(57)【要約】【課題】加速度センサーを利用した感震機能において、ガス配管やメーター筐体を介して加速度センサーに伝わるノイズ振動を抑制すること。【解決手段】加速度センサー３１が検出した加速度値を起点に、待機モードから測定モード移行した後、地震かノイズかの判定を行う感震部を有するメーター制御器３を、防振部材５２を介してメーター筐体５０に固定する構成とする。ガス配管やメーター筐体５０を伝搬して加速度センサー３１に伝わるノイズ振動を防振部材５２が吸収し低減するので、地震以外のノイズ振動で測定モードに移行する頻度が低減し、電池電源４の予期せぬ電流消費を防ぐことができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを計量するガス計量部と、ガスの遮断と供給を行うガス遮断弁と、ガスの計量や遮断を制御するメーター制御部と、電池電源を備えたガスメーターであって、
前記メーター制御部は、加速度を測定し地震を検出する感震部を有し、
前記感震部は、消費電力を抑えた待機モード及び待機モードよりも消費電力の大きい測定モードで動作し、加速度が所定の閾値を越えた場合、前記待機モードから前記測定モードに移行し、測定した加速度をノイズ判定して地震か否かを判定するものであり、
前記メーター制御部は、防振部材を介してメーター筐体に固定することを特徴とするガスメーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加速度による地震検出機能を有するガスメーターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加速度を測定し地震の検知を行う感震センサーにおいて、電力を抑えた待機モードと待機モードよりも電力の大きい測定モードを遷移して動作し、加速度が所定の閾値を越えた場合に待機モードから測定モードに移行し、加速度をフィルタリングし、フィルタリングの結果に基づき地震か否かを判定（いわゆるノイズ判定）し、地震が発生したと判定した場合は地震の規模の指標値を計算した後、待機モードに移行し、また、地震が発生していないと判断した場合は待機モードにすぐに移行することで、加速度センサーのサンプリング回数やマイクロコンピューターの処理能力を制御して、感震センサーの消費電流を抑制する提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−０１５６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、加速度センサーが検出する加速度情報は地震発生による加速度パターンだけには限らず、特にガスメーターの感震機能に応用する場合は、ガス配管への衝撃によるメーターの揺れや、屋外設置であるがゆえ自動車や列車などの通過による振動の伝搬、暴風雨などによる揺れや振動、更にはメーター流路内をガスが通過する際の共振振動など多くのノイズ要因が存在する。そして、このような予期せぬノイズ振動による加速度変化をきかっけに測定モードへの移行を繰り返すと、想定以上に電流を消費することになる。
【０００５】
また、移動平均によるローパスフィルタなどによるノイズ判定が提案されているが、マイコンのプログラムロジックに頼った人為的なものであり、設置環境で生じる加速度情報を必ずしも地震か否かに判別できるとは限らない。地震か否かが判別できず、測定モードが継続すると想定以上に電流を消費することになる。
【０００６】
そして、その要因は設置環境に拠るところが大きく、繰り返し発生する可能性があり、限られた電池電源で検満期間（例えば、１０年間）を動作しなければならないガスメーターの寿命に関わる課題となる。
【０００７】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、ガス配管やメーター筐体を介して加速度センサーに伝わるノイズ振動を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明のガスメーターは、メーター制御部は、加速度を測定し地震を検出する感震部を有し、感震部は、消費電力を抑えた待機モード及び待機モードよりも消費電力の大きい測定モードで動作し、加速度が所定の閾値を越えた場合、待機モードから測定モードに移行し、測定した加速度をノイズ判定して地震か否かを判定するものであり、メーター制御部は、防振部材を介してメーター筐体に固定するものである。
