(57)【要約】【課題】ガス器具判定の誤判定を防止することが可能な流量計測装置を提供すること。【解決手段】流路１０２内を流れるガス流量を一定時間間隔で計測し流量データとして出力する流量計測手段１０４と、流量計測手段１０４から出力される前回と今回の流量データの差分値を求める演算手段１０８と、流量データの所定個数の平均流量と前記差分値とからガス器具の特定の動作を判定する器具判定手段１０７とを備え、器具判定手段１０７は、差分値が所定回数連続で第１所定値の範囲内となった後に、平均流量の変化量が所定流量範囲内であり、且つ、差分値が第２所定値以下である場合に、使用されているガス器具を特定のガス器具の動作と判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内を流れるガス流量を一定時間間隔で計測し流量データとして出力する流量計測手段と、
前記流量計測手段から出力される前回と今回の流量データの差分値を求める演算手段と、前記流量データの所定個数の平均流量と前記差分値とからガス器具の特定の動作を判定する器具判定手段とを備え、
前記器具判定手段は、
前記差分値が所定回数連続で第１所定値の範囲内となった後に、前記平均流量の変化量が所定流量範囲内であり、且つ、前記差分値が第２所定値以下である場合に、特定のガス器具の動作と判定する流量計測装置。
【請求項２】
前記判定手段は、
更に、今回の差分値と前回の差分値の差が第３所定値以下である場合に、特定のガス器具の動作と判定する請求項１記載の流量計測装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
更に、前記平均流量と今回流量との差が第４所定値以下である判別条件が成立する場合に、特定のガス器具の動作と判定する請求項２記載の流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスの流量の変化を検出することにより、使用しているガス器具を判別する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
配管内を流れるガスの流量変化に基づいて、使用しているガス器具が何であるかを特定するガスメータ装置が提案されている。
【０００３】
例えば、ガス器具の内、ガスファンヒータは、完全燃焼で且つ低ＮＯｘに維持する必要がある為、最適な風量とガス流量値が予め定めた数点の制御量で制御するよう設計されており、ガス流量の変化が階段状となる。従って、このガスファンヒータ特有の階段状の流量変化が検出できた場合に、使用中のガス器具がガスファンヒータであると判定するもの（例えば、特許文献１参照）、或いは、この階段状のガス流量はランダムな値にならず所定の流量に集中することからこの度合いを判定に用いるものもある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９３４５９号公報
【特許文献２】特開２００９−１０９２５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ガスメータ装置においてこのような流量変化を検出するには、瞬時流量を計測する必要がある一方で、電池を電源としていることから常に流量計測を行うことは出来ず、一定間隔で計測する必要がある。従って、流量が安定しない状況下で計測された流量値を基にこの階段状の流量変化を検出することは容易ではなく、誤判定の可能性があった。
【０００６】
本発明は、ガスファンヒータの特徴である階段状のガス流量変化を正確に検出する方法を見出したもので、ガス器具判定の誤判定を防止することが可能な流量計測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】
前記従来の課題を解決するために、本発明の流量計測装置は、流路内を流れるガス流量を一定時間間隔で計測し流量データとして出力する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される前回と今回の流量データの差分値を求める演算手段と、前記流量データの所定個数の平均流量と前記差分値とからガス器具の特定の動作を判定する器具判定手段とを備え、前記器具判定手段は、前記差分値が所定回数連続で第１所定値の範囲内となった後に、前記平均流量の変化量が所定流量範囲内であり、且つ、前記差分値が第２所定値以下である場合に、特定のガス器具の動作と判定するものである。
【０００８】
