(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路の流れに沿って配置され、超音波信号を送受信する一対の送受信器と、
前記一対の送受信器の送受信を切替える切替手段と、
前記切替手段で送信側に設定された前記送受信器を駆動する送信手段と、
前記切替手段で受信側に設定された前記送受信器からの超音波信号を受信する受信手段と、
前記受信手段からの受信信号の検出開始の時間を制御する信号検出制御手段と、
前記受信手段からの受信信号が所定の超音波信号レベルか否かを判定する振幅判定手段と、
前記送信手段で駆動を開始し前記振幅判定手段で信号検出する迄の時間を計測する伝搬時間計測手段と、
前記伝搬時間計測手段の計測値より瞬時流量を演算する流量演算手段と、
前記流量演算手段より所定値以上の流量を検出すると流量有出力を行う流量有判定手段と、
前記流量有判定手段で流量有状態を検知すると前記信号検出制御手段の信号検出開始時間を早めるための補正時間を求める信号検出演算手段と、
前記信号検出演算手段の演算結果に基づき時間をカウントし前記信号検出制御手段に信号検出開始信号を出力する時間計測手段と、
前記流量演算手段で求めた瞬時流量より平均流量を求める平均流量演算手段と、
前記平均流量演算手段で求めた平均流量から異常の有無を判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段で異常判定成立時ガスの供給を遮断する遮断手段と、を備えたガス遮断装置。
【請求項２】
流路内の流れに沿って配置され、超音波信号を送受信する一対の送受信器と、
前記一対の送受信器の送受信を切替える切替手段と、
前記切替手段で送信側に設定された前記送受信器を駆動する送信手段と、
前記切替手段で受信側に設定された前記送受信器からの超音波信号を受信する受信手段と、
前記受信手段からの受信信号の検出を開始する時間を制御する信号検出制御手段と、
前記受信手段からの受信信号が所定の超音波信号レベルか否かを判定する振幅判定手段と、
前記送信手段で駆動を開始し前記振幅判定手段で信号検出する迄の時間を計測する伝搬時間計測手段と、
前記伝搬時間計測手段の計測値より瞬時流量を演算する流量演算手段と、
前記流量演算手段より所定値以上の流量を検出すると流量有出力を行う流量有判定手段と、
前記流量有判定手段で流量有状態を検知すると前記信号検出制御手段の信号検出時間を初期設定値に戻す信号検出初期補正手段と、
前記信号検出初期補正手段の出力より時間カウントし前記信号検出制御手段に信号検出開始信号を出力する時間計測手段と、
前記流量演算手段で求めた瞬時流量より平均流量を求める平均流量演算手段と、
前記平均流量演算手段で求めた平均流量から異常の有無を判定する異常判定手段と、
前記異常判定手段で異常判定成立時ガスの供給を遮断する遮断手段と、を備えたガス遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス遮断装置に関し、特に超音波で流量計測し保安監視するガス遮断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のガス遮断装置としては、図５に示すようなものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１のガス遮断装置について、図５を用いて簡単に構成を説明する。図５において、流路１の途中に超音波を送信する第１超音波振動子２と受信する第２超音波振動子３が流れ方向に角度θで配置されている。５は第１超音波振動子２への送信手段であり、４は第１超音波振動子２、第２超音波振動子３の送受信を切り換える切換手段、６は受信側の超音波振動子で受信した信号を増幅する増幅手段で、７は受信側の超音波振動子の受信信号の通過及び遮断を行う信号遮断手段である。信号遮断手段７を通過した信号は比較手段８で基準電圧と比較され、その大小関係が反転した次のゼロクロス点でゼロクロス検知信号として繰返し手段９へ出力される。
【０００４】
繰返し手段９は比較手段８のゼロクロス検知信号を受けたことをカウントし予め設定された回数だけカウントすると共に比較手段８からの信号を制御手段１２へ出力する。１０は繰返し手段９で予め設定された回数をカウントした時間を計時する第１計時手段であり、１１は第１計時手段１０の計時した時間に応じて管路の大きさや流れの状態を考慮して流量を算出する流量算出手段である。１３ａは制御手段１２の信号を受け予め設定された時間を計時する第２計時手段であり、１３ｂは比較手段８と第２計時手段１３ａの信号の時間差を計時する第３計時手段であり、１３ｃは第２計時手段１３ａの信号を受け第３計時手段１３ｂで計時された時間を再計時する第４計時手段であり、第２計時手段１３ａ、第３計時手段１３ｂ、第４計時手段１３ｃで信号遮断手段を制御する遮断制御手段１３を構成している。１２は流量算出手段１１、繰返し手段９からの信号を受け送信手段５、遮断制御手段１３の動作を制御する制御手段である。
【０００５】
次に、上記従来のガス遮断装置について、その構成の動作について説明する。
【０００６】
まず、制御手段１２は流量計測を開始すると送信手段５を動作させ超音波振動子２より超音波信号を送信すると共に第２計時手段１３ａに計時開始信号を出力する。第２計時手段１３ａは計時開始信号により計時を始め、予め設定された２つの時間（図６における一定時間ｔ０、ｔ１）を計時し、それぞれの計時終了時点（図６におけるＡ点、Ｂ点）で第４計時手段１３ｃと第３計時手段１３ｂへ、計時開始信号を出力する。
【０００７】
第３計時手段１３ｂは、この第２計時手段１３ａからの計時開始信号（図６におけるＢ点）から比較手段８の信号（図６におけるＣ点）を入力するまでの時間Ｃｔ１を計時して、計時終了後、その計時時間Ｃｔ１を第４計時手段１３ｃへ転送する。
【０００８】
第４計時手段１３ｃは、第２計時手段１３ａからの計時開始信号（図６におけるＡ点）から計時を始め予め設定された時間Ｃｔ０だけ計時を行った時点（図６におけるＤ点）で信号遮断手段７に出力し、信号遮断手段７を遮断状態から通過状態へ切り換え、所定の時間経過後また遮断状態へ戻す。
【０００９】
一方、第１超音波振動子２より送信された超音波信号は流路１の流れの中を伝搬し、第２超音波振動子３で受信され、増幅手段６で増幅され信号遮断手段７に入力される。信号遮断手段７が前述のように遮断制御手段１３により遮断から通過状態へ切り換えられると、増幅手段６で増幅された第２超音波振動子３の受信信号は比較手段８へ入力され、基準電圧と比較され、その大小関係が反転した次のゼロクロス点でゼロクロス検知信号として繰り返し手段９へ出力される。ゼロクロス検知信号は繰り返し手段９でカウントされた後、制御手段１２に入力される。
【００１０】
そして、制御手段１２は送信手段５を再度動作させ超音波振動子２より超音波信号を送信すると共に第２計時手段１３ａに計時開始信号を再度出力する。従って、図６において比較手段８のゼロクロス検知信号のＣ点から、第２計時手段１３ａは再度、一定時間ｔ０、ｔ１の計時を始め、図４におけるＡ’点、Ｂ’点で第４計時手段１３ｃと第３計時手段１３ｂへ、計時開始信号を出力する。そして第４計時手段１３ｃは第３計時手段１３ｂから転送された時間Ｃｔ１を計時し、第３計時手段１３ｂは比較手段８の信号（図６におけるＣ’点）を入力するまでの時間Ｃｔ２を計時する。
【００１１】
つまり、第４計時手段１３ｃはひとつ前の動作の第３計時手段１３ｂが計時した時間を計時する。このような動作を予め設定されたｎ回数繰り返し行い、この間の時間を計時手段１０により測定する。そして、第１超音波振動子２と第２超音波振動子３とを切換手段４により切り替えて、前述の動作を行い、その時の時間を計時手段１０により測定する。