【０００９】
これによって、防振部材がガス配管やメーター筐体を伝わる微振動を吸収し、加速度セ
ンサーを有するメーター制御器への伝搬を緩和し、加速度センサーに伝わるノイズ振動で生じる加速度変化を抑制する。一方、ガス配管やガスメーターごと揺れる地震の揺れで生じる加速度変化は減衰することなく加速度センサーに伝わる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のガスメーターは、感震部における地震以外のノイズ振動の検出を抑制し、感震部が起動して行うノイズ判定の頻度が低減し、電池の想定外の消耗を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態におけるガスメーターの構成の一例を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態における感震部の機能の一例を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態における感震処理一例を示すフロー図
【図４】（１）〜（３）本発明の実施の形態における加速度とノイズ判定閾値を示すチャート図
【図５】本発明の実施の形態におけるメーター制御器の取付けの一例を示す構造図
【図６】（１）〜（３）本発明の実施の形態におけるメーター制御器の取付けの他の例を示す構造図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、ガスを計量するガス計量部と、ガスの遮断と供給を行うガス遮断弁と、ガスの計量や遮断を制御するメーター制御部と、電池電源を備えたガスメーターであって、メーター制御部は、加速度を測定し地震を検出する感震部を有し、感震部は、消費電力を抑えた待機モード及び待機モードよりも消費電力の大きい測定モードで動作し、加速度が所定の閾値を越えた場合、前記待機モードから前記測定モードに移行し、測定した加速度をノイズ判定して地震か否かを判定するものであり、メーター制御部は、防振部材を介してメーター筐体に固定することにより、防振部材がガス配管やメーター筐体を伝わる微振動を吸収し、加速度センサーを有するメーター制御器への伝搬を緩和し、加速度センサーに伝わるノイズ振動を抑制するので、測定モードでのノイズ判定の頻度が減り、予期せぬ電池電源の電流消費を避けることができる。
【００１３】
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。
【００１４】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態におけるガスメーターの構成の一例を示すブロック図、図２は感震部の機能の一例を示すブロック図、図３は感震処理の一例を示すフロー図、図４は加速度とノイズ判定閾値を示すチャート図、図５はメーター制御器の取付けの一例を示す構造図、図６はメーター制御器の取付けの他の例を示す構造図である。
【００１５】
図１において、ガスメーターは、通過ガス中の超音波の伝搬速度により通過ガスの流速を測定しガス流量を計測するガス計量部１と、ガスを遮断または供給するガス遮断弁２と、ガスメーター機能の制御を担うメーター制御器３と、電気系統全体に給電する電池電源４と、ガス供給経路の圧力を監視する圧力センサー５を有する。
【００１６】
電池電源４は、リチウム一次電池を複数本並列接続して構成し、電気系統が検定満了期間（例えば、１０年間）に消費する電流容量に見合った分の電池容量を保有する。
【００１７】
ガス計量部１は、他にサーマルフローセンサー方式のものや所定容積の計量膜の動きに連動して磁石を回転させて磁界の変化を磁気スイッチで検出する方式のものでもよい。ま
た、ガス遮断弁２は、ステッピングモータで駆動するものやソレノイドの磁力の反発力を利用して駆動するものがある。また、圧力センサー５は、ガスメーターのガス流入側の圧力を監視するもの、およびガス流出側の圧力を監視するものがある。
