(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスの流量変化のスピードはきわめて緩やかなガス消費機器であっても、ガス消費機器が正常に機能しているにもかかわらずガス供給遮断が生じるのを回避できるようにした電子式ガスメータを得る。【解決手段】電子式ガスメータ１０は、瞬時流量Ｑｉと、瞬時流量のｍａｘ値とｍｉｎ値を記憶する。最新の瞬時流量Ｑｉとｍａｘ値、ｍｉｎ値との大小の比較計算を行い、超えている場合には、ｍａｘ値、ｍｉｎ値を最新の瞬時流量Ｑｉに更新する。記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値の差分ΔＱを計算し、それが所定の流量変化しきい値ｄＱを超えている場合には流量変化有りと判断し、記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値を最新の瞬時流量に更新する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流路を流れるガスの瞬時流量を計測する瞬時流量計測手段と、
前記瞬時流量計測手段によって計測される瞬時流量を記憶する第１記憶手段と、
特定の瞬時流量をｍａｘ値とｍｉｎ値として記憶する第２記憶手段と、
前記第１と第２の記憶手段に記憶されている瞬時流量を読み出して最新の瞬時流量とｍａｘ値およびｍｉｎ値との大小の比較計算を行い、ｍａｘ値よりも最新の瞬時流量の方が大きければ第２記憶手段のｍａｘ値を最新の瞬時流量で更新し、ｍｉｎ値よりも最新の瞬時流量の方が小さければ第２記憶手段のｍｉｎ値を最新の瞬時流量で更新する第１計算手段と、
前記第２記憶手段に記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値の差分を計算してその差分値と所定の流量変化しきい値とを比較する第１比較手段と、
前記第１比較手段による比較結果に基づき前記ガスの流量変化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が流量変化有りと判断した場合に第２記憶手段に記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値を最新の瞬時流量に更新する第２計算手段と、
を少なくとも含むことを特徴とする電子式ガスメータ。
【請求項２】
前記所定の流量変化しきい値を超えた差分値が増加方向で生じた差分値か減少方向で生じた差分値かを判別する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電子式ガスメータ。
【請求項３】
前記差分値の時間的変化量を計算してその時間的変化量と所定の流量の時間的変化量しきい値とを比較する第２比較手段をさらに備え、前記流量変化判定手段は前記第１比較手段と前記第２比較手段による比較結果に基づき前記ガスの流量変化の有無を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の電子式ガスメータ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の電子式ガスメータであって、ガス流量に対応する安全継続時間を設定する安全継続時間設定手段をさらに備え、該安全継続時間設定手段は、前記流量変化判定手段が流量変化ありと判定したときに当該最新の瞬時流量に対応した安全継続時間を再設定すると共にタイマをリセットすることを特徴とする電子式ガスメータ。
【請求項５】
前記安全継続時間設定手段は、前記瞬時流量に対応した安全継続時間として、前記流量変化判定手段が流量変化ありと判定したときのｍａｘ値とｍｉｎ値の差流量に対応した安全継続時間を再設定すると共にタイマをリセットすることを特徴とする請求項４に記載の電子式ガスメータ。
【請求項６】
前記ガス瞬時流量計測手段は、ｎ個の連続する計測時でのｎ（ｎは整数）回平均を計算するｎ回平均流量計算部を備え、各計測ポイントでの流量はｎ回平均流量であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の電子式ガスメータ。
【請求項７】
ガス流路を流れるガスの瞬時流量を計測する瞬時流量計測ステップと、
前記瞬時流量計測ステップで計測された瞬時流量を記憶する第１記憶ステップと、
特定の瞬時流量をｍａｘ値とｍｉｎ値として記憶する第２記憶ステップと、
前記第１と第２の記憶ステップで記憶された瞬時流量を読み出して最新の瞬時流量とｍａｘ値およびｍｉｎ値の大小の比較計算を行い、ｍａｘ値よりも最新の瞬時流量の方が大きければ第２記憶ステップでのｍａｘ値を最新の瞬時流量で更新し、ｍｉｎ値よりも最新の瞬時流量の方が小さければ第２記憶ステップでのｍｉｎ値を最新の瞬時流量で更新する第１計算ステップと、
前記第２記憶ステップで記憶したｍａｘ値とｍｉｎ値の差分を計算してその差分値と所定の流量変化しきい値とを比較する比較ステップと、
前記比較ステップによる比較結果に基づき前記ガスの流量変化の有無を判定する流量変化判定ステップと、
前記流量変化判定ステップが流量変化有りと判断した場合に第２記憶ステップで記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値を最新の瞬時流量に更新する第２計算ステップと、
