過時間（Ｔ２）が得られる。
【００３３】
流路７を流れるガスの流量は、このようにして測定された経過時間Ｔ１、Ｔ２を用いて以下の演算式に従って算出される。
【００３４】
ここで、測定すべきガスの流れと超音波伝搬経路Ｐとのなす角をθとし、超音波振動子１７と超音波振動子１８との間の距離をＬとし、ガスの音速をｃとする。
【００３５】
経過時間Ｔ１、Ｔ２は、式（１）および式（２）に従って算出される。
【００３６】
Ｔ１＝Ｌ／（ｃ＋ｖ（ｃｏｓθ））    （１）
Ｔ２＝Ｌ／（ｃ−ｖ（ｃｏｓθ））    （２）
式（１）および式（２）から音速ｃを消去することにより、流速ｖが式（３）に従って算出される。
【００３７】
ｖ＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）（（１／Ｔ１）−（１／Ｔ２））    （３）
流量Ｑは、式（４）に従って算出される。
【００３８】
Ｑ＝ｋｖＳ    （４）
式（４）において、ｋは平均流速を求めるための補正係数であり、Ｓは流路７の断面積である。ここでは、ｋを流量補正係数と呼ぶ。
【００３９】
式（１）および式（２）から流速ｖを消去することにより、音速ｃが式（５）に従って算出される。
【００４０】
ｃ＝（Ｌ／２ｃｏｓθ）（（１／Ｔ１）＋（１／Ｔ２））    （５）
なお、ここでは、流路７の上流側から下流側に超音波を送信し、流路７の下流側から上流側に超音波を送信するという、１回ずつの計測で経過時間Ｔ１、Ｔ２を求める方法を示したが、計測の精度を上げるため、送受信に際して、何度も繰返して行うシングアラウンドという方法を採用することもある。この場合、経過時間Ｔ１、Ｔ２として複数回の計測時間の平均値を採用すればよい。
【００４１】
図４は、図２および図３に示される演算部９によって実行される処理の手順を示す。
【００４２】
図４において、参照番号２４は開始命令、参照番号２５は音速計算命令、参照番号２６は音速比較命令、参照番号２８はガス種特定命令、参照番号２９は流量補正係数設定命令、参照番号３０は流量算出命令、参照番号３１はインターバル設定命令をそれぞれ示す。
【００４３】
音速計算命令２５が音速演算部１０（図２）に相当し、音速比較命令２６は比較部１１（図２）に相当し、流量補正係数設定命令２９は流量補正係数設定部１４（図２）に相当し、流量算出命令３０は流量演算部１３（図２）に相当する。
【００４４】
図４に示されるように、開始命令２４により、プログラムが開始する。音速計算命令２５により、式（５）に従って、流路７を流れるガスの音速が算出される。次に、音速比較命令２６により、音速記憶部１２に予め記憶された各種の音速値と音速計算命令２５により算出された音速値とが比較される。ガス種特定命令２８により、音速比較命令２６による比較結果に基づいてガス種が特定される。
【００４５】
流量補正係数設定命令２９により、特定されたガス種に対応する流量補正係数が設定される。流量算出命令３０により、式（３）に従って算出された流速ｖと、断面積Ｓと、流量補正係数設定命令２９によって設定された流量補正係数ｋとを用いて、式（４）に従って、特定されたガス種に対応する流量が算出される。
【００４６】
上記プロセスは、インターバル設定命令３１によって設定された時間が経過した後に繰り返される。このプロセスにおいて、ガス種が変更されると、その変更されたガス種に対応する流量が算出されることになる。
【００４７】
図５は、ガス種と音速との関係を示す。ガスのなかには、その種類により音速の範囲が明確に区別され得るものが存在する。例えば、図５に示されるガスＡ、ガスＢおよびガスＣは、音速を算出することによって明確に区別され得る。これらのガス種と音速の範囲との関係は、例えば、式またはテーブルの形式で保持され得る。本実施の形態では、この関係は、音速記憶部１２に記憶されている。
【００４８】
例えば、音速計算命令２５により算出された音速ｃが以下の式を満たす場合には、流路７を流れるガスはガスＡであると特定される。
【００４９】
Ｖ１  ＜  ｃ  ＜  Ｖ２
図６は、ガス種と流量補正係数との関係を示す。
【００５０】
ガス種が異なると、そのガスの物性の違いにより、同じ流量でも流速分布形状が異なる。図６に示すごとく、測定された流速ｖと断面積Ｓの積より求めた流量（ｖＳ）に対する流量補正係数ｋはガス種により異なる。
【００５１】
以上に示したように、音速を算出してガス種を特定することにより、ガス種に対応した流量を算出することができる。これにより、ガス種に応じた各種設定を行うことが可能になる。例えば、都市ガス、空気、プロパンガスの音速域は、それぞれ異なるため、上記のような方法に従ってガス種を判別し、そのガス種に対応する流量を算出することが可能である。このような構成を有するガスメータを作成することにより、ガス種を問わない、ユニバーサルなガスメータを実現することが可能になる。
