(57)【要約】【課題】保安機能の信頼性を向上させる。【解決手段】時系列データ記憶手段９が、超音波流量計８で計測された流路７を通過する流体流量を記憶し、この記憶内容を基に、器具判別手段１１が、データベース記憶手段１０に記憶されている器具毎の使用パターンの特徴を参照しながら、時系列データ記憶手段９に記憶された流量値の変化がどの器具によってもたらされたものかを判別する。その判別結果を用いて保安判定手段１４が不安全と判断した場合に遮断弁１３を駆動してガスの供給を停止する。更に、流量計測装置２は、サービスセンター１７と通信回線１６を通じて接続されていて、サービスセンター１７によって、データタベースの内容が更新された場合には、通信手段１６を介してデータベース記憶手段１０の記憶内容を更新することができるので、新しい器具が追加された場合であっても、常に正しい保安判定ができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路に流れる流体流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段で求めた流量の時系列データを記憶する時系列データ記憶手段と、器具毎の代表使用パターンを記憶したデータベース記憶手段と、前記時系列データ記憶手段と前記データベース記憶手段の双方の記憶内容を比較して前記流路下流側に接続された器具を判別する器具判別手段と、前記器具判別手段の判別結果を用いて前記流路下流側の器具別の使用状況を監視する監視手段と、前記流量計測手段の上流側に設置され前記流量計測手段より下流側への流体の流れを遮断する遮断手段と、前記監視手段の出力から不安全を判断した場合に前記遮断手段を駆動し流体の供給を停止する保安判定手段と、外部基地局との間でデータの送受信を行う通信手段とを備え、前記通信手段を介して前記データベース記憶手段の記憶内容を更新可能とした流量計測装置。
【請求項２】
監視手段は器具毎の連続運転時間を判定する運転時間判定手段を備え、保安判定手段は器具毎に許容される連続運転時間を記憶する安全継続時間記憶手段と、前記運転時間判定手段により計測された時間が前記安全継続時間記憶手段に記憶された時間を超えた場合に不安全と判断する遮断判定手段とを備えた請求項１に記載の流量計測装置。
【請求項３】
通信手段を介して安全継続時間記憶手段の記憶内容を更新可能とした請求項２に記載の流量計測装置。
【請求項４】
時系列データ記憶手段で記憶したデータが、器具判別手段で判別できない新しいパターンの場合には新規データとして記憶する新規データ記憶手段を備え、新規データ記憶手段の記憶内容を再利用可能とした請求項２または３に記載の流量計測装置。
【請求項５】
新規データ記憶手段の内容が追加された場合には、通信手段を介して外部基地局に新規データ記憶手段の記憶内容を送信する請求項４に記載の流量計測装置。
【請求項６】
新規データ記憶手段の内容が追加された場合には、データベース記憶手段の記憶内容の更新を要求する請求項４に記載の流量計測装置。
【請求項７】
新規データ記憶手段の内容が追加された場合には、安全継続時間記憶手段の記憶内容の更新を要求する請求項６に記載の流量計測装置。
【請求項８】
複数の需要家において設置された請求項１から７いずれか１項に記載の流量計測装置と通信回線を通じて接続され、各需要家にデータベースを提供する通信システム。
【請求項９】
各需要家から送信された新規データを基にデータベースの更新を行う請求項８に記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路に接続された器具を、流量情報を基に判別する器具判別手段を備えた流量計測装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の流量計測装置は、図６に示すように、ガス流路に流れるガス流量を計測するガス流量計測手段１０１と、この計測結果より流量の増加を検出する流量増加検出手段１０２と、この流量増加に伴うガス流量の瞬時増減変化を検出する流量増減検出手段１０３と、前記瞬時増減変化検出時に新たなガス燃焼器具の使用開始を判定する器具判定手段１０４と、前記流量増加検出手段で検出されたガス流量の増加分を、前記新たなガス燃焼器具の使用開始に伴うガス流量の増加分として登録する流量登録手段１０５とを備えていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記構成によって、新たにガス燃焼器具の使用を開始した場合にガス流量は瞬時に増減変化して安定したガス流量になる事に着目し、増減変化を判定時に新たなガス燃焼器具の使用開始を判定することで、簡易な方法で新たなガス燃焼器具の使用開始を判定し、新たなガス燃焼器具の使用によるガス増加分を登録することができるものである。
【０００４】
一方、日本国内の一般家庭用のガス流量計は、下流側のガス器具の使用状況を監視し不安全（例えば消し忘れ、配管内のガス漏れ）を検出して、ガスの供給を停止する保安機能を有したものが一般的である。これら保安機能付きのガス流量計に、前述の器具判別機能付きのガス流量計を組み合わせることにより、ガス器具毎の個別の使用状況の判断が可能になり、的確な保安判定を行うことが可能となる。