を少なくとも含むことを特徴とする電子式ガスメータの流量変化判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子式ガスメータおよび流量変化判定方法に関し、特に、ガス流量の変化が予め定めた流量変化しきい値を超えない状態が一定時間継続したときに、安全確保の観点からガスの供給を遮断する機能を少なくとも備える電子式ガスメータと、その電子式ガスメータによる流量変化判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス流路を流れるガスの流量が所定時間にわたって継続してほぼ一定であったときに、ガス漏洩等の異常が発生したものと判断してガス流路を遮断する安全機能を備えた電子式ガスメータが知られている。より具体的には、この種の電子式ガスメータは、ガス消費量区分（流量）と安全継続時間（遮断時間）との対応を示す対応テーブルを備え、安全継続使用のための制限時間を、ガス消費量が少ない領域では長く、多い領域では短く設定して、安全性を確保している。現在のガス流量（ガス消費量）に対応して設定された安全継続使用のための制限時間内に、予め定めた流量変化しきい値（例えば、５１．８２Ｌ／ｈ）を超えてガスの流量変化が起こったときに、制御手段は使用者側が意識的にガス消費機器の使用条件を変更したものと判断し、タイマをリセットして安全継続時間（遮断時間）を０から再スタートさせることにより、ガス消費機器が正常に機能しているにもかかわらずガスの供給が遮断されるのを防止している。
【０００３】
対象となるガス消費機器が、ガスストーブ、ガス湯沸かし器、風呂釜のような場合には、使用者が意図的に行う燃焼条件変更等により、機器の使用中に急峻かつ大きなガス流量の変化が起こることから、ある程度の時間内に流量変化しきい値を超えたガス流量変化が生じやすい。そのために、前記した安全機構は適正に機能し、ガス消費機器を長時間にわたって適正に使用しているときに、ガス漏れ等の異常が発生していないにもかかわらず、ガスメータ側が安全継続時間（遮断時間）を超えたと判断してガス流路を遮断してしまうような不都合は生じない。
【０００４】
ところで、近年、ガス消費流量の変化のスピードが緩やかなガス消費機器、たとえばガスファンヒータ、燃料電池システムに代表される分散型発電プラントなどでは、実際の流量は変化しているにもかかわらず、その流量変化スピード（単位時間当たりの流量変化量）が緩やかであるために、従来の供給異常検知機能付き機械式、電子式のガスメータをそのまま用いると、予め定めた流量変化しきい値を超えてガスの流量変化が起こったことを認識できずに、ガス消費機器が正常に機能しているにもかかわらず、予め定められた安全継続使用のための制限時間が経過したときに、ガス漏れ発生等の異常が生じたと判断してガス流路を遮断してしまうことが起こり得る。例えば、ガスファンヒータは長時間利用することが多い機器であり、安全が担保されていて本来遮断する必要がないにもかかわらず、前記のようにガスファンヒータの使用後一定時間後にガスメータが遮断することは、ガスファンヒータを利用する者の利便性を著しく損ねるといった問題がある。
【０００５】
また、分散型発電プラント方式を採用して、家庭や店舗等の電力需要地に発電システムを設置する場合において、この発電システムを効率よく運転するために、発電システムを電力負荷や熱負荷の変動に合わせて適宜制御させながら運転する場合がある。特に、発電システムが燃料電池システムである場合には、燃料電池システムの負荷追従性がよくない場合や、負荷自体が緩やかな状況では、ゆっくりとした消費流量の変化を伴って運転する場合がある。しかし、このように電力需要地に設置された発電システムを長時間にわたって運転させると、従来のガスメータに構成された供給異常検知機能、例えば安全継続時間オーバー検知機能は、ゆっくりとしたガス消費流量の変化を流量変化として正しく検知することができず、発電システムにおける継続的なガスの消費を、異常なガスの使用状態であると間違って検知してしまうことが起こり得る。安全継続時間オーバー検知機能が働く場合に、その都度警報を発生し、もしくはガスメータ内部の遮断弁が駆動して自動的にガスの供給が遮断する。これによって、不適切な警報への対応による運用コストの上昇や、燃料電池駆動中の不適切な遮断による燃料電池システムの効率劣化および機能劣化が生じる。このことは、保安性能向上ために改善すべき課題となっている。
【０００６】
その不都合を解消するために、特許文献１あるいは特許文献２には、電子式ガスメータの下流側に配置されるガス消費機器側に、予め設定した時間にわたって継続してガス燃焼量が一定変動範囲を超えて変化しなかったことを検知したときに、ガス燃焼部におけるガス燃焼量を強制的に変化させるガス燃焼量強制変化手段を備えるようにした技術が開示されている。この手段をガス消費機器が備えることにより、電子式ガスメータの制御手段は、現在のガス流量（ガス消費量）に対応した所定の制限時間内に、予め定めた流量変化しきい値を超えてガスの流量変化が起こったことを認識することとなり、ガス消費機器が正常に機能しているにもかかわらずガスの供給が遮断されるのを防止できる。
【０００７】
一方、電子式ガスメータにおいて、合計流量オーバーおよび個別最大流量オーバーを検知する等の目的から、メータ内を流れる瞬時の急峻なガス流量変化の有無を判定するための技術が、特許文献３あるいは特許文献４等に記載されている。そこにおいて、一定時間間隔毎に流量計測部にて計測される流量を記憶しておき、そこから最新のｎ（ｎは整数）回平均を計算するとともに、該最新のｎ回平均流量と直前（ｎ−１回）での流量との差、または最新のｎ回平均流量とｎ回前のｎ回平均流量との差を、所定の流量変化しきい値と比較して、比較結果に基づき、ガスの流量変化の有無を判定するようにしている。
【０００８】
【特許文献１】特許第３５３２７５７号公報