これによって、ガスファンヒータのような特定のガス流量制御を行うガス器具の使用を正確に判定することができ、ガス器具判定の誤判定を防止することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の流量計測装置によれば、特定のガス器具のガス器具判定における誤判定を防止
できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態１におけるガスメータの構成を示すブロック図
【図２】器具判定手段の動作を説明する為の計測毎の流量値を示すグラフ
【図３】同実施の形態における器具判定手段の動作説明のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、流路内を流れるガス流量を一定時間間隔で計測し流量データとして出力する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される前回と今回の流量データの差分値を求める演算手段と、前記流量データの所定個数の平均流量と前記差分値とからガス器具の特定の動作を判定する器具判定手段とを備え、前記器具判定手段は、前記差分値が所定回数連続で第１所定値の範囲内となった後に、前記平均流量の変化量が所定流量範囲内であり、且つ、前記差分値が第２所定値以下である場合に、特定のガス器具の動作と判定するものである。
【００１２】
第２の発明は、特に第１の発明において、前記判定手段は、更に、今回の差分値と前回の差分値の差が第３所定値以下である場合に、特定のガス器具の動作と判定するものである。
【００１３】
第３の発明は、特に第２の発明において、前記判定手段は、更に、前記平均流量と今回流量との差が第４所定値以下である判別条件が成立する場合に、特定のガス器具の動作と判定するものである。
【００１４】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明にかかる流量計測装置の実施形態を説明する。以下に説明する実施の形態では、流量計測装置の例として、ガスメータを挙げ、その処理を説明する。図面において、同じ構成要素には同じ参照符号を付し、既に説明した構成要素については再度の説明を省略する。なお、本発明は、以下で説明する実施形態によって限定されることはない。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施形態によるガスメータ１００の構成例を示す。ガスメータ１００
は、その内部に流路１０２を有し、ガスを供給するガス管１０ａに接続された状態で使用される。ガスメータ１００は、ガス管１０ａと、１以上のガス器具（ガスコンロ、ガスファンヒータ、給湯器など）との間に配置される。図１は、ガスメータ１００の流路１０２の一端が上流側のガス管１０ａに接続され、流路１０２の他端が下流側のガス管１０ｂに接続された状態を示しており、ここでは、ガス管１０ｂにガス器具１３、１４および１５が接続されている。
【００１６】
図１に例示する構成において、ガスメータ１００は、概略的には、流路の途中に配置された流量計測手段１０４と、制御手段１０５と、遮断手段１０９とを有する。流量計測手段１０４は、流路１０２に流れるガスの流量を一定時間間隔で計測する。流量計測手段１０４としては、例えば超音波流量計を適用することができる。
【００１７】
超音波流量計は、流路１０２に流れるガスに対して一定時間間隔で超音波を発射し、ガス流によって生じる伝搬時間差を求めることにより、ガスの瞬時流量を計測する。流量計測手段１０４によって検出される一定時間間隔の流量を示すデータを取得することにより、ガスの使用量の変動を検出することができる。
【００１８】
図１に例示する構成において、制御手段１０５は、保持手段１０６と、演算手段１０８
と、器具判定手段１０７とを有する。ガスメータ１００の動作の詳細は後述する。
【００１９】
この例では、ガスメータ１００は、ガス管１０ａと流量計測手段１０４との間に配置された遮断手段１０９を有している。遮断手段１０９は、ガス流量の異常な増加が検出されたときなどに、制御手段１０５の制御に基づき、ガス管１０ｂに接続されたガス器具１３、１４および１５へのガスの供給を停止する。遮断手段１０９としては、例えば遮断弁を用いることができる。
【００２０】
演算手段１０８は、流量計測手段１０４によって取得される流量値に基づき、連続する
２つの計測タイミングの流量値間の差分値を算出する。すなわち、ある計測タイミングにおける流量値をＱ（ｎ）、その１つ前の計測タイミングにおける流量値をＱ（ｎ−１）としたとき、演算手段１０８は、各計測タイミングに対応した差分値Ｄ（ｎ）＝Ｑ（ｎ）−Ｑ（ｎ−１）を算出する。
【００２１】
