(57)【要約】【課題】遮断弁および保安手段を備えたガスメータにおいて、ユーザーの利便性を損うことなく、遮断弁が正しく機能しているか否かを簡易な手法で確実に検知する。【解決手段】異常判定制御回路４０は、例えば地震が発生した場合や電池切れが発生した場合などのような所定の状態にガスメータがあると、保安ユニット９０によって判定された場合には、圧力センサ（圧力計測手段）によってガスの圧力を監視して、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行い、その後にガスの圧力に減圧が生じ、さらにその後に所定量以上の変動量の増圧が生じたときには、遮断弁９４の弁閉動作に異常が生じたものと判定する。【選択図】　　　図１
2004144641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、開閉可能な弁体を有してその弁体を開いた状態ではガスを導通可能な状態にし、前記弁体を閉じた状態ではガスの流れを遮断する状態にするように設定された遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流すように前記弁体を開いた状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えたガスメータであって、
前記保安手段によって当該ガスメータが前記所定の状態であると判定された場合には、前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力を監視して、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に前記圧力に減圧が生じ、さらにその後に所定量以上の変動量の増圧が生じたときには、前記遮断弁に異常が生じたものと判定する異常判定制御手段を備えた
ことを特徴とするガスメータ。
【請求項２】
ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、開閉可能な弁体を有してその弁体を開いた状態ではガスを導通可能な状態にし、前記弁体を閉じた状態ではガスの流れを遮断する状態にするように設定された遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流すように前記弁体を開いた状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えたガスメータであって、
前記ガスの流れが無いことが予め確認されており、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後、当該ガスメータの下流側を閉止状態から解放状態にしたときに、前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力を監視させ、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に所定量以上の変動量の増圧が生じていることが検知された場合には、前記遮断弁に異常が生じたものと判定する異常判定制御手段を備えた
ことを特徴とするガスメータ。
【請求項３】
ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、弁体の開閉の２値的な動作以外にもその開と閉との間で前記弁体の開度を連続量的に調節可能に設定された調節弁機能を兼備してなる遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流す状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えたガスメータであって、
流量が０でなく安定している際に前記遮断弁を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させて行き、そのときのガスの圧力を前記圧力計測手段によって監視して、そのときの圧力に所定量以上の減圧が生じたときには、前記遮断弁が正常に作動しているものと判定し、前記遮断弁を全開状態から所定の開度まで閉じる方向に変化させて行ったときの減圧が所定量未満であったときには、前記遮断弁の作動に異常が生じているものと判定する異常判定制御手段を備えた
ことを特徴とするガスメータ。
【請求項４】
前記所定の開度として、当該ガスメータの下流側でのガス消費器具の使用に支障のない範囲内の流量が確保できるような開度に設定する
ことを特徴とする請求項３記載のガスメータ。
【請求項５】
前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力の監視を行う際には、前記圧力計測手段による圧力計測のサンプリング頻度を、通常時の圧力計測のサンプリング頻度よりも高くして、前記ガスの圧力の計測精度を高くする
ことを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１つの項に記載のガスメータ。
【請求項６】
前記ガスの温度を計測する温度計測手段をさらに備えており、
前記異常判定制御手段は、前記圧力計測手段によって計測された前記ガスの圧力の計測結果を前記温度計測手段によって計測された前記ガスの温度に基づいて補正して前記判定のために用いる
ことを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１つの項に記載のガスメータ。
【請求項７】
ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、開閉可能な弁体を有してその弁体を開いた状態ではガスを導通可能な状態にし、前記弁体を閉じた状態ではガスの流れを遮断する状態にするように設定された遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流す状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えており、上流側では複数の需要家と接続されている配管網に接続されているガスメータであって、
前記保安手段によって当該ガスメータが前記所定の状態であると判定された場合には、前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力を監視すると共に前記流量計測手段によって前記ガスの流量を監視して、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に、前記ガスに前記配管網の影響を受けて生じることが想定される所定量以上の圧力変動および所定量以上の流量変動のうち少なくとも所定量以上の圧力変動が生じている場合には、前記遮断弁に異常が生じたものと判定する異常判定制御手段を備えた
ことを特徴とするガスメータ。
【請求項８】
前記異常判定制御手段は、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に、前記ガスに前記配管網の影響を受けて生じることが想定される所定量以上の圧力変動および所定量以上の流量変動が生じている場合には、前記遮断弁に異常が生じたものと判定し、前記ガスの圧力または流量のいずれか一方が前記ガスに前記配管網の影響を受けて生じることが想定される所定量以上の変動を生じており他方が所定量未満の変動しか生じていないという計測結果が検出された場合には、前記圧力計測手段または前記流量計測手段のうち少なくともいずれか一方に異常が生じている可能性があると判定する