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２のガス種判別システムの構成を示す。
【００５２】
図７に示されるように、ガス種判別システムは、流路７と、流路７に配置された超音波計測部８と、超音波計測部８から出力された信号を演算する演算部９と、流路７に配置された開閉弁３２と、開閉弁３２を制御する制御部３３とを含む。開閉弁３２は、超音波計測部８より流路７の下流に設けられている。
【００５３】
演算部９は、図２に示される構成要素に加えて、異常判断部３４をさらに含む。異常判断部３４は、流路７を異常なガスが流れているか否かを判断する。例えば、流路７を流れるべきガス種（例えば、ガス種Ａ）と流路７を実際に流れているガス種（例えば、ガス種Ｂ）とが異なる場合には、異常判断部３４は、「流路７を異常なガスが流れている」と判断する。流路７を流れるべきガス種は、例えば、異常判断部３４に保持されている。流路７を実際に流れているガス種は、比較部１１による比較結果に応じて特定される。
【００５４】
なお、実施の形態２において、実施の形態１における構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００５５】
図８は、演算部９によって実行される処理の手順を示す。
【００５６】
図８において、参照番号３５は開始命令、参照番号３６は音速計算命令、参照番号３７は音速比較命令、参照番号３９はガス種特定命令、参照番号４０は異常判断命令、参照番号４１はインターバル設定命令、参照番号４２は弁閉止命令をそれぞれ示す。
【００５７】
いま、ガスＡが流路７を流れるべきであるところ、実際にはガスＢが流路７を流れていると仮定する。
【００５８】
図８に示されるように、開始命令３５により、プログラムが開始する。音速計算命令３６により、式（５）に従って、流路７を流れるガスの音速が算出される。次に、音速比較命令３７により、音速記憶部１２に予め記憶された各種の音速値と音速計算命令３６により算出された音速値とが比較される。ガス種特定命令３９により、音速比較命令３７による比較結果に基づいてガス種が特定される。
【００５９】
例えば、音速計算命令３６により算出された音速ｃが以下の式を満たす場合には、流路７を流れるガスはガスＢであると特定される。
【００６０】
Ｖ２  ＜  ｃ  ＜  Ｖ３
この場合、流路７をガスＡが流れるべきところをガスＢが流れたのであるから、異常判断命令４０により「流路７を異常なガスが流れている」と判断され、弁閉止命令４２が実行される。その結果、開閉弁３２が閉止される。
【００６１】
流路７を流れるガスがガスＡであると特定された場合には、異常判断命令４０により「流路７を正常なガスが流れている」と判断される。インターバル設定命令４１によって設定された時間が経過した後、上記のプロセスが繰り返し実行される。
【００６２】
以上に示したように、音速を算出してガス種を特定することにより、指定したガス以外のガスが流れた場合には、ガスを瞬時に遮断して安全を確保することができる。
（実施の形態３）
図９は、本発明の実施の形態３のガス種判別システムの構成を示す。
【００６３】
図９に示されるように、ガス種判別システムは、流路７と、流路７に配置された超音波計測部８と、超音波計測部８から出力された信号を演算する演算部９と、流路７に配置された開閉弁３２と、開閉弁３２を制御する制御部３３とを含む。開閉弁３２は、超音波計測部８より流路７の下流に設けられている。
【００６４】
演算部９は、図２に示される構成要素に加えて、安全基準設定部４３と異常判断部４４とをさらに含む。
【００６５】
なお、実施の形態３において、実施の形態１における構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００６６】
図１０は、演算部９によって実行される処理の手順を示す。
【００６７】
図１０において、参照番号４５は開始命令、参照番号４６は音速計算命令、参照番号４７は音速比較命令、参照番号４９はガス種特定命令、参照番号５０は安全基準設定命令、参照番号５１は流量補正係数設定命令、参照番号５２は流量算出命令、参照番号５３は異常判断命令、参照番号５４はインターバル設定命令、参照番号５５は弁閉止命令をそれぞれ示す。
【００６８】
安全基準設定命令５０は安全基準設定部４３（図９）に相当する。