【００１８】
メーター制御器３は、マイコン３０を有し、マイコン３０には、地震の揺れを加速度として検知する加速度センサー３１と、各種情報を記憶するデータメモリ３０１と、ガス計量部１の信号を取込む計測回路３２と、ガス遮断弁２を駆動する遮断弁駆動回路３３と、圧力センサー５の信号を取込む圧力検知回路３４と、ガス遮断弁２の負荷相当の電流を流しながら電池電圧の低下を検出する電圧検出回路３５と、ガス漏れ警報器の信号を取込む警報器回路３６と、定められた信号体系の有線通信電文をバス方式でやり取りする通信回路３７と、計量したガス使用量の積算値などを表示する表示部３８と、各種操作を受付ける接点スイッチや磁気スイッチからなる操作部３９が接続されている。
【００１９】
警報器回路３６と通信回路３７は外部端子６に接続され、警報器などの外部機器が接続可能な構成としてある。
【００２０】
ここで、メーター制御器３は、各種回路を構成する電子部品をプリント配線基板に実装することで実現している。
【００２１】
また、感震部４０は、加速度センサー３１とデータメモリ３０１とマイコン３０のソフトウェアの処理の実行により実現される。
【００２２】
感震部４０が実行する計測震度やＳＩ値などの地震指標値を計算する処理は負担が大きいので、感震処理を専用に行う感震マイコン（図示なし）を設け、マイコン３０と端子間で信号伝達するようにして感震部を構成することもできる。データメモリ３０１は、加速度や基準値を記憶するＲＡＭや不揮発性メモリーなどで、これは、マイコン３０に用意したフラッシュメモリにて実現することもできる。
【００２３】
図２において、感震部４０の機能は、加速度測定部４１と、加速度記憶部４２と、起動判定部４３と、地震判定部４４と、オフセット調整部４５と、地震指標値算出部４６と、誤振動判定部４７と、遮断判定部４８と、出力部４９を有する。
【００２４】
加速度測定部４１は、設定された周期で加速度を測定する。通常、地震を待ち受ける時は、比較的低速（すなわち比較的大きな周期）で加速度の測定を繰り返す。マイコン３０も低速動作で処理動作する。このように低速サンプリングで低速処理を行い、消費電力が抑制された状態を「待機モード」と呼ぶものとする。
【００２５】
また、加速度測定部４１は、予め設定されている閾値よりも大きな加速度を検出した場合、「待機モード」よりも高速（すなわち比較的小さな周期）で加速度の測定を繰り返す（この状態を高速サンプリングという）。このように高速サンプリングの時は、マイコン３０は低速動作または高速動作いずれかで動作する。なお、地震判定部４４、地震指標値算出部４６、誤振動判定部４７が処理を行う時は高速動作で処理動作する。このように高速サンプリングの状態を「測定モード」と呼ぶものとする。「測定モード」は「待機モード」より加速度の検出精度は向上するが、消費電力が大きくなる。また、「待機モード」から「測定モード」への動作状態の移行を「起動」と呼ぶものとする。
【００２６】
加速度記憶部４２は、加速度測定部４１が測定した加速度の値を保持する。起動判定部４３は、加速度測定部４１が測定した加速度の値と、基準値記憶部（図示なし）に保持されている起動閾値とを比較し。加速度の値が起動閾値を超える場合、待機モードから測定モードへ起動させる。また地震判定部４４は、加速度測定部４１が測定モードで測定した
加速度と基準値記憶部に予め設定された閾値を用いて、測定した加速度が地震を示すかノイズであるかを判定する。
【００２７】
地震判定部４４がノイズであると判定した場合、オフセット調整部４５は、加速度値に対していわゆるオフセット調整を行う。一方、地震判定部４４が地震であると判定した場合、地震指標値算出部４６は地震の規模を示す指標値を算出し、出力部４９に出力する。例えば、指標値は計測震度やＳＩ値を算出するものとする。また誤振動判定部４７は、加速度測定部４１が測定した加速度を分析した傾向から誤振動であるか否かを判断する。
【００２８】