【特許文献１】特開２００２−１７４５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、装置製造後に、市場に登場した新しい器具の使用パターンまでは網羅されていないため、このような器具を取り付けた場合には、正しい判別ができず、そのため、不安全な状態であるにもガスの供給が停止される可能性があり、保安機能の信頼性の面で課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、保安機能の信頼性向上を目的としたものである。
【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、流路に流れる流体流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段で求めた流量の時系列データを記憶する時系列データ記憶手段と、器具毎の代表使用パターンを記憶したデータベース記憶手段と、前記時系列データ記憶手段と前記データベース記憶手段の双方の記憶内容を比較して前記流路下流側に接続された器具を判別する器具判別手段と、前記器具判別手段の判別結果を用いて前記流路下流側の器具別の使用状況を監視する監視手段と、前記流量計測手段の上流側に設置され前記流量計測手段より下流側への流体の流れを遮断する遮断手段と、前記監視手段の出力から不安全を判断した場合に前記遮断手段を駆動し流体の供給を停止する保安判定手段と、外部基地局との間でデータの送受信を行う通信手段とを備え、前記通信手段を介して前記データベース記憶手段の記憶内容を更新可能としたことにより、器具判別手段が最新のデータベースに基づいて器具の判別を行い、その結果を用いて保安判定手段
が、より的確な遮断判定を行うことができるので、保安機能の信頼性を向上することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の流量計測装置は、保安機能の信頼性を高めることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、流路に流れる流体流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段で求めた流量の時系列データを記憶する時系列データ記憶手段と、器具毎の代表使用パターンを記憶したデータベース記憶手段と、前記時系列データ記憶手段と前記データベース記憶手段の双方の記憶内容を比較して前記流路下流側に接続された器具を判別する器具判別手段と、前記器具判別手段の判別結果を用いて前記流路下流側の器具別の使用状況を監視する監視手段と、前記流量計測手段の上流側に設置され前記流量計測手段より下流側への流体の流れを遮断する遮断手段と、前記監視手段の出力から不安全を判断した場合に前記遮断手段を駆動し流体の供給を停止する保安判定手段と、外部基地局との間でデータの送受信を行う通信手段とを備え、前記通信手段を介して前記データベース記憶手段の記憶内容を更新可能としたことにより、器具判別手段が最新のデータベースに基づいて器具の判別を行い、その結果を用いて保安判定手段が、より的確な遮断判定を行うことができるので、保安機能の信頼性を向上することができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の監視手段が器具毎の連続運転時間を判定する運転時間判定手段を備え、保安判定手段が器具毎に許容される連続運転時間を記憶する安全継続時間記憶手段と、前記運転時間判定手段により計測された時間が前記安全継続時間記憶手段に記憶された時間を超えた場合に不安全と判断する遮断判定手段とを備えたことにより、器具の消し忘れ防止機能の信頼性を高めることができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第２発明の通信手段を介して安全継続時間記憶手段の記憶内容を更新可能としたので、新しい器具の情報を取り入れて遮断判定を行うことができる。
【００１２】
第４の発明は、特に、第２または第３の発明の時系列データ記憶手段で記憶したデータが、器具判別手段で判別できない新しいパターンの場合には新規データとして記憶する新規データ記憶手段を備え、新規データ記憶手段の記憶内容を再利用可能としたことにより、その後の保安判定にその内容を反映させることができる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第４の発明の新規データ記憶手段の内容が追加された場合には、通信手段を介して外部基地局に新規データ記憶手段の記憶内容を送信することにより、その内容を外部基地局においてデータベースの拡充に利用することができる。
【００１４】
