(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理装置と、遮断弁と、遮断弁と同等の擬似負荷と、電圧検出手段と、表示・通報手段と、時計と、電源としての電池とを備え、前記擬似負荷に通電することで前記電池の電圧低下を判断し、電池電圧低下を検出した後は処理装置を用いたガスメータの交換期間を考慮した或る一定期間だけは、ガスを使用可能とする処理装置を用いたガスメータにおいて、
前記或る一定期間を監視する期間監視手段を設け、その一定期間を経過した後は、現在時刻を参照して日中の温度の高い時間帯を選び、この時間帯に前記遮断弁を閉じること特徴とする処理装置を用いたガスメータの電圧低下時のガス遮断方式。
【請求項２】
処理装置と、遮断弁と、遮断弁と同等の擬似負荷と、電圧検出手段と、表示・通報手段と、時計と、電源としての電池とを備え、前記擬似負荷に通電することで前記電池の電圧低下を判断し、電池電圧低下を検出した後は処理装置を用いたガスメータの交換期間を考慮した或る一定期間だけは、ガスを使用可能とする処理装置を用いたガスメータにおいて、
前記電池の開放電圧をアナログ量で監視可能な電圧監視手段と、前記或る一定期間を監視する期間監視手段とを設け、その一定期間を経過した後は、電池の開放電圧が最大となる時間帯を選び、この時間帯に前記遮断弁を閉じることを特徴とする処理装置を用いたガスメータの電圧低下時のガス遮断方式。
【請求項３】
処理装置と、遮断弁と、遮断弁と同等の擬似負荷と、電圧検出手段と、表示・通報手段と、時計と、電源としての電池とを備え、前記擬似負荷に通電することで前記電池の電圧低下を判断し、前記電池電圧低下を検出した後は処理装置を用いたガスメータの交換期間を考慮した或る一定期間だけは、ガスを使用可能とする処理装置を用いたガスメータにおいて、
前記処理装置を用いたガスメータの周囲温度をアナログ量で監視可能な温度センサと、前記或る一定期間を監視する期間監視手段とを設け、その一定期間を経過した後は、前記周囲温度が最高となる時間帯を選び、この時間帯に前記遮断弁を閉じることを特徴とする処理装置を用いたガスメータの電圧低下時のガス遮断方式。
【請求項４】
処理装置と、遮断弁と、遮断弁と同等の擬似負荷と、電圧検出手段と、表示・通報手段と、時計と、電源としての電池とを備え、前記擬似負荷に通電することで前記電池の電圧低下を判断し、前記電池電圧低下を検出した後は処理装置を用いたガスメータの交換期間を考慮した或る一定期間だけは、ガスを使用可能とする処理装置を用いたガスメータにおいて、
前記処理装置を用いたガスメータの周囲の明るさをアナログ量で監視可能な光センサおよび増幅回路と、前記或る一定期間を監視する期間監視手段とを設け、その一定期間を経過した後は、前記周囲の明るさが最高となる時間帯を選び、この時間帯に前記遮断弁を閉じることを特徴とする処理装置を用いたガスメータの電圧低下時のガス遮断方式。
【請求項５】
処理装置と、遮断弁と、遮断弁と同等の擬似負荷と、電圧検出手段と、表示・通報手段と、時計と、電源としての電池とを備え、前記擬似負荷に通電することで前記電池の電圧低下を判断し、前記電池電圧低下を検出した後は処理装置を用いたガスメータの交換期間を考慮した或る一定期間だけは、ガスを使用可能とする処理装置を用いたガスメータにおいて、
前記処理装置を用いたガスメータの周囲の音声信号をアナログ量で監視可能なマイクおよび増幅回路と、前記或る一定期間を監視する期間監視手段とを設け、その一定期間を経過した後は、前記周囲の音声信号が最高となる時間帯を選び、この時間帯に前記遮断弁を閉じることを特徴とする処理装置を用いたガスメータの電圧低下時のガス遮断方式。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガスの使用状態を監視し保安を向上させるための、電池駆動のマイクロコンピュータ等の処理装置を用いたガスメータ、特にその電池容量の低下を検出した後の保安を向上させるガス遮断方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、処理装置を用いたガスメータは電池を電源としており、ガス使用の保安上からも処理装置を用いたガスメータの異常回避に対する要求は高い。
したがって、電池については定期的に電池の遮断弁を駆動する能力の有無を監視し、電池電圧が低下状態ならば警報状態として表示・通報機能によりガスの使用者や保守員に知らせるようにしている。
