(57)【要約】【課題】ガス器具の種別の特定およびガス漏れの検出を、低コストで容易かつ正確に実行可能なガス器具判別装置および判別方法を提供する。【解決手段】ガス流路に設けられたガス流量測定部１１とガス圧力測定部１２から、ガス流量とガス圧力の測定信号ｉ（ｔ），ｖ（ｔ）が、一定の周期で微分積分手段１３，１４にそれぞれ与えられると、微分積分手段１３，１４では、回路モデル用の微分値および積分値がそれぞれ求められ、出力抵抗推定手段１５に与えられる。出力抵抗推定手段１５では、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定された出力抵抗推定用の推定式を用いて、微分値および積分値から出力抵抗推定値を計算する。器具判別手段１６では、出力抵抗推定手段１５から出力抵抗の推定値を受け取り、その逆数の時間軸上における変動パターンに基づき、ガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別する。【選択図】図３
2008111676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流路に設けられたガス流量測定部とガス圧力測定部と、
これらのガス流量測定部とガス圧力測定部の測定信号から、微分積分法または周波数解析法により回路モデル用の指標値を取得する測定信号解析手段と、
前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定された出力抵抗推定用の推定式を用いて、前記測定信号解析手段で得られた回路モデル用の指標値から出力抵抗推定値を計算する出力抵抗推定手段と、
この出力抵抗推定手段で得られた出力抵抗推定値に基づき、前記ガス流路に接続された供給先のガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別して、判別結果を出力する器具判別手段
を有することを特徴とするガス器具判別装置。
【請求項２】
前記測定信号解析手段は、微分積分法により回路モデル用の微分値または積分値を計算する微分積分手段を含み、
前記器具判別手段は、前記出力抵抗推定手段で得られた出力抵抗推定値の時間軸上における変動パターンに基づき、ガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のガス器具判別装置。
【請求項３】
前記器具判別手段は、前記出力抵抗推定手段で得られた出力抵抗推定値の逆数の時間軸上における変動パターンに基づき、所定時間以上変化がない場合にガス漏れと判定し、非連続的な増減により階段状に変化する場合にガバナなし器具と判別し、連続的な増減により曲線波形状に変化する場合にガバナ付き器具と判別するように構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のガス器具判別装置。
【請求項４】
前記測定信号解析手段は、微分積分法により回路モデル用の微分値または積分値を計算する微分積分手段を含み、
前記器具判別手段は、前記出力抵抗推定手段で得られた出力抵抗推定値の逆数および出力抵抗推定値の逆数の微分値を判定空間とし、その領域からガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のガス器具判別装置。
【請求項５】
前記測定信号解析手段は、微分積分法により回路モデル用の微分値または積分値を計算する微分積分手段を含み、
前記器具判別手段は、前記ガス流量測定部で得られた測定流量および前記出力抵抗推定手段で得られた出力抵抗推定値の逆数の微分値を判定空間として、その領域からガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のガス器具判別装置。
【請求項６】
前記測定信号解析手段は、周波数解析法により測定信号を時間領域の関数から周波数領域の関数に変換する周波数領域変換手段を含み、
前記器具判別手段は、前記出力抵抗推定手段で得られた出力抵抗推定値の周波数特性に基づき、ガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のガス器具判別装置。
【請求項７】
前記器具判別手段は、前記出力抵抗推定手段で得られた出力抵抗推定値の逆数の周波数軸上における成分分布パターンに基づき、高周波成分がない場合にガス漏れと判定し、高周波成分が予め設定された基準レベル以上である場合に手動出力操作のみの非出力制御型器具と判別し、高周波成分が前記基準レベル以下である場合に出力制御型器具と判別するように構成されている
ことを特徴とする請求項６に記載のガス器具判別装置。
【請求項８】
ガス流路に設けられたガス流量測定部とガス圧力測定部と、
これらのガス流量測定部とガス圧力測定部の測定信号から、微分積分法または周波数解析法により回路モデル用の指標値を取得する測定信号解析手段と、
前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定された脈動判定用の判定式を用いて、前記測定信号解析手段で得られた回路モデル用の指標値から脈動の有無を判定して、判定結果を出力する脈動判定手段
を有することを特徴とするガス流路監視装置。
【請求項９】
ガス流路に設けられたガス流量測定部とガス圧力測定部と、
これらのガス流量測定部とガス圧力測定部の測定信号から、微分積分法または周波数解析法により回路モデル用の指標値を取得する測定信号解析手段と、
前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定された配管インピーダンス推定用の推定式を用いて、前記測定信号解析手段で得られた回路モデル用の指標値から配管インピーダンス推定値を計算して、計算結果を出力する配管インピーダンス推定手段
を有することを特徴とするガス流路監視装置。
【請求項１０】
ガス流路に設けられたガス流量測定部とガス圧力測定部と、
これらのガス流量測定部とガス圧力測定部の測定信号から、微分積分法または周波数解析法により回路モデル用の指標値を取得する測定信号解析手段と、
前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定されたガス漏れ判定用の判定式を用いて、前記測定信号解析手段で得られた回路モデル用の指標値からガス漏れの有無を判定して、判定結果を出力するガス漏れ判定手段
を有することを特徴とするガス流路監視装置。
【請求項１１】
ガス流路に設けられたガス流量測定部とガス圧力測定部と、
これらのガス流量測定部とガス圧力測定部の測定信号から、微分積分法により回路モデル用の指標値となる微分値または積分値を計算する微分積分手段と、
前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定されたガス漏れ位置推定用の推定式を用いて、前記測定信号解析手段で得られた回路モデル用の指標値からガス漏れ位置を推定して、推定結果を出力するガス漏れ位置推定手段
を有することを特徴とするガス流路監視装置。
【請求項１２】
ガス流路に接続された供給先のガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別するガス器具判別システムにおいて、
請求項１乃至請求項７に記載のガス器具判別装置の中から選択されたガス器具判別装置と、請求項８乃至請求項１１に記載のガス流路監視装置の中から選択された１つ以上のガス流路監視装置を組み合わせたことを特徴とするガス器具判別システム。
【請求項１３】
ガス流路を流れるガス流量とガス圧力を測定する測定ステップと、
この測定ステップで得られたガス流量とガス圧力の測定信号から、微分積分法または周波数解析法により回路モデル用の指標値を取得する測定信号解析ステップと、
前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定された出力抵抗推定用の推定式を用いて、前記測定信号解析ステップで得られた回路モデル用の指標値から出力抵抗推定値を計算する出力抵抗推定ステップと、
この出力抵抗推定ステップで得られた出力抵抗推定値に基づき、前記ガス流路に接続された供給先のガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別して、判別結果を出力する器具判別ステップ
を有することを特徴とするガス器具判別方法。
【請求項１４】
ガス流路を流れるガス流量とガス圧力を測定する測定ステップと、
この測定ステップで得られたガス流量とガス圧力の測定信号から、微分積分法または周波数解析法により回路モデル用の指標値を取得する測定信号解析ステップと、
前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定された脈動判定用の判定式を用いて、前記測定信号解析ステップで得られた回路モデル用の指標値から脈動の有無を判定して、判定結果を出力する脈動判定ステップ
を有することを特徴とするガス流路監視方法。
【請求項１５】
ガス流路を流れるガス流量とガス圧力を測定する測定ステップと、
この測定ステップで得られたガス流量とガス圧力の測定信号から、微分積分法または周波数解析法により回路モデル用の指標値を取得する測定信号解析ステップと、
前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定された配管インピーダンス推定用の推定式を用いて、前記測定信号解析ステップで得られた回路モデル用の指標値から配管インピーダンス推定値を計算して、計算結果を出力する配管インピーダンス推定ステップ
を有することを特徴とするガス流路監視方法。
【請求項１６】
ガス流路を流れるガス流量とガス圧力を測定する測定ステップと、
この測定ステップで得られたガス流量とガス圧力の測定信号から、微分積分法または周波数解析法により回路モデル用の指標値を取得する測定信号解析ステップと、
前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定されたガス漏れ判定用の判定式を用いて、前記測定信号解析ステップで得られた回路モデル用の指標値からガス漏れの有無を判定して、判定結果を出力するガス漏れ判定ステップ
を有することを特徴とするガス流路監視方法。
【請求項１７】
ガス流路を流れるガス流量とガス圧力を測定する測定ステップと、
この測定ステップで得られたガス流量とガス圧力の測定信号から、微分積分法により回路モデル用の指標値となる微分値または積分値を計算する微分積分ステップと、
