(57)【要約】【課題】更新表示される流量値に対し、良好な視認性を確保することができるガス流量計を得る。【解決手段】フローセンサ１３の出力信号を受信して予め設定した時間間隔でガス流量の積算値を算出する流量演算装置１５と、前記流量演算装置１５が出力する積算値を数値表示する表示装置１７とを備えるガス流量計１１において、前記流量演算装置１５には、積算値の算出を行う時間間隔を変更する測定間隔調整手段２１と、前記測定間隔調整手段２１によって設定した時間間隔が短い場合に、積算値の出力回数を間引く出力間隔調整手段２７とを備える。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流量に応じた信号を出力するフローセンサと、このフローセンサの出力信号を受信して予め設定した時間間隔でガス流量の積算値を算出する流量演算装置と、前記積算値を数値表示する表示装置とを備えるガス流量計であって、
前記流量演算装置は、前記積算値の算出を行うための時間間隔を変更する測定間隔調整手段と、前記測定間隔調整手段によって設定した時間間隔が短い場合に、前記積算値の前記表示装置への出力回数を間引く出力間隔調整手段とを備えたことを特徴とするガス流量計。
【請求項２】
ガス流量に応じた信号を出力するフローセンサと、このフローセンサの出力信号を受信して予め設定した時間間隔でガス流量の瞬時値及び積算値を算出する流量演算装置と、前記瞬時値及び前記積算値を数値表示する表示装置とを備えるガス流量計であって、
前記流量演算装置は、予め設定した時間間隔で前記フローセンサの出力信号をガス流量の瞬時値として読み取る測定値読取手段と、この測定値読取手段の読み取った瞬時値に対して以前に読み取った瞬時値を含めた移動平均処理を実施することでガス流量の平均瞬時値を算出し、その平均瞬時値を瞬時値として前記表示装置に出力する瞬時値算出部と、前記測定値読取手段の読み取った瞬時値に測定の時間間隔を乗じて算出される毎時積算値を加算して積算値を算出し前記表示装置に出力する積算値算出部とを備えたことを特徴とするガス流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス流量計に関し、特に、医療用等として供給ガス流量の微調整が必要となるガス供給装置等に用いて好適なガス流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来のガス流量計を示したものである。
このガス流量計１は、ガス流路に介装されて当該ガス流路を流れるガス流量に応じた信号を出力するフローセンサ３と、フローセンサ３の出力信号を受信して予め設定した時間間隔でガス流量の積算値を算出する流量演算装置５と、流量演算装置５が出力する積算値を液晶の表示セグメントで数値表示する表示装置７とから構成されている。
【０００３】
従来のこの種のガス流量計１の流量演算装置５は、予め設定した時間間隔で積算値を算出すると、図９に示す処理手順のステップ１０１、１０２に示すように、算出する毎に表示装置７に積算値の出力を行って、表示更新を行っていた。
【０００４】
ところが、医療用等に使用されるガス供給装置では、供給ガス量をより高精度に管理するために、装置における流量調整時等において、測定する時間間隔を、例えば２００ｍ秒毎というように、極めて短い間隔に設定して流量変化を捉えたいという要求が有る。
しかし、このように極めて短い測定間隔で上記のガス流量計１を使用すると、表示装置７における表示更新が極めて頻繁になるために、逆に視認性が低下し、流量調整が難しくなる虞があった。
【０００５】
そこで、更新速度が高速になる積算値の下位桁（最小桁）等は、数値表示ではなく、グラフ表示等で表示し、更新速度が視認可能な程度に緩やかになる上位桁を数値表示するように、表示装置を構成したガス流量計も提案されている（例えば、特許文献１参照）
【０００６】
特開２０００−３３７９４３号公報（図４及び図５参照）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の特許文献１による対応では、表示装置に、通常の数値表示用のセグメントの他に、グラフ表示用のセグメントを装備すると同時に、それぞれのセグメントを個別に制御する制御回路が必要となり、表示装置の大幅な改造が必要になるという問題があった。
【０００８】
また、更新頻度が高くなる下位桁をグラフ表示等にすると、流量変化の傾向は把握し易くなるが、やはり、表示の切り替え速度が速いため、視認がし難いという点は、あまり改善されない。