第６の発明は、特に、第４の発明の新規データ記憶手段の内容が追加された場合には、データベース記憶手段の記憶内容の更新を要求することにより、更新されたデータベースを用いることで、以前に器具判別できなかった時系列データの器具判別を試みることが可能となる。
【００１５】
第７の発明は、特に、第４の発明の新規データ記憶手段の内容が追加された場合には、安全継続時間記憶手段の記憶内容の更新を要求することにより、更新されたデータベースに対応した新しい安全継続時間を用いることが可能となる。
【００１６】
第８の発明は、特に複数の需要家において設置された第１から第７いずれか１つの発明の流量計測装置と通信回線を通じて接続され、各需要家に器具データベースを提供することにより、各需要家において正しい器具判別が可能となる。
【００１７】
第９の発明は、特に第８の発明において、各需要家から送信された新規データを基にデータベースの更新を行うことにより、需要家の使用実態を踏まえてデータベースを更新できるので、各需要家における器具判別精度を更に高めることができる。
【００１８】
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。本実施の形態においては、家庭用のガスメータに適用した場合を想定して説明するが、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。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における流量計測装置のブロック図である。図１において、上流側ガス配管１から供給されるガスは、ガス流量を計測する流量計測装置２を経由して下流側ガス配管３の下流側に接続されているガス器具Ａ４、ガス器具Ｂ５、ガス器具Ｃ６に供給されている。流量計測装置２は流路７の途中に設置された流量計測手段としての超音波流量計８と、超音波流量計８の計測値の時系列データを記憶する時系列データ記憶手段９と、ガス器具毎の代表使用パターンのデータを記憶しているデータベース記憶手段１０と、時系列データ記憶手段９の記憶内容とデータベース記憶手段の記憶内容を比較しながら下流側の使用器具を判別する器具判別手段１１と、器具判別手段１１の判別結果を基に器具毎の使用状況を監視する監視手段１２と、超音波流量計８の上流側に設置され、下流側へのガスの流れを遮断する遮断手段としての遮断弁１３と、監視手段１２の出力から不安全と判断した場合に、遮断弁１３を駆動しガスの供給を停止を指示する保安判定手段１４と、通信手段１５とで構成されている。通信手段１５は、通信回線１６を介して外部基地局としてのサービスセンター１７と接続されており、流量計測装置２とサービスセンター１７は双方向の通信が可能である。
【００２０】
以上のように構成された流量計測装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２１】
まず、時系列データ記憶手段９およびデータベース記憶手段１０の動作について説明する。超音波流量計８は、一定周期（例えば２秒）毎に動作して、流路７を通過するガスの流速を求め、その流速を元に流量値を求めている。時系列データ記憶手段９は、超音波流量計８から２秒毎に出力される流量値を記憶していく。なお、時系列データ記憶手段９の記憶形式は、時刻と流量値の組み合わせデータとして保有する形でも良いし、単純に流量値のみを記憶する形でも良い。器具判別手段１１は、一定時間（例えば１分）毎に、時系列データ記憶手段９に記憶されている流量値を読み出し、その時系列の動きと、データベース記憶手段１０に記憶された器具毎の使用パターンの特徴を示す情報を比較参照しながら現在使用中の器具が、何であるかを判断する。
【００２２】
具体例を用いて説明する。図２はガス器具Ａ４、図３はガス器具Ｂ５の代表使用パタンーンを時系列の流量変化グラフとして示したものである。まず、ガス器具Ａ４は次ぎのような特徴を持っている。
（Ａ１）立ち上がり時は、一定勾配で徐々に流量が増加して行く。
（Ａ２）所定流量に達した後は、しばらく一定流量を維持する。
（Ａ３）一定流量の期間が終了すると無段階で流量が小刻みに変化する。
【００２３】
次ぎに、ガス器具Ｂ５は次のような特徴を持っている。
（Ｂ１）立ち上がりは瞬時に流量が増加する。
（Ｂ２）燃焼量調整が手動で行われるため、流量変化は短時間で終了する。
（Ｂ３）調整完了後、次の調整動作を行うまで同一流量が継続される。
【００２４】
Ａ１〜３および、Ｂ１〜３は各器具の動作パターンを言葉で表現したものであるが、デ
ータベース記憶手段１０には、これらの器具毎の動作パターン特徴付けデータを数値化して保持している点は言うまでもない。例えば、（Ａ１）の特徴に対しては、勾配の傾きＫａ、勾配の継続時間Ｔａ、動作開始時点の流量Ｑａ、最終到達流量Ｑｂ、（Ａ２）の特徴に対しては、継続時間Ｔｂ、（Ａ３）の特徴に対しては、最小流量Ｑａと最大流量Ｑｂ（ここでは、（Ａ１）の特徴で用いたＱａ、Ｑｂと同じ値であるものとして説明している。）などがデータベースとして記憶されている。また、（Ｂ１）〜（Ｂ３）の特徴に対しては、最小流量Ｑｃと最大流量Ｑｄの値などがデータベースとして記憶されている。