前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定されたガス漏れ位置推定用の推定式を用いて、前記測定信号解析ステップで得られた回路モデル用の指標値からガス漏れ位置を推定して、推定結果を出力するガス漏れ位置推定ステップ
を有することを特徴とするガス流路監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各家庭へのガス供給ライン中に設置され、ガス流量計を有するガスメータなどに利用されるガス器具判別装置および判別方法に関するもので、特に、使用中のガス器具の種別やガス漏れの有無を特定することにより、ガス器具に対応したより高度な保安機能やサービスの提供を可能とする技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
各家庭へのガス供給ラインの入り口には、ガス流量計を内蔵したガスメータが取り付けられている。ガスメータは、ガス供給ラインを通過するガス流量を計測し、計測されたガス流量は定期的な請求ガス料金の算出に利用される。かかるガスメータは、ガス流量の計測という基本的な機能に加えて、異常状態発生時にガス供給を遮断するという保安機能を有する。この保安機能は、地震の検出やガス漏れまたは器具の消し忘れなどの異常な使用状態の検出に応答して、ガスメータのガス流路内に設けられた遮断弁によりガスを遮断する機能である。
【０００３】
図２３は、上記保安機能の一つである安全継続使用時間オーバ時の遮断機能に利用される安全継続使用時間設定値を示す図である。この機能は、ガス流量の発生が検出されてから、そのガス流量が継続して使用される場合に、継続時間が過度に長くなる時は、ガス漏れなどの何らかの異常な使用状態が発生したとみなして、ガスを遮断する機能である。
【０００４】
図２３に示されるとおり、ガス流量が大きい大型の湯沸かし器は、せいぜい３０分程度しか継続して使用されず、一方で、ガス流量が小さいストーブは、長時間継続して使用されるであろうとの前提で、ガス流量が大きい時の安全継続使用時間を短く、ガス流量が小さい時の安全継続使用時間を長く設定している。
【０００５】
そして、ガスメータは、ガス流量が発生したり増加側に変化した時点で、何らかのガス器具の使用が開始されたと判断して、その流量が継続する時間を計測し、図２３に示す安全継続使用時間を超えてその流量が継続する場合に、保安上の理由からガス遮断を行っている。従って、使用中のガス器具を特定することなく、使用ガス流量に基づいて、安全継続使用時間オーバ遮断を行っている。
【０００６】
しかしながら、図２３に示されるとおり、少ないガス流量レンジ（流量の大小の範囲）に、比較的長時間使用されるストーブと、比較的短時間しか使用されないコンロや小型湯沸かし器などの、使用時間の大きく異なる複数種類のガス器具が存在する。従来のガスメータでは、使用中のガス器具の種別を特定することができないので、長時間使用のストーブに合わせてこの流量レンジの安全継続使用時間をかなり長く設定している。このような長時間に設定された安全継続使用時間は、同じ流量レンジに存在するコンロや小型湯沸かし器に対しては過度に長くなってしまい、必ずしも最適な安全継続使用時間であるとはいえなかった。すなわち、この手法は、使用中のガス器具の種別を特定するものではないため、ガス器具の種別に適した保安機能を提供することは困難である。
【０００７】
このような問題点を克服する観点から、ガス器具判別装置に関する提案が、たとえば特許文献１〜３に示すように従来からなされている。これらの従来技術では、ガス器具が使用された時のガス流量の変化から使用中のガス器具の種別を判定するために、複雑な一連のガス流量の変化を燃焼制御ステップ毎に分割した部分流量パターンという概念を使用して、次のような手法によりガス器具の種別を判別している。
【０００８】
すなわち、まず、使用可能性がある複数種類のガス器具について、部分流量パターンを制御ステップ毎に分類して流量パターンテーブルに登録しておく。さらに、複数種類のガス器具に対応する部分流量パターンの組合せを器具テーブルに登録しておく。そして、ガス流量計が検出したガス流量パターンとマッチングする部分流量パターンを流量パターンテーブルから抽出し、さらに、抽出された部分流量パターンの組合せとマッチングするガス器具を器具テーブルから抽出する。
【０００９】
この従来技術では、ガス器具の燃焼制御に伴う複雑な一連のガス流量パターンを、制御ステップ毎に分割した部分流量パターンに単純化し、検出されたガス流量パターンとのマッチングを容易にし、ガス器具の種別の判定を可能にしている。
【００１０】
特に、特許文献１〜３に記載の発明は、燃焼制御ステップとして、少なくとも「点火時」「その後の初期過渡期」「流量が安定する安定期」という３つの流量パターンに基づいてガス器具を判定するものである。また、この流量パターンに加えて、制御ステップごとに流量レンジ（流量の大小の範囲）も監視して、検出したガス流量パターンの流量が、予め器具テーブルに登録されていた流量レンジ内に該当するか否かも考慮して、器具を判別することも行っている。
【特許文献１】特開２００３−１４９０１９号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９０２７号公報
【特許文献３】特開２００３−１４９０７５号公報
【特許文献４】特開２００２−５８９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
確かに、前記のような特許文献１〜３に記載の従来技術は、流量パターンの特徴がはっきりしたある種の器具の判別には適しているものの、いずれもガスの部分流量パターン（もしくは部分流量パターンと流量範囲）のみに基づいてガス器具を判別するものであるから、現在のように多種多様のガス器具が使用されている状況においては、適切な判別技術とは言えなかった。
【００１２】
特に、従来から一般家庭で広く使用されているガスコンロや湯沸かし器、風呂釜のように流量の変動が大きい器具の場合には、単に流量パターンやレンジを監視するだけで器具の判別が可能であったが、最近の住宅で使用される床暖房のように長時間にわたって流量の変動が少ない器具の場合には、単に流量を監視しただけでは器具の判別や漏れの判定が困難であった。
【００１３】
また、ガス器具であっても、コンロのように手動による調整のみで自動的に流量と圧力の調整を行うガバナ（圧力調整器）のない器具と、ガバナの付いた器具とでは使用時における流量のパターンも大きく異なり、単に流量範囲や変化を監視しただけでは、器具判別が難しかった。中でも、ガス漏れの場合と、ガバナのないガス器具の連続使用とでは、流量の範囲やパターンの変化がない状態が継続することから、両者の区別が困難であった。
【００１４】
さらに、この種の判別装置は、都市ガスだけでなく、ＬＰＧのガスメータについても適用することが要望されており、その場合においても、流量パターンとその範囲のみで器具の判別と漏れの判定を行うことは不可能であった。
【００１５】
このような実情に鑑みて、本発明者等は、流量パターンとその範囲以外の要因により、ガス器具並びにガス漏れの判別を行うことができないかについて、鋭意検討並びに実証を繰り返したところ、ガス流路を流れるガスの流量と圧力を、電気回路を流れる電流と電圧に置き換えて回路モデル化した場合、ガスの出力抵抗特性に基づいて、ガス器具の種別とガス漏れの有無の判別が可能であることに想到した。
【００１６】
なお、ガス流路を電気回路に置き換えて回路モデル化する手法としては、例えば、特許文献４に記載の従来技術が存在している。
【００１７】
一方、ガス流路を流れるガスの流量と圧力の測定は、一定のサンプリング周期で行われるが、ガス供給源で脈動が発生した場合には、この脈動により、サンプリング測定値が影響を受け、正確な測定信号が得られなくなる可能性がある。しかしながら、従来、脈動の有無を低コストで容易かつ正確に検出する手法は確立されていない。
【００１８】
また、ガス流路を電気回路に置き換えて回路モデル化し、出力抵抗などを計算するためには、正確な配管インピーダンスの値が必要である。しかしながら、従来、配管インピーダンスの値を低コストで容易かつ正確に取得する手法は確立されていない。
【００１９】
また、ガス流路に使用される配管にガス漏れ穴などが存在する場合には、メータ設置時などのできるだけ早期の時点でガス漏れの有無を検出して対策を施す必要がある。しかしながら、従来、配管のガス漏れの有無を低コストで容易かつ正確に検出する手法は確立されていない。
【００２０】
さらに、配管にガス漏れ穴などが存在する場合には、その位置の特定も重要であるが、従来、配管のガス漏れ位置を低コストで容易かつ正確に特定する手法は確立されていない。
【００２１】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであって、その第１の目的は、本発明者等の実証によって得られたガス流路内を流れるガスの出力抵抗特性に着目して、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、出力抵抗を計算することにより、ガス器具の種別の特定およびガス漏れの検出を、低コストで容易かつ正確に実行可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス器具判別装置および判別方法を提供することである。
【００２２】
本発明の第２の目的は、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、数式計算を行うことにより、脈動の有無を低コストで容易かつ正確に検出可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することである。
【００２３】
本発明の第３の目的は、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、数式計算を行うことにより、配管インピーダンスの値を低コストで容易かつ正確に取得可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することである。
【００２４】
本発明の第４の目的は、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、数式計算を行うことにより、配管のガス漏れの有無を低コストで容易かつ正確に検出可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することである。