【特許文献２】特開２００４−２５８７６７号公報
【特許文献３】特開平８−３２７４１５号公報
【特許文献４】特開２００５−２４１４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１あるいは特許文献２に記載の技術を採用することにより、ガスファンヒータや燃料電池のようにガス消費流量の変化のスピードが緩やかなガス消費機器において、正常に機器が機能しているにもかかわらずガスの供給が途中で遮断されてしまうのを阻止することができる。しかし、特許文献１あるいは特許文献２に記載の技術は、いずれもガス消費機器側にガス燃焼量を強制的に変化させる手段を設けるようにしており、ガス消費機器側に本来必要でない機器的負担を課しているといえる。また、ガス燃焼量強制変化手段により当該ガス消費機器に特定パターンの強制流量変化を生じさせるような場合に、従来の電子式ガスメータでは、その特定パターンを認識することはできない。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、ガス消費機器側に特別の機器的負担を課すことなく、前記したガス消費機器が正常に機能しているにもかかわらずガス供給遮断が生じるのを回避できるようにした電子式ガスメータを提供することを目的とする。また、ガス消費機器側に特定パターンのガス燃焼量強制変化を起こさせる手段を設ける場合には、その特定パターンをも認識することのできる電子式ガスメータ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】
【００１１】
本発明による電子式ガスメータは、ガス流路を流れるガスの瞬時流量を計測する瞬時流量計測手段と、前記瞬時流量計測手段によって計測される瞬時流量を記憶する第１記憶手段と、特定の瞬時流量をｍａｘ値とｍｉｎ値として記憶する第２記憶手段と、前記第１と第２の記憶手段に記憶されている瞬時流量を読み出して最新の瞬時流量とｍａｘ値およびｍｉｎ値との大小の比較計算を行い、ｍａｘ値よりも最新の瞬時流量の方が大きければ第２記憶手段のｍａｘ値を最新の瞬時流量で更新し、ｍｉｎ値よりも最新の瞬時流量の方が小さければ第２記憶手段のｍｉｎ値を最新の瞬時流量で更新する第１計算手段と、前記第２記憶手段に記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値の差分を計算してその差分値と所定の流量変化しきい値とを比較する第１比較手段と、前記第１比較手段による比較結果に基づき前記ガスの流量変化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が流量変化有りと判断した場合に第２記憶手段に記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値を最新の瞬時流量に更新する第２計算手段と、を少なくとも含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明による電子式ガスメータでは、経時的に計測された瞬時流量のｍａｘ値とｍｉｎ値を記憶しておき、最新の瞬時流量を記憶している該ｍａｘ値とｍｉｎ値と比較する。そして、最新の瞬時流量が、記憶しているｍａｘ値よりも大きければｍａｘ値を最新の瞬時流量で更新し、記憶しているｍｉｎ値よりも小さければｍｉｎ値を最新の瞬時流量で更新する。そのために、ガス消費機器の運転時間の長短に左右されることなく、常時、ガス消費量のｍａｘ値とｍｉｎ値とが第２記憶手段に記憶される。すなわち、長い時間にわたってゆっくりとかつわずかにしかガス流量変化が起こらないようなガス消費機器の場合でも、その間におけるガス消費量のｍａｘ値とｍｉｎ値とは第２記憶手段に記憶される。
【００１３】
電子式ガスメータは第２記憶手段に記憶されるｍａｘ値とｍｉｎ値の差分を計算し、その差分値と所定の流量変化しきい値（例えば、５１．８２Ｌ／ｈ）を比較する。そして、差分値が前記所定の流量変化しきい値を超えた場合に、流量変化判定手段は「流量変化有り」と判断し、前記第２記憶手段に記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値を最新の瞬時流量に更新する。そのために、例えば燃料電池のようにガス消費機器の運転特性から正常運転時での単位時間当たりのガス消費流量の変化スピードが緩やかであり、近接する計測ポイント間での流量変化、すなわち、最新の計測ポイントでの流量と直前の計測ポイントでの流量との間に所定の流量変化しきい値を超える流量変化が起こらない場合であっても、流量変化判定手段は、流量変化しきい値を超えた流量変化が生じたことを確実に検知することができ、かつ流量変化ありと判定することができる。流量変化しきい値を超えた流量変化が１回生じただけで、「流量変化あり」と判定するようにしてもよく、一時的な不規則な流量変化による影響を回避するために、流量変化しきい値を超えた流量変化が複数回（例えば３回）連続的に生じたときに、初めて「流量変化あり」と判定するようにしてもよい。
【００１４】
流量変化判定手段が流量変化ありと判定したときは、例えば当初設定した安全継続時間を経過してもガスの供給を遮断しないようにする等の手段を講じることにより、ガス消費機器が正常に機能しているにもかかわらずガスの供給が遮断されるというような不都合が生じるのを回避することができる。
【００１５】
本発明による電子式ガスメータにおいて、前記所定の流量変化しきい値を超えた差分値が増加方向で生じた差分値か減少方向で生じた差分値かを判別する手段をさらに備えることができる。
【００１６】