【００２５】
一方、時系列データ記憶手段９に記憶された流量データが、図４で示すように一定勾配の流量変化の後、一定流量を維持する変化パターンを示している場合には、流量勾配Ｋｘの大きさ、動作開始時点の流量Ｑｘ、勾配の最終到達流量Ｑｙ、勾配の継続時間Ｔｘや、勾配終了後の一定流量Ｑｙの継続時間Ｔｙなどを求めて、データベース上の値Ｑａ、Ｑｂ、Ｋａ、などと比較する。なお、データベースの値は器具間の個体間ばらつきなどを考慮したものであり、例えば勾配開始時点の流量Ｑａの場合にはその適合範囲をＱａａ〜Ｑａｂの如く許容範囲を含んだものとなっている。そして、比較処理の結果、特徴付けを示すデータが許容範囲内に入った場合には、時系列データ記憶手段９に記憶されたデータがガス器具Ａによって、もたらされたものであると判断する。なお、図３および図４で示した流量変化は、時系列データ記憶手段９から取り出される１回分（１分）のデータで全て完結されるデータとは限らず、複数回にわたって継続して判断しなければならない場合も当然ありうる。
【００２６】
データベース記憶手段１０に記憶されているデータベースは、基本的には、器具ひとつに対して複数の情報を記憶している。例えば、ガス給湯機であれば、点火時の時系列の流量値の一般的パターン、あるいは比例制御をしている最中の使用パターン、湯温が安定している場合の使用パターンなどが記憶されている。そして、給湯機のみならず、ガステーブル、ガスファンヒータなども器具判別に有効と思われるデータが記憶されている。一方、同じ給湯機であっても、器具の製造メーカー毎に制御パターンが異なっていたり、同じ製造メーカーの製品であっても機種毎に制御パターンが異なっていたりする場合もある。そこで、一般的な「給湯機」という括りでは判別が難しいと思われる機種や製造メーカーの給湯機の情報もデータベースとして登録されている。また、データベースは、サービスセンター１７が定期的にメンテナンス作業をしていて、メンテナンス作業によって、データベースが更新された場合には、いつでも、需要家に配信することが可能である。したがって、今までにない新しい制御パターンを備えた新製品が発売された場合であっても、データベースに登録することが可能であり、その結果、その新しい器具を購入した家庭において、正しい器具判別を行なうことが可能となる。
【００２７】
次に、監視手段１２、遮断弁１３、保安判定手段１４の動作、作用を説明する。監視手段１２では、器具判別手段１１によって明らかになった下流側のガス器具の情報を用いて器具の使用状況を判断することができる。例えば、器具毎の時系列の流量変化や運転時間などを求めることができる。この情報を用いて、不安全な状態が確認された場合には、保安判定手段１４が、遮断弁１３を駆動してガスの供給を停止させる。例えば、器具判別手段１１で判別不能な微小な流量が長時間続いた場合には、ガス漏れと判断したり、逆に器具判別手段１１では判別不能であった大きな流量が発生した場合には、ガス器具と配管を接続するホースが外れていると判断して、遮断弁１３を駆動したりすれば良い。
【００２８】
以上、説明したように本実施の形態における流量計測装置によれば、データベース記憶手段１０の記憶内容を更新可能としたことにより、器具判別手段１２が最新のデータベースに基づいて器具の判別を行い、その結果に基づいて、保安判定手段１４がより的確な、遮断判定を行うことができるようになる。
【００２９】
（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態における流量計測装置のブロック図である。なお、図５の主要部分は実施の形態１と同様であるため詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００３０】
新規データ記憶手段１８は、器具判別手段１１を用いて器具判別ができなかった場合に、その時の時系列データを記憶する。新規データ記憶手段１８は、通信回線１６を介してサービスセンター１７と接続されており、その記憶内容をサービスセンター１７に送信可能である。また、監視手段１２には、器具判別手段１１の作用によって、使用が明らかとなったガス器具毎にその運転時間を判定する運転時間判定手段Ａ１９、運転時間判定手段Ｂ２０、運転時間判定手段Ｃ２１とで構成されている。更に、監視手段１２は、ガス器具別に安全面から許容される連続運転継続時間（これを以後、安全継続時間と称する）を記憶する安全継続時間記憶手段２２と、各運転時間判定手段１９〜２１で求めた器具毎の連続運転時間が、安全継続時間記憶手段２２に記憶されている器具毎の安全継続時間を超えた場合には、不安全と判断し、遮断弁１３を駆動して、下流側へのガス供給を停止する遮断判定手段２３とで構成される。また、安全継続時間記憶手段２２もデータベース記憶手段と同様に、通信手段１５および通信回線１６を介して外部基地局としてのサービスセンター１７と接続されており、データベースや安全継続時間を常に最新の情報に更新することが可能である。