また、電池電圧が低下状態になったとき、すぐにガスを使用できないように遮断弁を閉止してしまうとガスの使用者が困るため、ガスメータの交換に備え電池の低下警報状態から一定の猶予期間を経過した後に、ガスを使用できないように遮断するのが一般的である。交換用のガスメータは通常は１〜２日あれば準備できるため、警報に当たってはこれ以上の時間を確保するように、処理装置を用いたガスメータのソフトウエアが作成されている。なお、警報状態から最終的に遮断するのは、表示・通報機能の失敗等で完全に電池が無くなる前にガスの使用を停止するためである。
【０００３】
ところで、電池容量の低下を検出する方法としては、処理装置を用いたガスメータ内で最大の負荷、またはその負荷と同等の擬似負荷に、その最大負荷を駆動するのに必要な時間以上の間、負荷電流を流し、電圧検出回路でその負荷の端子電圧が所定値以下に低下したことを検出して、制御装置としての処理装置に信号を送り、電池容量の低下を表示したり通報を発したりしているのが一般的である。
【０００４】
処理装置を用いたガスメータでは、ガスの異常な使用を判断したときに、ガスの供給を停止するために遮断弁を駆動するが、この遮断弁の駆動が処理装置を用いたガスメータ内の電池の最大の負荷である。したがって、遮断弁を負荷とする場合を対象として電池容量の低下を判断している。
遮断弁を駆動するのはコイルであり、このコイルに５０ｍｓ（ｍｓ：ミリ秒）以上の時間通電すると、弁は閉止してガスを止めることができる。さらに、この遮断弁は、処理装置を用いたガスメータの電池消耗を少なくするために、通電を止めても弁の閉止を機械的に保持する自己保持形となっている（通電方向を逆方向とすると、開栓できる弁もある。）。なお、弁の等価インピーダンスは例えば１０Ωである。
【０００５】
このような処理装置を用いたガスメータの従来例を図７に、擬似負荷への通電指令と電池の端子電圧の関係を図８に示す。
図７の回路構成は、処理装置１を中心とするシステムで、リチウム電池２によって駆動される。このシステムは、ガスの流量センサ９、圧力センサ１０および感震器１１の信号を監視し、ガスの使われ方の異常、圧力の異常または地震発生を感知した場合には、処理装置１が遮断弁駆動用トランジスタ８に指令を出し、遮断弁５を閉止させ、ガスの供給を止める。
擬似負荷３は電池容量の低下を検出するためのもので、遮断弁５と同じインピーダンスをもっており、その端子電圧が電圧検出回路４に入力されている。電圧検出回路４は、通電時の端子電圧が所定値以下に低下すると、論理出力を処理装置１に出力する。この出力によって処理装置１から信号が出され、表示・通報手段１２が電池容量の低下を表示・通報する。
【０００６】
電池容量の低下の検出方法につき、以下に説明する。
まず、処理装置１からの指令が電池容量試験用トランジスタ７に送られると（図８の時間０参照）、トランジスタ７がオン（ＯＮ）状態となり、直ちに擬似負荷通電用トランジスタ６がＯＮ状態となり、擬似負荷３に電流が流れる。擬似負荷３に通電するためのトランジスタとしては、遮断弁駆動用トランジスタ８と同等のものであれば、１つのトランジスタで直接に擬似負荷３に通電することができるが、ここではコスト低減のため、２つのより安価なトランジスタ（６，７）を使用した構成となっている。
【０００７】
擬似負荷３の端子電圧は、電圧検出回路４に入力されている。電圧検出回路４は、例えば電圧検出ＩＣに代表されるもので、印加電圧が所定の電圧以下になると、論理出力を出力する回路または素子である。この場合における電圧検出回路４の所定の電圧は、遮断弁５の最低動作電圧に設定されている。リチウム電池の場合の遮断弁５の最低動作電圧の１例は、１．８Ｖである。通電状態における擬似負荷３の端子電圧がこの所定電圧以下になると、電圧検出回路４が論理出力を処理装置１に出力し、この出力を受けて処理装置１から表示・通報手段１２に信号が出力され、表示・通報手段１２によって発光ダイオード（ＬＥＤ）による電池容量低下の表示や、通信による電池容量低下の通報が出される。なお、処理装置１から擬似負荷３への通電指令が出ていない時には、処理装置１は電圧検出回路４の出力信号を受け付けない。
【０００８】
次に、実際に擬似負荷３へ通電した際の通電指令と電池の端子電圧の関係を、図８を参照して説明する。
時刻０で通電指令が発せられ、擬似負荷３に電流が流されると、電池の端子電圧が低下してくる。通電指令は、遮断弁５の駆動に必要な時間である５０ｍｓより長い１００ｍｓ間送られる。この１００ｍｓの間、処理装置１は電圧検出回路４の出力信号を監視している。したがって、この１００ｍｓの間、擬似負荷３の端子電圧が所定値以下に下がらなければ、電圧検出回路４から論理出力が出力されず、電池容量は問題なしと判断されるのである。なお、擬似負荷３の端子電圧と電池の端子電圧とは、擬似負荷通電用トランジスタ６の電圧降下分だけの差があるので、擬似負荷３の端子電圧も図８の電池の端子電圧とほぼ同じ傾向で減少するものとして扱うことが可能となる。
【０００９】