ことを特徴とする請求項７記載のガスメータ。
【請求項９】
前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力の監視を行う際には、前記圧力計測手段による圧力計測のサンプリング頻度および前記流量計測手段による流量計測のサンプリング頻度を、通常時のサンプリング頻度よりも高くして、前記ガスの圧力および流量の計測精度を高くする
ことを特徴とする請求項７または８記載のガスメータ。
【請求項１０】
前記ガスの温度を計測する温度計測手段をさらに備えており、
前記異常判定制御手段は、前記圧力計測手段によって計測された前記ガスの圧力の計測結果および前記流量計測手段によって計測された前記ガスの流量の計測結果を前記温度計測手段によって計測された前記ガスの温度に基づいて補正して前記判定のために用いる
ことを特徴とする請求項７ないし９のうちいずれか１つの項に記載のガスメータ。
【請求項１１】
ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、開閉可能な弁体を有してその弁体を開いた状態ではガスを導通可能な状態にし、前記弁体を閉じた状態ではガスの流れを遮断する状態にするように設定された遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流す状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えたガスメータの制御方法であって、
前記保安手段によって当該ガスメータが前記所定の状態であると判定された場合には、前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力を監視して、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に前記圧力に減圧が生じ、さらにその後に所定量以上の変動量の増圧が生じたときには、前記遮断弁に異常が生じたものと判定する異常判定制御手順を備えた
ことを特徴とするガスメータの制御方法。
【請求項１２】
ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、開閉可能な弁体を有してその弁体を開いた状態ではガスを導通可能な状態にし、前記弁体を閉じた状態ではガスの流れを遮断する状態にするように設定された遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流す状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えたガスメータの制御方法であって、
前記ガスの流れが無いことが予め確認されており、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後、当該ガスメータの下流側を閉止状態から解放状態にしたときに、前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力を監視させ、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に所定量以上の変動量の増圧が生じていることが検知された場合には、前記遮断弁に異常が生じたものと判定する
前記遮断弁に異常が生じたものと判定する異常判定制御手順を備えた
ことを特徴とするガスメータの制御方法。
【請求項１３】
ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、弁体の開閉の２値的な動作以外にもその開と閉との間で前記弁体の開度を連続量的に調節可能に設定された調節弁機能を兼備してなる遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流す状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えたガスメータの制御方法であって、
流量が０でなく安定している際に前記遮断弁を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させて行き、そのときのガスの圧力を前記圧力計測手段によって監視して、そのときの圧力に所定量以上の減圧が生じたときには、前記遮断弁が正常に作動しているものと判定し、前記遮断弁を全開状態から所定の開度まで閉じる方向に変化させて行ったときの減圧が所定量未満であったときには、前記遮断弁の作動に異常が生じているものと判定する異常判定制御手順を備えた
ことを特徴とするガスメータの制御方法。
【請求項１４】
前記所定の開度として、当該ガスメータの下流側でのガス消費器具の使用に支障のない範囲内の流量が確保できるような開度に設定する
ことを特徴とする請求項１３記載のガスメータの制御方法。
【請求項１５】
前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力の監視を行う際には、前記圧力計測手段による圧力計測のサンプリング頻度を、通常時の圧力計測のサンプリング頻度よりも高くして、前記ガスの圧力の計測精度を高くする
ことを特徴とする請求項１１ないし１４のうちいずれか１つの項に記載のガスメータの制御方法。
【請求項１６】
前記ガスの温度を計測する温度計測手段をさらに備えており、
前記異常判定制御手段は、前記圧力計測手段によって計測された前記ガスの圧力の計測結果を前記温度計測手段によって計測された前記ガスの温度に基づいて補正して前記判定のために用いる
ことを特徴とする請求項１１ないし１５のうちいずれか１つの項に記載のガスメータの制御方法。
【請求項１７】
ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、開閉可能な弁体を有してその弁体を開いた状態ではガスを導通可能な状態にし、前記弁体を閉じた状態ではガスの流れを遮断する状態にするように設定された遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流す状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えており、上流側では複数の需要家と接続されている配管網に接続されているガスメータの制御方法であって、
前記保安手段によって当該ガスメータが前記所定の状態であると判定された場合には、前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力を監視すると共に前記流量計測手段によって前記ガスの流量を監視して、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に、前記ガスに前記配管網の影響を受けて生じることが想定される所定量以上の圧力変動および所定量以上の流量変動が生じている場合には、前記遮断弁に異常が生じたものと判定する異常判定制御手順を備えた
ことを特徴とするガスメータの制御方法。
【請求項１８】
