(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス器具にガスを供給するガス供給源、
ガスメータが設けられ、上記ガス供給源と上記ガス器具とを接続するガス配管、
上記ガスメータ下流側の上記ガス配管に接続されたヒューズガス栓、
上記ガス配管に接続されているガス栓、を備えるガス配管系でのガス漏れを検出するガス漏れ検出装置において、
上記ガスメータでのガス圧力を検出するガス圧力検出手段と、
上記ガスメータでのガス流量を検出するガス流量検出手段と、
上記ガス圧力検出手段が検出した上記ガス圧力が定常状態から変化したとき、その変化開始時点からのガス圧力の変化パターンを監視し、そのガス圧力変化パターンが第１の所定条件を満たした場合、ガス漏れが発生したとの判別を行うガス漏れ判別手段と、
上記ガス流量検出手段及び上記ガス漏れ判別手段からの信号を受けて、ガス漏れの態様を特定するガス漏れ態様特定手段と、を備え、
上記ガス漏れの態様は、上記ヒューズガス栓の故障によるガス漏れと、誤開放された上記ガス栓のガス漏れと、上記ガス配管からのガス漏れと、上記ガスメータ上流側での上記ガス配管からのガス漏れと、上記ガス器具でのガス漏れとを含み、
上記ガス漏れ判別手段によりガス漏れが発生したとの判別がなされ、かつ上記ガス流量検出手段が検出した上記ガス流量の変化パターンが、上記ガス漏れの態様に応じて定まる第２の所定条件を満たした場合、
上記ガス漏れ態様特定手段は、上記ガス漏れの態様の何れかであることを特定することを特徴とするガス漏れ検出装置。
【請求項２】
上記第２の所定条件が、上記ガス圧力の変化開始時点から単調増加し第１の所定時間経過後の上記ガス流量が第１の所定流量を超えるという条件である場合、
上記ガス漏れ態様特定手段は、上記ガス漏れの態様が、上記ヒューズガス栓の故障によるガス漏れ、誤開放された上記ガス栓からのガス漏れ、および上記ガス配管からのガス漏れの何れかであると判別する、請求項１に記載のガス漏れ検出装置。
【請求項３】
上記第１の所定時間は１秒から１０秒までの何れかに設定され、上記第１の所定流量は８００Ｌ／時から１０００Ｌ／時までの何れかに設定される、請求項２に記載のガス漏れ検出装置。
【請求項４】
上記第２の所定条件が、上記ガス圧力の変化開始時点から第２の所定時間経過後の上記ガス流量がゼロである条件である場合、
上記ガス漏れ態様特定手段は、上記ガス漏れの態様が、上記ガスメータ上流側の上記ガス配管からのガス漏れであると判別する、請求項１に記載のガス漏れ検出装置。
【請求項５】
上記第２の所定時間は１秒から１０秒までの何れかに設定される、請求項４に記載のガス漏れ検出装置。
【請求項６】
上記ガス器具は、大容量ガスコンロであり、
上記第２の所定条件が、上記ガス圧力の変化開始時点から単調増加し第３の所定時間経過後の上記ガス流量が第２の所定流量以下という条件である場合、
上記ガス漏れ態様特定手段は、上記ガス漏れの態様が、上記大容量ガスコンロでのガス漏れであると判別する、請求項１に記載のガス漏れ検出装置。
【請求項７】
上記第３の所定時間は１秒から１０秒までの何れかに設定され、上記第２の所定流量は１０００Ｌ／時以下の何れかに設定される、請求項６に記載のガス漏れ検出装置。
【請求項８】
上記ガス漏れ態様特定手段は、上記ガス圧力の変化開始時点から第４の所定時間内に上記ガス流量が変動した場合、ガス漏れが発生したとの判別をキャンセルし、上記大容量ガスコンロが使用開始となったと判別する、請求項６または７に記載のガス漏れ検出装置。
【請求項９】
上記第４の所定時間は１０秒以上の何れかに設定される、請求項８に記載のガス漏れ検出装置。
【請求項１０】
上記第１の所定条件は、
特定された上記ガス漏れ態様での、定常状態から変化したときの上記ガス圧力の、その変化開始時点からの変化パターンを取り込み、その変化パターンの波形から読み取った最初の極値、２番目の極値、３番目の極値、および最初の極値から２番目の極値までの周期数を用いて求めた、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を基本パターンとして記憶し、その基本パターンの波形と、今回取り込んだガス圧力の変化パターンの波形との類似度推移を算出し、その類似度推移の代表値が閾値以上となる条件である、請求項１から９の何れかに記載のガス漏れ検出装置。