【０００９】
本発明は前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、測定時間間隔が短縮された場合でも、表示装置を改良することなく、更新される流量値に良好な視認性を確保することができて、測定値の読取が容易なガス流量計を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るガス流量計は、請求項１に記載したように、ガス流量に応じた信号を出力するフローセンサと、このフローセンサの出力信号を受信して予め設定した時間間隔でガス流量の積算値を算出する流量演算装置と、前記積算値を数値表示する表示装置とを備えるガス流量計であって、前記流量演算装置は、前記積算値の算出を行うための時間間隔を変更する測定間隔調整手段と、前記測定間隔調整手段によって設定した時間間隔が短い場合に、前記積算値の前記表示装置への出力回数を間引く出力間隔調整手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
このように構成されたガス流量計においては、ガス供給装置における流量調整等の目的で、測定時間間隔が短縮された場合、積算量の算出処理自体は指定された時間間隔で実施されるが、算出した積算量は、視認性を低下させる過度の表示更新が行われないように、積算値の表示装置への出力回数が間引かれて、視認性の向上が図られる。
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係るガス流量計は、請求項２に記載したように、ガス流量に応じた信号を出力するフローセンサと、このフローセンサの出力信号を受信して予め設定した時間間隔でガス流量の瞬時値及び積算値を算出する流量演算装置と、前記瞬時値及び前記積算値を数値表示する表示装置とを備えるガス流量計であって、
前記流量演算装置は、予め設定した時間間隔で前記フローセンサの出力信号をガス流量の瞬時値として読み取る測定値読取手段と、この測定値読取手段の読み取った瞬時値に対して以前に読み取った瞬時値を含めた移動平均処理を実施することでガス流量の平均瞬時値を算出し、その平均瞬時値を瞬時値として前記表示装置に出力する瞬時値算出部と、前記測定値読取手段の読み取った瞬時値に測定の時間間隔を乗じて算出される毎時積算値を加算して積算値を算出し前記表示装置に出力する積算値算出部とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
このように構成されたガス流量計においては、瞬時値の算出に移動平均処理が用いられたことで、実際の変動が緩和されて表示されることになり、測定時間間隔が短縮された場合でも、微量な流量変動に起因する表示更新の頻発を抑えて、視認性を向上させることができる。
また、積算値の算出には、移動平均処理で算出した平均瞬時値は使用せず、フローセンサの出力信号から読み取った瞬時値に経過時間を乗じて算出したものを使用するので、平均瞬時値を利用して積算値を算出する場合と比較すると、演算処理量を低減させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態に係るガス流量計を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るガス流量計の第１の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【００１５】
この一実施の形態のガス流量計１１は、酸素等の供給量を調整する医療用のガス供給装置においてガス流量の検出を行うもので、ガス供給装置に接続されたガス流路に介装されて、そのガス流路を流れるガス流量に応じた信号を出力するフローセンサ１３と、このフローセンサ１３の出力信号を受信して予め設定した時間間隔でガス流量の瞬時値及び積算値を算出する流量演算装置１５と、この流量演算装置１５が出力する積算値を液晶による表示セグメントによって数値表示する表示装置１７とを備えた構成である。
【００１６】