【００６９】
図１０に示されるように、開始命令４５により、プログラムが開始する。音速計算命令４６により、式（５）に従って、流路７を流れるガスの音速が算出される。次に、音速比較命令４７により、音速記憶部１２に予め記憶された各種の音速値と音速計算命令４６により算出された音速値とが比較される。ガス種特定命令４９により、音速比較命令４７による比較結果に基づいてガス種が特定される。
【００７０】
例えば、音速計算命令４６により算出された音速ｃが以下の式を満たす場合には、流路７を流れるガスはガスＢであると特定される。
【００７１】
Ｖ２  ＜  ｃ  ＜  Ｖ３
安全基準設定命令５０により、特定されたガス種に対応する安全基準が設定される。例えば、特定されたガス種がガスＢである場合には、ガスＢを使用する器具ごとの継続使用制限時間が安全基準として設定される。
【００７２】
流量補正係数設定命令５１により、特定されたガス種に対応する流量補正係数が設定される。流量算出命令５２により、式（３）に従って算出された流速ｖと、断面積Ｓと、流量補正係数設定命令５１によって設定された流量補正係数ｋとを用いて、式（４）に従って、特定されたガス種に対応する流量が算出される。
【００７３】
流量算出命令５２により算出された流量に基づいて、使用されている器具が推定される。異常判断命令５３により、その器具が安全基準設定命令５０によって設定された安全基準を満たしているか否かが判断される。例えば、その器具の継続使用時間が安全基準設定命令５０によって設定された継続使用制限時間の範囲内にあるか否かが判断される。
【００７４】
その器具が安全基準設定命令５０によって設定された安全基準を満たしていない場合には、異常判断命令５３により「異常使用」であると判断され、弁閉止命令５５が実行される。その結果、開閉弁３２が閉止される。
【００７５】
その器具が安全基準設定命令５０によって設定された安全基準を満たしている場合には、異常判断命令５３により「正常使用」であると判断される。インターバル設定命令５４によって設定された時間が経過した後、上記のプロセスが繰り返し実行される。
【００７６】
図１１は、安全基準の１つの例として、器具毎、ガス種毎に定められた継続使用制限時間の例を示す。このような安全基準は、ガスの安全使用を確保するために定められている。図１１に示される例では、ガスＡを使用する場合における器具ａ、器具ｂおよび器具ｃのそれぞれに対する継続使用制限時間が定められており、ガスＢを使用する場合における器具ａ、器具ｂおよび器具ｃのそれぞれに対する継続使用制限時間が定められている。
【００７７】
以上に示したように、音速を算出してガス種を特定することにより、流路を流れているガス種に対応する安全基準を適用することができる。これにより、ガスの安全使用を確保することができる。
【００７８】
例えば、使用されるガスが都市ガスから、プロパンガスに変更された場合には、ガス種に対応する安全基準が自動的に変更される。これにより、安全性を確保することができる。
【００７９】
また、単にガス種が変わった場合だけでなく、成分ガスが変化した場合にも本発明を適用することができる。例えば、石炭ガス中のＣＯ濃度が変化する場合には、その濃度に対応する安全基準を設定することにより、ＣＯ濃度の変化に対応した安全性を確保することができる。
【００８０】
なお、本発明の実施の形態として、主に燃料ガスへの用途を例に説明したが、本発明が対象とするガスは、これらに限られるものではない。病院では医療用に各種のガスが利用されるが、これらにも前記３つの実施の形態は適用可能である。例えば、酸素と窒素とを識別することにより誤ったガスが供給されたときは瞬時にそのガスの供給を遮断するなどの用途が考えられる。また、半導体製造分野でも各種のガスが利用されるが、これらにも前記３つの実施の形態は適用可能である。
（実施の形態４）
図１２は、本発明の実施の形態４のガス種判別システムの構成を示す。
【００８１】
図１２に示されるように、ガス種判別システムは、流路７と、流路７に配置された超音波計測部８と、流路７に配置された温度計測部５６と、超音波計測部８から出力された信号と温度計測部５６から出力された信号とを演算する演算部９とを含む。
【００８２】
実施の形態４において、実施の形態１における構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【００８３】
図１２において、参照番号８ａは、計測部を示す。計測部８ａは、超音波計測部８と温度計測部５６とを含む。参照番号５７は温度演算部、参照番号５８は比較部、参照番号５９は温度、音速記憶部をそれぞれ示す。