【００２５】
本発明の第５の目的は、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、数式計算を行うことにより、配管のガス漏れ位置を低コストで容易かつ正確に特定可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記の第１の目的を達成するために、請求項１に記載のガス器具判別装置は、ガス流路に設けられたガス流量測定部とガス圧力測定部と、これらのガス流量測定部とガス圧力測定部の測定信号から、微分積分法または周波数解析法により回路モデル用の指標値を取得する測定信号解析手段と、前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定された出力抵抗推定用の推定式を用いて、前記測定信号解析手段で得られた回路モデル用の指標値から出力抵抗推定値を計算する出力抵抗推定手段と、この出力抵抗推定手段で得られた出力抵抗推定値に基づき、前記ガス流路に接続された供給先のガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別して、判別結果を出力する器具判別手段、を有することを特徴とする。
【００２７】
上記の第２の目的を達成するために、請求項８に記載のガス流路監視装置は、ガス流路に設けられたガス流量測定部とガス圧力測定部と、これらのガス流量測定部とガス圧力測定部の測定信号から、微分積分法または周波数解析法により回路モデル用の指標値を取得する測定信号解析手段と、前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定された脈動判定用の判定式を用いて、前記測定信号解析手段で得られた回路モデル用の指標値から脈動の有無を判定して、判定結果を出力する脈動判定手段、を有することを特徴とする。
【００２８】
上記の第３の目的を達成するために、請求項９に記載のガス流路監視装置は、ガス流路に設けられたガス流量測定部とガス圧力測定部と、これらのガス流量測定部とガス圧力測定部の測定信号から、微分積分法または周波数解析法により回路モデル用の指標値を取得する測定信号解析手段と、前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定された配管インピーダンス推定用の推定式を用いて、前記測定信号解析手段で得られた回路モデル用の指標値から配管インピーダンス推定値を計算して、計算結果を出力する配管インピーダンス推定手段、を有することを特徴とする。
【００２９】
上記の第４の目的を達成するために、請求項１０に記載のガス流路監視装置は、ガス流路に設けられたガス流量測定部とガス圧力測定部と、これらのガス流量測定部とガス圧力測定部の測定信号から、微分積分法または周波数解析法により回路モデル用の指標値を取得する測定信号解析手段と、前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定されたガス漏れ判定用の判定式を用いて、前記測定信号解析手段で得られた回路モデル用の指標値からガス漏れの有無を判定して、判定結果を出力するガス漏れ判定手段、を有することを特徴とする。
【００３０】
上記の第５の目的を達成するために、請求項１１に記載のガス流路監視装置は、ガス流路に設けられたガス流量測定部とガス圧力測定部と、これらのガス流量測定部とガス圧力測定部の測定信号から、微分積分法により回路モデル用の指標値となる微分値または積分値を計算する微分積分手段と、前記ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えた回路モデルと、この回路モデルに対して予め設定されたガス漏れ位置推定用の推定式を用いて、前記測定信号解析手段で得られた回路モデル用の指標値からガス漏れ位置を推定して、推定結果を出力するガス漏れ位置推定手段、を有することを特徴とする。
【００３１】
なお、請求項１２に記載のガス器具判別システムは、上記のガス器具判別装置と１つ以上のガス流路監視装置を組み合わせたものである。また、請求項１３〜請求項１７に記載のガス器具判別方法は、請求項１、請求項８〜請求項１１に記載のガス器具判別装置とガス流路監視装置の機能を方法の観点からそれぞれ把握したものである。
【発明の効果】
【００３２】
請求項１、１３に記載のガス器具判別装置および判別方法によれば、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対する出力抵抗推定用の推定式を予め設定しておき、この推定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から微分積分法または周波数解析法により取得することによって、出力抵抗推定値を数式計算で効率よく高精度に取得できる。そして、得られた出力抵抗推定値に基づき、ガス器具の種別およびガス漏れの有無を効率よく高精度に判別できる。したがって、ガス器具の種別の特定およびガス漏れの検出を、低コストで容易かつ正確に実行可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス器具判別装置および判別方法を提供することができる。
【００３３】
請求項８、１４に記載のガス流路監視装置および監視方法によればガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対する脈動判定用の判定式を予め設定しておき、この判定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から微分積分法または周波数解析法により取得することによって、脈動の有無を効率よく高精度に検出できる。したがって、脈動の有無を低コストで容易かつ正確に検出可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することができる。
【００３４】
請求項９、１５に記載のガス流路監視装置および監視方法によれば、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対する配管インピーダンス推定用の推定式を予め設定しておき、この推定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から微分積分法または周波数解析法により取得することによって、配管インピーダンス推定値を数式計算で効率よく高精度に取得できる。したがって、配管インピーダンスの値を低コストで容易かつ正確に取得可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することができる。
【００３５】
請求項１０、１６に記載のガス流路監視装置および監視方法によれば、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対するガス漏れ判定用の判定式を予め設定しておき、この判定式に用いる回路回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から微分積分法または周波数解析法により取得することによって、配管のガス漏れの有無を数式計算で効率よく高精度に検出できる。したがって、配管のガス漏れの有無を低コストで容易かつ正確に検出可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することができる。
【００３６】
請求項１１、１７に記載のガス流路監視装置および監視方法によれば、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対するガス漏れ位置推定用の推定式を予め設定しておき、この推定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から微分積分法により取得することによって、配管のガス漏れ位置を数式計算で効率よく高精度に特定できる。したがって、配管のガス漏れ位置を低コストで容易かつ正確に特定可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下には、以上のような本発明の適用対象となるガス流路とその回路モデルについて説明した後、本発明を適用した複数の実施形態について説明する。
【００３８】
［ガス流路］
図１は、本発明の適用対象となるガス流路の構成を示す模式図である。この図１に示すように、ガス流路は、ガスメータ１、配管２、ガス器具３から構成されており、本発明のガス器具判別装置は、一般的に、ガスメータ１に設置される。このようなガス流路において、配管２にガス漏れ穴４が存在する場合には、このガス漏れ穴４からのガス漏れを検出する必要がある。ガスメータ１で測定されるガス圧力はｐ、ガス流量はｑであり、また、ガスメータ１の供給側の供給ガス圧力はｐsである。なお、本明細書中において、「ガスメータ」は適宜「メータ」と略称する。
【００３９】
［ガス流路の回路モデル］
図２は、図１に示すガス流路を電気回路に置き換えた回路モデルの一例を示す図である。ここで、図２の（ａ）は、インピーダンスをまとめて表記した例であり、図２の（ｂ）は、（ａ）のインピーダンスを分解して表記した例である。この図２に示すように、（ａ）中に示される供給配管インピーダンスＺ0は、（ｂ）において、供給配管抵抗Ｒ0、供給配管インダクタンスＬ0、供給配管容量Ｃ0により示され、（ａ）中に示される配管インピーダンスＺ1は、（ｂ）において、供給配管抵抗Ｒ1、供給配管インダクタンスＬ1、供給配管容量Ｃ1により示されている。また、Ｒ2は、ガス漏れあるいはガス器具のガス出力抵抗である。さらに、ガスメータでのガス流量ｉ＝ｑ、ガスメータでのガス圧力の平方根ｖ＝√ｐ、供給ガス圧力の平方根ｖs＝√ｐsなどが示されている。
【００４０】
［数式に使用する記号の説明］
なお、図１、図２および以下の各実施形態中で説明する数式に使用する記号のうち、小文字の「ｉ」はガス流量、小文字の「ｖ」はガス圧力の平方根、大文字の「Ｉ」は周波数領域のガス流量、大文字の「Ｖ」は周波数領域におけるガス圧力の平方根、をそれぞれ示している。また、各記号の末尾の下付き文字は、ガス流路中の異なる位置をそれぞれ意味している。末尾の下付き文字「s」は供給部、末尾の下付き文字「0」はメータの上流側の供給配管、末尾の下付き文字がないものはメータ部分、末尾の下付き文字「1」はメータの下流側（ガス器具側）の配管、末尾の下付き文字「2」はガス漏れあるいはガス器具である。
【００４１】
［第１の実施形態］