流量演算装置１５は、積算値の算出を行うための時間間隔を変更する測定間隔調整手段２１と、測定間隔調整手段２１によって予め設定した時間間隔でフローセンサ１３の出力信号をガス流量の瞬時値として読み取る測定値読取手段２３と、この測定値読取手段２３の読み取った瞬時値に測定の時間間隔を乗じて算出される毎時積算値を各測定時毎に順に加算して積算値を算出する積算値算出部２５と、測定間隔調整手段２１によって設定した時間間隔が短い場合に視認性を低下させる過度の表示更新を避けるべく、積算値算出部２５から表示装置１７への積算値の出力回数を間引く出力間隔調整手段２７と、表示装置１７における積算値表示時に表示更新される下位桁の刻み幅を調整する表示刻み幅調整手段２９とを備えている。
【００１７】
測定間隔調整手段２１は、例えば、積算値の算出を行う時間間隔を、１０秒毎、１秒毎、０．２秒毎の３パターンの内のいずれかに切り替え設定することができる。
【００１８】
出力間隔調整手段２７は、測定間隔調整手段２１における時間間隔設定に応じて、出力の間引きを行う。例えば、出力間隔調整手段２７で設定した時間間隔が１０秒毎の場合は、その時間間隔で、逐次流量演算装置１５が積算値を表示装置１７に出力して、表示装置１７における表示が更新されても、表示される積算値の視認性が確保できるので、間引きは行わない。
しかし、出力間隔調整手段２７で設定した時間間隔が１秒毎や０．２秒毎の場合は、表示の切り替えが頻繁になり、視認性が低下するので、時間間隔が１秒毎の場合は３回の計測毎に１回の割合に、時間間隔が０．２秒毎の場合は１０回の計測毎に１回の割合となるように、流量演算装置１５から表示装置１７への積算値の出力回数を間引く。
【００１９】
表示刻み幅調整手段２９は、表示装置１７における表示桁の刻み幅を制御することで、視認性を向上させるものである。
例えば、表示装置１７における表示桁数が多く（表示値が大きく）、要求される測定精度上、あまり重要とならない下位桁（微小値）は、表示更新時の刻み幅を大きくすることで、表示更新の頻度を低減させて、視認性を向上させる。
一方、算出した積算値の桁数が少なく（表示値が小さく）、下位桁の僅かな変動も見逃すことができない場合は、表示更新時の刻み幅を小さくして、測定精度の向上を図る。
具体的には、検出した瞬時流量値が１００．３リットル／分の場合、小数点以下の値は、四捨五入、或いは０．５刻みで表示することで、表示更新の頻度の低減を図る。一方、検出した瞬時流量値が３．１リットル／分の場合、小数点以下の値は、見逃すことのできない比重を持つので、０．１刻みで正確に表示することで、精度の向上を図る。
【００２０】
以上のガス流量計１１において、積算流量を表示させる手順は、概略的には、図２のステップ２０１，２０２，２０３に示すとおり、測定間隔調整手段２１に設定した測定時間間隔に応じて、表示更新の頻度を抑える。
【００２１】
以上に説明したガス流量計１１によれば、ガス供給装置における流量調整等の目的で、測定時間間隔が短縮された場合、積算量の算出処理自体は指定された時間間隔で実施されるが、算出した積算量は、視認性を低下させる過度の表示更新が行われないように、積算値の表示装置１７への出力回数が間引かれる。
従って、表示装置１７自体は、積算値を数値表示するための表示セグメントを有した従来の表示装置１７を改良することなく使用することができる。
そして、表示の更新は測定時間間隔とは別に視認が可能な程度の時間間隔に制御されるため、更新される積算流量値に良好な視認性を確保することができて、測定値の読取が容易になる。
また、測定時間間隔は、極めて短く設定できるため、流量変化への追従性を向上させることができ、積算流量が高精度に測定可能になる。
【００２２】
図３は、上記のガス流量計１１における表示装置１７の表示例を示している。なお、以上の説明では、積算流量の測定・表示についてのみ、説明したが、通常は、測定値読取手段２３が読み取った瞬時値を、表示装置１７に切り替え表示可能にして、瞬時値の確認も可能にしている。
瞬時値の表示の場合も、前述した出力間隔調整手段２７や表示刻み幅調整手段２９によって、視認性の向上を図ることが有効である。
【００２３】
図４は、本発明に係るガス流量計の第２の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
このガス流量計４１は、ガス流路を流れるガス流量に応じた信号を出力するフローセンサ１３と、このフローセンサ１３の出力信号を受信して予め設定した時間間隔でガス流量の瞬時値及び積算値を算出する流量演算装置４３と、流量演算装置４３が出力する瞬時値及び積算値を液晶による表示セグメントによって数値表示する表示装置４５とを備えている。
【００２４】