【００１２】
そして、これら２つの時間差より流量算出手段１１で流路の大きさや流れの状態を考慮して流量値を求める。以上のように動作することにより信号遮断手段７が遮断から通過状態へ切り換えられる時期は繰り返し動作の１回前の第３計時手段１３ｂが計時した時間を基に決定され、その値は比較手段８のゼロクロス検知信号よりも第２計時手段１３ａが計時する時間ｔ０、ｔ１の時間差（ｔ１−ｔ０）だけ短い時間となる。
【００１３】
つまり、比較手段８のゼロクロス検知信号が前回と同じタイミングで出力されれば（図６において点線の比較手段８の出力）、その出力のｔ１−ｔ０の時間だけ前に信号遮断手段７が遮断から通過状態に切り替わる。このような比較手段８のゼロクロス検知信号のタイミングは流体管路の流量変化及び温度による流速変化による変動するが、繰り返し動作中の繰り返し動作間隔は通常、数百μｓの短い時間であるので、この間の流量変化及び温度変化は僅かであり、比較手段８の出力変動ｔ２も僅かとなるからゼロクロス検知信号のタイミングはほとんど変動しない。
【００１４】
ここで、第２計時手段１３ａが計時する時間ｔ０、ｔ１の時間差を比較手段８の出力変動ｔ２の最大変化幅より若干大きな値に設定すれば、受信信号の到達以前で信号遮断手段７が遮断から通過状態に切り替わり、かつ比較手段８の受信信号待ち受け状態から受信信号の到達までの期間を短い時間に設定でき、ノイズの影響を受ける期間を短く、ノイズの影響を受けにくくするというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第３４７３５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記従来の構成のガス遮断装置では、市場で設置された際、又設置された以降、ガス需要家が入居時に新しい大型燃焼量の給湯器に交換したり、新たに新器具を増設工事したりする場合にはガス配管中の空気を抜き使用ガスに置換する必要がある。その際、各需要家宅に設置されているガステーブル等の小流量器具等を使用して本来の使用ガスに交換するが、小流量の為配管中のガス置換にかなり長い時間を要する。
【００１７】
このガス置換途中、ガス遮断装置の超音波計測部は空気や使用ガス（例えば１３Ａの都市ガス）が長時間混合状態となり、この時超音波信号は、媒体の伝搬速度が異なる遅い媒体（空気）から早い媒体（例えば１３Ａ等の都市ガス）を通過したり、逆に伝搬速度の速い都市ガスから遅い空気状態を計測したりと、計測毎媒体の状態により伝搬時間が変わる場合がある。
【００１８】
従って、急に伝搬時間が長い媒体から短い媒体での計測となると、信号遮断手段が直前に計測された第３計時手段の長い伝搬時間をもとに決定されている為、急に媒体が変わり伝搬速度の速いガスとなった場合、超音波信号が到達しているのに信号遮断手段がまだ遮断状態の為伝搬時間を計測できず、結果正しい流量を計測できず（例えば、計測毎にプラスマイナスの流量変動を生ずる等）、異常な流量値で各種保安判定し誤遮断が発生したり、誤って異常な積算をするという課題を有している。
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するもので、ガス流路内に異ガスとの混合状態が発生しようとも誤遮断・誤積算の起きない信頼性や使い勝手の高いガス遮断装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記従来の課題を解決するために、本発明のガス遮断装置は、流路の流れに沿って配置され、超音波信号を送受信する一対の送受信器と、前記一対の送受信器の送受信を切替える切替手段と、前記切替手段で送信側に設定された前記送受信器を駆動する送信手段と、前記切替手段で受信側に設定された前記送受信器からの超音波信号を受信する受信手段と、前記受信手段からの受信信号の検出開始の時間を制御する信号検出制御手段と、前記受信手段からの受信信号が所定の超音波信号レベルか否かを判定する振幅判定手段と、前記送信手段で駆動を開始し前記振幅判定手段で信号検出する迄の時間を計測する伝搬時間計測手段と、前記伝搬時間計測手段の計測値より瞬時流量を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量より所定値以上の流量変動の有無を判定する流量変化判定手段と、前記流量変化判定手段で流量変動有を判定時、前記信号検出制御手段の信号検出開始時間を早めるための補正時間を求める信号検出演算手段と、前記信号検出演算手段の演算結果に基づき時間をカウントし前記信号検出制御手段に信号検出開始信号を出力する時間計測手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量より平均流量を求める平均流量演算手段と、前記平均流量演算手段で求めた平均流量から異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常判定成立時、ガスの供給を遮断する遮断手段と、を備えたものである。
【００２１】
そして、ガス遮断装置の設置時やガス配管工事によりガス配管内やガス遮断装置の流量計測部が空気や本来の供給ガスとの混合状態となっている場合、求めた瞬時流量により所定値以上の流量変化の有無を監視し、所定値以上のプラスマイナスの流量変動を検出した場合、信号検出演算手段で混合となっている媒体全ての伝搬時間を検出できる時間を求め信号検出制御手段により早期に信号検出を開始するので、正常に受信した超音波信号より流量を求めることができ、ガス供給配管内の混合状態発生による異常流量による誤判定を回避することができ、かつ誤遮断するという不具合がなく、信頼性が高く安全に保安監視を行える。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のガス遮断装置は、設置時ガス配管内の空気をパージする際、特にガス需要家が保有する小燃焼量器具を使用しガス置換を行う場合長時間にわたりガス遮断装置の流量計測部が本来の使用ガス以外の媒体との混合状態が長時間続くが、その状態を検出開始すると、即ち流量変動状態を検出すると、信号検出制御手段は、置換前後の媒体の伝搬時間より共に検出できる時間で早期に信号検出開始制御を行い、流量変動がおさまり本来の供給ガスに置換された所定期間（所定回数）後ノイズ対策用の超音波信号受信前で信号検出制御する時間に切替えるので、混合ガス状態による流量値の異常、また混合状態が解消された以降通常状態ではノイズに影響されない計測制御を行うので器具の異常監視や積算を正常に行え、誤遮断・誤積算するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置の制御ブロック図
【図２】同実施形態２におけるガス遮断装置の制御ブロック図
【図３】同実施形態３におけるガス遮断装置の制御ブロック図
【図４】同実施形態４におけるガス遮断装置の制御ブロック図
【図５】従来のガス遮断装置の制御ブロック図
【図６】従来のガス遮断装置の動作説明図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