［構成］
図３は、本発明を適用した第１の実施形態に係るガス器具判別装置の構成を示す機能ブロック図である。この図３に示すように、本実施形態のガス器具判別装置１０は、ガス流路に設けられたガス流量測定部１１とガス圧力測定部１２、測定流量と測定圧力から回路モデル用の微分値および積分値をそれぞれ計算する微分積分手段１３，１４、回路モデル用の微分値および積分値から出力抵抗推定値を計算する出力抵抗推定手段１５、出力抵抗推定値に基づき、その変動パターンに着目してガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別する器具判別手段１６から構成されている。
【００４２】
ここで、ガス流量測定部１１は、例えば、超音波流量計などの各種の流量計により実現可能であり、ガス圧力測定部１２は、各種の圧力計や圧力センサにより実現可能である。また、微分積分手段１３，１４と出力抵抗推定手段１５、および器具判別手段１６は、一般的には、各種の電子回路またはコンピュータとこれらの手段１３〜１６の機能を実現するために特化されたプログラムとの組み合わせにより実現可能である。
【００４３】
また、器具判別手段１６には、出力手段１７が接続されており、器具判別手段１６で得られた判別結果の出力が、出力手段１７により、人間系に対して判別結果を提示・通報できる形で出力されるようになっている。ここで、出力手段１７は、ガスメータに設けられたＬＣＤなどの表示装置、ガスメータに設けられたＬＣＤなどの表示装置、外部に設けられた通報装置、その他ディスプレイ、プリンタあるいはガス漏れ警報装置などの、各種の出力手段により実現可能である。
【００４４】
［作用］
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態のガス器具判別装置によるガス器具判別方法の手順について説明する。
【００４５】
ガス流路に設けられたガス流量測定部１１とガス圧力測定部１２から、ガス流量とガス圧力の測定信号ｉ（ｔ），ｖ（ｔ）が、一定の周期で微分積分手段１３，１４にそれぞれ与えられると、微分積分手段１３，１４では、回路モデル用の微分値および積分値がそれぞれ求められる。出力抵抗推定手段１５では、微分積分手段１３，１４から微分値および積分値を受け取り、それらを用いて、予め設定された出力抵抗推定用の推定式により出力抵抗推定値を計算する。
【００４６】
ここで、微分値および積分値を用いた出力抵抗推定用の推定式としては、例えば、次の式（１）が使用され、ガス漏れあるいはガス器具の出力抵抗Ｒ2の推定値が計算される。
【数１】
2008111676.tif 000003
【００４７】
器具判別手段１６では、出力抵抗推定手段１５から出力抵抗Ｒ2の推定値を受け取り、その逆数１／Ｒ2の時間軸上における変動パターンに基づき、ガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別する。図４は、この場合の器具判別方式を示す図である。
【００４８】
まず、図４の（ａ）に示すように、出力抵抗の逆数１／Ｒ2が、所定時間以上変化しない場合には、ガス漏れと判定する。すなわち、ガス漏れの場合、概して、ガス漏れの大きさは一定時間変化しないため、出力抵抗Ｒ2およびその逆数１／Ｒ2も一定時間変化しない。
【００４９】
また、図４の（ｂ）に示すように、出力抵抗の逆数１／Ｒ2が、非連続的な増減により矩形の階段状に変化する場合には、ガバナなし器具と判別する。すなわち、コンロなどのガバナなし器具の場合、ガス出力ノズルの開口度は、人間系により手動操作された際のみ変化し、それ以外では変化しないため、出力抵抗Ｒ2およびその逆数１／Ｒ2は、手動操作時にのみ急激かつ非連続的に増減し、矩形の階段状に変化する。
【００５０】
また、図４の（ｃ）に示すように、出力抵抗の逆数１／Ｒ2が、連続的な増減により曲線波形状に変化する場合には、ガバナ付き器具と判別する。すなわち、床暖房などのガバナ付き器具の場合、ガス圧力に対してガス流量が一定になるようにガス出力を制御するので、出力抵抗Ｒ2およびその逆数１／Ｒ2は、連続的に緩やかに増減し、曲線は形状に変化する。
【００５１】
なお、以上のような出力抵抗の逆数の時間軸上における変動パターンを用いた器具判別方式は、所定の時間間隔の変動パターンをサンプリングして比較することにより実現可能であるが、図４に示すような典型的な変動パターン「ガス漏れ」、「ガバナなし器具」、「ガバナ付き器具」を予め比較用の基準データとして記憶しておき、対象となる変動パターンとのパターンマッチングを行ってもよい。このようなパターン比較の具体的な手法としては、多種多様の既存の技術が適用可能である。
【００５２】
このようにして器具判別手段１６でガス器具の種別およびガス漏れの有無の判別結果が得られ、出力されると、この判別結果は、後段の出力手段１７により、画面表示などの、人間系に対して判別結果を提示・通報できる形で出力される。特に、ガス漏れを検出した場合には、音声による警告メッセージや警報などを含めた出力が行われると同時に、ガスを遮断するための制御信号が出力され、ガス供給が遮断される。
【００５３】
［効果］
以上のような第１の実施形態によれば、次のような効果が得られる。
まず、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対して出力抵抗推定用の推定式を予め設定しておき、この推定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から微分積分法により取得することによって、出力抵抗推定値を数式計算で効率よく高精度に取得できる。そして、得られた出力抵抗推定値に基づき、ガス器具の種別およびガス漏れの有無を効率よく高精度に判別できる。
【００５４】
特に、本実施形態においては、出力抵抗の逆数１／Ｒ2の時間軸上における変動パターンに基づき、ガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別することにより、ガス器具がガバナ付きであるか否かを容易かつ高精度に判別できる上、ガス器具の種別に拘らずガス漏れの有無を容易かつ高精度に判別できる。そのため、脈動などにより、メータで測定される流量・圧力が変動した場合でも、ガス漏れの出力抵抗が高精度に推定できるため、判別精度を向上できる。
【００５５】
したがって、本実施形態によれば、ガス器具の種別の特定およびガス漏れの検出を、低コストで容易かつ正確に実行可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス器具判別装置および判別方法を提供することができる。
【００５６】
［器具判別方式の変形例］
なお、第１の実施形態の変形例として、器具判別手段１６による器具判別方式を若干変更することも可能である。すなわち、上記の説明では、「出力抵抗の逆数の時間軸上における変動パターンを用いた器具判別方式」について説明したが、この他にも、例えば、「出力抵抗の逆数の微分値を用いた器具判別方式」や「出力抵抗の逆数の微分値と他のパラメータを用いた器具判別方式」を用いて器具判別を行うことが可能である。以下には、これらの変形例について順次説明する。
【００５７】
［出力抵抗の逆数の微分値を用いた器具判別方式］
図５は、器具判別手段１６により、出力抵抗の逆数１／Ｒ2および出力抵抗の逆数の微分値（ｄ／ｄｔ）・（１／Ｒ2）を判定空間とし、その領域からガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別する場合の器具判別方式を示す図である。この図５では、３つの器具Ａ〜Ｃの領域パターンがそれぞれ模式的に示されている。
【００５８】
また、図６の（ａ）（ｂ）は、図５の器具判別方式において使用する具体的なガス器具の領域パターンとして、床暖房の領域およびコンロの領域パターンをそれぞれ示す図である。この図６の（ａ）（ｂ）において、床暖房の領域パターンは、（ｄ／ｄｔ）・（１／Ｒ2）＝０の位置に１つの収束点を有するが、コンロの領域パターンは複数の収束点を有する。
【００５９】
この図５、図６に示す器具判別方式の場合には、使用される器具の種類に応じて、複数種類のガス器具およびガス漏れの領域パターンを予め比較用の基準データとして記憶しておき、対象となる領域パターンとのパターンマッチングを行うことで、より詳細な器具判別およびガス漏れを実現できる。すなわち、図６に示すように、ガス器具の具体的な種別に応じた領域パターンを用いて、対象となる領域パターンと比較することにより、器具のガバナの有無だけでなく、「床暖房」、「コンロ」などのより具体的な種別の特定が可能となる。
【００６０】
このように領域パターン比較を行う図５、図６の器具判別方式によれば、図４に示すような波形パターン比較に比べて、ガス器具のより詳細な種別の特定およびガス漏れの有無を効率よく高精度に判別できる。
【００６１】
［出力抵抗の逆数の微分値と他のパラメータを用いた器具判別方式］
図７の（ａ）（ｂ）は、器具判別手段１６により、流量ｉ2および出力抵抗の逆数の微分値（ｄ／ｄｔ）・（１／Ｒ2）を判定空間とし、その領域からガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別する場合の器具判別方式を示す図である。この図７の（ａ）（ｂ）は、器具判別方式において使用する具体的なガス器具の領域として、床暖房の領域およびコンロの領域パターンをそれぞれ示す図である。
【００６２】
この図７の（ａ）（ｂ）において、床暖房の領域パターンは、（ｄ／ｄｔ）・（１／Ｒ2）＝０の位置に１つの収束点を有するが、圧力変化により、流量ｉ2一定でその値にはばらつきが生じている。また、コンロの領域パターンは複数の収束点を有するが、圧力変化により、その値にはばらつきが生じている。
【００６３】
この図７に示す器具判別方式の場合には、図５、図６に示した器具判別方式と同様に、使用される器具の種類に応じて、複数種類のガス器具およびガス漏れの領域パターンを予め比較用の基準データとして記憶しておき、対象となる領域パターンとのパターンマッチングを行うことで、より詳細な器具判別およびガス漏れを実現できる。したがって、図７の器具判別方式によれば、図５、図６の器具判別方式と同様に、図４に示すような波形パターン比較に比べて、ガス器具のより詳細な種別の特定およびガス漏れの有無を効率よく高精度に判別できる。
【００６４】
［第２の実施形態］
［構成］