前記異常判定制御手段は、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に、前記ガスに前記配管網の影響を受けて生じることが想定される所定量以上の圧力変動および所定量以上の流量変動が生じている場合には、前記遮断弁に異常が生じたものと判定し、前記ガスの圧力または流量のいずれか一方が前記ガスに前記配管網の影響を受けて生じることが想定される所定量以上の変動を生じており他方が所定量未満の変動しか生じていないという計測結果が検出された場合には、前記圧力計測手段または前記流量計測手段のうち少なくともいずれか一方に異常が生じている可能性があると判定する
ことを特徴とする請求項１７記載のガスメータの制御方法。
【請求項１９】
前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力の監視を行う際には、前記圧力計測手段による圧力計測のサンプリング頻度および前記流量計測手段による流量計測のサンプリング頻度を、通常時のサンプリング頻度よりも高くして、前記ガスの圧力および流量の計測精度を高くする
ことを特徴とする請求項１７または１９記載のガスメータの制御方法。
【請求項２０】
前記ガスの温度を計測する温度計測手段をさらに備えており、
前記異常判定制御手段は、前記圧力計測手段によって計測された前記ガスの圧力の計測結果および前記流量計測手段によって計測された前記ガスの流量の計測結果を前記温度計測手段によって計測された前記ガスの温度に基づいて補正して前記判定のために用いる
ことを特徴とする請求項１７ないし１９のうちいずれか１つの項に記載のガスメータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスメータおよびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスメータは、燃料用ガス（以下、これを単に「ガス」と呼ぶものとする）の流量（消費量）に対応した、いわゆる従量制の料金を算出するために、それらの資源を消費または利用する各ユーザーの住居または店舗ごとに設置されている。近年では、いわゆるマイコン（マイクロコンピュータ）を用いた簡易な制御回路を内蔵すると共に、圧力異常、微少流量漏洩または地震発生などの、ガスという可燃物を取り扱うガスメータとして何らかの保安上に支障の可能性がある異常事態（ここではそれらの異常事態を所定の状態とも呼ぶ）が発生した場合に、その異常事態が生じていることを検知する保安ユニット（保安手段）と、そのような異常事態が生じている旨を表す警報等を表示するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ；液晶ディスプレイ）あるいはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）を用いた点滅表示灯などからなる表示部等を備えたガスメータが実用化されている。
【０００３】
このような従来のガスメータでは、例えば地震のような異常事態が生じていることを保安ユニットが検知すると、それに基づいて、遮断弁を弁閉状態にすることで需要家（ユーザー）側へのガスの供給を停止（遮断）し、それと共に異常事態が生じている旨の警報をＬＥＤなどの点滅によって表示出力する。このとき、遮断弁を閉じる動作の確認は一般に、保安ユニットから遮断弁に対して駆動信号が送られるとそれに対応して遮断弁は弁閉動作を行ってアンサ信号を出力し、そのアンサ信号を保安ユニットが受信することによって行われる。あるいは、例えばステッピングモータのようなサーボ系を用いて、開閉のみでなく連続量的に弁の開度を調節できる、調節弁的な機能をも兼備した遮断弁の場合には、いわゆるフィードバック制御が行われる場合が多く、従って２値的な開閉動作のみの遮断変の場合とは異なりアンサ信号は出力しない。
【０００４】
ところが、このような遮断弁では、保安ユニットから遮断弁に対して駆動信号が送られて弁を閉じる制御が為されたときに、実際に弁が完全に遮断状態なったか否かを確実に確認することはできなかった。このため、例えば遮断弁の弁体がガス中に含まれているミストや塵埃等の付着あるいは弁体自体の腐食等に起因して完全には閉まらないようになっていると、遮断弁の例えばソレノイドコイルを用いた弁駆動用サーボ機械系は弁体を閉じる動作を行おうとしてアンサ信号も出力しているにもかかわらず、実際には弁体は半開きまたは全く閉じていない状態のままとなっていて、確実な遮断が行われない場合がある。
【０００５】
これに対する対策として、従来のガスメータでは、いわゆるテスト遮断機能として、異常事態でなくとも所定の時間が経過するごとに、流量がゼロの状態のとき（流量＝０すなわち当該ガスメータの下流のユーザー側でガスが全く使用されていないとき）を自動的に検知して遮断弁を閉じる動作を試験的に行うことで、遮断弁が動作異常であるか否かを、自動的に確認するという技術が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−４１７９７号公報（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなテスト遮断機能を備えていないガスメータでは、遮断弁が完全遮断動作可能であるか否かを確認することはできない。
【０００８】
また、テスト遮断機能を有するガスメータの場合でも、ガスメータの下流のユーザー側でガスが全く使用されていない状態でなければテスト遮断を行うことができないので、例えば２４時間連続運転を行うように設定されているガス暖房機器を利用しているユーザーに設置されたガスメータなどでは、テスト遮断を行うことが極めて困難あるいは不可能である。
【０００９】
また、ガスメータに内蔵されている遮断弁は一般に、ソレノイドコイルによって弁体を開状態から閉状態にするが、一旦閉じられた弁体を再び開状態に戻すという、いわゆる復帰動作については機械的に自動で行うのではなくユーザーまたはガス管理会社の担当者などが手動で行うように設定されている。このため、テスト遮断を行うと、異常事態が生じていないにもかかわらず遮断弁が閉じた状態のままになり、そのガスメータのユーザーは、何が原因でガスの供給が遮断されたのか理解できず、当惑してしまう。あるいはユーザーがテスト遮断の存在を知っていたとしても、遮断を必要としない状態にもかかわらずガスメータ自体の都合で遮断が行われてしまい、それを復帰させるための手動の操作を要求されるということは、極めて煩雑なものでもある。
【００１０】
また、テスト遮断を行った際には正常に動作していても、それから暫く時間が経過した後には、遮断弁やそれを駆動する電池などのコンディションが悪化するなどして、遮断弁が正常には機能しなくなっている場合もあり得る。
【００１１】
このように、従来のガスメータおよびその動作の制御方法では、遮断弁が正しく機能しているか否かを確実に検知することができなかった。