第１の発明は、流路の流れに沿って配置され、超音波信号を送受信する一対の送受信器と、前記一対の送受信器の送受信を切替える切替手段と、前記切替手段で送信側に設定された前記送受信器を駆動する送信手段と、前記切替手段で受信側に設定された前記送受信器からの超音波信号を受信する受信手段と、前記受信手段からの受信信号の検出開始の時間を制御する信号検出制御手段と、前記受信手段からの受信信号が所定の超音波信号レベルか否かを判定する振幅判定手段と、前記送信手段で駆動を開始し前記振幅判定手段で信号検出する迄の時間を計測する伝搬時間計測手段と、前記伝搬時間計測手段の計測値より瞬時流量を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量より所定値以上の流量変動の有無を判定する流量変化判定手段と、前記流量変化判定手段で流量変動有を判定時、前記信号検出制御手段の信号検出開始時間を早めるための補正時間を求める信号検出演算手段と、前記信号検出演算手段の演算結果に基づき時間をカウントし前記信号検出制御手段に信号検出開始信号を出力する時間計測手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量より平均流量を求める平均流量演算手段と、前記平均流量演算手段で求めた平均流量から異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常判定成立時、ガスの供給を遮断する遮断手段と、を備えたものである。
【００２５】
そして、上記発明によれば、ガス遮断装置の設置時やガス配管工事によりガス配管内やガス遮断装置の流量計測部が空気や本来の供給ガスとの混合状態となっている場合、求めた瞬時流量が異常に大きく変動する場合があり、流量が所定値以上に達した場合、又マイナス側に変化し所定値以上の流量を検出した場合、信号検出演算手段で混合となっている媒体全ての伝搬時間を検出できる補正値で信号検出開始時間を求め、信号検出制御手段により早期に信号検出を開始制御するので、例え混合状態になり媒体種によって伝搬時間が突然速くなったり短くなったりしても正常に受信した超音波信号より流量を求めることができ、ガス供給配管内の混合状態発生による異常流量による誤判定を回避することができ、かつ誤遮断するという不具合がなく、信頼性が高く、誤遮断などによりガス事業者が不要な出動をすることなく安全に保安監視を行える。
【００２６】
第２の発明は、流路の流れに沿って配置され、超音波信号を送受信する一対の送受信器と、前記一対の送受信器の送受信を切替える切替手段と、前記切替手段で送信側に設定された前記送受信器を駆動する送信手段と、前記切替手段で受信側に設定された前記送受信器からの超音波信号を受信する受信手段と、前記受信手段からの受信信号の検出開始の時間を制御する信号検出制御手段と、前記受信手段からの受信信号が所定の超音波信号レベルか否かを判定する振幅判定手段と、前記送信手段で駆動を開始し前記振幅判定手段で信号検出する迄の時間を計測する伝搬時間計測手段と、前記伝搬時間計測手段の計測値より瞬時流量を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量より所定値以上の流量変動の有無を判定する流量変化判定手段と、前記流量変化判定手段で流量変動有を判定時、前記信号検出制御手段の信号検出開始時間を初期設定値に戻す信号検出初期補正手段と、前記信号検出初期補正手段の結果より時間カウントし前記信号検出制御手段に信号検出開始信号を出力する時間計測手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量より平均流量を求める平均流量演算手段と、前記平均流量演算手段で求めた平均流量から異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常判定成立時ガスの供給を遮断する遮断手段と、を備えたものである。
【００２７】
そして、上記発明によれば、ガス遮断装置の設置時やガス配管工事によりガス配管内やガス遮断装置の流量計測部が空気や本来の供給ガスとの混合状態となっている場合、求めた瞬時流量により所定値以上の流量変化の有無を監視し、所定値以上の流量変動を検出した場合、信号検出初期補正手段で初期値、即ち使用ガス以外の媒体含め全ての伝搬時間を検出できる初期値の短い時間で信号検出制御手段を信号検出開始制御するので、いかなる混合状態であろうとも確実に超音波信号を検出できるので正確に流量を求めることができ、ガス供給配管内の混合状態発生による異常流量による誤判定を回避することができ、かつ誤遮断するという不具合がなく、信頼性が高く、誤遮断などによりガス事業者が不要な出動をすることなく安全に保安監視を行える。
【００２８】
第３の発明は、流路の流れに沿って配置され、超音波信号を送受信する一対の送受信器と、前記一対の送受信器の送受信を切替える切替手段と、前記切替手段で送信側に設定された前記送受信器を駆動する送信手段と、前記切替手段で受信側に設定された前記送受信器からの超音波信号を受信する受信手段と、前記受信手段からの受信信号の検出開始の時間を制御する信号検出制御手段と、前記受信手段からの受信信号が所定の超音波信号レベルか否かを判定する振幅判定手段と、前記送信手段で駆動を開始し前記振幅判定手段で信号検出する迄の時間を計測する伝搬時間計測手段と、前記伝搬時間計測手段の計測値より瞬時流量を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段より所定値以上の流量を検出すると流量有出力を行う流量有判定手段と、前記流量有判定手段で流量有状態を検知すると前記信号検出制御手段の信号検出開始時間を早めるための補正時間を求める信号検出演算手段と、前記信号検出演算手段の演算結果に基づき時間をカウントし前記信号検出制御手段に信号検出開始信号を出力する時間計測手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量より平均流量を求める平均流量演算手段と、前記平均流量演算手段で求めた平均流量から異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常判定成立時ガスの供給を遮断する遮断手段と、を備えたものである。
【００２９】
そして、上記発明によれば、ガス遮断装置の設置時やガス配管工事によりガス配管内やガス遮断装置の流量計測部が空気や本来の供給ガスとの混合状態となっている場合、求めた瞬時流量により所定値以上の流量変化の有無を監視し、所定値未満の流量変動しか検出しなかった場合、流量有判定手段で流量有成立した場合、信号検出演算手段で混合となっている媒体全ての伝搬時間を検出できる補正値によって信号検出開始時間を求め、信号検出制御手段により早期に信号検出開始制御するので、例え混合状態になり媒体種によって伝搬時間が突然速くなったり短くなったりしても正常に受信した超音波信号より流量を求めることができ、ガス供給配管内の混合状態発生による異常流量による誤判定を回避することができ、かつ誤遮断するという不具合がなく、信頼性が高く、誤遮断などによりガス事業者が不要な出動をすることなく安全に保安監視を行える。
【００３０】
第４の発明は、流路内の流れに沿って配置され、超音波信号を送受信する一対の送受信器と、前記一対の送受信器の送受信を切替える切替手段と、前記切替手段で送信側に設定された前記送受信器を駆動する送信手段と、前記切替手段で受信側に設定された前記送受信器からの超音波信号を受信する受信手段と、前記受信手段からの受信信号の検出を開始する時間を制御する信号検出制御手段と、前記受信手段からの受信信号が所定の超音波信号レベルか否かを判定する振幅判定手段と、前記送信手段で駆動を開始し前記振幅判定手段で信号検出する迄の時間を計測する伝搬時間計測手段と、前記伝搬時間計測手段の計測値より瞬時流量を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段より所定値以上の流量を検出すると流量有出力を行う流量有判定手段と、前記流量有判定手段で流量有状態を検知すると前記信号検出制御手段の信号検出時間を初期設定値に戻す信号検出初期補正手段と、前記信号検出初期補正手段の出力より時間カウントし前記信号検出制御手段に信号検出開始信号を出力する時間計測手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量より平均流量を求める平均流量演算手段と、前記平均流量演算手段で求めた平均流量から異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常判定成立時ガスの供給を遮断する遮断手段と、を備えたものである。