【００８４】
図１３は、図１２に示される計測部８ａの構成を示す。
【００８５】
図１３において、参照番号６０は温度計測部として機能する温度センサを示す。温度センサ６０は、流路７の内部において、超音波振動子１７、１８の近傍に配置されている。
【００８６】
次に、ガス種判別システムの動作、作用を説明する。
【００８７】
図１２において、超音波計測部８からの信号と温度計測部５６からの信号に基づいて、演算部９によって演算が実行される。音速演算部１０によって流路７を流れるガスの音速が算出され、温度演算部５７によって流路７を流れるガスの温度が算出される。音速演算部１０によって算出された音速の値と、温度、音速記憶部５９に予め記憶されている音速の値とが比較部５８によって比較され、温度演算部５７によって算出された温度の値と、温度、音速記憶部５９に予め記憶されている温度の値とが比較部５８によって比較される。比較部５８による比較結果に応じて、ガスの種類が特定される。その特定されたガスの種類に対応する流量補正係数が流量補正係数設定部１４によって設定される。流量演算部１３は、流量補正係数設定部１４によって設定された流量補正係数を用いて、超音波計測部８から出力される信号に基づいて流量を演算する。
【００８８】
超音波計測部８による流量計測の方法は実施の形態１と同様である。従って、ここでは、その説明を省略する。
【００８９】
図１４は、図１２に示される演算部９によって実行される処理の手順を示す。
【００９０】
図１４において、参照番号６１は温度計算命令、参照番号６２は温度、音速比較命令をそれぞれ示す。
【００９１】
温度計算命令６１は温度演算部５７に相当する。温度、音速比較命令６２は比較部５８に相当する。
【００９２】
図１４に示されるように、開始命令２４により、プログラムが開始する。温度計算命令６１により、流路７を流れるガスの温度が算出される。音速計算命令２５により、式（５）に従って、流路７を流れるガスの音速が算出される。次に、温度、音速比較命令６２により、温度、音速記憶部５９に予め記憶された各種の温度値と温度計算命令６１により算出された温度値とが比較され、温度、音速記憶部５９に予め記憶された各種の音速値と音速計算命令２５により算出された音速値とが比較される。ガス種特定命令２８により、温度、音速比較命令６２による比較結果に基づいてガス種が特定される。
【００９３】
流量補正係数設定命令２９により、特定されたガス種に対応する流量補正係数が設定される。流量算出命令３０により、式（３）に従って算出された流速ｖと、断面積Ｓと、流量補正係数設定命令２９によって設定された流量補正係数ｋとを用いて、式（４）に従って、特定されたガス種に対応する流量が算出される。
【００９４】
上記プロセスは、インターバル設定命令３１によって設定された時間が経過した後に繰り返される。このプロセスにおいて、ガス種が変更されると、その変更されたガス種に対応する流量が算出されることになる。
【００９５】
図１５は、ガス種と温度と音速との関係を示す。ガスのなかには、音速だけではガス種を特定することができないが、温度と音速とを組み合わせることによりガス種を特定することができるものがある。例えば、図１５に示されるガスＡおよびガスＢは、温度と音速とを算出することによって明確に区別され得る。図１５に示されるようなガス種と温度と音速との関係は、例えば、式またはテーブルの形式で保持され得る。本実施の形態では、この関係は、温度、音速記憶部５９に記憶されている。
【００９６】
例えば、温度計算命令６１により算出された温度Ｔと音速計算命令２５により算出された音速ｃとが以下の式を満たす場合には、流路７を流れるガスはガスＡであると特定される。
【００９７】
Ｔ＝Ｔ１
ｃ＝Ｖ２
以上に示したように、温度、音速を用いることにより、音速値が比較的近いガスに対してもガス種を特定することが可能になる。
（実施の形態５）
図１６は、本発明の実施の形態５のガス種判別システムの構成を示す。
【００９８】
図１６に示されるように、ガス種判別システムは、流路７と、流路７に配置された超音波計測部８と、流路７に配置された温度計測部６４と、超音波計測部８から出力された信号と温度計測部６４から出力された信号とを演算する演算部９と、流路７に配置された開閉弁３２と、開閉弁３２を制御する制御部３３とを含む。開閉弁３２は、超音波計測部８より流路７の下流に設けられている。
【００９９】
本実施の形態５において、実施の形態２における構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【０１００】