この形態の電子式ガスメータは、所定の時間内にあるしきい値を超えたガス消費量変化がガス消費機器側に起こらない場合に、特定パターンのガス燃焼量強制変化を強制的に起こさせるためのガス燃焼量強制変化手段をガス消費機器側に設けるような場合に特に有効となる。すなわち、電子式ガスメータは、その特定パターン、すなわち増加方向にガス燃焼量の強制変化を生じさせたか、あるいは減少方向にガス燃焼量の強制変化を生じさせたかを判別することができる。電子式ガスメータの下流に複数のガス消費機器を接続する場合に、そのうちの１つにのみ、増加方向あるいは減少方向のガス燃焼量の強制変化を生じさせるガス燃焼量強制変化手段を設ける場合に、電子式ガスメータは当該ガス消費機器に流量変化しきい値を超えた流量変化が生じたことを選択的に認識することができる。
【００１７】
さらに、上記の電子式ガスメータにおいて、前記差分値の時間的変化量を計算してその時間的変化量と所定の流量の時間的変化量しきい値とを比較する第２比較手段をさらに備え、前記流量変化判定手段は前記第１比較手段と前記第２比較手段による比較結果に基づき前記ガスの流量変化の有無を判定するようにしてもよい。
【００１８】
電子式ガスメータの下流に複数のガス消費機器を接続する場合に、通常、各ガス消費機器は固有のガス消費パターンを有しており、ガス消費量が変化するときにその時間的変化量も個々のガス消費機器において異なる。従って、上記の形態の電子式ガスメータにおいても、前記第２比較手段を備えることにより、複数のガス消費機器の中から、流量変化しきい値を超えた流量変化が生じたガス消費機器を選択的に認識することができる。
【００１９】
本発明による電子式ガスメータの好ましい態様では、電子式ガスメータは、ガス流量に対応する安全継続時間を設定する安全継続時間設定手段をさらに備え、該安全継続時間設定手段は、前記流量変化判定手段が流量変化ありと判定したときに当該最新の瞬時流量に対応した安全継続時間を再設定すると共にタイマをリセットすることを特徴とする。
【００２０】
上記の電子式ガスメータでは流量変化ありと判断したときに、そのときの最新の瞬時流量に対応した安全継続時間が再設定され、かつ判断の時点から新たな時間計測が始まるので、当該ガス消費機器の実際の運転状況に応じた安全継続時間を確実に確保することができる。前記した最新の瞬時流量に対応した安全継続時間とは、最新の瞬時流量の方が記憶しているｍａｘ値よりも大きい場合には、その値に更新されたｍａｘ値に対応する安全継続時間であり、最新の瞬時流量の方が記憶しているｍｉｎ値よりも小さい場合には、その値に更新されたｍｉｎ値に対応する安全継続時間である。また、前記瞬時流量に対応した安全継続時間として、前記流量変化判定手段が流量変化ありと判定したときのｍａｘ値とｍｉｎ値の差流量に対応した安全継続時間を再設定すると共にタイマをリセットするようにしてもよい。
【００２１】
本発明による電子式ガスメータの好ましい態様において、ガス瞬時流量計測手段は、ｎ個の連続する計測時でのｎ（ｎは整数）回平均を計算するｎ回平均流量計算部を備え、各計測ポイントでの流量は該ｎ回平均流量計算部が算出するｎ回平均流量とされる。このように、ｎ回平均流量を各計測ポイントでの流量として採用することで、一時的な急激な流量変化による影響を排除することができる。なお、ｎ回平均流量に変えて、ｎ回積算流量を用いることもできる。
【００２２】
本発明は、また、上記した電子式ガスメータによる流量変化判定方法として、ガス流路を流れるガスの瞬時流量を計測する瞬時流量計測ステップと、前記瞬時流量計測ステップで計測された瞬時流量を記憶する第１記憶ステップと、特定の瞬時流量をｍａｘ値とｍｉｎ値として記憶する第２記憶ステップと、前記第１と第２の記憶ステップで記憶された瞬時流量を読み出して最新の瞬時流量とｍａｘ値およびｍｉｎ値の大小の比較計算を行い、ｍａｘ値よりも最新の瞬時流量の方が大きければ第２記憶ステップでのｍａｘ値を最新の瞬時流量で更新し、ｍｉｎ値よりも最新の瞬時流量の方が小さければ第２記憶ステップでのｍｉｎ値を最新の瞬時流量で更新する第１計算ステップと、前記第２記憶ステップで記憶したｍａｘ値とｍｉｎ値の差分を計算してその差分値と所定の流量変化しきい値とを比較する比較ステップと、前記比較ステップによる比較結果に基づき前記ガスの流量変化の有無を判定する流量変化判定ステップと、前記流量変化判定ステップが流量変化有りと判断した場合に第２記憶ステップに記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値を最新の瞬時流量に更新する第２計算ステップと、を少なくとも含むことを特徴とする電子式ガスメータの流量変化判定方法、をも開示している。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による電子式ガスメータを用いることにより、ガス消費機器側に格別の機器的負担を持たせることなく、当該ガス消費機器が正常に機能しているにもかかわらずガス供給が遮断してしまう事態が起こるのを確実に回避することができる。
【００２４】
本発明による電子式ガスメータの好ましい態様では、ガス消費機器側に特定パターンのガス燃焼量強制変化を起こさせる手段を設ける場合に、複数のガス消費機器の中から流量変化しきい値を超えた流量変化が生じた特定のガス消費機器に選択的に認識し、当該ガス消費機器が正常に機能しているにもかかわらずガス供給が遮断してしまう事態が起こるのを確実に回避することができる。