【請求項１１】
上記第１の所定条件は、
今回取り込んだガス圧力の変化パターンの波形において、変化開始時点から２番目の極値が、定常状態でのガス圧力より−０．０１５ｋＰａ以下となる条件である、請求項１から９の何れかに記載のガス漏れ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガスメータを備えたガス配管系でのガス漏れを検出するガス漏れ検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスメータを備えたガス配管系でのガス漏れを検出する方法として、ガス流路の圧力を検出し、その圧力検出信号の振動波形、例えばその圧力振動波形パターンの振動周波数や、振動振幅を分析し、その分析されたパターン分析結果に基づきガス漏れ状態か否かを判別する、圧力変化のパターン検出により行う方法が知られている（下記の特許文献１，２参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９―２５７７３８号公報
【特許文献２】特開２０１１−９９６９０号公報
【０００４】
この特許文献１によるガス漏れ検出方法によると、短時間でのガス漏れ判別が可能であり、ガスの使用開始時に大量のガス漏れが発生した場合でも、そのガス漏れを迅速に検出することができ、ガス保安を確保する上で有効なものとなっている。
【０００５】
しかし、この特許文献１によるガス漏れ検出方法では、ガス漏れを迅速に検出することができるものの、そのガス漏れが、どのような態様のガス漏れなのか、例えばガスメータの上流、下流どちらでのガス漏れなのかといったことが分からないままであった。したがって、ガス使用者は、ガス漏れだとは分かっても、それに的確に対応することができないのが現状であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は上記に鑑み提案されたもので、ガス漏れを迅速に検出することができるとともに、そのガス漏れの態様をも的確に知ることができ、より的確な対応によりガス保安を一層向上させ確実なものとすることができるガス漏れ検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の記載の発明は、ガス器具にガスを供給するガス供給源、ガスメータが設けられ、上記ガス供給源と上記ガス器具とを接続するガス配管、上記ガスメータ下流側の上記ガス配管に接続されたヒューズガス栓、上記ガス配管に接続されているガス栓、を備えるガス配管系でのガス漏れを検出するガス漏れ検出装置において、上記ガスメータでのガス圧力を検出するガス圧力検出手段と、上記ガスメータでのガス流量を検出するガス流量検出手段と、上記ガス圧力検出手段が検出したガス圧力が定常状態から変化したとき、その変化開始時点からの上記ガス圧力の変化パターンを監視し、そのガス圧力変化パターンが第１の所定条件を満たした場合、ガス漏れが発生したとの判別を行うガス漏れ判別手段と、上記ガス流量検出手段及び上記ガス漏れ判別手段からの信号を受けて、ガス漏れの態様を特定するガス漏れ態様特定手段と、を備え、上記ガス漏れの態様は、上記ヒューズガス栓の故障によるガス漏れと、誤開放された上記ガス栓のガス漏れと、上記ガスメータ上流側での上記ガス配管からのガス漏れと、上記ガス配管からのガス漏れと、上記ガス器具でのガス漏れとを含み、上記ガス漏れ判別手段によりガス漏れが発生したとの判別がなされ、かつ上記ガス流量検出手段が検出した上記ガス流量の変化パターンが、上記ガス漏れの態様に応じて定まる第２の所定条件を満たした場合、上記ガス漏れ態様特定手段は、上記ガス漏れの態様の何れかであることを特定することを特徴としている。