【００１２】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ユーザーにとっての利便性を損なうことなく、遮断弁が正しく機能しているか否かを確実に検知する、あるいは遮断弁または圧力計測手段もしくは流量計測手段に異常が生じていることを確実に検知することができるガスメータおよびその制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１のガスメータまたはその制御方法は、ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、開閉可能な弁体を有してその弁体を開いた状態ではガスを導通可能な状態にし、前記弁体を閉じた状態ではガスの流れを遮断する状態にするように設定された遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流すように前記弁体を開いた状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えたガスメータまたはその制御方法であって、前記保安手段によって当該ガスメータが前記所定の状態であると判定された場合には、前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力を監視して、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に前記圧力に減圧が生じ、さらにその後に所定量以上の変動量の増圧が生じたときには、前記遮断弁に異常が生じたものと判定する異常判定制御手段または異常判定制御手順を備えている。
【００１４】
本発明による第１のガスメータまたはその制御方法では、例えば地震発生のような遮断弁を閉じてガスメータよりも下流側へのガスの供給を停止することが保安上必要であると想定される所定の事態が生じた際には、保安手段によって遮断弁を閉じる制御が行われるが、その機会を利用して、異常判定制御手段は、圧力計測手段によってガスの圧力を監視し、遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に圧力に減圧が生じさらにその後に所定量以上の変動量の増圧が生じたときには、遮断弁の弁閉動作に異常が生じたものと判定する。
【００１５】
すなわち、遮断弁を閉じた状態にする制御が行われたときに、実際に遮断弁の弁体が完全に弁閉状態になっていれば、その遮断弁の上流側に設けられた圧力計測手段で計測されるガスの圧力は低下して行き、下流側でガス消費機器によってガスが消費されている場合には、やがてそのガス消費機器が備えている安全装置やそのガス消費機器の運転異常に気付いたユーザーによって、ガス消費が自動停止されたりガス栓が閉じられたりなどして、下流側のガスの流れが閉止状態になる。すると、その後は、もしも遮断弁の弁体が完全には閉まっておらず半開き状態となっていた場合には、その半開きの遮断弁を通ってその上流側から下流側へとガスが継続して流れ込むので、遮断弁の下流側のガスの圧力は増圧に転変し、やがては所定の圧力にまで復圧する。しかし、ここでもしも遮断弁の弁体が完全に閉じた状態となっていれば、遮断弁の弁体が完全に閉じた時点から当該ガスメータの下流側のガスの流れが閉止状態になるまでの間は、残っていたガスが下流側に流出するので、その遮断弁よりも下流側でのガスの圧力は低下していくが、一旦、下流側でガス消費が自動停止されたりガス栓が閉じられたりなどしてガスの流れが閉止状態になると、その後は遮断弁よりも下流側へはガスは供給されないので（何故なら遮断弁によって下流側へのガスの流れは完全に遮断されているのであるから）、ガスの増圧あるいは復圧は生じ得ない。このような違いが、遮断弁が完全に閉じた状態の場合と不完全に閉じた状態の場合とで生じるので、それに基づいて、遮断弁が完全に閉じた状態なっているか否かを、異常判定制御手段が判定する。
【００１６】
本発明による第２のガスメータまたはその制御方法は、ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、開閉可能な弁体を有してその弁体を開いた状態ではガスを導通可能な状態にし、前記弁体を閉じた状態ではガスの流れを遮断する状態にするように設定された遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流すように前記弁体を開いた状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えたガスメータまたはその制御方法であって、前記ガスの流れが無いことが予め確認されており、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後、当該ガスメータの下流側を閉止状態から解放状態にしたときに、前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力を監視させ、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に所定量以上の変動量の増圧が生じていることが検知された場合には、前記遮断弁に異常が生じたものと判定する異常判定制御手段または異常判定制御手順を備えている。
【００１７】
本発明による第２のガスメータまたはその制御方法では、ガスの流れが無いことが予め確認されており、かつガスメータの下流側が解放状態であることが予め確認されている状態にある場合には、遮断弁を閉じた状態にする制御を行って、圧力計測手段によってガスの圧力を監視させ、その監視の結果、遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に、所定量以上の変動量の増圧が生じたことが検知されたときには、遮断弁に異常が生じたものと判定する。
【００１８】
すなわち、ガスの流れが無いことが予め確認されており、かつガスメータの下流側が解放状態であることが予め確認されている状態にあり、かつ遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に所定量以上の増圧が生じたことが圧力計測手段によるガスの圧力の計測結果に基づいて検知された場合には、そのような事象が起きるのは遮断弁が完全に閉じた状態の場合には有り得ないことなのであるから、遮断弁が完全には閉じられていない旨の判定を下す。あるいは、このとき遮断弁は完全に閉じた状態になっていても、圧力計測手段に故障等の異常が生じている蓋然性も否定できないので、遮断弁が完全には閉じられていないかまたは圧力計測手段に故障等の異常が生じている旨の判定を下すようにしてもよい。
【００１９】
本発明による第３のガスメータまたはその制御方法は、ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、弁体の開閉の２値的な動作以外にもその開と閉との間で前記弁体の開度を連続量的に調節可能に設定された調節弁機能を兼備してなる遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流す状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えたガスメータまたはその制御方法であって、流量が０でなく安定している際に前記遮断弁を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させて行き、そのときのガスの圧力を前記圧力計測手段によって監視して、そのときの圧力に所定量以上の減圧が生じたときには、前記遮断弁が正常に作動しているものと判定し、前記遮断弁を全開状態から所定の開度まで閉じる方向に変化させて行ったときの減圧が所定量未満であったときには、前記遮断弁の作動に異常が生じているものと判定する異常判定制御手段または異常判定制御手順を備えている。
【００２０】