【発明を実施するための最良の実施の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明による電子式ガスメータを示すブロック図、図２はその制御手段を示すブロック図、図３および図４は本発明による電子式ガスメータの流量変化判定方法の判定原理を概念的に説明するための図である。図５〜図１０は本発明による電子式ガスメータの処理手順のいくつかの態様を説明するためのフロー図である。
【００２６】
電子式ガスメータ１０は、図１のブロック図に示すように、金属製の筐体１の内部に、配管Ｈ中を流れるガスＧの流速を計測するために利用される流速センサ１１と、ガスＧの圧力を検出する圧力センサ１２と、時間を計測するために利用されるクロック１３と、各種情報を記憶する記憶手段（メモリ）１４と、メータ全体に電力を供給するリチウムバッテリ１５と、メータ全体を制御する制御手段１６と、ガスメータ１０よりも下流側へのガスＧの供給状態を切り替える遮断弁１７とを備えている。このガスメータ１０の筐体１には、各種情報を表示する表示パネル１８が取り付けられている。
【００２７】
流速センサ１１は、例えば従来知られた超音波を利用してガスＧの流速を計測する超音波流速センサ（特開２００４−２１２２８８号公報等が参照される）であり、計測値を制御手段１６に対して計測信号Ｓ１として出力する。圧力センサ１２は、例えば従来知られた圧力に応じて生じた歪みに対応した電圧を発生させる圧電膜センサであり、配管Ｈ中を流れるガスＧの圧力を検出して制御手段１６に対して圧力信号Ｓ２を出力する。クロック１３は水晶発振子を含んで構成されており、この水晶発振子の動作特性を利用して制御手段１６に対してクロック信号Ｓ３を出力する。
【００２８】
メモリ１４は、制御手段１６が必要とする諸データを記憶するものであり、例えばＲＡＭなどにより構成されている。具体的には、第１と第２の記憶手段１４ａ，１４ｂとを有し、第１記憶手段１４ａは、制御手段１６により演算されたガスＧの瞬時流量Ｑｉ、一定時間間隔毎の複数の計量ポイントにおけるｎ回平均流量Ｑｎｉなどを記憶する。第２記憶手段１４ｂは、後記する特定の瞬時流量をｍａｘ値とｍｉｎ値として記憶する。さらに、メモリ１４は、流量変化ありと判定する基礎数値となる流量変化しきい値ｄＱ、流量の時間的変化量しきい値ＤＱ、ガス流量区分（流量）Ｕと安全継続時間（遮断時間）Ｔとの対応テーブルＴａ、なども記憶する。
【００２９】
制御手段１６は、例えば、ＣＰＵなどにより構成されており、本発明でいう「瞬時流量計測手段」、「（第１と第２の）計算手段」、「（第１と第２の）比較手段」、「流量変化判定手段」、「安全継続時間設定手段」等に相当する機能を実行する。以下に、それぞれについて、図２も参照して説明する。
【００３０】
（１）流量演算機能（瞬時流量計測手段２１）
瞬時流量計測手段２１は、クロック１３から出力されるクロック信号Ｓ３に基づいて時間を計測しながら、流速センサ１１から出力された計測信号Ｓ１に基づいて所定の計測時間間隔ｓごとにガスＧの流速Ｖを演算し、ガスＧの流速Ｖに配管Ｈの断面積Ａを乗じることにより、ガスＧの瞬時流量Ｑｉを演算する。また、ｎ回平均流量計算手段２２は、瞬時流量Ｑｉの連続するｎ回分から、ｎ回平均流量Ｑｎｉを演算する。演算結果はメモリ１４に送られる。
【００３１】
（２）計算機能（第１計算手段２３ａ、第２計算手段２３ｂ）
第１計算手段２３ａは、前記第１記憶手段１４ａに記憶されている最新の瞬時流量Ｑｉと第２記憶手段１４ｂに記憶されている瞬時流量Ｑｉのｍａｘ値およびｍｉｎ値とを読み出して、最新の瞬時流量Ｑｉとｍａｘ値およびｍｉｎ値との大小の比較計算を行う。ｍａｘ値よりも最新の瞬時流量Ｑｉの方が大きければ第２記憶手段１４ｂのｍａｘ値を最新の瞬時流量Ｑｉで更新し、ｍｉｎ値よりも最新の瞬時流量Ｑｉの方が小さければ第２記憶手段１４ｂのｍｉｎ値を最新の瞬時流量Ｑｉで更新する。
【００３２】
第２計算手段２３ｂは、後に説明する流量変化判定手段２５が流量変化有りと判断した場合に第２記憶手段１４ｂに記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値を最新の瞬時流量Ｑｉに更新する。
【００３３】
（３）比較機能（第１比較手段２４ａ，第２比較手段２４ｂ）
第１比較手段２４ａは、上記第２記憶手段に記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値の差分ΔＱ（ｍａｘ−ｍｉｎ）を計算して、その差分値ΔＱと所定の流量変化しきい値ｄＱとを比較する。
【００３４】
第２比較手段２４ｂは、前記した差分値ΔＱ（ｍａｘ−ｍｉｎ）の時間的変化量ΔＱ／Δｔを計算してその時間的変化量と所定の流量の時間的変化量しきい値ＤＱとを比較する。なお、この第２の比較機能は省略することもできる。
【００３５】
（４）流量変化判定機能（流量変化判定手段２５）
比較手段２４による比較結果に基づきガスの流量変化の有無を判定する。得られた差分値ΔＱの絶対値が予め定めた流量変化しきい値ｄＱよりも大きいか等しい場合には、流量変化ありと判断し、予め定めた流量変化しきい値ｄＱより小さい場合には、流量変化なしと判断する。判断結果は安全継続時間設定手段２６に送られる。
【００３６】
（５）継続使用時間設定機能（安全継続時間設定手段２６）
メモリ１４に記憶したガス流量区分（流量）Ｕと安全継続時間（遮断時間）Ｔとの対応テーブルＴａから現在のガス流量Ｑｉに対応する安全継続時間Ｔｑを取り込んで、安全継続時間Ｔｑとして設定する。該安全継続時間Ｔｑが経過した時点で遮断弁１７に遮断信号Ｓ４を出力する。流量変化判定手段２５が流量変化ありと判断した場合には、判断時の計測ポイントＰにおける瞬時流量Ｑｉに対応する安全継続時間Ｔｐを対応テーブルＴａから読み出し、新たな継続使用時間Ｔｐとして再設定する。同時にタイマを０にリセットとし、新たな継続使用時間Ｔｐが経過した時点で、遮断弁１７に遮断信号Ｓ４を出力する。