【００３１】
そして、上記発明によれば、ガス遮断装置の設置時やガス配管工事によりガス配管内やガス遮断装置の流量計測部が空気や本来の供給ガスとの混合状態となっている場合、求めた瞬時流量により所定値以上の流量変化の有無を監視し、所定値未満の流量変動しか検出しなかった場合で流量有判定手段で流量有成立した場合流量計測部が混合状態の可能性があると判定して、信号検出制御手段を初期値時間で信号検出可能とするため表示流量有判定手段の信号で混合状態の媒体全て含め伝搬時間を検出できる初期値の時間に変更し早期に信号検出制御手段を信号検出開始制御するので、例え混合状態になり媒体種によって伝搬時間が突然速くなったり短くなったりしても正常に受信した超音波信号より流量を求めることができ、ガス供給配管内の混合状態発生による異常流量による誤判定を回避することができ、かつ誤遮断するという不具合がなく、信頼性が高く、誤遮断などによりガス事業者が不要な出動をすることなく安全に保安監視を行える。
【００３２】
第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明、の遮断装置の手段の全てもしくは一部をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００３３】
そして、プログラムであるのでマイコン等を用いて本発明のガス遮断装置の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００３５】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置の制御ブロック図を示す図である。図５と同相当物には同一番号を付している。
【００３６】
図示していないが、ガス遮断装置は各家庭の庭等に設置され、このガス遮断装置を経由した後、各家庭で使用する種々のガス器具が設置された場所まで配管され、ガスが供給される。そのガス遮断装置の内部構成は流路と制御装置とがある。流路はガス遮断装置の流入口より入口側流路を介し、底部の流路を経て、出口側流路を介し、各ガス器具へガスを供給する供給口につながっている。
【００３７】
図１は同ガス遮断装置の制御ブロック図である。超音波信号を送受信する一対の送受信器（上流側送受信器１６と下流側送受信器１７）は、ガス遮断装置内の流路の、流れ方向に対向して取り付けられている。そして、間欠制御手段１４により数秒毎（例えば２秒毎等）流量検出手段１５を駆動し、定期的に流量計測を行う。
【００３８】
流量検出手段１５は、上流側送受信器１６、下流側送受信器１７、切替手段１８、送信手段１９、受信手段２０、信号検出制御手段２２、初期設定手段２１、振幅判定手段２３、伝搬時間計測手段２４、信号検出演算手段２７、及び時間計測手段２８とからなる。超音波を送信または受信する上流側送受信器１６と下流側送受信器１７とは切替手段１８によって送受信の切り換えが可能になっている。
【００３９】
この上流側送受信器１６、或いは下流側送受信器１７に超音波信号を出力する送信手段１９が接続され、切替手段１８によって上流側送受信器１６、或いは下流側送受信器１７を介して超音波信号を受信手段２０で受信する。
【００４０】
ここで、送信手段１９により上流側送受信器１６で超音波信号を送信開始すると、伝搬時間計測手段２４で時間計測開始し、流路内を伝搬後に下流側送受信器１７で受信することになるが、信号検出制御手段２２は初期設定手段２１が設定する時間迄は、超音波信号の検出を遮断する。
【００４１】
この初期設定手段２１は、空気や本来使用するガス種だけでなくあらゆるガス種全てを想定した計測が可能となるように、超音波信号の検出を遮断する時間を短い制御時間に設定している。一方、信号検出制御手段２２は、一番最初の伝搬時間が求まるまでは初期設定値で検出開始時間を制御する。そして、初期設定手段２１で設定された時間経過後、信号検出制御手段２２は検出開始状態となり、受信した超音波信号は信号検出制御手段２２を通過し振幅判定手段２３に入力される。振幅判定手段２３は、所定レベル以上の振幅かを判定し所定レベル以上の超音波信号を検出すると伝搬時間計測完了として伝搬時間計測手段２４で検出信号迄の時間（下流側への伝搬時間）を求める。
【００４２】
次に、切替手段１８で送受信を切替えて同様に下流から上流に向かって超音波信号を送信し、上記の下流側への伝搬時間と同様の方法で下流側への伝搬時間を求める。
【００４３】
以上のような動作を、間欠制御手段１４により所定回数だけ繰返し上流側、下流側伝搬時間を測定する。信号検出制御手段２２は所定時間経過後信号遮断状態に戻る。そして、間欠制御手段１４により所定周期毎計測し伝搬時間計測手段２４で求めた伝搬時間は流量演算手段２５で瞬時流量に換算される。
【００４４】
流量演算手段２５で求めた瞬時流量は流量変化判定手段２６で所定以上の流量変動の有無を判定する。所定以上の流量変動がない場合、信号検出演算手段２７は求めた上流側伝搬時間、下流側伝搬時間より短い伝搬時間と予め設定された第１の信号検出補正値とから信号検出開始時間を求める。第１の信号検出補正値は数μｓ程度でありノイズを誤検出しないように振幅判定手段２３で信号検出する前に信号検出制御手段２２を開始制御するための補正値である。
【００４５】
信号検出演算手段２７で求めた時間は時間計測手段２８でカウントされ、この時間が経過すると信号検出制御手段２２で検出開始制御する信号を出力する。一度伝搬時間が求まると、以降、前回計測時の伝搬時間をもとに信号検出制御手段２２の検出開始時間を設定する。
【００４６】
ガス遮断装置を設置時後ガス配管中の空気をガス需要家の器具を用いて置換するが、ガステーブルのような小流量器具を使用する場合、ガス置換にかなりの時間を要する。この間、ガス遮断装置の流量計測部は空気や供給ガス（例えば都市ガスの１３Ａ等）との混合ガス状態となり、混合ガス状態で計測した瞬時流量値は大きく変動しプラス側・マイナス側の変動流量となり、長時間継続する。
【００４７】
流量変化判定手段２６で、瞬時流量の変化で所定流量以上の流量を検出すると異ガスとの混合ガス状態と判定し変動検知信号を信号検出演算手段２７に出力する。この場合瞬時流量はプラスの場合もあり、又マイナスの場合もある。信号検出演算手段２７では前回計測の伝搬時間と予め設定されている第２の信号検出補正値とから混合ガス状態時の信号検出開始時間を求める。この第２の信号検出補正値は、本来使用するガス（媒体中の伝搬速度が速い）や伝搬速度の遅い媒体での伝搬時間を計測できる値である。
【００４８】
混合状態による流量変動検知時、求めた信号検出開始時間を時間計測手段２８に出力し時間カウントする。信号検出制御手段２２の信号遮断時間を短く制御し、混合状態中も如何なる媒体であろうとも確実に本来の超音波信号を検出し伝搬時間を求める。
【００４９】
一方、流量演算手段２５で求めた瞬時流量値は平均流量演算手段２９に入力され、所定個数の瞬時流量値を集合して平均流量値として算出される。求めた平均流量値は異常判定手段３０に出力される。