本発明による第３のガスメータまたはその制御方法では、異常判定制御手段は、流量が０でなく安定している際に、遮断弁を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させて行ったときに、それに対応して遮断弁の下流側に設けられている圧力計測手段によって計測されるガスの圧力に所定量（所定の変動量）以上の減圧が生じたことが検知された場合には、遮断弁が正常に作動しているものと判定する。しかし、所定量以上の減圧が生じなかった場合には、弁体が不完全に閉じるといった動作異常が遮断弁に生じているものと判定する。
【００２１】
すなわち、流量が０でなく安定している際に遮断弁を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させていく制御を行ったときに、実際に遮断弁の弁体が全開状態から所定の開度にまで閉じた状態なっていたならば、それに伴って流量の増加と圧力の低下とが生じるので、ガスの圧力に所定量以上の減圧が生じたことが検知されることになる。それ故、ガスの圧力に所定量以上の減圧が生じたことが検知された場合には、それに基づいて、実際に遮断弁の弁体が全開状態から所定の開度にまで閉じた状態なっているものと判定することができる。また逆に、遮断弁を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させていく制御を行ったときに、実際には遮断弁の弁体が例えば錆付きなどの異常に起因してほとんど動かないで全開状態のままになっていたならば、流量の増加も圧力の低下も生じないので（流速ヘッドの増大も圧力ヘッドの減少も生じないのであるから）、ガスの圧力に所定量以上の減圧は検知されない。それ故、ガスの圧力に所定量未満の減圧しか検知されないか、あるいは全く減圧が検知されない場合には、それに基づいて、実際に遮断弁の弁体が全開状態からほとんどあるいは全く動いていないものと判定することができる。これは換言すれば遮断弁の動作に異常が生じているものと判定することができる。ここで、上記の「流量が０でなく安定している際」とは、「計測対象のガスが、いわゆる流れ有りの状態（それは通常、上流側から下流側への正方向の流れであるのが一般的である）であって、かつそのときの流量の変動量が、遮断弁の弁体を閉じたことによって生じることが想定される流量の変動量や圧力の変動量と比較して無視できるほどに十分小さい」ということを意味していることは言うまでもない。
【００２２】
なお、上記の所定の開度を、前記遮断弁を当該所定の開度にまで閉じた状態で、当該ガスメータの下流側でのガス消費器具の使用に支障のない範囲内の流量が確保できるような開度に設定することが望ましい。このようにすることにより、ガスメータの下流側でのガス消費器具の使用に支障を生じることなく、遮断弁の異常判定を行うことが可能となる。
【００２３】
また、上記の圧力計測手段によって前記ガスの圧力の監視を行う際には、前記圧力計測手段による圧力計測のサンプリング頻度を、通常時の圧力計測のサンプリング頻度よりも高くして、前記ガスの圧力の計測精度を高くすることが望ましい。このようにすることにより、異常判定の確度をさらに高いものとすることが可能となる。
【００２４】
また、上記のガスの温度を計測する温度計測手段を、さらに備えており、前記異常判定制御手段は、前記圧力計測手段によって計測された前記ガスの圧力の計測結果を前記温度計測手段によって計測された前記ガスの温度に基づいて補正して前記判定のために用いるようにすることも望ましい。このようにすることにより、異常判定の確度をさらに高いものとすることが可能となるからである。
【００２５】
本発明による第４のガスメータまたはその制御方法は、ガスの流量を計測する流量計測手段と、前記ガスの圧力を計測する圧力計測手段と、前記圧力計測手段が設置された位置よりも上流側に設けられており、開閉可能な弁体を有してその弁体を開いた状態ではガスを導通可能な状態にし、前記弁体を閉じた状態ではガスの流れを遮断する状態にするように設定された遮断弁と、前記遮断弁が設けられた当該ガスメータが通常の状態であるかあるいはそれ以外に予め設定された所定の状態であるかを判定し、通常の状態の場合にはガスを下流側に流す状態を保ち、前記所定の状態の場合には前記遮断弁を駆動して前記弁体を閉じた状態にする制御を行う保安手段とを備えており、上流側では複数の需要家と接続されている配管網に接続されているガスメータまたはその制御方法であって、前記保安手段によって当該ガスメータが前記所定の状態であると判定された場合には、前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力を監視すると共に前記流量計測手段によって前記ガスの流量を監視して、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に、前記ガスに前記配管網の影響を受けて生じることが想定される所定量以上の圧力変動および所定量以上の流量変動が生じている場合には、前記遮断弁に異常が生じたものと判定する異常判定制御手段または異常判定制御手順を備えている。
【００２６】
本発明による第４のガスメータまたはその制御方法では、遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に、ガスの圧力または流量が、当該ガスメータの上流側における配管網を介して他の需要家のガス使用状況等に起因した脈動やうねりなどの影響を当該ガスメータが受けて所定の変動量以上に変動しているときには、遮断弁が完全には閉じられていないからその上流側の脈動等の影響を受けたものであるとして、遮断弁が完全には閉じられていない状態にあるという判定を下す。これは換言すれば、遮断弁が完全には機能していない、つまり遮断弁の機能に異常が生じているということである。あるいはこのとき、実際には脈動やうねりなどが発生しておらず、圧力計測手段や流量計測手段が故障していて所定の変動量以上の流量変動や圧力変動が計測されているという可能性もあるので、その旨の判定を併せて下してもよい。その場合の判定としては「遮断弁の機能に異常が生じているか、あるいは圧力計測手段または流量計測手段に異常が生じている」ものと判定する、ということになる。
【００２７】
なお、前記異常判定制御手段（または異常判定制御手順）は、前記遮断弁を閉じた状態にする制御を行った後に、前記ガスに前記配管網の影響を受けて生じることが想定される所定量以上の圧力変動および所定量以上の流量変動が生じている場合には、前記遮断弁に異常が生じたものと判定し、前記ガスの圧力または流量のいずれか一方が前記ガスに前記配管網の影響を受けて生じることが想定される所定量以上の変動を生じており他方が所定量未満の変動しか生じていないという計測結果が検出された場合には、前記圧力計測手段または前記流量計測手段のうち少なくともいずれか一方に異常が生じている可能性があると判定するようにしてもよい。
【００２８】
また、前記圧力計測手段によって前記ガスの圧力の監視を行う際には、前記圧力計測手段による圧力計測のサンプリング頻度および／または前記流量計測手段による流量計測のサンプリング頻度を、通常時のサンプリング頻度よりも高くして、前記ガスの圧力および／または流量の計測精度を高くするようにしてもよい。このようにすることにより、異常判定の確度をさらに高いものとすることができる。