図８は、本発明を適用した第２の実施形態に係るガス器具判別装置の構成を示す機能ブロック図である。この図８に示すように、本実施形態のガス器具判別装置２０は、図３に示した第１の実施形態の構成において、微分積分手段１３，１４の代わりに、測定流量と測定圧力を時間領域の関数から周波数領域の関数に変換する周波数領域変換手段２３，２４を使用するものである。
【００６５】
これに伴い、出力抵抗推定手段としては、微分値および積分値から出力抵抗推定値を計算する出力抵抗推定手段１５の代わりに、周波数領域の関数から出力抵抗推定値を計算する出力抵抗推定手段２５を使用している。また、器具判別手段としては、出力抵抗推定値の変動パターンに着目して判別する器具判別手段１６の変わりに、周波数成分に着目してガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別する器具判別手段２６を使用している。
【００６６】
なお、これらの手段２３〜２６は、一般的には、各種の電子回路またはコンピュータとこれらの手段２３〜２６の機能を実現するために特化されたプログラムとの組み合わせにより実現可能である。また、ガス器具判別装置２０の他の構成は、第１の実施形態のガス器具判別装置１０と同様である。
【００６７】
［作用］
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態のガス器具判別装置によるガス器具判別方法の手順について説明する。
【００６８】
ガス流路に設けられたガス流量測定部１１とガス圧力測定部１２から、ガス流量とガス圧力の測定信号ｉ（ｔ），ｖ（ｔ）が、一定の周期で周波数領域変換手段２３，２４にそれぞれ与えられると、周波数領域変換手段２３，２４では、フーリエ変換やウェーブレット変換により、それらの測定信号を時間領域の関数から周波数領域の関数に変換する。例えば、次に示す式（２）によりフーリエ変換が行われ、周波数領域の関数Ｉ（ω），Ｖ（ω）が求められる。
【数２】
2008111676.tif 000004
【００６９】
出力抵抗推定手段２５では、周波数領域変換手段２３，２４から周波数領域の関数Ｉ（ω），Ｖ（ω）を受け取り、それらを用いて、予め設定された出力抵抗推定用の推定式により出力抵抗推定値を計算する。ここで、微分値および積分値を用いた出力抵抗推定用の推定式としては、例えば、次に示す式（３）が使用され、ガス漏れあるいはガス器具の出力抵抗Ｒ2の推定値が計算される。
【数３】
2008111676.tif 000005
【００７０】
器具判別手段２６では、出力抵抗推定手段２５から出力抵抗Ｒ2の推定値を受け取り、その逆数１／Ｒ2の周波数軸上における成分分布パターンに基づき、高周波成分の量に応じてガス器具の種別およびガス漏れの有無を判別する。図９は、この場合の器具判別方式を示す図である。
【００７１】
まず、図９の（ａ）に示すように、出力抵抗の逆数１／Ｒ2に、高周波成分がない場合には、ガス漏れと判定する。すなわち、ガス漏れの場合、概して、ガス漏れの大きさは一定時間変化しないため、出力抵抗Ｒ2およびその逆数１／Ｒ2の高周波成分はゼロとなる。
【００７２】
また、図９の（ｂ）に示すように、出力抵抗の逆数１／Ｒ2の高周波成分が、予め設定された基準レベル以上である場合には、人間系による手動出力操作のみの非出力制御型器具と判別する。すなわち、コンロなどの人間系による手動出力操作のみでガス出力を制御しないタイプの非出力制御型器具の場合、ガス出力ノズルの操作は人間系による手動操作のみであるため、出力抵抗Ｒ2およびその逆数１／Ｒ2の高周波成分は多い。
【００７３】
また、図９の（ｃ）に示すように、出力抵抗の逆数１／Ｒ2の高周波成分が、予め設定された基準レベル以下である場合には、出力制御型器具と判別する。すなわち、床暖房などの出力制御型器具の場合、ガス出力を緩やかに制御するので、出力抵抗Ｒ2およびその逆数１／Ｒ2の高周波成分は少ない。
【００７４】
このようにして器具判別手段２６でガス器具の種別およびガス漏れの有無の判別結果が得られ、出力されると、この判別結果が、後段の出力手段１７により、画面表示などの、人間系に対して判別結果を提示・通報できる形で出力される点、および、ガス漏れを検出した場合に、音声による警告メッセージや警報などを含めた出力が行われると同時に、ガスを遮断するための制御信号が出力され、ガス供給が遮断される点は、第１の実施形態と同様である。
【００７５】
［効果］
以上のような第２の実施形態によれば、次のような効果が得られる。
まず、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対して出力抵抗推定用の推定式を予め設定しておき、この推定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から周波数解析法により取得することによって、出力抵抗推定値を数式計算で効率よく高精度に取得できる。そして、得られた出力抵抗推定値に基づき、ガス器具の種別およびガス漏れの有無を効率よく高精度に判別できる。
【００７６】
特に、本実施形態においては、出力抵抗の逆数１／Ｒ2の周波数成分に着目して判別することにより、ガス器具が出力制御型であるか否かを容易かつ高精度に判別できる上、ガス器具の種別に拘らずガス漏れの有無を容易かつ高精度に判別できる。また、このように周波数成分に着目した方式であるため、パターン比較を行う必要なしに、高周波成分値の大小比較を行うだけの単純な判別アルゴリズムで器具判別を実現できる。
【００７７】
したがって、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、ガス器具の種別の特定およびガス漏れの検出を、低コストで容易かつ正確に実行可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス器具判別装置および判別方法を提供することができる。
【００７８】
［第３の実施形態］
［構成］
図１０は、本発明を適用した第３の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図である。この図１０に示すように、本実施形態のガス流路監視装置３０は、図３に示した第１の実施形態の構成において、出力抵抗推定手段１５と器具判別手段１６の代わりに、回路モデル用の微分値および積分値から脈動の有無を判定する脈動判定手段３５を使用するものである。
【００７９】
なお、微分積分手段１３，１４および脈動判定手段３５は、一般的には、各種の電子回路またはコンピュータとこれらの手段１３，１４，３５の機能を実現するために特化されたプログラムとの組み合わせにより実現可能である。また、ガス流路監視装置３０の他の構成は、第１の実施形態のガス器具判別装置１０と同様である。
【００８０】
［作用］
次に、以上のような構成を有する第３の実施形態のガス流路監視装置によるガス流路監視方法の手順について説明する。
【００８１】
まず、ガス流路に設けられたガス流量測定部１１とガス圧力測定部１２から、ガス流量とガス圧力の測定信号ｉ（ｔ），ｖ（ｔ）が、一定の周期で微分積分手段１３，１４にそれぞれ与えられる点、および、微分積分手段１３，１４で、回路モデル用の微分値および積分値がそれぞれ求められる点は、第１の実施形態のガス器具判別装置１０と同様である。
【００８２】
本実施形態のガス流路監視装置３０においては、脈動判定手段３５により、微分積分手段１３，１４から微分値および積分値を受け取り、それらを用いて、予め設定された脈動判定用の判定式により脈動の有無を判定する。
【００８３】
脈動判定手段３５はまず、測定流量の微分値（ｄ／ｄｔ）ｉが一定値以上になった場合に、「脈動あり」と判定する。脈動判定手段３５はまた、測定圧力の微分値（ｄ／ｄｔ）ｖが一定値以上になった場合に、「脈動あり」と判定する。この理由は、測定流量ｉが一定であっても、脈動が存在する場合には、異常燃焼となって測定圧力が上昇するからである。
【００８４】
脈動判定手段３５はさらに、ガス漏れあるいはガス器具のガス流量ｉ2の推定値を計算して、得られたガス流量ｉ2が一定以上の振幅となった場合、あるいは、その微分値（ｄ／ｄｔ）ｉ2が一定値以上になった場合に、「脈動あり」と判定する。なお、ガス流量ｉ2の推定値は、例えば、第１の実施形態中で示した前記式（１）を使用して計算できる。
【００８５】
このようにして脈動判定手段３５で脈動の有無の判定結果が得られ、出力されると、この判定結果は、後段の出力手段１７により、画面表示などの、人間系に対して判定結果を提示・通報できる形で出力される。
【００８６】
［効果］
以上のような第３の実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対して脈動判定用の判定式を予め設定しておき、この判定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から微分積分法により取得することによって、取得した微分値または積分値に基づき、脈動の有無を効率よく高精度に検出できる。
【００８７】
したがって、本実施形態によれば、脈動の有無を低コストで容易かつ正確に検出可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することができる。
【００８８】
［第４の実施形態］
［構成］
図１１は、本発明を適用した第４の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図である。この図１１に示すように、本実施形態のガス流路監視装置３０は、図１０に示した第３の実施形態の構成において、微分積分手段１３，１４の代わりに、測定流量と測定圧力を時間領域の関数から周波数領域の関数に変換する周波数領域変換手段２３，２４を使用するものである。
【００８９】
これに伴い、脈動判定手段としては、微分値および積分値から脈動の有無を判定する脈動判定手段３５の代わりに、周波数領域の関数から脈動の有無を判定する脈動判定手段４５を使用している。なお、周波数領域変換手段２３，２４および脈動判定手段４５は、一般的には、各種の電子回路またはコンピュータとこれらの手段２３，２４，４５の機能を実現するために特化されたプログラムとの組み合わせにより実現可能である。また、ガス流路監視装置４０の他の構成は、第３の実施形態のガス流路監視装置３０と同様である。
【００９０】
［作用］
次に、以上のような構成を有する第４の実施形態のガス流路監視装置によるガス流路監視方法の手順について説明する。
【００９１】