【００５０】
そして、異常判定手段３０は、求められた平均流量で使用器具の時間監視を行ったり、現在使用器具の使用流量より異常はないか監視を行う。異常判定手段３０は、流量域毎に対応した使用時間の制限時間値、あるいは使用最大流量の監視判定値等の初期値が記憶されている。例えばストーブ等へガスを供給するホースが何らかの原因で外れた時、異常な大流量が発生するが、そのような状態を監視するための合計流量遮断値や、器具の通常使用する最大使用時間よりはるかに長く使用された場合に対応して使用時間の制限時間を規定した使用時間遮断の制限時間等が記憶されている。この設定値と平均流量値とを異常判定手段３０で比較判定することで、流量値が使用最大流量値を超えていないか、或いは器具の使用時間が登録流量に対応した連続使用の制限時間を超えていないか等監視する。この異常判定手段３０で異常成立と判定した時、遮断手段３１に遮断信号を送ってガス供給を停止する。又、流量演算手段２５で求めた瞬時流量は積算手段３２で使用量として積算する。報知通信手段３３は、遮断状態や遮断内容、積算値を液晶表示素子等に表示すると共にガスの安全監視を行っているガス事業者のセンターに電話回線等の通信により通報する。
【００５１】
次に、以上のように構成されたガス遮断装置の動作を説明する。ガス遮断装置は新築住宅に設置されたり、新たに大型の器具を設置交換されたり、或いは何らかの工事により、ガス配管内の空気、ガス遮断装置内の空気は、ガス需要家が保有する器具を用いて配管中の空気を供給ガスに置換する。この時ガステーブルのような小流量器具を用いる場合があり、戸建てのようにガス遮断装置からガス器具迄の配管長が長い場合、ガス置換するのに長い時間を要する。
【００５２】
このような配管内状況下で流量計測が行われると、以下のような現象となることがある。時間がたつにつれ流路内は、対流等により供給ガスと空気等の異なるガスが混合状態となり、ガス遮断装置内の上流側送受信器１６、下流側送受信器１７の付近も長い時間空気と供給ガスとの混合状態となる。上流側送受信器１６、或いは下流側送受信器１７により送信される超音波は、混合気体の中を伝搬することとなり、間欠制御手段１４で計測する時間毎、伝搬時間の速いガス中を伝搬する場合もあれば、伝搬時間の遅い空気中を伝搬する場合が不連続に発生する。
【００５３】
最初ガス配管内が空気ばかりの場合本来の供給ガス（例えば１３Ａ等の都市ガス）に比較し伝搬速度が遅く長い伝搬時間が伝搬時間計測手段２４で計測されている。間欠制御手段１４により定期的に流量検出手段１５が駆動される。まず送信手段１９より上流側送受信器１６が駆動され下流側送受信器で受信する。受信手段２０は受信した信号を増幅させ、信号検出制御手段２２に出力する。信号検出制御手段２２は信号検出演算手段２７で求めた時間が経過するまで信号検出を停止している。一番最初の上流側・下流側伝搬時間が求まるまで初期値の設定時間のため、早期に信号検出停止が解除される。次の計測時間が経過すると伝搬時間よりも止めた信号検出停止時間となっている。時間計測手段２８がカウントアップすると信号検出制御手段２２は検出開始となり、以降受信する超音波信号を振幅判定手段２３に出力する。振幅判定手段２３は所定レベル以上に振幅成長した超音波信号かを判定する。所定レベル以上の振幅の超音波信号を検出すると受信完了と判定し伝搬時間計測手段２４に完了通知を行う。求めた伝搬時間は流量演算手段２５で瞬時流量を求める。
【００５４】
置換開始してもガス遮断装置内が空気ばかりの場合、流量演算手段２５で求めた瞬時流量を流量変化判定手段２６で監視すると安定した流量状態であり、流量安定検知信号が信号検出演算手段２７に出力され、信号検出演算手段２７では空気媒体での伝搬時間と第１の信号検出補正値とから信号検出開始時間を求める。求めた時間を時間計測手段２８でカウントし経過時、信号検出制御手段２２に検出開始信号を出力する。信号検出制御手段２２は信号検出開始を受けると受信した超音波信号を振幅判定手段２３に出力し、所定振幅以上の超音波信号の検出を行うと伝搬時間計測手段２４は伝搬時間計測完了と判定し、流量演算手段２５に又出力する。
【００５５】
ガス置換が進み、次第にガス遮断装置内に供給ガスが侵入し空気と供給ガスとが混ざり合いながら流れていく。このような状態で超音波信号を送信すると、超音波は供給ガス或いは空気、或いは空気と供給ガスが均一にならず伝搬途中交互に現れる中を通過しながら受信側の送受信器に到達する。この時空気のような伝搬速度の遅い媒体から急に密度の異なる供給ガス内を通過すると伝搬速度が速いため伝搬時間が短くなる。
【００５６】
ここで、信号検出制御手段２２は、前回空気状態で計測した長い伝搬時間より求めた時間で制御されている為、まだ信号検出停止状態で所定振幅レベル以上の超音波信号を到達し受信する。その後、信号検出制御手段２２が検出開始となるが既に超音波信号が減衰してしまい、たまたま所定振幅以上のノイズ等がのると誤って伝播時間計測され、瞬時流量を求める。このような状態で伝搬時間計測するため流量演算手段２５で求めた流量は安定せずプラス側だけでなくマイナス側にも変動した流量となる。
【００５７】
このような流量変動した信号が流量変化判定手段２６に入力されると混合ガス状態と判定して流量変動検知信号を信号検出演算手段２７に出力する。信号検出演算手段２７は前回計測で求めた伝搬時間と第２の信号検出補正値とから信号検出制御時間を求める。結果、供給ガス含めて第２の信号検出補正値は短い伝搬時間を検出できる値である為、早期に信号検出制御手段２２は信号検出開始となる。混合ガス状態により計測する伝搬時間が変化しようとも常に超音波信号は検出できる。器具を使用することにより供給配管内が充分供給ガスに置換され、供給ガスに切り替わった状態を流量変化判定手段２６で検出すると、信号検出演算手段２７での補正値は通常の補正値に戻り演算する。一旦流量変動を検出すると安定するまで行う。
【００５８】
一方並行して、平均流量演算手段２９では流量演算手段２５で求めた瞬時流量を所定個数毎の平均流量値として演算される。同時に瞬時流量は積算手段３２で使用量を積算される。求められた平均流量は異常判定手段３０には、流量域毎に対応した使用時間の制限時間値、あるいは使用最大流量の監視判定値等が記憶されている。例えばストーブ等へガスを供給するホースが何らかの原因で外れた時、異常な大流量が発生するが、そのような状態を監視するために、初期設定値として合計流量遮断値や、器具の通常使用する最大使用時間よりはるかに長く使用された場合に対応して使用時間の制限時間を規定した使用時間遮断の制限時間等が記憶されている。平均流量を監視し異常と判定した時、遮断手段３１を駆動し供給ガスを停止する。
【００５９】
このように各ガス需要家により配管状態、配管条件が異なり、密度の異なる供給ガスとそれ以外のガス（例えば空気と都市ガス１３Ａ等）とが一旦混合状態となり継続すると異常な流量変化となるが、その流量変化を検出し補正値を切替えて信号検出制御手段２２の信号遮断時間を可変するために、例え混合状態になり媒体種によって伝搬時間が突然速くなったり短くなったりしても確実に超音波信号をとらえることができ、異常な流量となるのを防止し、このため誤って遮断したり、誤って異常流量で積算されることがない。ガス遮断装置を正常に動作させるので、安全性や信頼性が極めて高く、かつ誤遮断によりガス事業者が不要出動することなく使い勝手が高い効果がある。
【００６０】
なお、本実施の形態に使用した構成は一例であり、又使用形態も本実施の形態に限定されるものではない。