図１６において、参照番号８ｂは、計測部を示す。計測部８ｂは、超音波計測部８と温度計測部６４とを含む。参照番号６５は温度演算部、参照番号６６は比較部、参照番号６７は温度、音速記憶部、参照番号７０は異常判断部をそれぞれ示す。
【０１０１】
計測部８ｂの構成は、図１３に示される計測部８ａの構成と同一である。
【０１０２】
図１７は、図１６に示される演算部９によって実行される処理の手順を示す。
【０１０３】
いま、ガスＡが流路７を流れるべきであるところ、実際にはガスＢが流路７を流れていると仮定する。
【０１０４】
図１７に示されるように、開始命令７１により、プログラムが開始する。温度計算命令７２により、流路７を流れるガスの温度が算出される。音速計算命令７３により、式（５）に従って、流路７を流れるガスの音速が算出される。次に、温度、音速比較命令７４により、温度、音速記憶部６７に予め記憶された各種の温度値と温度計算命令７２により算出された温度値とが比較され、温度、音速記憶部６７に予め記憶された各種の音速値と音速計算命令７３により算出された音速値とが比較される。ガス種特定命令７６により、温度、音速比較命令７４による比較結果に基づいてガス種が特定される。
【０１０５】
例えば、温度計算命令７２により算出された温度Ｔと音速計算命令７３により算出された音速ｃとが以下の式を満たす場合には、図１５から、流路７を流れるガスはガスＢであると特定される。
【０１０６】
Ｔ＝Ｔ２
ｃ＝Ｖ２
この場合、流路７をガスＡが流れるべきところをガスＢが流れたのであるから、異常判断命令７７により「流路７を異常なガスが流れている」と判断され、弁閉止命令７９が実行される。その結果、開閉弁３２が閉止される。
【０１０７】
流路７を流れるガスがガスＡであると特定された場合には、異常判断命令７７により「流路７を正常なガスが流れている」と判断される。インターバル設定命令７８によって設定された時間が経過した後、上記のプロセスが繰り返し実行される。
【０１０８】
以上に示したように、温度、音速を用いることにより、音速値が比較的近いガスに対してもガス種を特定することが可能になり、指定したガス以外のガスが流れた場合には、ガスを瞬時に遮断して安全を確保することができる。
（実施の形態６）
図１８は、本発明の実施の形態６のガス種判別システムの構成を示す。
【０１０９】
図１８に示されるように、ガス種判別システムは、流路７と、流路７に配置された超音波計測部８と、流路７に配置された温度計測部８０と、超音波計測部８から出力された信号と温度計測部８０から出力された信号とを演算する演算部９と、流路７に配置された開閉弁３２と、開閉弁３２を制御する制御部３３とを含む。開閉弁３２は、超音波計測部８より流路７の下流に設けられている。
【０１１０】
本実施の形態６において、実施の形態３における構成要素と同一の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。
【０１１１】
図１８において、参照番号８ｃは、計測部を示す。計測部８ｃは、超音波計測部８と温度計測部８０とを含む。参照番号８１は温度演算部、参照番号８２は比較部、参照番号８３は温度、音速記憶部、参照番号８４は安全基準設定部、参照番号８５は異常判断部をそれぞれ示す。
【０１１２】
計測部８ｃの構成は、図１３に示される計測部８ａの構成と同一である。
【０１１３】
図１９は、図１８に示される演算部９によって実行される処理の手順を示す。
【０１１４】
図１９に示されるように、開始命令８８により、プログラムが開始する。温度計算命令８９により、流路７を流れるガスの温度が算出される。音速計算命令９０により、式（５）に従って、流路７を流れるガスの音速が算出される。次に、温度、音速比較命令９１により、温度、音速記憶部８３に予め記憶された各種の温度値と温度計算命令８９により算出された温度値とが比較され、温度、音速記憶部８３に予め記憶された各種の音速値と音速計算命令９０により算出された音速値とが比較される。ガス種特定命令９３により、温度、音速比較命令９１による比較結果に基づいてガス種が特定される。
【０１１５】
例えば、温度計算命令８９により算出された温度Ｔと音速計算命令９０により算出された音速ｃとが以下の式を満たす場合には、図１５から、流路７を流れるガスはガスＢであると特定される。
【０１１６】
Ｔ＝Ｔ２
ｃ＝Ｖ２
安全基準設定命令９４により、特定されたガス種に対応する安全基準が設定される。例えば、特定されたガス種がガスＢである場合には、ガスＢを使用する器具ごとの継続使用制限時間が安全基準として設定される。
【０１１７】