まず、ガス流路に設けられたガス流量測定部１１とガス圧力測定部１２から、ガス流量とガス圧力の測定信号ｉ（ｔ），ｖ（ｔ）が、一定の周期で周波数領域変換手段２３，２４にそれぞれ与えられる点、および、周波数領域変換手段２３，２４で、フーリエ変換やウェーブレット変換により、それらの測定信号を時間領域の関数から周波数領域の関数に変換する点は、第２の実施形態のガス器具判別装置２０と同様である。そして、例えば、前記式（２）によりフーリエ変換が行われ、周波数領域の関数Ｉ（ω），Ｖ（ω）が求められる点も、第２の実施形態のガス器具判別装置２０と同様である。
【００９２】
本実施形態のガス流路監視装置４０においては、脈動判定手段４５により、周波数領域変換手段２３，２４から周波数領域の関数Ｉ（ω），Ｖ（ω）を受け取り、それらを用いて、予め設定された脈動判定用の判定式により脈動の有無を判定する。例えば、脈動判定手段４５は、ω＞０において、Ｖ（ω）、Ｉ（ω）、あるいはＩ2（ω）が一定値以上となった場合に、「脈動あり」と判定する。
【００９３】
このようにして脈動判定手段４５で脈動の有無の判定結果が得られ、出力されると、この判定結果が、後段の出力手段１７により、画面表示などの、人間系に対して判定結果を提示・通報できる形で出力される点は、第３の実施形態と同様である。
【００９４】
［効果］
以上のような第４の実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対して脈動判定用の判定式を予め設定しておき、この判定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から周波数解析法により取得することによって、取得した周波数領域の関数に基づき、脈動の有無を効率よく高精度に検出できる。
【００９５】
したがって、本実施形態によれば、第３の実施形態と同様に、脈動の有無を低コストで容易かつ正確に検出可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することができる。
【００９６】
［第５の実施形態］
［構成］
図１２は、本発明を適用した第５の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図である。この図１２に示すように、本実施形態のガス流路監視装置５０は、図１０に示した第３の実施形態の構成において、脈動判定手段３５の代わりに、回路モデル用の微分値および積分値から配管インピーダンス推定値を計算する配管インピーダンス推定手段５５を使用するものである。
【００９７】
なお、微分積分手段１３，１４および配管インピーダンス推定手段５５は、一般的には、各種の電子回路またはコンピュータとこれらの手段１３，１４，５５の機能を実現するために特化されたプログラムとの組み合わせにより実現可能である。また、ガス流路監視装置５０の他の構成は、第３の実施形態のガス流路監視装置３０と同様である。
【００９８】
［作用］
次に、以上のような構成を有する第５の実施形態のガス流路監視装置によるガス流路監視方法の手順について説明する。
【００９９】
まず、ガス流路に設けられたガス流量測定部１１とガス圧力測定部１２から、ガス流量とガス圧力の測定信号ｉ（ｔ），ｖ（ｔ）が、一定の周期で微分積分手段１３，１４にそれぞれ与えられる点、および、微分積分手段１３，１４で、回路モデル用の微分値および積分値がそれぞれ求められる点は、第１の実施形態のガス器具判別装置１０および第３の実施形態のガス流路監視装置３０と同様である。
【０１００】
本実施形態のガス流路監視装置５０においては、配管インピーダンス推定手段５５により、微分積分手段１３，１４から微分値および積分値を受け取り、それらを用いて、予め設定された配管インピーダンス推定用の推定式により配管インピーダンスの推定値を計算する。
【０１０１】
ここで、本実施形態のガス流路監視装置５０は、特に、メータ設置時における配管インピーダンスの推定を意図している。メータ設置時に、上流側の弁を開くと、測定されるガス流量およびガス圧力は、図１３の（ａ）（ｂ）に示すように変化する。このため、配管インピーダンス推定手段５５は、ガス流量ｉおよびガス圧力ｖの時系列データから、配管インピーダンス推定用の推定式として、次の式（４）を用いて、配管インピーダンスＺ1を分解して示す値（Ｒ1，Ｌ1，Ｃ1）および供給配管インピーダンスＺ0を分解して示す値（Ｒ0，Ｌ0，Ｃ0）を求める。
【数４】
2008111676.tif 000006
【０１０２】
このようにして配管インピーダンス推定手段５５で配管インピーダンスの推定結果が得られ、出力されると、この推定結果は、後段の出力手段１７により、画面表示などの、人間系に対して判定結果を提示・通報できる形で出力される。
【０１０３】
［効果］
以上のような第５の実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対して配管インピーダンス推定用の推定式を予め設定しておき、この推定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から微分積分法により取得することによって、取得した微分値または積分値に基づき、配管インピーダンス推定値を数式計算で効率よく高精度に取得できる。
【０１０４】
したがって、本実施形態によれば、配管インピーダンスの値を低コストで容易かつ正確に取得可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することができる。また、本実施形態のガス流路監視装置５０を、第１、第２の実施形態におけるガス器具判別装置１０，２０とデータ連携させるか、あるいは、構成を組み合わせてシステム化することにより、高精度の配管インピーダンス値を用いて、ガス器具の種別およびガス漏れの有無の判別をより高精度に実現可能である。
【０１０５】
［第６の実施形態］
［構成］
図１４は、本発明を適用した第６の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図である。この図１４に示すように、本実施形態のガス流路監視装置６０は、図１２に示した第５の実施形態の構成において、微分積分手段１３，１４の代わりに、測定流量と測定圧力を時間領域の関数から周波数領域の関数に変換する周波数領域変換手段２３，２４を使用するものである。
【０１０６】
これに伴い、配管インピーダンス推定手段としては、微分値および積分値から配管インピーダンス推定値を計算する配管インピーダンス推定手段５５の代わりに、周波数領域の関数から配管インピーダンス推定値を計算する配管インピーダンス推定手段６５を使用している。なお、周波数領域変換手段２３，２４および配管インピーダンス推定手段６５は、一般的には、各種の電子回路またはコンピュータとこれらの手段２３，２４，６５の機能を実現するために特化されたプログラムとの組み合わせにより実現可能である。また、ガス流路監視装置６０の他の構成は、第５の実施形態のガス流路監視装置５０と同様である。
【０１０７】
［作用］
次に、以上のような構成を有する第６の実施形態のガス流路監視装置によるガス流路監視方法の手順について説明する。
【０１０８】
まず、ガス流路に設けられたガス流量測定部１１とガス圧力測定部１２から、ガス流量とガス圧力の測定信号ｉ（ｔ），ｖ（ｔ）が、一定の周期で周波数領域変換手段２３，２４にそれぞれ与えられる点、および、周波数領域変換手段２３，２４で、フーリエ変換やウェーブレット変換により、それらの測定信号を時間領域の関数から周波数領域の関数に変換する点は、第２の実施形態のガス器具判別装置２０および第４の実施形態のガス流路監視装置４０と同様である。そして、例えば、前記式（２）によりフーリエ変換が行われ、周波数領域の関数Ｉ（ω），Ｖ（ω）が求められる点も、第２の実施形態のガス器具判別装置２０および第４の実施形態のガス流路監視装置４０と同様である。
【０１０９】
本実施形態のガス流路監視装置６０においては、配管インピーダンス推定手段６５により、周波数領域変換手段２３，２４から周波数領域の関数Ｉ（ω），Ｖ（ω）を受け取り、それらを用いて、予め設定された配管インピーダンス推定用の推定式により配管インピーダンスの推定値を計算する。
【０１１０】
ここで、本実施形態のガス流路監視装置６０は、第５の実施形態と同様に、メータ設置時における配管インピーダンスの推定を意図している。前述したように、メータ設置時に、上流側の弁を開くと、測定されるガス流量およびガス圧力は、図１３の（ａ）（ｂ）に示すように変化する。このため、配管インピーダンス推定手段６５は、周波数領域におけるガス流量Ｉとガス圧力Ｖの周波数データから、配管インピーダンス推定用の推定式として、次の式（５）を用いて、配管インピーダンスＺ1を分解して示す値（Ｒ1，Ｌ1，Ｃ1）および供給配管インピーダンスＺ0を分解して示す値（Ｒ0，Ｌ0，Ｃ0）を求める。
【０１１１】
【数５】
2008111676.tif 000007
【０１１２】
このようにして配管インピーダンス推定手段６５で配管インピーダンスの推定結果が得られ、出力されると、この推定結果が、後段の出力手段１７により、画面表示などの、人間系に対して判定結果を提示・通報できる形で出力される点は、第５の実施形態と同様である。
【０１１３】
［効果］
以上のような第６の実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対して配管インピーダンス推定用の推定式を予め設定しておき、この推定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から周波数解析法により取得することによって、取得した周波数領域の関数に基づき、配管インピーダンス推定値を数式計算で効率よく高精度に取得できる。
【０１１４】
したがって、本実施形態によれば、第５の実施形態と同様に、配管インピーダンスの値を低コストで容易かつ正確に取得可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することができる。また、第５の実施形態と同様に、本実施形態のガス流路監視装置６０を、第１、第２の実施形態におけるガス器具判別装置１０，２０とデータ連携させるか、あるいは、構成を組み合わせてシステム化することにより、高精度の配管インピーダンス値を用いて、ガス器具の種別およびガス漏れの有無の判別をより高精度に実現可能である。
【０１１５】
［第７の実施形態］
［構成］
図１５は、本発明を適用した第７の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図である。この図１５に示すように、本実施形態のガス流路監視装置７０は、図１２に示した第５の実施形態の構成において、配管インピーダンス推定手段５５の代わりに、回路モデル用の微分値および積分値からガス漏れの有無を判定するガス漏れ判定手段７５を使用するものである。