【００６１】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２におけるガス遮断装置の制御ブロック図を示す図である。図１と同相当物には同一番号を付している。
【００６２】
図２は同遮断装置の制御ブロック図である。３４は信号検出初期補正手段で、通常第１の信号検出補正値（ノイズを誤検出しないように振幅判定手段２３で信号検出する前に信号検出制御手段２２を開始制御するための補正値）と初期設定値とは信号検出補正時間として設定されている。
【００６３】
次に、以上のように構成されたガス遮断装置の動作を説明する。ガス遮断装置は新築住宅に設置されたり、新たに大型の器具を設置交換されたり、或いは何らかの工事により、ガス配管内の空気、ガス遮断装置内の空気は、ガス需要家が保有する器具を用いて配管中の空気を供給ガスに置換する。この時ガステーブルのような小流量器具を用いる場合があり、戸建てのようにガス遮断装置からガス器具迄の配管長が長い場合、ガス置換するのに長い時間を要する。
【００６４】
このような配管内状況下で流量計測が行われると、以下のような現象となることがある。時間がたつにつれ流路内は、対流等により供給ガスと空気等の異なるガスが混合状態となり、ガス遮断装置内の上流側送受信器１６、下流側送受信器１７の付近も長い時間空気と供給ガスとの混合状態となる。上流側送受信器１６、或いは下流側送受信器１７により送信される超音波は、混合気体の中を伝搬することとなり、間欠制御手段１４で計測する時間毎、伝搬時間の速いガス中を伝搬する場合もあれば、伝搬時間の遅い空気中を伝搬する場合が不連続に発生する。
【００６５】
最初ガス配管内が空気ばかりの場合本来の供給ガス（例えば１３Ａ等の都市ガス）に比較し伝搬速度が遅く長い伝搬時間が伝搬時間計測手段２４で計測されている。間欠制御手段１４により定期的に流量検出手段１５が駆動される。まず送信手段１９より上流側送受信器１６が駆動され下流側送受信器で受信する。受信手段２０は受信した信号を増幅させ、信号検出制御手段２２に出力する。信号検出制御手段２２は信号検出初期補正手段３４で求めた時間が経過するまで信号検出を停止している。一番最初の上流側・下流側伝搬時間が求まるまで初期値の設定時間のため、早期に信号検出停止が解除される。次の計測時間が経過すると伝搬時間よりも止めた信号検出停止時間となっている。時間計測手段２８がカウントアップすると信号検出制御手段２２は検出開始となり、以降受信する超音波信号を振幅判定手段２３に出力する。振幅判定手段２３は所定レベル以上に振幅成長した超音波信号かを判定する。所定レベル以上の振幅の超音波信号を検出すると受信完了と判定し伝搬時間計測手段２４に完了通知を行う。求めた伝搬時間は流量演算手段２５で瞬時流量を求める。
【００６６】
置換開始してもガス遮断装置内が空気ばかりの場合、流量演算手段２５で求めた瞬時流量を流量変化判定手段２６で監視すると安定した流量状態であり、流量安定検知信号が信号検出初期補正手段３４に出力され、信号検出初期補正手段３４では空気媒体での伝搬時間と第１の信号検出補正値とから信号検出開始時間を求める。求めた時間を時間計測手段２８でカウントし経過時、信号検出制御手段２２に検出開始信号を出力する。信号検出制御手段２２は信号検出開始を受けると受信した超音波信号を振幅判定手段２３に出力し、所定振幅以上の超音波信号の検出を行うと伝搬時間計測手段２４は伝搬時間計測完了と判定し、流量演算手段２５に又出力する。
【００６７】
ガス置換が進み、次第にガス遮断装置内に供給ガスが侵入し空気と供給ガスとが混ざり合いながら流れていく。このような状態で超音波信号を送信すると、超音波は供給ガス或いは空気、或いは空気と供給ガスが均一にならず伝搬途中交互に現れる中を通過しながら受信側の送受信器に到達する。この時空気のような伝搬速度の遅い媒体から急に密度の異なる供給ガス内を通過すると伝搬速度が速いため伝搬時間が短くなる。信号検出制御手段２２は、前回空気状態で計測した長い伝搬時間より求めた時間で制御されている為、まだ信号検出停止状態で所定振幅レベル以上の超音波信号を到達し受信する。その後、信号検出制御手段２２が検出開始となるが既に超音波信号が減衰してしまい、たまたま所定振幅以上のノイズ等がのると誤って伝搬時間計測され、瞬時流量を求める。このような状態で伝搬時間計測するため流量演算手段２５で求めた流量は安定せずプラス側だけでなくマイナス側にも変動した流量となる。
【００６８】
流量変化判定手段２６にこのような流量変動した信号が入力されるが、混合ガス状態と判定して流量変動検知信号を信号検出初期補正手段３４に出力する。この場合、信号検出初期補正手段３４は初期設定値を信号検出制御時間として時間計測手段２８に出力する。結果、供給ガス含めて初期補正値は短い伝搬時間を検出できる値である為、早期に信号検出制御手段２２は信号検出開始となる。混合ガス状態により計測する伝搬時間が変化しようとも常に超音波信号は検出できる。器具を使用することにより供給配管内が充分供給ガスに置換され、供給ガスに切り替わった状態を流量変化判定手段２６で検出すると、信号検出初期補正手段３４での補正値は通常の第１の信号検出補正値に戻る。一旦流量変動検出すると安定するまで行う。
【００６９】
一方並行して、平均流量演算手段２９では流量演算手段２５で求めた瞬時流量を所定個数毎の平均流量値として演算される。同時に瞬時流量は積算手段３２で使用量を積算される。求められた平均流量は異常判定手段３０には、流量域毎に対応した使用時間の制限時間値、あるいは使用最大流量の監視判定値等が記憶されている。例えばストーブ等へガスを供給するホースが何らかの原因で外れた時、異常な大流量が発生するが、そのような状態を監視するために、初期設定値として合計流量遮断値や、器具の通常使用する最大使用時間よりはるかに長く使用された場合に対応して使用時間の制限時間を規定した使用時間遮断の制限時間等が記憶されている。平均流量を監視し異常と判定した時、遮断手段３１を駆動し供給ガスを停止する。
【００７０】
このように各ガス需要家により配管状態、配管条件が異なり、密度の異なる供給ガスとそれ以外のガス（例えば空気と都市ガス１３Ａ等）とが一旦混合状態となると流量変化を検出し初期補正値に切替えて信号検出制御手段２２の信号遮断時間を可変するため、例え混合状態になり媒体種によって伝搬時間が突然速くなったり短くなったりしても確実に超音波信号をとらえることができ、異常な流量となるのを防止し、このため誤って遮断したり、誤って異常流量で積算されることがない。ガス遮断装置を正常に動作させるので、安全性や信頼性が極めて高く、かつ誤遮断によりガス事業者が不要出動することなく使い勝手が高い効果がある。
【００７１】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３におけるガス遮断装置の制御ブロック図を示す図である。図１、図２や図５と同相当物には同一番号を付している。
【００７２】
図３は同遮断装置の制御ブロック図である。３５は流量有判定手段で、流量演算手段２５で求めた瞬時流量により何らかの微少流量が流れた場合、流量有と判定し、報知通信手段３３の表示部に流量有表示信号出力を行い、そうでない場合表示消灯出力を行う。また超音波計測部が異ガスとの混合状態となった場合ガス需要家の配管状態により流量変化判定手段２６で所定流量未満の流量変動しか検出できなかった場合で、混合ガス状態により表示出力有レベルの流量が流れた場合、信号検出演算手段２７に信号検出開始を更に早期制御できる補正値出力信号を出力する。
【００７３】