そして、遮断判定部４８は、誤振動判定部４７が誤振動でないと判断し、且つ地震指標値が所定値以上である場合にガス遮断弁２を遮断する信号を出力部４９に出力する。出力部４９は、マイコン３０のＲＡＭにデータを設定することで実現できる。なお、感震用のマイコン（図示なし）を設けて構成する場合は、出力部４９はマイコン端子（シリアル通信端子、デジタル出力端子）に地震指標値、遮断信号、地震判定中信号を出力することで実現できる。
【００２９】
図３において、感震部４０の感震処理の処理フローを説明する。まず、加速度測定部４１は、待機モードで加速度を測定（Ｓ１）する。待機モードにおいては、加速度測定部４１は低速サンプリングを行う。また、起動判定部４３は起動する（すなわち測定モードへ移行する）か否かの判定（Ｓ２）を行う。本ステップでは、Ｓ１で測定された加速度が起動閾値（図４に示す閾値１であり、例えば５０ｇａｌ）以下の場合（Ｓ２でＮＯ）、処理は処理Ｓ１に遷移し待機モードを継続する。一方、処理Ｓ１で計測された加速度が起動閾値よりも大きい場合（Ｓ２でＹＥＳ）、加速度測定部４１は測定モード（Ｓ３）に移行し、高速サンプリングを行う。
【００３０】
また、地震判定部４４は、地震判定（言換えればノイズ判定）を行う（Ｓ４、Ｓ５）。本ステップでは、検知した振動が地震によるものかノイズかを判定する。例えば、振動が所定時間以上続かなければノイズと判定（Ｓ４でＹＥＳ）する。そしてオフセット調整（Ｓ６）を行う。一方、ノイズと判定できなければ（Ｓ４でＮＯ）、地震であるか否かの判定（Ｓ５）を行う。例えば、振動を分析した後、加速度が起動閾値よりも大きい閾値（図４に示す閾値２であり、例えば１００ｇａｌ）よりも大きい値を示せば地震と判定（Ｓ５でＹＥＳ）し、地震指標値を算出（Ｓ８）する。地震と判定できなければ（Ｓ５でＮＯ）、ノイズでもなく地震でもないこととなり、測定モードのまま地震判定（Ｓ４、Ｓ５）を継続する。
【００３１】
図４（１）のチャートは、加速度変化が閾値１を越え測定モードが起動し、その後、閾値１を継続して下まわりノイズと判定される（図３に示すＳ４でＹＥＳとなる）ものを示す。
【００３２】
図４（２）のチャートは、加速度変化が閾値１を越え測定モードが起動し、その後、閾値２を越え地震と判定される（図３に示すＳ５でＹＥＳとなる）ものを示す。
【００３３】
図４（３）のチャートは、加速度変化が閾値１を越え測定モードが起動した後、閾値２を超える加速度が現れず、比較的小さな（例えば５０ｇａｌから１００ｇａｌの間の）加速度変化が継続している状態のものを示す。ノイズとも地震とも判定できず、地震判定部４４は地震判定を継続（図３に示すＳ５でＮｏからＳ４へ移行）することになる。
【００３４】
ガスメーターにおける感震部の役割は、いつ発生するか判らない地震を待ち受け判定することであり、加速度変化があれば加速度を測定し判定を続けなければならない。
【００３５】
図４（３）のチャートの状態は、ガス配管を経由してメーター筐体が微振動するような場合が想定でき、メーターの使用期間において、継続的また断続的に発生すると、比較的消費電力の大きい測定モードのまま地震判定を続けることとなり、予め想定した電池容量を超える電力を消費してしまう可能性が生じる。
【００３６】
図５において、メーター筐体５０は、ガス配管（図示せず）を接続する口金部５０ａと、ガスが流れるガス流路５０ｂと、メーター制御器３を保持する為の固定リブ５０ｃを有する。ガス流路５０ｂ内にガス計量部１（図示なし）を設け、ガス流路５０ｂの経路にガス遮断弁２（図示なし）を設けてある。メーターの外殻を成しガスを流すメーター筐体５０は、ガスの気密性や剛性や耐久性を確保するためアルミ鋳造にて製造してある。
【００３７】
メーター制御器３は、プリント配線基板から成り、加速度センサー３１が半田接合で実装され、表示部３８と外部端子６がメーター前方に向くよう実装してある。
【００３８】
樹脂製の基板ホルダー５１は、メーター制御器３のプリント配線基板を保持するものであり、嵌合やビス止めなどの保持方法によりメーター制御器３が固定してある。また、基板ホルダー５１は、防振部材５２を介してメーター筐体５０の固定リブ５０ｃにビス５３で固定してある。防振部材５２は振動を吸収する発砲ゴムなどの材料とする。
【００３９】