【０１１６】
なお、微分積分手段１３，１４およびガス漏れ判定手段７５は、一般的には、各種の電子回路またはコンピュータとこれらの手段１３，１４，７５の機能を実現するために特化されたプログラムとの組み合わせにより実現可能である。また、ガス流路監視装置７０の他の構成は、第５の実施形態のガス流路監視装置５０と同様である。
【０１１７】
［作用］
次に、以上のような構成を有する第７の実施形態のガス流路監視装置によるガス流路監視方法の手順について説明する。
【０１１８】
まず、ガス流路に設けられたガス流量測定部１１とガス圧力測定部１２から、ガス流量とガス圧力の測定信号ｉ（ｔ），ｖ（ｔ）が、一定の周期で微分積分手段１３，１４にそれぞれ与えられる点、および、微分積分手段１３，１４で、回路モデル用の微分値および積分値がそれぞれ求められる点は、第１の実施形態のガス器具判別装置１０、および第３、第５の実施形態のガス流路監視装置３０，５０と同様である。
【０１１９】
本実施形態のガス流路監視装置７０においては、ガス漏れ判定手段７５により、微分積分手段１３，１４から微分値および積分値を受け取り、それらを用いて、予め設定されたガス漏れ判定用の判定式によりガス漏れの有無を判定する。
【０１２０】
ここで、本実施形態のガス流路監視装置７０は、特に、メータ設置時におけるガス漏れの有無の判定を意図している。メータ設置時に、上流側の弁を開くと、測定されるガス流量およびガス圧力は、図１６の（ａ）（ｂ）に示すように変化する。このため、ガス漏れ判定手段７５は、ガス流量ｉおよびガス圧力ｖの時系列データから、ガス漏れ判定用の判定式として、次の式（６−１）、（６−２）、（６−３）を用いて、ガス漏れの有無を判定する。
【０１２１】
【数６】
2008111676.tif 000008
【０１２２】
まず、図１６中において、ガス流量ｉの立ち上がり部分である区間Ｔ１では、式（６−２）から配管インピーダンス（Ｒ1，Ｌ1，Ｃ1）の推定値を計算する。なお、この区間Ｔ１では、ガス漏れｉ2はほぼゼロであると仮定する。そして、図１６中における区間Ｔ２では、式（６−３）からガス漏れｉ2の推定値を計算する。そして、ガス漏れｉ2が、一定値以上である場合に、「ガス漏れあり」と判定する。
【０１２３】
このようにしてガス漏れ判定手段７５でガス漏れの有無の判定結果が得られ、出力されると、この判定結果は、後段の出力手段１７により、画面表示などの、人間系に対して判定結果を提示・通報できる形で出力される。特に、ガス漏れありと判定した場合には、音声による警告メッセージや警報などを含めた出力が行われると同時に、ガスを遮断するための制御信号が出力され、ガス供給が遮断される。
【０１２４】
［効果］
以上のような第７の実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対して配管インピーダンス推定用の推定式を予め設定しておき、この推定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から微分積分法により取得することによって、取得した微分値または積分値に基づき、配管のガス漏れの有無を数式計算で効率よく高精度に検出できる。
【０１２５】
したがって、本実施形態によれば、配管のガス漏れの有無を低コストで容易かつ正確に検出可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することができる。
【０１２６】
［第８の実施形態］
［構成］
図１７は、本発明を適用した第８の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図である。この図１７に示すように、本実施形態のガス流路監視装置８０は、図１５に示した第７の実施形態の構成において、微分積分手段１３，１４の代わりに、測定流量と測定圧力を時間領域の関数から周波数領域の関数に変換する周波数領域変換手段２３，２４を使用するものである。
【０１２７】
これに伴い、ガス漏れ判定手段としては、微分値および積分値からガス漏れの有無を判定するガス漏れ判定手段７５の代わりに、周波数領域の関数からガス漏れの有無を判定するガス漏れ判定手段８５を使用している。なお、周波数領域変換手段２３，２４およびガス漏れ判定手段８５は、一般的には、各種の電子回路またはコンピュータとこれらの手段２３，２４，８５の機能を実現するために特化されたプログラムとの組み合わせにより実現可能である。また、ガス流路監視装置８０の他の構成は、第７の実施形態のガス流路監視装置７０と同様である。
【０１２８】
［作用］
次に、以上のような構成を有する第８の実施形態のガス流路監視装置によるガス流路監視方法の手順について説明する。
【０１２９】
まず、ガス流路に設けられたガス流量測定部１１とガス圧力測定部１２から、ガス流量とガス圧力の測定信号ｉ（ｔ），ｖ（ｔ）が、一定の周期で周波数領域変換手段２３，２４にそれぞれ与えられる点、および、周波数領域変換手段２３，２４で、フーリエ変換やウェーブレット変換により、それらの測定信号を時間領域の関数から周波数領域の関数に変換する点は、第２の実施形態のガス器具判別装置２０、および第４、第６の実施形態のガス流路監視装置４０，６０と同様である。そして、例えば、前記式（２）によりフーリエ変換が行われ、周波数領域の関数Ｉ（ω），Ｖ（ω）が求められる点も、第２の実施形態のガス器具判別装置２０、および第４、第６の実施形態のガス流路監視装置４０，６０と同様である。
【０１３０】
本実施形態のガス流路監視装置８０においては、ガス漏れ判定手段８５により、周波数領域変換手段２３，２４から周波数領域の関数Ｉ（ω），Ｖ（ω）を受け取り、それらを用いて、予め設定されたガス漏れ判定用の判定式によりガス漏れの有無を判定する。
【０１３１】
ここで、本実施形態のガス流路監視装置８０は、第７の実施形態と同様に、メータ設置時におけるガス漏れの有無の判定を意図している。前述したように、メータ設置時に、上流側の弁を開くと、測定されるガス流量およびガス圧力は、図１６の（ａ）（ｂ）に示すように変化する。このため、ガス漏れ判定手段８５は、周波数領域におけるガス流量Ｉおよびガス圧力Ｖの周波数データから、ガス漏れ判定用の判定式として、次の式（７−１）、（７−２）、（７−３）を用いて、ガス漏れの有無を判定する。
【０１３２】
【数７】
2008111676.tif 000009
【０１３３】
まず、図１６中において、ガス流量ｉの立ち上がり部分である区間Ｔ１では、時間領域のガス流量ｉとガス圧力ｖを周波数領域に変換したガス流量Ｉおよびガス圧力Ｖの周波数データを用いて、式（７−２）から配管インピーダンス（Ｒ1，Ｌ1，Ｃ1）の推定値を計算する。なお、この区間Ｔ１では、ガス漏れｉ2はほぼゼロであると仮定する。そして、図１６中における区間Ｔ２では、時間領域のガス流量ｉとガス圧力ｖを周波数領域に変換したガス流量Ｉおよびガス圧力Ｖの周波数データを用いて、式（７−３）からガス漏れｉ2の推定値を計算する。そして、ガス漏れｉ2が、一定値以上である場合に、「ガス漏れあり」と判定する。
【０１３４】
このようにしてガス漏れ判定手段８５でガス漏れの有無の判定結果が得られ、出力されると、この判定結果が、後段の出力手段１７により、画面表示などの、人間系に対して判定結果を提示・通報できる形で出力される点、および、ガス漏れありと判定した場合に、音声による警告メッセージや警報などを含めた出力が行われると同時に、ガスを遮断するための制御信号が出力され、ガス供給が遮断される点は、第７の実施形態と同様である。
【０１３５】
［効果］
以上のような第８の実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対して配管インピーダンス推定用の推定式を予め設定しておき、この推定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から周波数解析法により取得することによって、取得した周波数領域の関数に基づき、配管のガス漏れの有無を数式計算で効率よく高精度に検出できる。
【０１３６】
したがって、本実施形態によれば、第７の実施形態と同様に、配管のガス漏れの有無を低コストで容易かつ正確に検出可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することができる。
【０１３７】
［第９の実施形態］
［構成］
図１８は、本発明を適用した第９の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図である。この図１８に示すように、本実施形態のガス流路監視装置９０は、図１５に示した第７の実施形態の構成において、ガス漏れ判定手段７５の代わりに、回路モデル用の微分値および積分値からガス漏れ位置を推定するガス漏れ位置推定手段９５を使用するものである。
【０１３８】
なお、微分積分手段１３，１４およびガス漏れ位置推定手段９５は、一般的には、各種の電子回路またはコンピュータとこれらの手段１３，１４，９５の機能を実現するために特化されたプログラムとの組み合わせにより実現可能である。また、ガス流路監視装置９０の他の構成は、第７の実施形態のガス流路監視装置７０と同様である。
【０１３９】
［作用］
次に、以上のような構成を有する第９の実施形態のガス流路監視装置によるガス流路監視方法の手順について説明する。
【０１４０】
まず、ガス流路に設けられたガス流量測定部１１とガス圧力測定部１２から、ガス流量とガス圧力の測定信号ｉ（ｔ），ｖ（ｔ）が、一定の周期で微分積分手段１３，１４にそれぞれ与えられる点、および、微分積分手段１３，１４で、回路モデル用の微分値および積分値がそれぞれ求められる点は、第１の実施形態のガス器具判別装置１０、および第３、第５、第７の実施形態のガス流路監視装置３０，５０，７０と同様である。
【０１４１】
本実施形態のガス流路監視装置９０においては、ガス漏れ位置推定手段９５により、微分積分手段１３，１４から微分値および積分値を受け取り、それらを用いて、予め設定されたガス漏れ位置推定用の推定式によりガス漏れ位置を推定する。ガス漏れ位置推定手段９５は、具体的には、脈動などによって生じる圧力波の漏れ位置までの往復時間と音速から、ガス漏れ位置を計算する。
【０１４２】