保持手段１０６は、流量計測手段１０４が出力した流量の瞬時値のデータ（以下、「流量値のデータ」ということがある。）、上述の差分値Ｄ（ｎ）の計算結果を示すデータなどを一時的に記憶するメモリである。保持手段１０６は、差分値の計算において流量値を一時的に保持するほか、演算手段１０８からの演算結果、例えば、計算によって得られた差分値も一時的に保持し得る。差分値および流量値は、単一のメモリに保持されてもよいし、それぞれが別個のメモリに保持されてもよい。保持手段１０６は、単一のメモリだけでなく、複数のメモリを有する構成も包含する。保持手段１０６は、制御手段１０５内に配置されていてもよいし、制御手段１０５外に配置されていてもよい。
【００２２】
器具判定手段１０７は、流量計測手段１０４で計測された流量Ｑ（ｎ）及び演算手段１０８より求められた差分値Ｄ（ｎ）に基づいて、階段状の流量変化の有無を判定するもので、後述する第１条件が成立した後に、第２条件、第３条件が共に成立する場合に、階段状の流量変化有りと判定する。
【００２３】
以下、図２を用いて、器具判定手段１０７における判定動作を説明する。なお、図２において黒丸は、流量計測手段１０４によって一定時間間隔（例えば、０．５秒毎）で計測される計測タイミング毎の流量値を示しており、ここでは、階段状の流量変化が成立する場合の流量変化を示している。
【００２４】
まず、器具判定手段１０７は、流量の安定度合いを判定する指標として演算手段１０８で求められた差分値が所定回数以上（例えば４回以上）連続で第１所定値Ａ（例えば１０Ｌ／ｈ）以下であるかどうかを第１条件として判定する。
【００２５】
即ち、図２において、流量計測手段１０４で計測された流量値Ｑ１〜Ｑ７に基づいて演算手段１０８で演算される差分値、｜Ｑ２−Ｑ１｜、｜Ｑ３−Ｑ２｜、｜Ｑ４−Ｑ３｜、｜Ｑ５−Ｑ４｜、｜Ｑ６−Ｑ５｜、｜Ｑ７−Ｑ６｜が何れも第１所定値Ａ以下であることで第１条件が成立する。
【００２６】
第２条件は、流量変化の大きさが判定対象であるガス器具の階段状の流量変化に相当するかどうかを判定するもので、平均流量と基準流量との差分値が所定流量の範囲であることを成立条件としている。
【００２７】
ここで、平均流量は、例えば、今回計測された流量Ｑ（ｎ）、前回計測された流量Ｑ（ｎ−１）、前々回計測された流量Ｑ（ｎ−２）の流量計測３回分の平均流量で求めている。また、基準流量は、安定した時の流量であり、初期値はファンヒータの場合、稼動開始直後の最大流量として設定され、その後、器具判定手段１０７で階段状の流量変化有りと
判定された時点、若しくは、その後の平均流量で順次置き換えることで設定される。
【００２８】
また、階段状の流量変化は、最大流量と相関関係があり、最大流量が大きいほど階段状の流量変化量も大きい傾向があるために、判定流量は最大流量に応じて決定される。
【００２９】
流量計測手段１０４で計測された３つの流量値の今回の平均流量を３ＱＡｖｅ（ｎ）、最大流量をＱｍａｘ、基準流量をＱｋとする場合、
Ｑｍａｘ×ａ≦｜３ＱＡｖｅ（ｎ）―Ｑｋ｜≦Ｑｍａｘ×ｂ（０＜ａ＜ｂ≦１）・・・（１）
（  ３ＱＡｖｅ（ｎ）＝（Ｑ（ｎ−２）＋Ｑ（ｎ−１）＋Ｑ（ｎ））／３  ）
を満たす場合に第２条件が成立する。
【００３０】
即ち、図２において、Ｑ９、Ｑ１０，Ｑ１１の平均流量３Ｑａｖｅ（１１）が式（１）を満たす場合、流量Ｑ１１の計測タイミングで第２条件が成立する。
【００３１】
第３条件は、今回の平均流量の演算に用いた流量値の安定度合いを判定するもので、今回の差分値Ｄ（ｎ）の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜が第２所定値Ｂ（例えば１５Ｌ／ｈ）以下かどうかで判定する。
【００３２】
即ち、図２において、第２条件が成立した時のタイミングであれば、｜Ｄ（１１）｜≦Ｂである場合に第３条件が成立する。
【００３３】
以上のように、器具判定手段１０７は、第１条件の成立後、第２条件と第３条件が共に成立した場合に、階段状の流量変化があると判定する。
【００３４】
また、本流量計測装置においては、ガス器具判別を確実に行う為に、この階段状の流量変化が複数回（例えば３回）検出された場合に稼働中のガス器具がファンヒータであると判定するようにしている。
【００３５】
更に、器具判定手段１０７における判定条件として、以下で説明する第４条件、第５条件の成立を追加すれば、更に、階段状の流量変化の判定精度の向上を図ることが可能となる。
【００３６】
第４条件は、平均流量３Ｑａｖｅ（ｎ）の安定度合いを判定する条件で、今回の差分値の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜と前回の差分値の絶対値｜Ｄ（ｎ−１）｜との差分値｜｜Ｄ（ｎ）｜−｜Ｄ（ｎ−１）｜｜が第３所定値Ｃ（例えば７Ｌ／ｈ）以下かどうかで判定する。