請求項２に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明において、上記第２の所定条件が、上記ガス圧力の変化開始時点から単調増加し第１の所定時間経過後の上記ガス流量が第１の所定流量を超えるという条件である場合、上記ガス漏れ態様特定手段は、上記ガス漏れの態様は、上記ヒューズガス栓の故障によるガス漏れ、誤開放された上記ガス栓からのガス漏れ、および上記ガス配管からのガス漏れの何れかであると判別するものである。
請求項３に記載の発明は、上記した請求項２に記載の発明において、上記第１の所定時間は１秒から１０秒までの何れかに設定され、上記第１の所定流量は８００Ｌ／時から１０００Ｌ／時までの何れかに設定されるものである。
請求項４に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明において、上記第２の所定条件が、上記ガス圧力の変化開始時点から第２の所定時間経過後の上記ガス流量がゼロである条件である場合、上記ガス漏れ態様特定手段は、上記ガス漏れの態様は、上記ガスメータ上流側の上記ガス配管からのガス漏れであると判別するものである。
請求項５に記載の発明は、上記した請求項４に記載の発明において、上記第２の所定時間は１秒から１０秒までの何れかに設定されるものである。
請求項６に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明において、上記ガス器具は、大容量ガスコンロであり、上記第２の所定条件が、上記ガス圧力の変化開始時点から単調増加し第３の所定時間経過後の上記ガス流量が第２の所定流量以下という条件である場合、上記ガス漏れ態様特定手段は、上記ガス漏れの態様が、上記大容量ガスコンロでのガス漏れであると判別するものである。
請求項７に記載の発明は、上記した請求項６の発明において、上記第３の所定時間は１秒から１０秒までの何れかに設定され、上記第２の所定流量は１０００Ｌ／時以下の何れかに設定されるものである。
請求項８に記載の発明は、上記した請求項６または７に記載の発明において、上記ガス漏れ態様特定手段は、上記ガス圧力の変化開始時点から第４の所定時間内に上記ガス流量が変動した場合、ガス漏れが発生したとの判別をキャンセルし、上記大容量ガスコンロが使用開始となったと判別するものである。
請求項９に記載の発明は、上記した請求項８に記載の発明において、上記第４の所定時間は１０秒以上の何れかに設定されるものである。
請求項１０に記載の発明は、上記した請求項１から９の何れかに記載の発明において、上記第１の所定条件は、特定された上記ガス漏れ態様での、定常状態から変化したときの上記ガス圧力の、その変化開始時点からの変化パターンを取り込み、その変化パターンの波形から読み取った最初の極値、２番目の極値、３番目の極値、および最初の極値から２番目の極値までの周期数を用いて求めた、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を基本パターンとして記憶し、その基本パターンの波形と、今回取り込んだガス圧力の変化パターンの波形との類似度推移を算出し、その類似度推移の代表値が閾値以上となる条件である。
請求項１１に記載の発明は、上記した請求項１から９の何れかに記載の発明において、上記第１の所定条件は、今回取り込んだガス圧力の変化パターンの波形において、変化開始時点から２番目の極値が、定常状態でのガス圧力より−０．０１５ｋＰａ以下となる条件である。
【発明の効果】
【０００８】
この発明では、ガス圧力の変化パターンからガス漏れが発生したとの判別がなされた場合、さらにガス流量の変化パターンを監視し、そのガス流量の変化パターンからガス漏れの態様を特定するようにしたので、ガス漏れを迅速に検出することができるとともに、そのガス漏れの態様をも的確に知ることができ、より的確な対応によりガス保安を一層向上させ確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明のガス漏れ検出装置が適用されるガス配管系の構成例を概略的に示す図である。