流量補正係数設定命令９５により、特定されたガス種に対応する流量補正係数が設定される。流量算出命令９６により、式（３）に従って算出された流速ｖと、断面積Ｓと、流量補正係数設定命令９５によって設定された流量補正係数ｋとを用いて、式（４）に従って、特定されたガス種に対応する流量が算出される。
【０１１８】
流量算出命令９６により算出された流量に基づいて、使用されている器具が推定される。異常判断命令９７により、その器具が安全基準設定命令９４によって設定された安全基準を満たしているか否かが判断される。例えば、その器具の継続使用時間が安全基準設定命令９４によって設定された継続使用制限時間の範囲内にあるか否かが判断される。
【０１１９】
その器具が安全基準設定命令９４によって設定された安全基準を満たしていない場合には、異常判断命令９７により「異常使用」であると判断され、弁閉止命令９９が実行される。その結果、開閉弁３２が閉止される。
【０１２０】
その器具が安全基準設定命令９４によって設定された安全基準を満たしている場合には、異常判断命令９７により「正常使用」であると判断される。インターバル設定命令９８によって設定された時間が経過した後、上記のプロセスが繰り返し実行される。
【０１２１】
以上に示したように、温度、音速を用いることにより、音速値が比較的近いガスに対してもガス種を特定することが可能になり、流路に流れているガス種に対応する安全基準を適用することができる。これにより、ガスの安全使用を確保することができる。
（実施の形態７）
以下、本発明の実施の形態７のガス種判別システムを説明する。実施の形態７ガス種判別システムの構成は、実施の形態４のガス種判別システムの構成と同一である。従って、ここでは、その説明を省略する。
【０１２２】
図２０は、実施の形態７のガス種判別システムにおける演算部によって実行される処理の手順を示す。
【０１２３】
図２０に示されるように、開始命令１００により、プログラムが開始する。１回目の温度計算命令１０１により、流路７を流れるガスの温度Ｔ１が算出される。１回目の音速計算命令１０２により、流路７を流れるガスの音速が算出される。２回目の温度計算命令１０４により、流路７を流れるガスの温度Ｔ２が算出される。
【０１２４】
比較命令１０５により、温度Ｔ１と温度Ｔ２との差ΔＴが予め定められた温度Ｔｐより大きいか否かが判定される。差ΔＴが予め定められた温度Ｔｐ以下である場合には、インターバル設定命令１０３によって設定された時間が経過した後、処理が続行する。差ΔＴが予め定められた温度Ｔｐより大きい場合には、２回目の音速計算命令１０６により、流路７を流れるガスの音速が算出される。
【０１２５】
このようにして、２対の温度値、音速値が算出される。
【０１２６】
温度、音速比較命令１０７により、温度、音速記憶部５９に予め記憶された各種の温度値と算出された２つの温度値とが比較され、温度、音速記憶部５９に記憶された各種の音速値と算出された２つの音速値とが比較される。ガス種特定命令１０９により、温度、音速比較命令１０７による比較結果に基づいてガス種が特定される。
【０１２７】
流量補正係数設定命令１１０により、特定されたガス種に対応する流量補正係数が設定される。流量算出命令１１１により、式（３）に従って算出された流速ｖと、断面積Ｓと、流量補正係数設定命令１１０によって設定された流量補正係数ｋとを用いて、式（４）に従って、特定されたガス種に対応する流量が算出される。
【０１２８】
上記プロセスは、インターバル設定命令１１２によって設定された時間が経過した後に繰り返される。このプロセスにおいて、ガス種が変更されると、その変更されたガス種に対応する流量が算出されることになる。
【０１２９】
図２１は、ガス種と温度と音速との関係を示す。温度Ｔ１における音速値と温度Ｔ２における音速値とを算出することにより、ガスＡとガスＢとを明確に区別することができる。図２１に示されるようなガス種と温度と音速との関係は、例えば、式またはテーブルの形式で保持され得る。本実施の形態では、この関係は、温度、音速記憶部５９に記憶されている。
【０１３０】
以上に示したように、２対の温度値、音速値を用いることにより、音速値がかなり接近したガスに対してもガス種を特定することが可能になる。
（実施の形態８）
以下、本発明の実施の形態８のガス種判別システムを説明する。実施の形態８のガス種判別システムの構成は、実施の形態５のガス種判別システムの構成と同一である。従って、ここでは、その説明を省略する。
【０１３１】
実施の形態８のガス種判別システムは、実施の形態７で説明した２対の温度値、音速値を用いてガス種を特定し、流路７を異常なガスが流れているか否かを判定するものである。