流量演算装置４３は、流量の算出を行うための時間間隔を変更する測定間隔調整手段２１と、測定間隔調整手段２１によって予め設定した時間間隔でフローセンサ１３の出力信号をガス流量の瞬時値として読み取る測定値読取手段２３と、この測定値読取手段２３の読み取った瞬時値と直前の（ｎ−１）回の測定時に読み取った（ｎ−１）個の瞬時値との総和をｎで除した移動平均処理を実施することでガス流量の平均瞬時値を算出して、その平均瞬時値を瞬時値として表示装置４５に出力する瞬時値算出部４７と、測定値読取手段２３の読み取った瞬時値に測定の時間間隔を乗じて算出される毎時積算値を各測定時毎に順に加算して積算値を算出して表示装置４５に出力する積算値算出部２５と、表示装置４５に表示させる流量値を瞬時値算出部４７及び積算値算出部２５の何れか一方に切り替える表示モード切り替え手段４９とを備えている。
【００２５】
フローセンサ１３、測定間隔調整手段２１、測定値読取手段２３、積算値算出部２５は、いずれも第１の実施の形態のものと共通で、これらの共通の構成については、説明を省略する。
流量演算装置４３において、積算値算出部２５及び瞬時値算出部４７における流量算出処理は、図５のフローに示すような一連の流量算出処理によって、実施される。
ステップ３０１の判断処理において、測定間隔調整手段２１で設定された計測タイミングに達したか否かが判断され、「ＮＯ」であれば処理を終了する。一方、「ＹＥＳ」であれば、ステップ３０２、３０３において、流量演算装置４３より発せられた「流量計測要求信号」にフローセンサ１３が応答して、フローセンサ１３が測定した流量値を流量演算装置４３で受信する。
流量演算装置４３では、ステップ３０４の判断処理によって、瞬時値の算出時にのみ、ステップ３０５における「瞬時値移動平均演算」が実施される。
ステップ３０６の処理では、毎回測定される瞬時値に測定の時間間隔を乗じて算出される毎時積算値を順に加算して「積算値演算」が行われる。
ステップ３０７で表示装置４５における表示は、表示モード切り替え手段４９によって、図６（ａ）に示す瞬時値表示モード、或いは、（ｂ）に示す積算値表示モードに切り替えられる。
【００２６】
以上に説明したガス流量計４１では、瞬時値の算出に移動平均処理が用いられたことで、実際の変動が緩和されて表示されることになり、測定時間間隔が短縮された場合でも、微量な流量変動に起因する表示更新の頻発を抑えて、視認性を向上させることができる。
【００２７】
また、積算値の算出には、移動平均処理で算出した平均瞬時値は使用せず、測定値読取手段２３がフローセンサ１３の出力信号から読み取った瞬時値に経過時間を乗じて算出するもので、平均瞬時値を利用して積算値を算出する場合と比較すると、演算処理量を低減させることができ、積算値算出部２５への負担を軽減することができて、演算処理時間の短縮による応答性の向上を図ることが可能になり、また、演算処理用のＣＰＵ等における消費電流を低減させて、省エネルギー性を向上させることができる。
【００２８】
以下に、積算値算出部２５による積算流量の算出のメリットを、具体例で説明する。
図７に示すようなガス流量形態で、▲１▼〜▲７▼に示すタイミングで、流量検出を行ったとする。
▲１▼及び▲２▼は、１０秒間隔で測定を行っている。▲３▼〜▲７▼は０．２秒間隔で測定を行っている。
その場合に、▲１▼〜▲７▼までの積算流量は、各測定時の部分積算量の総和となる。この積算値を移動平均（移動平均する回数ｎは、ｎ＝５とする）で求めようとすると、各測定時における部分積算量は、以下の如くである。
▲１▼＝（１／５）×１０［Ｌ／秒］×１０［秒］
▲２▼＝（１／５）×（１０＋１０）［Ｌ／秒］×１０［秒］
▲３▼＝（１／５）×（１０＋１０＋０）［Ｌ／秒］×１０［秒］＋（１／５）×１０［Ｌ／秒］×０．２［秒］
▲４▼＝（１／５）×（１０＋１０＋０＋０）［Ｌ／秒］×１０［秒］＋（１／５）×（１０＋０）［Ｌ／秒］×０．２［秒］
▲５▼＝（１／５）×（１０＋１０＋０＋０＋０）［Ｌ／秒］×１０［秒］＋（１／５）×（１０＋０＋０）［Ｌ／秒］×０．２［秒］
▲６▼＝（１／５）×（１０＋０＋０＋０＋０）［Ｌ／秒］×１０［秒］＋（１／５）×（１０＋０＋０＋０）［Ｌ／秒］×０．２［秒］
▲７▼＝（１／５）×（１０＋０＋０＋０）［Ｌ／秒］×０．２［秒］
従って、積算値は、▲１▼＋▲２▼＋▲３▼＋▲４▼＋▲５▼＋▲６▼＋▲７▼＝２０２［Ｌ］となる。
このような演算を、毎回ＣＰＵで行うには、演算が複雑となり、更に、メモリ容量の増加に繋がる。