【図３】ガス漏れ態様を特定する場合の第１の例の説明図であり、（ａ）はガス圧力の初期段階での変化パターンを、（ｂ）はガス流量の変化パターンをそれぞれ示している。
【図４】ガス漏れ態様を特定する場合の第２の例の説明図であり、（ａ）はガス圧力の初期段階での変化パターンを、（ｂ）はガス流量の変化パターンをそれぞれ示している。
【図５】ガス漏れ態様を特定する場合の第３の例の説明図であり、（ａ）はガス圧力の初期段階での変化パターンを、（ｂ）はガス流量の変化パターンをそれぞれ示している。
【図６】この発明が特定するガス漏れ態様の何れかでの、定常状態から変化したときのガス圧力の変化パターンを示す図である。
【図７】基本パターンとしてのガス漏れ振動波形の概略を示す図である。
【図８】ガス漏れ時における連続ＮＣＣを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下にこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１はこの発明の構成を示すブロック図である。図１において、この発明のガス漏れ検出装置１は、ガスメータを備えたガス配管系でのガス漏れを検出する装置であり、ガスメータでのガス圧力を検出するガス圧力検出手段２と、ガスメータでのガス流量を検出するガス流量検出手段３と、ガス圧力検出手段２が検出したガス圧力が定常状態から変化したとき、その変化開始時点からのガス圧力の変化パターンを監視し、そのガス圧力変化パターンが第１の所定条件を満たした場合、ガス漏れが発生したとの判別を行うガス漏れ判別手段４と、ガス漏れ判別手段４によりガス漏れが発生したとの判別がなされ、かつガス流量検出手段３が検出したガス流量の変化パターンが第２の所定条件を満たした場合、ガス漏れの態様を特定するガス漏れ態様特定手段５と、を備えている。
【００１１】
図２はこの発明のガス漏れ検出装置が適用されるガス配管系の構成例を概略的に示す図である。図２において、このガス配管系１００は、ガス供給源であるガスボンベ１０からＬＰガス（液化石油ガス）をガス供給先の各ガス器具１９，…に供給している。すなわち、ガスボンベ１０からのガスは、ガス配管１１、調整器１２およびガス配管１３を介して、ガスメータ２０に導入され、ガスメータ２０内のガス通路１４を通過した後、さらにガスメータ２０の後段側に配置されたガス配管１５、分岐したガス配管１６，１７を通って、ガス供給先の各ガス器具１９，…に供給され、消費される。
【００１２】
ガスメータ２０は、内部のガス通路１４に圧力センサ２１と流量センサ２２を備え、また制御部２３と表示部２４を有している。
【００１３】
圧力センサ２１は、このガス通路１４を通過するガスのガス圧力を検出し、その検出信号を制御部２３に送り出す。
【００１４】
流量センサ２２は、ガスメータ２０内のガス通路１４に、第１送受信器と第２送受信機とが流れ方向の上流側と下流側に対向して配置されて構成され、第１および第２送受信器は、予め定めた周期毎に互いに超音波信号を送受信する。制御部２３は、その各信号を受けて伝搬時間を計測し、第１送受信器と第２送受信器との超音波の伝搬時間差からガス通路１４の断面積やガスの流れ状態を考慮して、ガス通路１４を流れるガスの瞬時流量値を求め、また積算流量値を求める。
【００１５】
上記の制御部２３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータ（マイコン）を中心に構成され、この発明のガス漏れ判別手段およびガス漏れ態様特定手段は、ＲＯＭに記憶されたこの発明に係るプログラムに従ってＣＰＵが動作するソフトウェアの機能を含むものである。
【００１６】
上記の表示部２４は、制御部２３で求められたガス流量の積算値を表示したり、制御部２３でなされた各種判別結果を表示し、ガスユーザに通知する。
【００１７】