【０１３２】
図２２は、実施の形態８のガス種判別システムにおける演算部によって実行される処理の手順を示す。
【０１３３】
図２２に示されるように、開始命令１００からガス種特定命令１０９までの処理の手順は、図２０に示される処理の手順と同一である。従って、ここでは、その説明を省略する。
【０１３４】
いま、ガスＡが流路７を流れるべきであるところ、実際にはガスＢが流路７を流れており、ガス種特定命令１０９により、流路７を流れるガスはガスＢであると特定されたと仮定する。
【０１３５】
この場合、異常判断命令１１３により「流路７を異常なガスが流れている」と判断され、弁閉止命令１１４が実行される。その結果、開閉弁３２が閉止される。
【０１３６】
流路７を流れるガスがガスＡであると特定された場合には、異常判断命令１１３により「流路７を正常なガスが流れている」と判断される。インターバル設定命令１１２によって設定された時間が経過した後、上記のプロセスが繰り返し実行される。
【０１３７】
以上に示したように、２対の温度値、音速値を用いることにより、音速値がかなり接近したガスに対してもガス種を特定することが可能になり、指定したガス以外のガスが流れた場合には、ガスを瞬時に遮断して安全を確保することができる。
（実施の形態９）
以下、本発明の実施の形態９のガス種判別システムを説明する。実施の形態９のガス種判別システムの構成は、実施の形態６のガス種判別システムの構成と同一である。従って、ここでは、その説明を省略する。
【０１３８】
実施の形態９のガス種判別システムは、実施の形態７で説明した２対の温度値、音速値を用いてガス種を特定し、特定されたガス種に対応する安全基準が満たされているか否かを判定するものである。
【０１３９】
図２３は、実施の形態９のガス種判別システムにおける演算部によって実行される処理の手順を示す。
【０１４０】
図２３に示されるように、開始命令１００からガス種特定命令１０９までの処理の手順は、図２０に示される処理の手順と同一である。従って、ここでは、その説明を省略する。
【０１４１】
安全基準設定命令１１５以降の処理は、実施の形態６で説明した処理と同一である。
【０１４２】
以上に示したように、２対の温度値、音速値を用いることにより、音速値がかなり接近したガスに対してもガス種を特定することが可能になり、流路に流れているガス種に対応する安全基準を適用することができる。これにより、ガスの安全使用を確保することができる。
【０１４３】
なお、上記すべての実施の形態において、ガス種と温度とがわかれば、ガス流量の温度補正も合わせて実施することができる。特に、実施の形態１のように、ガス種の選択範囲が予め分かっており、ガス種を特定するに当たり、温度を必要としない場合は、音速から温度を推定することができるため、温度センサを用いることなく、温度補正を行うことができる。
【０１４４】
また、圧力センサをさらに付加することにより、質量流量計測をすることも可能となる。
【０１４５】
（産業上の利用可能性）
本発明のガス種判別システムによれば、流路を流れるガス種が自動的に特定され、特定されたガス種に対応する流量補正係数が設定される。これにより、ガス種に対応するシステムや機器を構成することができるという効果がある。
【０１４６】
また、本発明の他のガス種判別システムによれば、ガス種が自動的に特定され、特定されたガス種に応じて、流路に配置された開閉弁が制御される。これにより、流路を流れるガス種が変化した場合において、システムや機器の使用における不安全状況の発生を防止することができるという効果がある。
【０１４７】
また、本発明の他のガス種判別システムによれば、ガス種が自動的に特定され、特定されたガス種に対応する安全基準が設定される。これにより、流路を流れるガス種が変化した場合において、システムや機器の使用に対する不安全状況の発生を防止することができるという効果がある。
【０１４８】
また、本発明の他のガス種判別システムによれば、温度値と音速値とを用いてガス種が自動的に特定される。これにより、音速値が比較的近いガスに対してもガス種を特定することができるという効果がある。
【０１４９】
また、本発明の他のガス種判別システムによれば、温度値と音速値とを用いてガス種が自動的に特定される。これにより、音速値が比較的近いガスに対してもガス種を特定することが可能になり、指定したガス以外のガスが流れた場合に、ガスを瞬時に遮断することができる。その結果、ガスの安全使用を確保することができるという効果がある。
【０１５０】