以上のような電池容量の低下検出は、従来は例えば２５時間毎に行なわれている。その理由は、上記のような操作による電池消耗を極力抑えるためである。また、１日の２４時間に対し１時間長くしているのは、約２４日をかけて日中，夜間とも電池で監視するためである。
処理装置を用いたガスメータは前述のように、電池で遮断弁を駆動できる能力の低下を判断して電池電圧の低下を検出している。電池電圧の低下を検出すると、処理装置を用いたガスメータは表示・通報手後に電圧低下の警報状態となり、それから或る一定時間例えば７２時間（３日後）、ガスを再び使用不可能な状態で遮断弁を閉止する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように処理装置を用いたガスメータは、電池電圧の低下検出後は一定時間はガスを使用できる警報状態を経た後、ガスの使用できない遮断状態となる。処理装置を用いたガスメータはガスメータの交換サイクル１０年と同時に交換されるため、電池容量の設計値は１０年間使用可能なように設計されているが、１０年に満たない間に電圧低下を検出する例も少なくないのが実状で、なかでも冬期の気温が下がる時期が多い。これは、低温時の遮断弁駆動能力の低下が原因の１つであると考えられている。
電池電圧の低下警報状態から遮断状態となるまでに、仮にガスメータが交換されない場合、例えば表示・通報の失敗等、冬期の電池能力が低下する時期においても、確実に遮断弁を閉止することが要求される。
図６に、電池の使用量と遮断弁駆動時の電池の端子電圧の温度特性を示す。同図から、遮断弁を駆動したとき周囲温度の高いときの方が電池の端子電圧が高く、遮断弁を駆動する能力が高いことが分かる。
【００１１】
しかるに、上述のように電池電圧が低下して警報状態となり、それから或る一定時間経過後に遮断する方法では、冬期の夜間の最も低いときに遮断出力する可能性が高い。つまり、従来は２５時間の電圧監視であることから、約２４日を掛けて昼，夜の電圧監視をしており、さらに電圧低下を検出した場合は７２時間後に遮断出力するので、夜間のタイミングで電圧低下を検出したとすると、夜間に遮断出力することになる。仮に、７２時間から１２時間増減しても、その時間が一定では低警報状態から遮断出力するタイミングを、冬期でも比較的気温の上昇する昼間にし得るという保証はない。
したがって、この発明の課題は、電池の温度特性を考慮し、電池電圧の低下警報状態においても、より確実に遮断弁を閉止できるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決すべく、請求項１の発明では、処理装置を用いたガスメータの電池電圧が低下警報状態になったら、例えば４８時間はガスを使用できる状態を保つようにする、つまり、低下警報状態を検出したら時間の経過を内蔵の時計により監視して４８時間を経過したら、最初の正午１２時にガスの使用を停止すべく遮断出力するようにしている。
請求項２の発明では、電池電圧をアナログ値で取り込めるようなＡ／Ｄコンバータを設け、低下警報状態でも電池電圧をアナログ値で監視し続け、低下警報状態の４８時間から７２時間以内に電池電圧が最大となったときに、遮断出力するようにしている。
また、請求項３の発明では、温度をアナログ値で監視できる温度センサを設け、請求項２と同様低下警報状態の４８時間から７２時間以内に、ガスメータの周囲温度が最高となったときに、遮断出力するようにしている。
【００１３】
さらに、請求項４の発明では、周囲の明るさを検出できる光センサ、例えばフォトトランジスタと増幅器およびアナログ値を取り込めるＡ／Ｄコンバータを設け、請求項２と同様低下警報状態の４８時間から７２時間以内に、周囲の明るさが最高になったときに、遮断出力するようにしている。
請求項５の発明では、ガスメータ周囲の音声信号をコンデンサマイク等の集音器と増幅器およびアナログ値を取り込めるＡ／Ｄコンバータを設け、請求項２と同様低下警報状態の４８時間から７２時間以内に、ガスメータ周囲の音声帯の信号が或る一定値を越えた場合に日中と判断し、遮断出力するようにしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の第１の実施の形態を示すフローチャートである。
これは、図７に示したような処理装置１による処理動作を示すもので、例えば１００ｍｓ毎に動作する（ステップＳ１参照）。
すなわち、処理装置を用いたガスメータは１００ｍｓ毎に、従来例と同じように流量センサ，圧力センサおよび感震器の監視（ステップＳ２〜Ｓ４参照）、表示・通報処理（ステップＳ５参照）、時計の積算処理（ステップＳ６参照）等を実行するとともに、２５時間の電池電圧監視タイミングであれば（ステップＳ７参照）、電池電圧をチェックする（ステップＳ８参照）。