この発明では、上記のように、ガス圧力の変化パターンが第１の所定条件を満たした場合、ガス漏れが発生したとの判別を行い、その場合はさらにガス流量の変化パターンを監視し、そのガス流量の変化パターンからガス漏れの態様を特定するようにしている。ここで、ガス圧力変化パターンの第１の所定条件は、本出願人によって既に出願され公開されている特開２００９−２５７７３８、および特開２０１１−９９６９０に明示されており、この第１の所定条件についての詳細は後述することとし、先ずガス流量の変化パターンからガス漏れの態様を特定することについて、図３、図４、図５を用いて説明する。
【００１８】
図３はガス漏れ態様を特定する場合の第１の例の説明図であり、（ａ）はガス圧力の初期段階での変化パターンを、（ｂ）はガス流量の変化パターンをそれぞれ示している。この発明の制御部２３では、ガス圧力が、概ね図３（ａ）に示すように、定常状態から一旦減少しその後増加に転ずるような初期段階（ここでは数１０ｍｓ）での変化をしたとき、その変化開始時点ｔ０からのガス圧力の変化パターンを監視し、そのガス圧力変化パターンが第１の所定条件を満たした場合、ガス漏れが発生したとの判別を行い、その場合はさらにガス流量の変化パターンを監視する。
【００１９】
ガス流量の変化パターンが、図３（ｂ）に示すように、ガス圧力の変化開始時点ｔ０から単調増加し、所定時間Δｔａ経過後のガス流量（増加分）が８００リットル（Ｌ）／時から１０００Ｌ／時までの間の何れかの設定流量に達している場合、制御部２３は、このガス漏れは、ガスメータ下流側のガス配管に接続されているヒューズガス栓の故障によるガス漏れ、誤開放されたガス栓からのガス漏れ、およびガス配管からのガス漏れの何れかの態様であると判別する。ヒューズガス栓は、ガス器具１９の手前に設けられ、ガス栓とガス器具１９の接続に使われるゴム管がはずれたり接続をしていない口を開けるなどを行い、一度にガスが大量に流れるなどの異常がおきると、自動的にガスを止める構造になっている安全構造型ガス栓のことである。ここで、ガス圧力の変化開始時点ｔ０からの所定時間Δｔａは、例えば１秒から１０秒の間の何れかに設定される。
【００２０】
ガス供給先のガス器具１９の手前に設けられるヒューズガス栓が故障した場合、ガス器具１９が接続されていないガス栓が誤開放された場合、またガス供給先でのガス配管１６，１７が何らかの原因で破損した場合、そこから大量のガスがガス供給先に漏れ出し、ガス圧力は図３（ａ）に示すように変化し、かつガス流量は図３（ｂ）に示すように、単調に増加して設定流量を超えてしまう。この様な場合、この発明では、上記のように、ヒューズガス栓の故障によるガス漏れ、誤開放されたガス栓からのガス漏れ、およびガス配管からのガス漏れの何れかの態様であると判別する。
【００２１】
なお、ここで、ガス圧力の変化開始時点ｔ０からの所定時間Δｔａを、１秒から１０秒の間の何れかに設定するようにしたのは、１秒以下では流量計測の応答性により正確な流量の変化を読み取ることが出来ないからであり、１０秒を超えると、ガス供給先でのガス漏れ量がガスコンロ後ろのような狭い空間にガスが溜まって着火された場合に小爆発の可能性があるため人体に危険を及ぼす程度となり、それを未然に防ぐ必要があるためである。
【００２２】
また、ヒューズガス栓の本来の遮断機能は、ガス流量が９００±１００Ｌ／時で自動的にガスを止めるようになっており、この本来の手段機能を確保するために、態様判別時の設定流量を８００Ｌ／時から１０００Ｌ／時までとした。
【００２３】
図４はガス漏れ態様を特定する場合の第２の例の説明図であり、（ａ）はガス圧力の初期段階での変化パターンを、（ｂ）はガス流量の変化パターンをそれぞれ示している。この発明の制御部２３では、第１の例の場合と同様に、ガス圧力が、概ね図４（ａ）に示すように、定常状態から一旦減少しその後増加に転ずるような初期段階（ここでは数１０ｍｓ）での変化をしたとき、その変化開始時点ｔ０からのガス圧力の変化パターンを監視し、そのガス圧力変化パターンが第１の所定条件を満たした場合、ガス漏れが発生したとの判別を行い、その場合はさらにガス流量の変化パターンを監視する。
【００２４】
ガス流量の変化パターンが、図４（ｂ）に示すように、ガス圧力の変化開始時点ｔ０から所定時間Δｔｂ経過後のガス流量がゼロとなる場合、制御部２３は、このガス漏れは、ガスメータ２０の上流側でのガス漏れであると判別する。ここで、ガス圧力の変化開始時点ｔ０からの所定時間Δｔｂは、例えば１秒から１０秒の間の何れかに設定される。