【００３７】
即ち、｜Ｄ（ｎ）｜＝｜Ｑ（ｎ）−Ｑ（ｎ−１）｜、｜Ｄ（ｎ−１）｜＝｜Ｑ（ｎ−１）−Ｑ（ｎ−２）｜であることから、差分値｜｜Ｄ（ｎ）｜−｜Ｄ（ｎ−１）｜｜は、Ｑ（ｎ−１）を中心とした前後の流量値との２つの差分値、即ち前後の流量変化量にどの程度の差があるかを図る指標であり、この差分値が小さい程、平均流量３Ｑａｖｅ（ｎ）が安定していると言える。
【００３８】
また、第５条件は、極端な流量変化が起きていないことを判定する条件で、平均流量３Ｑａｖｅ（ｎ）と今回計測された流量Ｑ（ｎ）との差分値が第４所定値Ｄ（例えば７Ｌ／ｈ）以下かどうかで判定する。
【００３９】
これにより、平均流量３Ｑａｖｅ（ｎ）の演算に用いた流量値として平均流量と大きく乖離した流量を用いていないことを判定できる。
【００４０】
なお、本実施の形態において平均流量を今回計測された流量Ｑ（ｎ）、前回計測された流量Ｑ（ｎ−１）、前々回計測された流量Ｑ（ｎ−２）の３つの計測流量の平均としたが、これに限らず更に増やすことが出来ることは言うまでもなく、かつ、この場合、各判定条件における所定値等の判定条件は、適宜最適化されるものである。
【００４１】
以下、本願発明の器具判定手段１０７における判定動作を図３のフローチャーを用いて説明する。
【００４２】
第１条件の判定方法は図３のステップＳ００１〜Ｓ００６に対応しており、流量計測手段１０４によって今回の流量Ｑ（ｎ）を計測する（Ｓ００１）と共に、保持手段１０６に保存した前回計測された流量Ｑ（ｎ−１）との差分値Ｄ（ｎ）を求め（Ｓ００２）、流量Ｑ（ｎ）と差分値Ｄ（ｎ）を共に保持手段１０６に保存する（Ｓ００３）。
【００４３】
次に、差分値Ｄ（ｎ）が所定値Ａ以下で有るかどうかを判定（Ｓ００４）し、以下であればカウンタＣＴを＋１し（Ｓ００５）、以下で無ければカウンタＣＴを０とする（Ｓ００６）。次に、カウンタＣＴの値が６かどうか、即ち、６回連続で第１所定値Ａ以下となったかどうかを判定し、６回連続で第１所定値Ａ以下となった場合には、第１条件が成立したとして次の第２条件の判定処理に移り、成立しない場合は処理を抜ける（Ｓ００７）。
【００４４】
第２条件の判定処理では、先ず、今回計測された流量Ｑ（ｎ）と前回計測された流量Ｑ（ｎ−１）、前々回計測された流量Ｑ（ｎ−２）の３つの計測流量の平均流量３Ｑａｖｅ（ｎ）を求める（Ｓ００８）。次に、上述の式（１）が成立しているかを判定し、成立していれば次の第３条件の判定処理へ、成立していなければ判定処理を抜ける（Ｓ００９）。
【００４５】
第３条件の判定処理では、今回の差分値Ｄ（ｎ）の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜が第２所定値Ｂ以下かどうかを判定し、成立していれば次の第４条件の判定処理へ、成立していなければ判定処理を抜ける（Ｓ０１０）。
【００４６】
第４条件の判定処理では、今回の差分値の絶対値｜Ｄ（ｎ）｜と前回の差分値の絶対値｜Ｄ（ｎ−１）｜との差分値が第３所定値Ｃ以下かどうかを判定し、成立していれば次の第５条件の判定処理へ、成立していなければ判定処理を抜ける（Ｓ０１１）。
【００４７】
第５条件の判定処理では、平均流量３Ｑａｖｅ（ｎ）と今回計測された流量Ｑ（ｎ）との差分値が第４所定値Ｄ以下かどうかを判定し（Ｓ０１２）、成立していれば次の階段状の流量変化が検出できたと判定する（Ｓ０１３）。
【００４８】
なお、本実施の形態において、第２条件〜第５条件の判定を順次行うように説明したが、この第２条件〜第５条件の判定順序はこの順に限定されるものではなく、任意の順序で実施できる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態の流量計測装置によれば、特定のガス器具のガス器具判定における誤判定を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の実施形態によれば、稼働中の特定のガス器具の流量変化から確実な器具判別が可能であるので、ガス器具の判別機能を有するガスメータなどに有用である。
【符号の説明】
【００５１】
１３〜１５  ガス器具
１００  ガスメータ（流量計測装置）
１０４  流量計測手段
１０７  器具判定手段
１０８  演算手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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