【００３１】
次に、運転時間判定手段Ａ１９、運転時間判定手段Ｂ２０、運転時間判定手段Ｃ２１の動作、作用について説明する。監視手段１９では１分毎に器具判別手段１１からの１分間の器具の運転状況を受け取る。この時、データの区切りの最後にガステーブルが動いていたとしたらガステーブルが運転中あるとの情報を受け取る。１分後、器具判別手１１から受け取ったデータによりこの１分間のガステーブルの運転状況を読み取る。この１分間も引き続きガステーブルが運転されていたとすれば、運転時間判定手段Ａ１９には１分という値が加算される。以降、１分毎に同様の動作を繰り返し、ガステーブルの運転が継続していたならば、運転時間判定手段Ａ１９の値は１分ずつ増加していき、運転が停止したならば、運転時間判定手段Ａ１９の値は０に戻る。以上の動作により、ガステーブルの運転開始からの時間を知ることが可能となる。そして、運転時間判定時間Ａ１９の値が安全継続時間記憶手段２２に記憶されている安全継続時間を超えれば、遮断判定手段２３が不安全と判断してガスを遮断することができる。なお、監視手段１９は３つの運転時間判定手段を備えていた複数器具の運転にも対応可能であるが、この数は特に３つに限定されるものではない。
【００３２】
次に、新規データ記憶手段１８の動作、作用について説明する。器具判別手段１１で特定の器具の使用パターンを認識できなかった場合には、この時の時系列データが新規データ記憶手段１８に記憶される。これらのデータを記憶しておくことにより再利用が可能となる。
【００３３】
再利用の具体的方法を説明する。
【００３４】
第一は、新規データ記憶手段１８に記憶された時系列のデータを、通信手段１５によりサービスセンター１７へ送信し、データベースの拡充に利用する方法である。サービスセンター１７では、各顧客から送信されて来た新規データを分析することによりデータベースの拡充が可能である。すなわち、既存の器具の新しい使用パターンを見出したり、新規の器具の使用パターンを見出すことが可能となり、これらの実機から得られた情報を用いて常にデータベース拡充を図ることが可能となる。
【００３５】
第二は、新規データ記憶手段１８に新しいデータが記憶された時点で、通信手段１６を
通じてサービスセンター１７にデータベースの更新要求を行なう方法である。これにより、更新された新しいデータベースを元に、今まで器具判別手段１１を用いても判別不能であったデータの判別を再度試みることが可能となる。なお、サービスセンター１７によって、常にデータベースは更新されていくが、１軒の家庭に設置される器具は限られており、また使用パターンもおおよそ限られているのが実情である。これらの事情を鑑みると、データベースが更新されるたびに、データベースを書き換える必要は必ずしもないと考えられる。したがって、新規データ記憶手段１８に新しいデータが追加された場合に限って、データベース更新をすることにより、通信回線の混雑を防止したり、データ総量を規制して通信回線設備のコスト低減を図れるばかりでなく、流量計測装置本体の消費電力低減という効果もある。
【００３６】
第三は、上記第二の方法の更に発展させ、データベース更新と同時に安全継続時間の更新要求をも行う方法である。データベースに新たな器具が追加された場合には、その器具の安全継続時間も追加されることになるので、一度に双方の情報を更新することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように本発明にかかる流量計測装置は、器具別の正確な流量を求めることができるので、器具の安全性向上を図れるばかりでなく、器具別料金徴収システムの実現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態１における流量計測装置及びこの装置に接続した通信システムのブロック図
【図２】本発明の実施の形態１におけるガス器具Ａの代表的使用パターンを示す特性図
【図３】本発明の実施の形態１におけるガス器具Ｂの代表的使用パターンを示す特性図
【図４】本発明の実施の形態１における器具の使用パターンを示す特性図
【図５】本発明の実施の形態２における流量計測装置及びこの装置に接続した通信システムのブロック図
【図６】従来の流量計測装置のブロック図
【符号の説明】
【００３９】
２  流量計測装置
７  流路
８  超音波流量計（流量計測手段）
９  時系列データ記憶手段
１０  データベース記憶手段
１１  器具判別手段
１２  監視手段
１３  遮断弁（遮断手段）
１４  保安判定手段
１５  通信手段
１６  通信回線
１７  サービスセンター（外部基地局）
１８  新規データ記憶手段
１９  運転時間判定手段Ａ
２０  運転時間判定手段Ｂ
２１  運転時間判定手段Ｃ
２２  安全継続時間記憶手段
２３  遮断判定手段
【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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