【００２５】
ガスメータ２０の上流側のガス配管１３が破損した場合、そこから大量のガスが外部に漏れ出すると、ガス圧力は図４（ａ）に示すように変化し、かつガス流量は図４（ｂ）に示すように、変化開始時点ｔ０から所定時間Δｔｂ経過後のガス流量がゼロとなる。この様な場合、この発明では、上記のように、ガスメータ２０の上流側でのガス漏れであると判別する。
【００２６】
なお、ここで、ガス圧力の変化開始時点ｔ０からの所定時間Δｔｂを、１秒から１０秒の間の何れかに設定するようにしたのは、１秒以下では流量計測の応答性により正確な流量の変化を読み取ることが出来ないからであり、また上限の１０秒はメータ上流でのガス漏れは、メータでの遮断をさせることが出来ないため、ガス漏れが継続し続けることになり、ガス事業者へ一刻も早く警報を伝達することが望ましく、漏れが確実に判別できる時間だからである。
【００２７】
図５はガス漏れ態様を特定する場合の第３の例の説明図であり、（ａ）はガス圧力の初期段階での変化パターンを、（ｂ）はガス流量の変化パターンをそれぞれ示している。この発明の制御部２３では、ガス圧力が、上記の第１、第２の例と同様に、概ね図５（ａ）に示すように、定常状態から一旦減少しその後増加に転ずるような初期段階（ここでは数１０ｍｓ）での変化をしたとき、その変化開始時点ｔ０からのガス圧力の変化パターンを監視し、そのガス圧力変化パターンが第１の所定条件を満たした場合、ガス漏れが発生したとの判別を行い、その場合はさらにガス流量の変化パターンを監視する。
【００２８】
ガス流量の変化パターンが、図５（ｂ）に示すように、ガス圧力の変化開始時点ｔ０から増加し所定時間Δｔｃ経過後のガス流量（増加分）が所定流量（例えば１０００Ｌ／時）以下という条件が成立した場合、制御部２３は、このガス漏れは、ガス供給先の大容量ガスコンロでのガス漏れであると判別する。ここで、ガス圧力の変化開始時点ｔ０からの所定時間Δｔｃは、例えば１秒から１０秒の間の何れかに設定される。
【００２９】
ガス供給先が例えば食堂の厨房であり、そこに調理用に配置される大容量のガスコンロは、通常は自動着火でなく、ガス栓を開いてガスが流れた状態にした上でマッチで着火させており、この場合に着火がなされずそのまま放置されていると、ガス栓の開度に応じたガスが厨房に漏れ出し、ガス圧力は図５（ａ）に示すように変化し、かつガス流量は図５（ｂ）に示すように、増加した後、ガス栓の開度に応じたほぼ一定のガス流量となる。この様な場合、この発明では、上記のように、ガス供給先の大容量ガスコンロでのガス漏れであると判別する。
【００３０】
なお、ここで、ガス圧力の変化開始時点ｔ０からの所定時間Δｔｃを、１秒から１０秒の間の何れかに設定するようにしたのは、１秒以下では流量計測の応答性により正確な流量の変化を読み取ることが出来ないからであり、１０秒を超えると、調理によるガス流量の変化を読み取れなくなるためである。
【００３１】
また、態様判別時の設定流量を１０００Ｌ／時以下としたのは、業務用コンロとして最大のものが約１０００Ｌ／時のためである。
【００３２】
また、この発明では、図５（ｂ）に示すように、ガス圧力の変化開始時点から所定時間Δｔｄ内にガス流量が変動した場合、制御部２３は、ガス漏れが発生したとの判別をキャンセルし、大容量ガスコンロが使用開始となったと判別する。すなわち、ガスコンロの場合、調理のために人の手による火力調整が必ずあるために、制御部２３は、その変動を捉えてガスコンロが着火されたと認識し、ガス漏れが発生したとの判別をキャンセルするようにしている。
【００３３】
ガスコンロに着火しようとしているときに、すでにガス漏れとの判別がなされていることでガス供給が遮断される恐れがあるが、このようにガスコンロの火力調整によりガスが着火されていることを判断しガス漏れ判別をキャンセルすることにより、不要なガス供給遮断を的確に防止することができる。
【００３４】