【００３７】
図３および図４により、本発明による電子式ガスメータの流量変化判定方法の判定原理を概念的に説明する。なお、ここでは、上記した継続使用時間設定機能は使用しない。図３および図４において、縦軸は流量であり、横軸は時間である。今、ガス消費機器の運転継続中に各計測ポイントでの瞬時流量計測が行われ、図３ａでのポイントＰ１での流量Ｑ１がｍｉｎ値として前記第２記憶手段１４ｂに記憶されたとする。また、流量変化の有無を決定する予め設定された流量変化しきい値をｄＱと仮定する。
【００３８】
時間経過とともに計測ポイントが移動する。この例では、流量変化は増加方向であり、各計測ポイントＰｎでの流量Ｑｎがｍａｘ値として更新されていく。図３ａにおいて、計測ポイントＰ２での流量Ｑ２がｍａｘ値であり、この時点で、差分値ΔＱ（Ｑ２−Ｑ１）はｄＱより小さく、前記した流量変化有りの判定は成立しない。さらに時間が経過して図３ｂに至り、計測ポイントＰ３での流量Ｑ３（Ｑｍａｘ）では、差分値ΔＱ（Ｑ３−Ｑ１）＝ｄＱとなる。その時点で流量変化有りの判定が成立し、計測ポイントＰ３での流量Ｑ３（すなわち、最新の瞬時流量）により、第２記憶手段１４ｂに記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値が更新される。
【００３９】
このように、ガス流量の単位時間当たりの変化が非常に少ない場合に、図３ｃに示すように、隣接した計測ポイントＰｎ，Ｐｎ＋１での流量値の差分値Ｑｘから計算した流量変化量では、流量変化しきい値ｄＱを超えないために、適切に流量変化有りと判定ができない場合でも、図３ａ〜図３ｂに示すようにして長い計測時間をとることにより、所定の流量変化しきい値を超えることがあり、この場合に、本発明による流量変化判定方法のようにして、前記のようにｍａｘ値およびｍｉｎ値を順次更新していくことで、適切なタイミングで正確に流量変化有りの判定ができるようになる。
【００４０】
図４は、本発明による電子式ガスメータの流量変化判定方法の判定原理を概念的に説明する他の図である。この場合は、ゆっくりと流量が増大した後、減少している。図４ａでのポイントＰ１での流量Ｑ１がｍｉｎ値として前記第２記憶手段１４ｂに記憶されている。時間経過とともに計測ポイントが移動してｍａｘ値が更新されていくが、図４ａの計測ポイントＰ２での流量Ｑ２では、差分値ΔＱ（Ｑ２−Ｑ１）はｄＱより小さく、前記した流量変化有りの判定は成立しない。さらに増加方向への更新が進行し、図４ｂに示すように、計測ポイントＰ３での流量Ｑ３がｍａｘ値となるが、依然として差分値ΔＱ（Ｑ３−Ｑ１）はｄＱより小さく、流量変化有りの判定は成立しない。
【００４１】
その後、流量は減少方向に変化するが、計測値は記憶されているｍａｘ値とｍｉｎ値の間であり、どちらも更新されない（図４ｃ）。図４ｄに至り、計測ポイントＰ４での流量Ｑ４が記憶されている流量Ｑ１（ｍｉｎ値）と等しくなり、図４ｅの計測ポイントＰ５では、流量Ｑ５は流量Ｑ１を下回る。それにより、ｍｉｎ値はＱ５に更新される。しかし、図４ｅの段階では、依然として差分値ΔＱ（Ｑ３−Ｑ５）はｄＱより小さく、流量変化有りの判定は成立しない。さらに、減少方向に流量が変化し、図４ｆの計測ポイントＰ６で、始めて差分値ΔＱ（Ｑ３−Ｑ６）はｄＱと等しくなり、流量変化有りの判定が成立する。その時点で、第２記憶手段１４ｂに記憶されたｍａｘ値とｍｉｎ値がともにＱ６に更新される。
【００４２】
なお、本発明において、各計測ポイントでの瞬時流量は、計測ポイントで実際に計測する瞬時流量であってもよく、図２に示したｎ回平均流量計算手段２２を用いて、前記した特許文献３あるいは特許文献４に記載されるようなｎ回平均流量を演算し、それを用いてもよい。また移動平均値であってもよい。それにより、一時的な急激な流量変化による影響を排除することができる。
【００４３】
次ぎに、図５のフロー図（０）を参照しながら本発明による電子式ガスメータの処理手順の第１の態様をより具体的に説明する。なお、ここでは、上記した「継続使用時間設定機能」を使用している。
【００４４】
Ｓ０１０において、ｉは整数の変数値であり、一定間隔ｓ（例えば２秒ごと）での計測ポイントである。ｑは瞬時流量計測値であり、Ｑ（ｉ）は計測ポイントｉでの瞬時流量計測値である。Ｔｑはガス流量に対応する安全継続時間の初期値であり、ＴｑｘはＳ０９０の判断で用いるＴｑを変数（設定変更可能）とした場合の設定値である。
【００４５】
Ｓ０２０において、瞬時流量計測手段２１は計測ポイントｉでの瞬時流量Ｑ（ｉ）を計測し、それを第１記憶手段１４ａが記憶し、また第２記憶手段２３ｂは瞬時流量のｍａｘ値、ｍｉｎ値として記憶する。クロック１３は時間Ｔの計測を開始する。
【００４６】
Ｓ０３０において、瞬時流量計測手段２１は次の計測ポイントｉ＋１での瞬時流量Ｑ（ｉ＋１）を計測する。
【００４７】
Ｓ０４０において、第１計算手段２３ａは、第１記憶手段１４ａから計測ポイントｉ＋１での瞬時流量Ｑ（ｉ＋１）と、第２記憶手段１４ｂが記憶しているｍａｘ値とを読み出し、Ｑ（ｉ＋１）＞ｍａｘかどうかを比較する。ｙｅｓの場合は、Ｓ０４２に移行し、第２記憶手段１４ｂのｍａｘ値をＱ（ｉ＋１）に更新し、Ｓ０６０に移る。ｎｏの場合には、Ｓ０５０において、ｍｉｎ＞Ｑ（ｉ＋１）かどうかを比較する。ｙｅｓの場合は、Ｓ０４２に移行して、第２記憶手段１４ｂのｍｉｎ値をＱ（ｉ＋１）に更新し、Ｓ０６０に移る。
【００４８】