【００２９】
また、前記ガスの温度を計測する温度計測手段をさらに備えており、前記異常判定制御手段は、前記圧力計測手段によって計測された前記ガスの圧力の計測結果および前記流量計測手段によって計測された前記ガスの流量の計測結果を前記温度計測手段によって計測された前記ガスの温度に基づいて補正して前記判定のために用いるようにしてもよい。このようにすることにより、異常判定の確度をさらに高いものとすることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
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。
【００３１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１ないし第４の実施の形態に係るガスメータの概要構成を表したものである。なお、本発明に係る制御方法は、このガスメータに組み込まれて用いられる異常判定制御回路によってその主要な部分が具現化されるものであるから、以下、それらを併せて説明する。
【００３２】
このガスメータは、ガスを利用可能な一般住宅やビルなどの家屋ごとに設置され、ガスの流量積算値（ガス使用量）の計量（計測）機能、保安機能、自動検針機能などを備えたマイコンメータで、流路２１を流れるガスの流量値を計測するために所定の超音波をガスに伝播させる超音波センサ２２Ａ，２２Ｂを有する超音波伝播時間計測部２０と、流量値演算部３０と、流量値積算部５０と、流量積算値表示制御部６１と、流量積算値表示部６２と、基本動作制御部７０と、電池８０とを、流量計測およびその積算値の演算を行うための主要部として備えている。
【００３３】
さらには、異常判定制御回路４０と、流路２１の下流に配置される感震器９１，圧力センサ９２および温度センサ９３、流路２１の上流に配置される遮断弁９４およびこの遮断弁９４を駆動する遮断弁駆動機構９５、ならびにこれらに直接または間接に接続されて所定の保安機能を実行する保安ユニット９０と、流量積算値の検針情報やガスメータが感震遮断状態にある等の情報をガス会社の管理センタとの間で送受信するための通信ユニット１００と、一般的なガスメータとしての流量計測や保安機能を果たすための各種制御を行う基本動作制御部７０を構成するマイコンの暴走などを監視するマイコン停止検出ユニット１１０と、このマイコン停止検出ユニット１１０に接続された起動・リセット部１２０と、ガスに脈動が発生したことを判定する脈動発生判定部１３０と、外部に警報を発する警報部１４０とを備えている。
【００３４】
なお、この他も、遮断復帰を実行するための復帰スイッチ、微少漏洩検知装置など（いずれも図示省略）、ガスメータとして一般に用いられるような各種装置も備えている。
【００３５】
超音波伝播時間計測部２０の超音波センサ２２Ａ，２２Ｂは、流路２１を流れるガスに対して一度の計測デューティ当りに所定の頻度で超音波を上流側から下流側へと伝播させることと、下流側から上流側へと伝播させることとを、交互に所定のタイミングで繰り返すもので、その各々が、送信器としての機能と受信器としての機能とを兼備している。すなわち、超音波センサ２２Ａが送信器として機能して所定の周波数の超音波を発信するときには、超音波センサ２２Ｂは受信器として機能して所定の周波数帯域の超音波を受信してそれに対応した電気信号を出力するように設定されている。これら超音波センサ２２Ａ，２２Ｂは、送受信回路２４を介して伝播時間計測・制御部２３に接続されている。
【００３６】
伝播時間計測・制御部２３は、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂから出力された電気信号に基づいて、上流側から下流側へと超音波を伝播させたときの順方向伝播時間Ｔ１と、下流側から上流側へと音波を伝播させたときの逆方向伝播時間Ｔ２とを計測するものである。また、伝播時間計測・制御部２３は、超音波の伝播方向の切り替えおよび超音波発信の繰り返しを制御する機能および所定の周波数の超音波の発振を一度のサンプリングタイミング当りに超音波センサ２２Ａ，２２Ｂのうちの一方に行わせるための電気信号の発振を行う機能ならびに他方が受信した超音波に対応して出力した電気信号を電圧増幅する機能を備えたものであり、そのような機能を果たすために用いられる計時用のタイマー等（図示せず）をも備えている。この伝播時間計測・制御部２３の流量計測のための基本的なハードウェアおよびその制御ロジック等については、従来の一般的なものと同様のものである。
【００３７】
流量値演算部３０は、伝播時間計測・制御部２３によって伝播時間Ｔ１，Ｔ２が計測されるごとに、その伝播時間Ｔ１，Ｔ２に基づいてそのときの流速値ｖを求め、さらにその流速値ｖに対応してそのときの計測デューティにおけるガスの瞬間流量値Ｑを得るものである。この流量値演算部３０についても、その流量計測のための基本的なハードウェアおよびその制御ロジック等としては従来の一般的なものを用いることができる。なお、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂと伝播時間計測・制御部２３と送受信回路２４とで実質的に流量計測手段の主要部として機能する。
【００３８】
流量値積算部５０は、流量値演算部３０によって複数のサンプリング回数に亘って計測された流量値Ｑの計測結果に基づいて、積算対象となる平均流量値Ｑａを求め、その平均流量値Ｑａのデータを、それまで記憶していた流量積算値ΣＱに加算することによって、流量積算値ΣＱを得るものである。より具体的には、この流量値積算部５０は、例えば平均流量値Ｑａとして最新の流量値Ｑｎおよびその前回に計測された流量値Ｑｎ−１の２回の計測結果の平均値を取るようにすることができる。但し、このような演算方法のみには限定されないことは言うまでもない。例えば、最新の流量値Ｑｎとその前回に計測された流量値Ｑｎ−１と前々回に計測された流量値Ｑｎ−２との、合計３回分の計測結果の平均値を取ることで平均流量値Ｑａのデータを算出するようにしてもよい。このように、複数のサンプリング回数に亘って計測された流量値Ｑｎ，Ｑｎ−１…の計測結果に基づいて流量積算値ΣＱを求めるようにすることによって、脈動などの影響を排除して流量積算値ΣＱの正確性を確保することができる。
【００３９】
流量積算値表示制御部６１は、流量値積算部５０によって積算された流量積算値ΣＱを流量積算値表示部６２によって表示させる。流量積算値表示部６２は、例えば液晶パネルを用いてなるもので、流量積算値表示制御部６１によって制御されて、流量積算値ΣＱの値を例えば８セグメント方式で数値表示するように設定されている。
【００４０】
基本動作制御部７０は、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ；図示省略）に格納された、流量値演算部３０、流量値積算部５０、流量積算値表示制御部６１等で実行されるプログラムに基づいて、このガスメータの全体的な流量計測装置としての基本的動作の制御を行う、いわゆるマイコンである。この基本動作制御部７０については一般的な超音波伝播方式のいわゆるマイコンガスメータに用いられるものと同様のものである。
【００４１】
電池８０は、ガスメータ全体に動作を行うための電力を供給するもので、例えばリチウム電池などのように寿命が７年ないし１０年程度のものを好適に用いることができる。