なお、この所定時間Δｔｄは１０秒以上の何れかに設定される。１０秒以下で判別すると、調理によるガス流量の変化を読み取れなくなり、不具合が発生するからである。
【００３５】
次に、制御部２３において、ガス圧力の変化パターンに基づいてガス漏れが発生したとの判別を行う場合の第１の所定条件について、図６、図７、図８を用いて説明する。
【００３６】
制御部２３は、類似度推移に基づいて第１の所定条件を設定しガス漏れの判別を行う。以下に、この類似度推移の算出について順に説明する。
【００３７】
この発明におけるガス漏れの態様は、上記のように、ヒューズガス栓の故障によるガス漏れ、誤開放されたガス栓からのガス漏れ、ガス配管からのガス漏れ、ガスメータ上流側でのガス漏れ、大容量ガスコンロでのガス漏れの何れかであるが、制御部２３は、先ずこの何れかのガス漏れ態様が発生した場合における、定常状態から変化したときのガス圧力の変化パターンを取り込む。
【００３８】
図６はこの発明が特定するガス漏れ態様の何れかでの、定常状態から変化したときのガス圧力の変化パターンを示す図である。制御部２３は、先ず図６に示すようなガス圧力の変化パターンを取り込み、この変化パターンの波形から最初の極値Ｖ１、２番目の極値Ｍ、３番目の極値Ｖ２、および最初の極値Ｖ１から２番目の極値Ｍまでの周期数ｍ（ここでは０．５）を求める。続いて、以下の式（１）から、減衰振動の周波数ωｄを算出する。
【００３９】
【数１】
0005973725.tif 000002
【００４０】
ここで、Ｔｐは行き過ぎ時間であり、図６（ａ）で示すように、圧力変化発生時（圧力の変化開始時点）から最初の極値Ｖ１（極小値Ｖ１）までの時間をいう。なお、減衰振動の周波数ωｄは、式（１）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。
【００４１】
次に、制御部２３は、以下の式（２）から、ゲインＫを算出する。
【００４２】
【数２】
0005973725.tif 000003
【００４３】
なお、図６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、制御部２３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６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、制御部２３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。
【００４４】
次いで、制御部２３は、以下の式（３）から、減衰比ζを算出する。
【００４５】
【数３】
0005973725.tif 000004
【００４６】
ここで、δは対数減衰率であり、ｍは周期数である。式（３）の場合、周期数ｍは「０．５」となる。
【００４７】
このような式であるため、制御部２３は、極値Ｖ１，Ｍが確認されると、式（３）から減衰比ζを算出する。
【００４８】
以上のように、制御部２３は、ゲインＫ、減衰振動の周波数ωｄ、及び減衰比ζを算出し、次式（４）にこれらの値を代入して、２次遅れのステップ応答の式を求め、この式から生成される振動波形を、ガス漏れ判別時の基本パターンとして予め記憶する。
【００４９】
【数４】
0005973725.tif 000005
【００５０】
ここで、ｙ（ｔ）は圧力の変化量を示し、また、上記のように、Ｋはゲインを示し、ωｄは減衰振動の周波数を示し、ζは減衰比を示す。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２１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。
【００５１】
図７は基本パターンとしてのガス漏れ振動波形の概略を示す図である。図７に示すように、制御部２３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、上記のように、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、本願発明者らは、ガス漏れ発生直後の微小時間（１秒以内の時間）において圧力の計測値に振動が発生することを見出した。このため、制御部２３は、漏れ判断にあたり必要となる情報として、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し、そのガス漏れ振動波形に基づいてガス漏れの発生を判別することとなる。