Ｓ０６０において、第１比較手段２４ａは、ｍａｘ値−ｍｉｎ値である差分値ΔＱを計算して、その値が予め設定した所定の流量変化しきい値ｄＱ（一例として、５１．８２Ｌ／ｈ）を超えているかどうかを比較する。超えていれば、すなわちｙｅｓの場合には、Ｓ１１０において、流量変化判定手段２５は「流量変化あり」と判定する。計測ポイントは更新され（Ｓ１２０）、Ｓ０２０に戻る。
【００４９】
Ｓ０５０においてｎｏの場合、およびＳ０６０においてｎｏの場合は、すなわち、ｍａｘ値、ｍｉｎ値のいずれもが更新されないとき、および流量変化量（差分値ΔＱ）がしきい値ｄＱを超えない場合は、Ｓ０７０に移行し、計測ポイントは更新され、Ｓ０８０において時間Ｔの更新が行われる。Ｓ０９０において、時間Ｔが予め設定したＴｑ（安全継続時間）を超えたかどうかが判断され、超えていない（ｎｏ）の場合は、Ｓ０３０に戻り、時間が経過したとき（ｙｅｓ）は、Ｓ１００において、安全確認時間オーバーが成立し、制御装置１６は遮断弁１７を閉状態に駆動する。
【００５０】
上記のフロー図（０）において、Ｔｑ（安全継続時間）の設定を選択的に変えることができる。どのＴｑを選択して設定するかは、ガス消費機器の消費特性等を考慮して適宜行えばよい。例えば、特に図示しないが、（ａ）ｍａｘ値のｑ（ガス流量）に対応するＴｑを設定する場合には、Ｓ０４２の次ぎに、Ｓ０４３として「Ｔｑ更新（ｍａｘに対応するＴｑを設定）」のステップを追加する、（ｂ）ｍａｘ値−ｍｉｎ値である差分値ΔＱのｑ（ガス流量）に対応するＴｑを設定する場合には、Ｓ０６０の直前に、Ｓ０５９として「Ｔｑ更新（ｍａｘ−ｍｉｎに対応するＴｑを設定）」のステップを追加する、（ｃ）ｍｉｎ値のｑ（ガス流量）に対応するＴｑを設定する場合には、Ｓ０５２の次ぎに、Ｓ０５３として「Ｔｑ更新（ｍｉｎに対応するＴｑを設定）」のステップを追加する、等を行う。
【００５１】
図６のフロー図（１）は、ｍａｘ値−ｍｉｎ値である差分値ΔＱが所定の流量変化しきい値ｄＱを超えたことが２回以上連続して生じたときに、「流量変化有り」の判定が成立するようにしている。この態様により、一時的に生じる不規則な流量変化を無視することができるようになり、「流量変化有り」の判定が一層確実となる。ここでは、Ｓ０１０における変数として、ｋを差分値ΔＱが所定の流量変化しきい値ｄＱを超えた回数を示すのに追加している。ｋｑは予め設定する回数（例えばｋ＝３）である。なお、フロー図（１）において、前記フロー図（０）でのステップと同じ内容のステップには同じ番号を付し、説明は省略する。
【００５２】
Ｓ０６０において、ｙｅｓの場合には、変数ｋが更新され（Ｓ０６２）、Ｓ０６４において、ｋがｋｑになったかどうかが判断される。ｙｅｓ、すなわちｋが予め設定した値ｋｐになったとき、ｋはクリアーされ（Ｓ０６６）、「流量変化有り」判定が成立する（Ｓ１１０）。Ｓ０６０において、ｎｏの場合には、ｋはクリアーされ（Ｓ０６８）、以下、Ｓ０７０に進む。Ｓ０６４でｎｏの場合、すなわち、ｋが予め設定した値ｋｐに達しない場合には、Ｓ０７０に進む。それ以降のステップはフロー図（０）と同様に進行する。
【００５３】
図７のフロー図（２）は、ｍａｘ，ｍｉｎの流量値に対して、時間的な順序を示す情報ｔｍｉｎ、ｔｍａｘ付すことで、その差分値ΔＱという量だけでなく、流量の変化方向が増加方向なのか、減少方向なのかという判定を可能としている。この態様は、所定の時間内にあるしきい値を超えたガス消費量変化がガス消費機器側に起こらない場合に、特定パターンのガス燃焼量強制変化を強制的に起こさせるためのガス燃焼量強制変化手段をガス消費機器側に設けるような場合に特に有効となる。なお、フロー図（２）においても、前記フロー図（０）でのステップと同じ内容のステップには同じ番号を付し、説明は省略する。
【００５４】
フロー図（２）は、Ｓ０４２において、ｍａｘ値とともに、その時間ｔｍａｘが記憶される。また、Ｓ０５２においても、ｍｉｎ値とともに、その時間ｔｍｉｎが記憶される。Ｓ０６０において、流量変化量（差分値ΔＱ）がしきい値ｄＱを超えた場合、すなわちｙｅｓの場合、Ｓ０６１において、Δｔ（ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ）が演算され、Ｓ０６３において、その値Δｔが正か負かが判断される。正の場合、すなわちｙｅｓのときは、「流量増加変化あり」の判定が成立し（Ｓ１１２）、負の場合、すなわちｎｏのときは、「流量現象変化あり」の判定が成立する（Ｓ１１４）。いずれの場合も、次のＳ１２０に移り、以下、フロー図（０）と同じ手順が進行する。
【００５５】
図８のフロー図（３）は、フロー図（２）の態様にさらに加えて、ｍａｘ，ｍｉｎの流量値に対して、ｍａｘおよびｍｉｎが最も新しく更新された時刻の情報をそれぞれ付すことで、ｍａｘとｍｉｎの差分値だけでなく、その変化量の時間的変化量を計算し、時間的変化量を用いて、流量変化判定をするようにしている。この態様も、図７のフロー図（２）と同様に、所定の時間内にあるしきい値を超えたガス消費量変化がガス消費機器側に起こらない場合に、特定パターンのガス燃焼量強制変化を強制的に起こさせるためのガス燃焼量強制変化手段をガス消費機器側に設けるような場合に特に有効となる。なお、フロー図（３）においては、前記フロー図（２）でのステップと同じ内容のステップには同じ番号を付し、説明は省略する。
【００５６】