【００４２】
感震器９１は、所定の強度以上の強い震動の発生を検知して地震が発生したことを判定するものである。
【００４３】
圧力センサ９２は、流路２１中を流れるガスの圧力Ｐを計測するものである。この圧力センサ９２は、例えば圧力によって生じた歪みに対応した電圧を発生する圧電膜センサなどを含んで構成されている。この圧力センサ９２で計測された圧力Ｐは、例えば脈動発生判定部１３０および保安ユニット９０に対して出力される。
【００４４】
温度センサ９３は、流路２１を流れるガスの温度を計測するものである。この温度センサ９３は、例えば流路２１の内部に配設されており、熱電式センサ（熱電対）、抵抗式センサ（金属測温抵抗体）、サーミスタ式センサ、半導体センサなどを含んで構成されて、温度に対応した電気信号を出力するように設定されている。この温度センサ９３で計測された温度に対応した電気信号は、例えば保安ユニット９０に対して出力される。
【００４５】
保安ユニット９０は、感震器９１からの信号、圧力センサ９２によって計測された圧力Ｐ、および温度センサ９３によって計測された温度に基づいて、ガスの使用状態またはガスメータが設置されている環境が、ガスの利用に際して危険な状態であるものとあらかじめ定められた状態になっているか否かを判定し、危険な状態となっていると判定した場合には、弁駆動信号を出力して遮断弁駆動機構９５によって遮断弁９４の弁体（図示省略）を閉じてガスの流れを閉止させることでガスの供給を遮断する、というような所定の保安動作を行うための各種の状態検知および危険状態の判定ならびにその判定結果に基づいて遮断弁９４の駆動制御を行うものである。
【００４６】
通信ユニット１００は、例えば電話回線または専用回線等の通信回線（図示せず）を介してガス会社の管理センターとの間で検針データなどの情報を送受信する通信機能を実行するものである。この通信ユニット１００は、例えば、図示しないがガスメータ専用に設けられた端末モデム装置であるＴ−ＮＣＵ（Ｔｅｒｍｉｎａｌｎｅｔｗｏｒｋ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｕｎｉｔ　）を含んで構成され、このＴ−ＮＣＵを介して通信回線（図示せず）にアクセスすることができるように設定されている。また、この通信ユニット１００は、ガス会社の管理センタ側からガスメータにアクセスし、遮断弁９４の開閉動作やガス使用量計測動作などを遠隔操作的に制御したり、ガスメータの状態を監視したりすることなども可能に設定されている。
【００４７】
マイコン停止検出ユニット１１０は、基本動作制御部７０を構成するマイコンの暴走や停止のような不具合の監視を行うものである。起動・リセット部１２０は、その起動およびリセットを行うものである。
【００４８】
警報部１４０は、例えば発光ダイオード等からなる警告ランプ（図示せず）を備えており、上記の保安ユニット９０によって、ガスの使用状態またはガスメータが設置されている環境が危険な状態となっているとの判定が下された場合に、その旨の警報として所定の点滅パターンで点滅表示を行うように設定されている。また、後述するような異常判定制御回路４０によって、遮断弁９４に異常が生じているとの判定が下された場合に、その旨の警報として前述の危険な状態となっている旨の警報とは異った所定の点滅パターンで区別できるような点滅表示を行うように設定されている。なお、この警報部１４０は、通信ユニット１００を介して危険な状態が発生している旨の情報や、遮断弁９４等に異常が発生している旨の情報を、ガス事業者の管理センターに送信することができるように設定されていることが望ましい。
【００４９】
異常判定制御回路４０は、例えば地震が発生した場合や電池切れが発生した場合などのような所定の状態にガスメータがあると、保安ユニット９０によって判定された場合には、圧力センサ（圧力計測手段）によってガスの圧力を監視して、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行い、その後にガスの圧力に減圧が生じ、さらにその後に所定量以上の変動量の増圧が生じたときには、遮断弁９４の弁閉動作に異常が生じたものと判定する。
【００５０】
すなわち、例えば地震が発生した場合のような遮断弁９４を閉じてガスメータよりも下流側へのガスの供給を停止することが保安上必要であると想定される幾つかの種類の所定の事態のうちの一つの事態が生じた際には、通常の保安機能として、保安ユニット９０によって遮断弁９４を閉じる制御が行われるが、その機会を利用して、異常判定制御回路４０は、圧力センサ９２によってガスの圧力を監視し、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行った後にガスの圧力に減圧が生じ、さらにその後に所定量以上の変動量の増圧が生じたときには、遮断弁９４の弁閉動作に異常が生じたものと判定する。
【００５１】
すなわち、遮断弁９４を閉じた状態にする制御が行われたときに、実際に遮断弁９４の弁体が完全に弁閉状態になっていれば、その遮断弁９４の上流側に設けられた圧力センサ９２で計測されるガスの圧力は低下して行き、下流側でガス消費機器（図示省略）によってガスが消費されている場合には、やがてそのガス消費機器が備えている安全装置やそのガス消費機器の運転異常に気付いたユーザーによって、ガス消費が自動停止したりガス栓が閉じたりなどして、下流側のガスの流れが閉止状態になる。すると、その後は、もしも遮断弁９４の弁体が完全には閉まっておらず半開き状態となっていた場合には、その半開きの遮断弁９４を通ってその上流側から下流側へとガスが継続して流れ込むので、遮断弁９４の下流側のガスの圧力は増圧に転変し、やがては所定の圧力にまで復圧する。しかし、ここでもしも遮断弁９４の弁体が完全に閉じた状態となっていれば、遮断弁９４の弁体が完全に閉じた時点からガスメータの下流側のガスの流れが閉止状態になるまでの間は、残っていたガスが下流側へと流失していくので、その遮断弁９４よりも下流側でのガスの圧力は低下していくが、一旦、下流側でガス消費が自動停止したりガス栓が閉じたりなどしてガスの流れが閉止状態になると、その後は遮断弁９４よりも下流側へはガスは供給されないので（何故なら遮断弁９４が完全に弁閉状態になっていてその下流側へのガスの流れは完全に遮断されているのであるから）、ガスの増圧あるいは復圧は生じ得ない。このような違いが、遮断弁９４が完全に閉じられている状態の場合と不完全に閉じられている状態の場合とで生じるので、それに基づいて、遮断弁９４が完全に閉じた状態なっているか否かを、異常判定制御回路４０が判定することができる。
【００５２】
そして異常判定制御回路４０は、遮断弁９４が完全には閉じていないといった異常が発生している旨の判定を下すと、それに基づいて、警報部１４０によって、そのような遮断弁９４に異常が発生した旨を示す警報として、所定の点滅のパターンによる点滅表示を行う。
【００５３】
なお、異常判定制御回路４０は、圧力センサ９２によってガスの圧力の監視を行う際には、圧力センサ９２による圧力計測のサンプリング頻度を通常時のサンプリング頻度よりも高くしてガスの圧力の計測精度を高くすることによって、異常判定の確度をさらに高いものとするようにしてもよい。
【００５４】