【００５２】
制御部２３は、このようにして求めた基本パターンの波形（図７）と、今回取り込んだガス圧力の変化パターンの波形との類似度推移を算出する。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（５）により類似度ＲＮＣＣが求められる。制御部２３は、この式（５）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。
【００５３】
【数５】
0005973725.tif 000006
【００５４】
制御部２３は、この算出された類似度推移に基づいて、ガス漏れの発生を判別する。特に、この実施形態においては、その一例として、この算出された類似度推移の代表値が閾値以上である場合に、ガス漏れが発生していると判別する。すなわち、算出された類似度推移の代表値が閾値以上であることが、本発明における第１の所定条件であり、この第１の所定条件が満たされた場合に、ガス漏れであるとの判別を行う。
【００５５】
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。
【００５６】
図８はガス漏れ時における連続ＮＣＣを示すグラフである。なお、図８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。
【００５７】
図８に示すように、ガス漏れ時において圧力変化の発生直後（時刻０秒付近）における連続ＮＣＣは、「０．７」から「０．８」程度の値を示す。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。よって、制御部２３は、算出された類似度推移の代表値が閾値「０．９」以上である場合に、ガス漏れが発生していると判別する。
【００５８】
なお、上記の説明では、類似度推移に基づいて第１の所定条件を設定しガス漏れの判別を行うようにしたが、この発明では、第１の所定条件を別の手法で設定するようにしてもよい。例えば、上記の図６を今回取り込んだガス圧力の変化パターンの波形であるとした場合、変化開始時点から２番目の極値Ｍが、定常状態でのガス圧力より−０．０１５ｋＰａ以下となることを第１の所定条件としてもよい。ガス圧力の変化パターンがこの第１の所定条件を満たす場合にガス漏れ発生であると判別することになる。
【００５９】
このように、ガス圧力の変化パターンからガス漏れの有無を判別するようにしたので、従来に比べてガス漏れ判別の迅速性を格段に向上させることができる。
【００６０】
以上述べたように、この発明では、ガス圧力の変化パターンからガス漏れが発生したとの判別がなされた場合、さらにガス流量の変化パターンを監視し、そのガス流量の変化パターンからガス漏れの態様を特定するようにしたので、ガス漏れを迅速に検出することができるとともに、そのガス漏れの態様をも的確に知ることができ、より的確な対応によりガス保安を一層向上させ確実なものとすることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１  ガス漏れ検出装置
２  ガス圧力検出手段
３  ガス流量検出手段
４  ガス漏れ判別手段
５  ガス漏れ態様特定手段
１０  ガスボンベ
１１，１３，１５，１６，１７  ガス配管
１２  調整器
１４  ガス通路
１９  ガス器具
２０  ガスメータ
２１  圧力センサ
２２  流量センサ
２３  制御部
２４  表示部
１００  ガス配管系
【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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