次に、以上のように構成されたガス遮断装置の動作を説明する。ガス遮断装置は新築住宅に設置されたり、新たに大型の器具を設置交換されたり、或いは何らかの工事により、ガス配管内の空気、ガス遮断装置内の空気は、ガス需要家が保有する器具を用いて配管中の空気を供給ガスに置換する。ガステーブルのような小流量器具を用いる場合があり、戸建てのようにガス遮断装置からガス器具迄の配管長が長い場合、ガス置換するのに長い時間を要する。
【００７４】
このような配管内状況下で流量計測が行われると、以下のような現象となることがある。時間がたつにつれ流路内は、対流等により供給ガスと空気等の異なるガスが混合状態となり、ガス遮断装置内の上流側送受信器１６、下流側送受信器１７の付近も長い時間空気と供給ガスとの混合状態となる。上流側送受信器１６、或いは下流側送受信器１７により送信される超音波は、混合気体の中を伝搬することとなり、間欠制御手段１４で計測する時間毎、伝搬時間の速いガス中を伝搬する場合もあれば、伝搬時間の遅い空気中を伝搬する場合が不連続に発生する。
【００７５】
最初ガス配管内が空気ばかりの場合本来の供給ガス（例えば１３Ａ等の都市ガス）に比較し伝搬速度が遅く長い伝搬時間が伝搬時間計測手段２４で計測されている。間欠制御手段１４により定期的に流量検出手段１５が駆動される。まず送信手段１９より上流側送受信器１６が駆動され下流側送受信器で受信する。受信手段２０は受信した信号を増幅させ、信号検出制御手段２２に出力する。信号検出制御手段２２は信号検出演算手段２７で求めた時間が経過するまで信号検出を停止している。一番最初の上流側・下流側伝搬時間が求まるまで初期値の設定時間のため、早期に信号検出停止が解除される。次の計測時間が経過すると伝搬時間よりも止めた信号検出停止時間となっている。時間計測手段２８がカウントアップすると信号検出制御手段２２は検出開始となり、以降受信する超音波信号を振幅判定手段２３に出力する。振幅判定手段２３は所定レベル以上に振幅成長した超音波信号かを判定する。所定レベル以上の振幅の超音波信号を検出すると受信完了と判定し伝搬時間計測手段２４に完了通知を行う。求めた伝搬時間は流量演算手段２５で瞬時流量を求める。
【００７６】
置換開始してもガス遮断装置内が空気ばかりの場合、流量演算手段２５で求めた瞬時流量を流量変化判定手段２６で監視すると安定した流量状態であり、流量安定検知信号が信号検出演算手段２７に出力され、信号検出演算手段２７では空気媒体での伝搬時間と第１の信号検出補正値とから信号検出開始時間を求める。求めた時間を時間計測手段２８でカウントし経過時、信号検出制御手段２２に検出開始信号を出力する。信号検出制御手段２２は信号検出開始を受けると受信した超音波信号を振幅判定手段２３に出力し、所定振幅以上の超音波信号の検出を行うと伝搬時間計測手段２４は伝搬時間計測完了と判定し、流量演算手段２５に又出力する。
【００７７】
ガス置換が進み、次第にガス遮断装置内に供給ガス（例えば都市ガスの１３Ａ等）が侵入し空気と供給ガスとが混ざり合いながら流れていく。このような状態で超音波信号を送信すると、超音波は供給ガス或いは空気、或いは空気と供給ガスが均一にならず伝搬途中交互に現れる中を通過しながら受信側の送受信器に到達する。この時空気のような伝搬速度の遅い媒体から急に密度の異なる供給ガス内を通過すると伝搬速度が速いため伝搬時間が短くなる。信号検出制御手段２２は、前回空気状態で計測した長い伝搬時間より求めた時間で制御されている為、まだ信号検出停止状態で所定振幅レベル以上の超音波信号を到達し受信する。その後、信号検出制御手段２２が検出開始となるが既に超音波信号が減衰してしまい、たまたま所定振幅以上のノイズ等がのると誤って伝搬時間計測され、瞬時流量を求める。このような状態で伝搬時間計測するため流量演算手段２５で求めた流量は安定せずプラス側だけでなくマイナス側にも変動した流量となる。
【００７８】
この時の流量変動状態は、ガス需要家毎設置状態や配管状態によって異なる。流量変化判定手段２６は流量変動検出しても異常な混合状態と判定する所定流量に到達しない場合もあるが、所定流量未満の場合、流量有判定手段３５で流量有りと判定する流量状態もある。流量有判定手段３５で流量有りと判定すると、報知通信手段３３の表示部で流量有表示を行うと共に、流量有検出すると混合ガス状態の可能性有りと判定して流量変動検知信号を信号検出演算手段２７に出力する。信号検出演算手段２７は前回計測で求めた伝搬時間と第２の信号検出補正値とから信号検出制御時間を求める。結果、供給ガス含めて第２の信号検出補正値は短い伝搬時間を検出できる値である為、早期に信号検出制御手段２２は信号検出開始となる。混合ガス状態により計測する伝搬時間が変化しようとも常に超音波信号は検出できる。器具を使用することにより供給配管内が充分供給ガスに置換され、供給ガスに切り替わった状態を流量変化判定手段２６で検出すると、信号検出演算手段２７での補正値は通常の補正値に戻り演算する。一旦流量変動検出すると安定するまで行う。
【００７９】
一方並行して、平均流量演算手段２９では流量演算手段２５で求めた瞬時流量を所定個数毎の平均流量値として演算される。同時に瞬時流量は積算手段３２で使用量を積算される。求められた平均流量は異常判定手段３０には、流量域毎に対応した使用時間の制限時間値、あるいは使用最大流量の監視判定値等が記憶されている。例えばストーブ等へガスを供給するホースが何らかの原因で外れた時、異常な大流量が発生するが、そのような状態を監視するために、初期設定値として合計流量遮断値や、器具の通常使用する最大使用時間よりはるかに長く使用された場合に対応して使用時間の制限時間を規定した使用時間遮断の制限時間等が記憶されている。平均流量を監視し異常と判定時、遮断手段３１を駆動し供給ガスを停止する。
【００８０】
このように各ガス需要家により配管状態、配管条件が異なり、密度の異なる供給ガスとそれ以外のガス（例えば空気と都市ガスの１３Ａ等）とが一旦混合状態となると流量変化をするが、流量有判定手段３５により流量有レベルの微少流量の場合でも混合ガス状態の可能性有と判定して信号検出開始補正値を切替えて信号検出制御手段２２の信号遮断時間を可変するため、例え混合状態になり媒体種によって伝搬時間が突然速くなったり短くなったりしても確実に超音波信号をとらえることができ、異常な流量となるのを防止し、このため誤って遮断したり、誤って異常流量で積算されることがない。ガス遮断装置を正常に動作させるので、安全性や信頼性が極めて高く、かつ誤遮断によりガス事業者が不要出動することなく使い勝手が高い効果がある。
【００８１】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４におけるガス遮断装置の制御ブロック図を示す図である。図１、図２、図３や図５と同相当物には同一番号を付している。
【００８２】
図４は同遮断装置の制御ブロック図である。３４は信号検出初期補正手段で、信号検出制御手段２２の初期設定値と第１の信号検出補正値（ノイズを誤検出しないように振幅判定手段２３で信号検出する前に信号検出制御手段２２を開始制御するための補正値）とが格納されている。３５は流量有判定手段で、流量演算手段２５で求めた瞬時流量により何らかの微少流量が流れた場合、流量有と判定し、報知通信手段３３の表示部に流量有表示信号出力を行い、そうでない場合表示消灯出力を行う。また超音波計測部が異ガスとの混合状態となった場合ガス需要家の配管状態により、流量変化判定手段２６で所定流量未満の流量変動しか検出できなかった場合で、混合ガス状態により表示出力有レベルの流量が流れた場合、信号検出初期補正手段３４に信号検出補正出力を行う。
【００８３】