表示部３８と外部端子６の開口を設けた樹脂製の前面パネル５４は、表示窓ガラス５４ａと端子蓋５５を備え、メーター筐体５０に固定してあり、メーターの外殻の一部を成している。また、前面パネル５４は、メーター制御器３に物理的に接しないように取付けてある。
【００４０】
以上のように構成されたガスメーターにおいて、ガスメーターが継続的または断続的に微振動を受ける環境に設置された場合、ガス配管を経由しメーター筐体５０に伝搬した微振動は防振部材５２で吸収され減衰し、基板ホルダー５１とプリント配線基板（メーター制御器３）を介して伝わる加速度センサー３１への振動伝搬を抑制し、加速度センサー３１が測定する加速度の値が低減する。また、加速度センサー３１を有するプリント配線基板（メーター制御器３）は、基板ホルダー５１と防振部材５２を介してメーター筐体５０に一体に締結してあるので、ガス配管すなわちメーター筐体５０ごと揺れる地震による振動の加速度は加速度センサー３１に減衰することなく伝わる。
【００４１】
図６にメーター制御器の取付けの他の例を示す。
【００４２】
図６（１）では、基板ホルダー５１とビス５３との間に防振部材５２ａを設けて基板ホルダー５１を固定してある。防振部材５２ａはゴムや樹脂のワッシャーなどを用いる。
【００４３】
これにより、ビス５３を介して基板ホルダー５１に伝わる振動を低減し、防振効果が増す働きがある。
【００４４】
図６（２）では、メーター制御器３のプリント配線基板を発砲ゴムなどによる防振部材５２ｂを介して基板ホルダー５１に固定してあり、この構成でも図５に示した構成と同様な防振効果の作用が得られる。
【００４５】
図６（３）において、メーター制御器３は筐体接地を有するものである。筐体接地はメーター制御器３に浸入する外部電気ノイズをメーター筐体５０へ逃がす役割を有す。メーター制御器３のプリント配線基板は接地金具３ａを有している。メーター筐体５０の固定リブ５０ｃと基板ホルダー５１の間に発砲ゴムなどによる防振部材５２を設け、また、接地金具３ａとビス５３の間に導電性の防振部材５２ｃを設け、基板ホルダー５１とメータ
ー制御器３の接地金具３ａを金属製のビス５３で固定リブ５０ｃに締結し、固定と電気的な導通を行うようにしてある。導電性の防振部材は導電ゴムや金属ばねなどを用いる。
【００４６】
これにより、接地配線を使わない簡素な接地構成となり、且つ、同様な防振効果の作用が得られる。
【００４７】
尚、防振部材は加速度センサー３１に伝わる振動を低減させる目的のものであり、加速度センサー３１に伝わるノイズ振動レベルはガスメーターの構成に関わるものであるため、本実施の形態に記載した防振構造の例を取捨選択し組合せることで、感震部の地震判定の閾値（図４の閾値１）の選択と併せて、目的を達成することができる。
【００４８】
以上のように、本実施の形態においては、継続的または断続的に発生するガス配管の微振動や、ガスを流した時に生じるメーター筐体５０の共振振動を、防振部材により加速度センサー３１に伝搬しにくくすることで、感震部で行う待機モードから測定モードへの起動（図４のＳ２）動作の頻度や、ノイズ判定（図４のＳ４、Ｓ５）動作の判定時間が減少し、地震による振動でないノイズ振動に起因した感震部の測定モードの滞在時間が減少する。これにより、電池電源４の予期せぬ電流消費を防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明にかかるガスメーターは、電池消耗の抑制が可能となるので、水道メーターなど、加速度センサーを利用した感震装置を搭載した電池機器の用途にも適用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１  ガス計量部
２  ガス遮断弁
３  メーター制御器
４  電池電源
４０  感震部
５０  メーター筐体
５２、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ  防振部材
【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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