図１９は、このようなガス漏れ位置の算出方法の原理を説明する模式図である。この図１９において、ガス供給源での脈動などにより、ガスメータでのガス流量ｉとガス圧力ｖが変化すると、配管内を圧力波が進行する。この場合に、配管の途中にガス漏れがあると、その部分で配管の特性インピーダンスＺ1が不整合となり、この不整合部分で圧力波の反射が生じる。この場合、脈動によるガス流量ｉとガス圧力ｖの変化時刻から、反射波によるガス流量ｉとガス圧力ｖの変化時刻までの時間と、ガス中の音速から、ガス漏れ位置を推定できる。
【０１４３】
図２０は、メータ位置からガス漏れ位置まで圧力波が進行する際のガス流量ｉとガス圧力ｖを示す図であり、図２１は、圧力波が往復する際のガス流量ｉとガス圧力ｖについて、メータから出て行く圧力波の波形と、メータに戻る圧力波の波形をそれぞれ示す図である。
【０１４４】
この図２１に示すように、メータを圧力波が通過する場合には、ガス流量ｉとガス圧力ｖはこのように変化すると考えられる。この場合、メータに対する圧力波の方向に応じて、ガス流量ｉとガス圧力ｖの位相関係が異なる。
【０１４５】
より詳細に説明すれば、ガス流量ｉとガス圧力ｖの位相は、配管の有する特性インピーダンス（インダクタンス分、容量分）によりずれを生じる。供給側から圧力波が進行する場合は、メータに圧力波が入る際に、この圧力波に押されてガス流量はプラスになり、圧力波が通過した後は、通過した圧力波に押されて、ガス流量はマイナスになる。これに対して、ガス漏れ側からの反射波として圧力波が戻る場合には、メータにこの圧力波が入る際に、この圧力波に押されてガス流量はマイナスになり、圧力波が通過した後は、通過した圧力波に押されて、ガス流量はプラスになる。
【０１４６】
以上のような圧力波の往復と、ガス流量とガス圧力の位相関係を利用して、ガス漏れ位置推定手段９５は、次の手順でガス漏れ位置を計算する。
【０１４７】
まず、供給源の脈動などによって生じる圧力波の、メータからガス漏れ位置までの往復時間を測定する。この場合に、メータから出て行く圧力波と、メータに反射波として戻る圧力波は、ガス流量ｉとガス圧力ｖの位相に基づいて区別する。そして、求めた往復時間と音速から、ガス漏れ位置を計算する。
【０１４８】
なお、圧力波の往復時間は、通常の場合、１秒以下と短いが、脈動の周期はそれよりも長く、間欠的な脈動の場合には数十秒程度の周期となることもある。このような場合には、上記手法により、往復時間を高精度に求めることができるため、ガス漏れ位置を高精度の特定可能である。これに対して、脈動の周期が、圧力波の往復時間より短い場合には、上記の手法を適用できないが、信号の相関などを調べることにより、往復時間を取得できるため、往復時間と音速から、同様にガス漏れ位置を計算することができる。
【０１４９】
また、音速の計測は、既存の技術を適宜使用して実現可能であるが、普及している超音波流量計の場合には、流量計測と同時に音速も計測しているため、その計測値をそのまま活用することができる。
【０１５０】
［効果］
以上のような第９の実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ガス流路を流れるガスを電気回路に置き換えて回路モデル化し、この回路モデルに対してガス漏れ位置推定用の推定式を予め設定しておき、この推定式に用いる回路モデル用の指標値を、ガス流量とガス圧力の測定信号から微分積分法により取得することによって、取得した微分値または積分値に基づき、配管のガス漏れ位置を数式計算で効率よく高精度に特定できる。
【０１５１】
したがって、本実施形態によれば、配管のガス漏れ位置を低コストで容易かつ正確に特定可能で、しかも、都市ガスだけでなくＬＰＧなどの他のガスにも好適なガス流路監視装置および監視方法を提供することができる。
【０１５２】
［第１０の実施形態］
図２２は、本発明を適用した第１０の実施形態に係るガス器具判別システムの構成を示す機能ブロック図である。この図２２に示すように、本実施形態のガス器具判別システム１００は、第１の実施形態のガス器具判別装置１０と、第３、第５、第７、第９の実施形態のガス流路監視装置３０，５０，７０，９０を組み合わせてシステム化したものである。
【０１５３】
このガス器具判別システム１００においては、各実施形態における共通の構成要素であったガス流量測定部１１、ガス圧力測定部１２、微分積分手段１３，１４と、出力手段１７の間に、各実施形態装置の特徴的な手段、すなわち、出力抵抗推定手段１５、器具判別手段１６、脈動判定手段３５、配管インピーダンス推定手段５５、ガス漏れ判定手段７５、ガス漏れ位置推定手段９５を、並列的に組み込むことで、無駄のない合理的な構成を実現している。また、それらの特徴的な手段によって処理された個々の処理結果を保存および管理して出力手段１７から適切に出力するための管理手段１０１が追加的に設けられている。
【０１５４】
このような構成を有する本実施形態のガス器具判別システム１００によれば、第１、第３、第５、第７、第９の実施形態と同様の効果が得られる。
【０１５５】
［他の実施形態］
なお、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で、他にも多種多様な変形例が可能である。例えば、第１０の実施形態では、第１、第３、第５、第７、第９の実施形態を組み合わせてシステム化した場合について説明したが、前記実施形態の組み合わせはこれに限らず、自由に選択してシステム化可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５６】
【図１】本発明の適用対象となるガス流路の構成を示す模式図。
【図２】図１に示すガス流路を電気回路に置き換えた回路モデルの一例を示す図。
【図３】本発明を適用した第１の実施形態に係るガス器具判別装置の構成を示す機能ブロック図。
【図４】第１の実施形態における一つの器具判別方式を示す図であり、（ａ）はガス漏れの変動パターン、（ｂ）はガバナなし器具の変動パターン、（ｃ）はガバナ付き器具の変動パターンを示す図。
【図５】第１の実施形態における別の器具判別方式を示す図。
【図６】（ａ）（ｂ）は、図５の器具判別方式において使用する具体的なガス器具の領域パターンとして、床暖房の領域およびコンロの領域パターンをそれぞれ示す図。
【図７】（ａ）（ｂ）は、第１の実施形態における別の器具判別方式において使用する具体的なガス器具の領域パターンとして、床暖房の領域およびコンロの領域パターンをそれぞれ示す図。
【図８】本発明を適用した第２の実施形態に係るガス器具判別装置の構成を示す機能ブロック図。
【図９】第２の実施形態における一つの器具判別方式を示す図であり、（ａ）はガス漏れの周波数特性、（ｂ）は非出力制御型器具の周波数特性、（ｃ）は出力制御型器具の周波数特性を示す図。
【図１０】本発明を適用した第３の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図。
【図１１】本発明を適用した第４の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図。
【図１２】本発明を適用した第５の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図。
【図１３】（ａ）（ｂ）は、メータ設置時に上流側の弁を開いた場合に測定されるガス流量およびガス圧力の変化を示す図。
【図１４】本発明を適用した第６の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図。
【図１５】本発明を適用した第７の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図。
【図１６】（ａ）（ｂ）は、メータ設置時に上流側の弁を開いた場合に測定されるガス流量およびガス圧力の変化と判定対象区間を示す図。
【図１７】本発明を適用した第８の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図。
【図１８】本発明を適用した第９の実施形態に係るガス流路監視装置の構成を示す機能ブロック図。
【図１９】第９の実施形態におけるガス漏れ位置の算出方法の原理を説明する模式図。
【図２０】メータ位置からガス漏れ位置まで圧力波が進行する際のガス流量とガス圧力を示す図。
【図２１】圧力波が往復する際のガス流量とガス圧力について、メータから出て行く圧力波の波形と、メータに戻る圧力波の波形をそれぞれ示す図。
【図２２】本発明を適用した第１０の実施形態に係るガス器具判別システムの構成を示す機能ブロック図。
【図２３】従来の安全継続使用時間オーバ時の判定に使用される制限時間設定値を示す図。
【符号の説明】
【０１５７】
１０，２０…ガス器具判別装置
１１…ガス流量測定部
１２…ガス圧力測定部
１３，１４…微分積分手段
１５，２５…出力抵抗推定手段
１６，２６…器具判別手段
１７…出力手段
２３，２４…周波数領域変換手段
３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０…ガス流路監視装置
３５，４５…脈動判定手段
５５，６５…配管インピーダンス推定手段
７５，８５…ガス漏れ判定手段
９５…ガス漏れ位置推定手段
１００…ガス器具判別システム
１０１…管理手段
【図１】
2008111676.tif 000010
【図２】
2008111676.tif 000011
【図３】
2008111676.tif 000012
【図４】
2008111676.tif 000013
【図５】
2008111676.tif 000014
【図６】
2008111676.tif 000015
【図７】
2008111676.tif 000016
【図８】
2008111676.tif 000017
【図９】
2008111676.tif 000018
【図１０】
2008111676.tif 000019
【図１１】
2008111676.tif 000020
【図１２】
2008111676.tif 000021
【図１３】
2008111676.tif 000022
【図１４】
2008111676.tif 000023
【図１５】
2008111676.tif 000024
【図１６】
2008111676.tif 000025
【図１７】
2008111676.tif 000026
【図１８】
2008111676.tif 000027
【図１９】
2008111676.tif 000028
【図２０】
2008111676.tif 000029
【図２１】
2008111676.tif 000030
【図２２】
2008111676.tif 000031
【図２３】
2008111676.tif 000032