【００１５】
電池電圧をチェックで電圧低下を検出すると（ステップＳ９のｙｅｓ（Ｙ）参照）、その検出時点から４８時間をカウントし、その４８時間経過後からは（ステップＳ１０のＹ参照）処理装置を用いたガスメータにある時計を参照して現在時刻を判断し、例えば正午１２時ならば（ステップＳ１１のＹ参照）遮断出力を出す（ステップＳ１２参照）。
こうすることにより、処理装置を用いたガスメータが電池電圧の低下を検出したら表示・通報した後、ガスメータを交換するための猶予期間として少なくとも４８時間を警報状態として動作させ、この期間を経過してもなおガスメータが交換されない場合は、１日のうちで気温の比較的高い、電池にとって条件の良い時刻に、遮断出力することが可能となる。
【００１６】
図２はこの発明の第２の実施の形態を示す構成図である。
すなわち、図７で１．８Ｖの１点を検出する電圧検出回路４に代えて、電池電圧をアナログ量で処理装置１に取り込むようなＡ／Ｄ変換器１３を設けた点が特徴である。これは、電池が開放状態でも、図６に示すような温度特性を持つことが知られていることによるもので、例えば１０Ωの遮断弁を駆動する場合、電池の開放電圧が高いときが有利であることによる。
【００１７】
図２の如く構成した場合の、図１のフローチャートでの動作は以下のように変更される。
すなわち、ステップＳ１〜Ｓ１０までは電圧検出回路の代わりにＡ／Ｄ変換器によりアナログ量をディジタル量に変換してマイコンに取り込み、電池低下のしきい値１．８Ｖを処理装置で判断すること以外は何ら変わったことはない。ただ、ステップＳ１１では電池の開放電圧を監視し、これが最大となったことを確認してステップＳ１２で遮断出力を出すようにする。電池の開放状態を監視する理由は、電池電圧の低下を既に検出しており、電池の開放電圧の低い状態で擬似負荷を起動すると、弱った電池に過大な負担を掛けることになるからである。
【００１８】
図３はこの発明の第３の実施の形態を示す構成図である。
すなわち、図７に示す従来のものに対し、温度センサ１４を設けた点が特徴である。この温度センサとしては、例えばアナログ値をディジタルパルスとして発振するような、低消費電力型のものを用いることが望ましい。
図３の如く構成した場合の図１のフローチャートでの動作については、ステップＳ１〜Ｓ１０までは従来の場合と同じであり、ステップＳ１１で温度センサ１４を駆動し、温度が最大となったとき、ステップＳ１２で遮断出力を出すようにした点で異なっている。
【００１９】
図４，図５はそれぞれ、この発明の第４，第５の実施の形態を示す構成図である。
図４，図５の如く構成した場合の、図１でのフローチャートの動作もＳ１〜Ｓ１０までは前述と同様であり、ステップＳ１１で光センサ部回路を駆動し、周囲の明るさが最大となるときにステップＳ１２で遮断、またはステップＳ１１で集音部回路を駆動し、周囲の音声信号が或るしきい値を越えているときにステップＳ１２で遮断出力するようにしている。
【００２０】
【発明の効果】
この発明によれば、処理装置を用いたガスメータの電圧低下検出後のガス使用を停止する遮断を、電池の温度特性を考慮して行なうようにしたため、遮断が不能となるおそれを回避でき、保安性を向上させることが可能となる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示すフローチャートである。
【図２】この発明の第２の実施の形態を示す構成図である。
【図３】この発明の第３の実施の形態を示す構成図である。
【図４】この発明の第４の実施の形態を示す構成図である。
【図５】この発明の第５の実施の形態を示す構成図である。
【図６】電池の温度特性例の説明図である。
【図７】処理装置を用いたガスメータの従来例を示す構成図である。
【図８】図７における電池容量検出方法例の説明図である。
【符号の説明】
１…処理装置（マイクロコンピュータ）、２…リチウム電池、３…擬似負荷、４…電圧検出回路、５…遮断弁、６，７，８，１４，１５…トランジスタ、９…流量センサ、１０…圧力センサ、１１…感震器、１２…表示・通報手段、１３…Ａ／Ｄ変換器、１４…温度センサ、１５…フォトトランジスタ、１６…増幅器、１７…コンデンサマイク。
【図１】
0003591694.tif 000002
【図２】
0003591694.tif 000003
【図３】
0003591694.tif 000004
【図４】
0003591694.tif 000005
【図５】
0003591694.tif 000006
【図６】
0003591694.tif 000007
【図７】
0003591694.tif 000008
【図８】
0003591694.tif 000009