次に、以上のように構成されたガス遮断装置の動作を説明する。ガス遮断装置は新築住宅に設置されたり、新たに大型の器具を設置交換されたり、或いは何らかの工事により、ガス配管内の空気、ガス遮断装置内の空気は、ガス需要家が保有する器具を用いて配管中の空気を供給ガスに置換する。ガステーブルのような小流量器具を用いる場合があり、戸建てや集合住宅によってガス遮断装置からガス器具迄の配管長が長さはさまざまであり、またガス置換するのに長い時間を要する。
【００８４】
このような配管内状況下で流量計測が行われると、以下のような現象となることがある。時間がたつにつれ流路内は、対流等により供給ガスと空気等の異なるガスが混合状態となり、ガス遮断装置内の上流側送受信器１６、下流側送受信器１７の付近も長い時間空気と供給ガスとの混合状態となる。上流側送受信器１６、或いは下流側送受信器１７により送信される超音波は、混合気体の中を伝搬することとなり、間欠制御手段１４で計測する時間毎、伝搬時間の速いガス中を伝搬する場合もあれば、伝搬時間の遅い空気中を伝搬する場合が不連続に発生する。
【００８５】
最初ガス配管内が空気ばかりの場合本来の供給ガス（例えば１３Ａ等の都市ガス）に比較し伝搬速度が遅く長い伝搬時間が伝搬時間計測手段２４で計測されている。間欠制御手段１４により定期的に流量検出手段１５が駆動される。まず送信手段１９より上流側送受信器１６が駆動され下流側送受信器で受信する。受信手段２０は受信した信号を増幅させ、信号検出制御手段２２に出力する。信号検出制御手段２２は信号検出初期補正手段３４で設定した時間が経過するまで信号検出を停止している。一番最初の上流側・下流側伝搬時間が計測されるまでは初期値の信号検出開始設定時間のため、早期に信号検出停止が解除される。次の計測時間が経過すると伝搬時間をもとに求めた信号検出停止時間（伝搬時間−第１の信号検出補正時間）となっている。時間計測手段２８がカウントアップすると信号検出制御手段２２は検出開始となり、以降受信する超音波信号を振幅判定手段２３に出力する。振幅判定手段２３は所定レベル以上に振幅成長した超音波信号かを判定する。所定レベル以上の振幅の超音波信号を検出すると受信完了と判定し伝搬時間計測手段２４に完了通知を行う。求めた伝搬時間は流量演算手段２５で瞬時流量を求める。
【００８６】
置換開始してもガス遮断装置内が空気ばかりの場合、流量演算手段２５で求めた瞬時流量を流量変化判定手段２６で監視すると安定した流量状態であり、流量安定検知信号が信号検出初期補正手段３４に出力され、信号検出初期補正手段３４では空気媒体での伝搬時間と第１の信号検出補正値とから信号検出開始時間を求める。求めた時間を時間計測手段２８でカウントし経過時、信号検出制御手段２２に検出開始信号を出力する。信号検出制御手段２２は信号検出開始を受けると受信した超音波信号を振幅判定手段２３に出力し、所定振幅以上の超音波信号の検出を行うと伝搬時間計測手段２４は伝搬時間計測完了と判定し、流量演算手段２５に又出力する。
【００８７】
ガス置換が進み、次第にガス遮断装置内に供給ガス（例えば都市ガスの１３Ａ等）が侵入し空気と供給ガスとが混ざり合いながら流れていく。このような状態で超音波信号を送信すると、超音波は供給ガス或いは空気、或いは空気と供給ガスが均一にならず伝搬途中交互に現れる中を通過しながら受信側の送受信器に到達する。この時空気のような伝搬速度の遅い媒体から急に密度の異なる供給ガス内を通過すると伝搬速度が速いため伝搬時間が短くなる。信号検出制御手段２２は、前回空気状態で計測した長い伝搬時間より求めた時間で制御されている為、まだ信号検出停止状態で所定振幅レベル以上の超音波信号を到達し受信する。その後、信号検出制御手段２２が検出開始となるが既に超音波信号が減衰してしまい、たまたま所定振幅以上のノイズ等がのると誤って伝搬時間計測され、瞬時流量を求める。このような状態で伝搬時間計測するため流量演算手段２５で求めた流量は安定せずプラス側だけでなくマイナス側にも変動した流量となる。
【００８８】
この時の流量変動状態は、ガス需要家毎設置状態や配管状態によってさまざまであり異なる。流量変化判定手段２６の流量変動レベルはもっとも異常な混合状態と判定する所定流量以上に到達しない場合もある。しかし所定流量未満の場合でもガス混合状態となる場合がある。即ち混合ガス状態となり求めた流量値が表示流量レベルの場合もある。従ってこのような場合流量有表示を行うと共に、流量有検出すると混合ガス状態の可能性有りと判定して流量変動検知信号を信号検出初期補正手段３４に出力する。信号検出初期補正手段３４は初期値の信号検出開始時間に切替える。結果、供給ガス含めて初期値の信号検出時間はたいていのガス種の短い伝搬時間でも検出できる値である為、早期に信号検出制御手段２２は信号検出開始となる。混合ガス状態により計測する伝搬時間が変化しようとも常に超音波信号は検出できる。器具を使用することにより供給配管内が充分供給ガスに置換され、供給ガスに切り替わった状態を流量変化判定手段２６で検出すると、信号検出初期補正手段３４での補正値は通常の補正値に戻り演算する。一旦流量変動検出すると安定するまで行う。
【００８９】
一方並行して、平均流量演算手段２９では流量演算手段２５で求めた瞬時流量が所定個数毎の平均流量値として演算される。同時に瞬時流量は積算手段３２で使用量を積算される。求められた平均流量は異常判定手段３０には、流量域毎に対応した使用時間の制限時間値、あるいは使用最大流量の監視判定値等が記憶されている。例えばストーブ等へガスを供給するホースが何らかの原因で外れた時、異常な大流量が発生するが、そのような状態を監視するために、初期設定値として合計流量遮断値や、器具の通常使用する最大使用時間よりはるかに長く使用された場合に対応して使用時間の制限時間を規定した使用時間遮断の制限時間等が記憶されている。平均流量を監視し異常と判定時、遮断手段３１を駆動し供給ガスを停止する。
【００９０】
このように各ガス需要家により配管状態、配管条件が異なり、密度の異なる供給ガスとそれ以外のガス（例えば空気と都市ガスの１３Ａ等）とが一旦混合状態となると流量変化をするが、流量有判定手段３５により流量有レベルの微少流量の場合でも混合ガス状態の可能性有と判定して信号検出時間を初期値に切替えて信号検出制御手段２２の信号遮断時間を可変とするため、例え混合状態になり媒体種によって伝搬時間が突然速くなったり短くなったりしても確実に超音波信号をとらえることができ、異常な流量となるのを防止し、このため誤って遮断したり、誤って異常流量で積算されることがない。ガス遮断装置を正常に動作させるので、安全性や信頼性が極めて高く、かつ誤遮断によりガス事業者が不要出動することなく使い勝手が高い効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
以上のように、本発明に係るガス遮断装置は、設置時の供給配管中の異なる媒体による計測異常を防止する為のものであり、同様に液体や気体の混合となる水道メータ等の流量計測装置全般に適用できるものである。
【符号の説明】
【００９２】
１６  上流側送受信器（送受信器）
１７  下流側送受信器（送受信器）
１８  切替手段
１９  送信手段
２０  受信手段
２２  信号検出制御手段
２３  振幅判定手段
２４  伝搬時間計測手段
２５  流量演算手段
２６  流量変化判定手段
２７  信号検出演算手段
２８  時間計測手段
２９  平均流量演算手段
３０  異常判定手段
３１  遮断手段
３４  信号検出初期補正手段
３５  流量有判定手段
【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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