【００２９】
そこで、積算量の算出は、測定値読取手段２３によって読み取った瞬時流量を使用すると、各測定値における部分積算量は、
▲１▼＝１０［Ｌ／秒］×１０［秒］
▲２▼＝１０［Ｌ／秒］×１０［秒］
▲３▼＝１０［Ｌ／秒］×０．２［秒］
▲４▼＝０［Ｌ／秒］×０．２［秒］
▲５▼＝０［Ｌ／秒］×０．２［秒］
▲６▼＝０［Ｌ／秒］×０．２［秒］
▲７▼＝０［Ｌ／秒］×０．２［秒］
となる。
従って、積算値は、▲１▼＋▲２▼＋▲３▼＋▲４▼＋▲５▼＋▲６▼＋▲７▼＝２０２［Ｌ］となって移動平均した瞬時値を用いて求めた積算値と同じである。
このように測定毎の瞬時流量値を使用して積算値の演算を行うことで、平均瞬時値を利用する場合と比較すると、大幅に演算処理量を減らすことができ、ＣＰＵへの負担を軽減することができて、処理の迅速化、応答性の向上を図ることができる。
【００３０】
なお、本発明のガス流量計の用途は、医療用のガス供給装置に限らない。
測定時間間隔が短く、測定時の表示更新が短時間に頻繁に起こるような各種の流量測定部に利用可能である。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載した本発明のガス流量計によれば、ガス供給装置における流量調整等の目的で、測定時間間隔が短縮された場合、積算量の算出処理自体は指定された時間間隔で実施されるが、算出した積算量は、視認性を低下させる過度の表示更新が行われないように、積算値の表示装置への出力回数が間引かれる。
従って、表示装置自体は、積算値を数値表示するための表示セグメントを有した従来の表示装置を改良することなく使用することができる。そして、表示の更新は、測定時間間隔とは別に視認が可能な程度の時間間隔とされるために、更新される積算流量値に良好な視認性を確保することができて、測定値の読み取りが容易になる。
【００３２】
また、請求項２に記載した本発明のガス流量計によれば、瞬時値の算出に移動平均処理が用いられたことで、実際の変動が緩和されて表示されることになり、測定時間間隔が短縮された場合でも、微量な流量変動に起因する表示更新の頻発を抑えて、視認性を向上させることができる。
また、積算値の算出には、移動平均処理で算出した平均瞬時値は使用せず、フローセンサの出力信号から読み取った瞬時値に経過時間を乗じて算出するもので、平均瞬時値を利用して積算値を算出する場合と比較すると、演算処理量を低減させることができ、積算値算出部への負担を軽減することができて、演算処理時間の短縮による応答性の向上を図ることが可能になり、また、演算処理用のＣＰＵ等における消費電流を低減させて、省エネルギー性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガス流量計の第１の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したガス流量計において、算出した積算値の表示更新方法を示すフローチャートである。
【図３】図１に示したガス流量計における表示部の表示形態の説明図である。
【図４】本発明に係るガス流量計の第２の実施の形態の概略構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示したガス流量計において、算出した瞬時値及び積算値の表示更新方法を示すフローチャートである。
【図６】図４に示したガス流量計における表示装置における表示切り替えの説明図である。
【図７】図４に示したガス流量計における積算値の算出方法の説明図である。
【図８】従来のガス流量計の概略構成を示すブロック図である。
【図９】図８に示した従来のガス流量計において算出した流量値の表示を更新する方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１　ガス流量計
１３　フローセンサ
１５　流量演算装置
１７　表示装置
２１　測定間隔調整手段
２３　測定値読取手段
２５　積算値算出部
２７　出力間隔調整手段
２９　表示刻み幅調整手段
４１　ガス流量計
４３　流量演算装置
４５　表示装置
４７　瞬時値算出部
４９　表示モード切り替え手段
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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