フロー図（３）でも、Ｓ０４２において、ｍａｘ値とともに、その時間ｔｍａｘが記憶される。また、Ｓ０５２においても、ｍｉｎ値とともに、その時間ｔｍｉｎが記憶される。Ｓ０６０において、流量変化量（差分値ΔＱ）がしきい値ｄＱを超えた場合、すなわちｙｅｓの場合、第２比較手段２４ｂは、Ｓ０６５において、ΔＱとともに、Δｔ（|ｔｍａｘ−ｔｍｉｎ|）を演算し、Ｓ０６７において、差分値の時間的変化量（ΔＱ／ΔＴ）と所定の流量の時間的変化量しきい値ＤＱとの比較を行う。そして、ΔＱ／ΔＴ＞ＤＱの場合（ｙｅｓ）には、Ｓ１１０において「流量変化あり」の判定が成立し、ΔＱ／ΔＴ＜ＤＱの場合（ｎｏ）には、Ｓ０７０に進む。いずれの場合も、以降はフロー図（２）と同じ手順が進行する。
【００５７】
なお、図示しないが、Ｓ０６７の判断を、ＤＱ１＜ΔＱ／ΔＴ＜ＤＱ２とすることもできる。なお、ここで、ＤＱ１、ＤＱ２は、所定の流量の時間的変化量しきい値ＤＱの上下値と下限値であり、その間にΔＱ／ΔＴがある時にのみ、「流量変化有り」の判定を行うようにする。このように設定することで、特定の流量変化を起こす機器をより正確に選択して、より正確にタイマクリアする（すなわち、機器が正常に作動しているのにもかかわらず弁遮断が起こるのを阻止する）ことが可能となる。
【００５８】
瞬時流量が特定の範囲（Ｑ１±Ａ）（例えばｍａｘ値）と特定の範囲（Ｑ２±Ａ）（例えばｍｉｎ値）に入った時間の差を取り、それも流量変化有りの判定基準として用いることもできる。この態様とすることにより、特定の流量変化を起こす機器だけをより正確に選択してタイマクリアすることができる。図９のフロー図（３−１）は、図８に示したフロー図３に、その考えを導入している。なお、フロー図（３−１）において、前記フロー図（３）でのステップと同じ内容のステップには同じ番号を付し、説明は省略する。
【００５９】
フロー図（３−１）では、Ｓ０４０において、Ｑ（ｉ＋１）が特定の範囲（Ｑ１±Ａ）内にあるかどうかを判断する。ｙｅｓの場合には、Ｓ０４２に進む。また、ｎｏの場合には、Ｓ０５０において、Ｑ（ｉ＋１）が特定の範囲（Ｑ２±Ａ）内にあるかどうかを判断する。ｙｅｓの場合には、Ｓ０５２に進み、ｎｏの場合には、Ｓ０７０に進む。なお、図９のフロー図（３−１）において、第２比較手段２４ｂは、Ｓ０６７において、ＤＱ１＜ΔＱ／ΔＴ＜ＤＱ２の判断をするように示したが、単に、ΔＱ／ΔＴ＞ＤＱの判断であってもよい。
【００６０】
前記フロー図（２）とフロー図（３）を組み合わせて、差分値の時間的変化量の絶対値（傾きの絶対値）でなく、特定の符号（増加方向あるいは減少方向）の特定の傾き量の流量変化だけをとらえて、そのような変化をするガス消費機器のみを選択してタイマクリアすることもできる。図１０のフロー図（３−２）はそれを示している。フロー図（３−２）では、フロー図（２）のＳ１１２に代えて、フロー図（３）のＳ０６５，Ｓ０６７，Ｓ１１０を採用する。ただし、この場合、Ｓ０６５の「ΔＱ←（ｍａｘ−ｍｉｎ）」は「|ΔＱ←（ｍａｘ−ｍｉｎ）|」に、Ｓ１１０の「「流量変化あり」判定成立」は、「「流量増加変化あり」判定成立」となる。
【００６１】
同じく、フロー図（３−２）では、フロー図（２）のＳ１１４に代えて、フロー図（３）のＳ０６５，Ｓ０６７，Ｓ１１０を採用する。ただし、この場合は、Ｓ０６５の「ΔＱ←（ｍａｘ−ｍｉｎ）」は「|ΔＱ←（ｍａｘ−ｍｉｎ）|」に、Ｓ１１０の「「流量変化あり」判定成立」は、「「流量減少変化あり」判定成立」となる。
【００６２】
図示しないが、前回の「流量変化あり」判定からカウントされたタイマが例えばｍａｘ流量に対する安全継続時間を超えた場合には、ガス漏れの危険ありとして、従来のガスメータと同様にして遮断弁を閉じるようにしてもよく、上記した本発明による電子式ガスメータの機能と従来のガスメータの保安機能とをＯＲで走らせることもできる。ガス消費機器の種類や使用環境に応じて、最適の方法を選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】電子式ガスメータを示すブロック図。
【図２】制御手段を示すブロック図。
【図３】本発明による電子式ガスメータの流量変化判定方法の判定原理を概念的に説明する図。
【図４】本発明による電子式ガスメータの流量変化判定方法の判定原理を概念的に説明するさらに他の図。
【図５】電子式ガスメータの処理手順を説明するためのフロー図（０）。
【図６】電子式ガスメータの他の処理手順を説明するためのフロー図（１）。
【図７】電子式ガスメータのさらに処理手順を説明するためのフロー図（２）。
【図８】電子式ガスメータのさらに他の処理手順を説明するためのフロー図（３）。
【図９】電子式ガスメータのさらに他の処理手順を説明するためのフロー図（３−１）。
【図１０】電子式ガスメータのさらに他の処理手順を説明するためのフロー図（３−２）。
【符号の説明】
【００６４】
１０…電子式ガスメータ、１１…流速センサ、１２…圧力センサ、１３…クロック、１４…記憶手段（メモリ）、１６…制御手段、１７…遮断弁、２１…流量計測手段、２２…ｎ回平均流量計算手段、２３…計算手段、２４…比較手段、２５…流量変化判定手段、２６…継続使用時間設定手段、Ｑ…瞬時流量、Ｐ…計測ポイント、ｄＱ…流量変化ありと判定するための流量変化しきい値、ΔＱ…差分値、Ｔａ…ガス流量区分と安全継続時間（遮断時間）の対応テーブル
【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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【図９】
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【図１０】
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