また、本発明の他のガス種判別システムによれば、温度値と音速値とを用いてガス種が自動的に特定される。これにより、音速値が比較的近いガスに対してもガス種を特定することが可能になり、流路を流れているガス種に対応する安全基準を適用することができる。その結果、ガスの安全使用を確保することができるという効果がある。
【０１５１】
また、本発明の他のガス種判別システムによれば、２対の温度値、音速値を用いてガス種が自動的に特定される。これにより、音速値がかなり接近したガスに対してもガス種を特定することが可能になるという効果がある。
【０１５２】
また、本発明の他のガス種判別システムによれば、２対の温度値、音速値を用いてガス種が自動的に特定される。これにより、音速値がかなり接近したガスに対してもガス種を特定することが可能になり、指定したガス以外のガスが流れた場合に、ガスを瞬時に遮断することができる。その結果、ガスの安全使用を確保することができるという効果がある。
【０１５３】
また、本発明の他のガス種判別システムによれば、２対の温度値、音速値を用いてガス種が自動的に特定される。これにより、音速値がかなり接近したガスに対してもガス種を特定することが可能になり、流路を流れているガス種に対応する安全基準を適用することができる。その結果、ガスの安全使用を確保することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、従来の音速による故障診断システムの構成を示すブロック図である。
【図２】  図２は、本発明の実施の形態１のガス種判別システムの構成を示すブロック図である。
【図３】  図３は、ガス種判別システムにおける超音波計測部の構成を示すブロック図である。
【図４】  図４は、ガス種判別システムにおける演算部によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】  図５は、ガス種と音速との関係を示すグラフである。
【図６】  図６は、ガス種と流量補正係数との関係を示すグラフである。
【図７】  図７は、本発明の実施の形態２のガス種判別システムの構成を示すブロック図である。
【図８】  図８は、ガス種判別システムにおける演算部によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】  図９は、本発明の実施の形態３のガス種判別システムの構成を示すブロック図である。
【図１０】  図１０は、ガス種判別システムにおける演算部によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】  図１１は、ガス器具と継続使用制限時間との関係を示すグラフである。
【図１２】  図１２は、本発明の実施の形態４のガス種判別システムの構成を示すブロック図である。
【図１３】  図１３は、ガス種判別システムにおける計測部の構成を示すブロック図である。
【図１４】  図１４は、ガス種判別システムにおける演算部によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】  図１５は、ガス種と温度と音速との関係を示すグラフである。
【図１６】  図１６は、本発明の実施の形態５のガス種判別システムの構成を示すブロック図である。
【図１７】  図１７は、ガス種判別システムにおける演算部によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図１８】  図１８は、本発明の実施の形態６のガス種判別システムの構成を示すブロック図である。
【図１９】  図１９は、ガス種判別システムにおける演算部によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図２０】  図２０は、本発明の実施の形態７のガス種判別システムにおける演算部によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図２１】  図２１は、ガス種と温度と音速との関係を示すグラフである。
【図２２】  図２２は、本発明の実施の形態８のガス種判別システムにおける演算部によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【図２３】  図２３は、本発明の実施の形態９のガス種判別システムにおける演算部によって実行される処理の手順を示すフローチャートである。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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