また、温度センサ９３によってガスの温度を計測し、その計測されたガスの温度に基づいて、異常判定制御手段４０が、圧力センサ９２によって計測されたガスの圧力の計測結果を補正し、それを遮断弁異常の判定のために用いるようにすることで、異常判定の確度をさらに高いものとするようにしてもよい。
【００５５】
次に、本発明の第１の実施の形態に係るガスメータの動作について、特に異常判定制御回路４０の動作を中心として説明する。なお、その他の流量計測機能などの一般的な動作については、一般的なガスメータにおけるものと同様であるから、それらの詳細な説明は省略する。
【００５６】
図２に示したように、まず、例えば地震の発生（感震検知）、微少な漏洩の長期継続が発生（微少漏洩検知）、過大な流量の発生（過大流量検知）、電池の出力電圧の低下（電池電圧低下検知）などのような、遮断弁９４を閉じてガスメータよりも下流側へのガスの供給を停止することが保安上または計測の信頼性を確保する上で必要であると想定される所定の事態が生じて、それを保安ユニット９０が検知した際には（Ｓ１のＹ）、異常判定制御回路４０は、圧力センサ９２によって計測されるガスの圧力Ｐを監視して（Ｓ２）、遮断弁９４を閉じた状態にする制御が保安ユニット９０によって行われた後にガスの圧力Ｐに減圧（ΔＰ＜０）が生じ（Ｓ３のＹ）、さらにその後に所定の時間内で所定量（ΔＰｔｈ）以上の変動量のガスの増圧（ΔＰ≧ΔＰｔｈ＞０）が生じたときには（Ｓ５のＹまたはＳ５のＮ〜Ｓ４のＮ〜Ｓ５のＹ）、遮断弁９４に不完全な遮断または動作不能といった異常が生じたものと判定する（Ｓ６）。そしてそのような遮断弁異常が生じている旨の警報を警報部１４０によって出力させる（Ｓ７）。あるいはさらに、遮断弁異常が発生している旨の情報を、通信ユニット１００によって、ガス管理会社等に送信するようにしてもよい（Ｓ８）。
【００５７】
そしてその後、操作等の流れの図示は省略するが、その警報部１４０による警報をユーザーが確認して遮断弁異常が発生している旨をガス管理会社に連絡する、あるいは通信ユニット１００による情報の通信をガス管理会社が受けると、それを受けたガス管理会社の担当者は現場に赴いて、取り敢えず当該ガスメータに応急処置を施すなどして保安上の支障を解消した後、例えば図示しない復帰ボタンを操作するなどの遮断復帰操作を行って、ガスの供給を復帰させる。あるいは、当該ガスメータを正常な別の品物または新品に取り替える。
【００５８】
なお、遮断弁９４を閉じる制御が行われた後、ガスの圧力Ｐを監視していて、ΔＰ＜０が検知されなかった場合には（Ｓ３のＮ）、遮断弁９４が異常であるか否かを問わず、ガスメータの下流側でガスの消費等が行われていなくて流量が０の状態にあるか、または遮断弁９４が全く動かなくて圧力Ｐに変化がないかの、いずれかである可能性が高い。そこで、このような場合には（Ｓ３のＮ）、異常判定制御回路４０は、図３に示したように、その遮断弁９４を閉じる制御の直前の時点での流量Ｑが０であるか否かを検知する（Ｓ３１）。このとき流量Ｑが０である場合（Ｑ＞０でない場合）には（Ｓ３１のＮ）、遮断弁９４の開閉状態が変化してもそれに伴う圧力変化ΔＰは常にΔＰ＝０なのであるから、この状態では遮断弁９４が異常であるか否かは判定不能である。よってこの場合には、判定の確実さを担保するために、遮断弁異常の判定は行わない（Ｓ３１のＹ〜Ｓ１）。しかしこのとき流量が０でない場合（Ｑ＞０である（流れ有りの）場合）には（Ｓ３１のＹ）、流れ有りの状態で遮断弁９４を閉じる制御を行っているにもかかわらずガスの圧力の変化ΔＰが生じていないのだから、このとき遮断弁９４は有効には機能しておらず、弁体が半開きの状態かあるいは全く動いていないかのいずれかである可能性がある。よって、ここで遮断弁９４の異状判定をより安全側に振ることをより優先するならば、遮断弁９４が異状である旨の判定を行って、その旨の警報を出力するようにしてもよい（Ｓ３２〜Ｓ７）。
【００５９】
以上のようにして、本発明の第１の実施の形態に係るガスメータまたはその制御方法では、ユーザーの利便性を損うことなく、遮断弁９４が正しく機能しているか否かを簡易な手法で確実に検知することができる。
【００６０】
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係るガスメータについて説明する。なお、以下の説明では、第１の実施の形態とは異なった動作（機能）を中心として詳述し、第１の実施の形態と同様の動作については、説明の簡潔化を図るために、必要な事項のみを簡略に説明して、その詳述は省略する。
【００６１】
この第２の実施の形態に係るガスメータでは、異常判定制御回路４０は、ガスの流れが無いことが予め確認されており、かつガスメータの下流側が解放状態であることが予め確認されている状態にあるとき、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行って、圧力センサ９２によって計測されるガスの圧力を監視して、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行った後に所定量以上の変動量の増圧（復圧）が生じたときには、遮断弁９４に異常が生じたものと判定する。
【００６２】
すなわち、図４にその制御および動作の主要な流れを示したように、例えばガスメータをユーザーの家屋等の傍らに取り付ける際などには、ガスの流れが無いことが予め確認されているときに（Ｓ４１のＹ）、例えばガスメータの設置時にいわゆるエア抜きを行うためにガスメータの下流側を閉止状態から解放状態にした際などに（Ｓ４２のＹ）、そのとき遮断弁９４を強制的に閉じた状態にする制御を行って（Ｓ４３のＹ）、その後に所定量以上の増圧（ΔＰ＞ΔＰｔｈ）が生じたことが所定時間を経過するまでの間に圧力センサ９２によるガスの圧力の計測結果に基づいて検知された場合には（Ｓ４４のＹまたはＳ４４のＮ〜Ｓ４５のＮ〜Ｓ４４のＹ）、そのような復圧の事象が生じることは遮断弁９４が完全に閉じた状態の場合には有り得ないことなのであるから、遮断弁９４が完全には閉じられていないか全く動いていない、換言すれば遮断弁９４が異常である可能性が極めて高い。そこで、異常判定制御回路４０は、そのような判定を下して（Ｓ４６）、その旨の警報を出力する（Ｓ４７）。
【００６３】
あるいは、このとき遮断弁９４は完全に閉じた状態になっていても圧力センサ９２に故障等の異常が生じている蓋然性も否定できないので、遮断弁９４が完全には閉じられていないかまたは圧力センサに故障等の異常が生じているかのいずれかであるとの判定を下して、その旨の警報を警報部１４０で出力するようにしてもよい。あるいはさらにそれと共に、通信ユニット１００によって外部のガス管理会社等に通報するようにしてもよい（図示省略）。
【００６４】
以上のようにして、本発明の第２の実施の形態に係るガスメータまたはその制御方法によれば、ユーザーの利便性を損うことなく、遮断弁が正しく機能しているか否かを簡易な手法で確実に検知することができる。
【００６５】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態に係るガスメータについて説明する。なお、以下の説明では、第１の実施の形態とは異なった動作（機能）を中心として詳述し、第１の実施の形態と同様の動作については、説明の簡潔化を図るために、必要な事項のみを簡略に説明して、その詳述は省略する。
【００６６】
この第３の実施の形態に係るガスメータでは、遮断弁９４が、弁体の開閉の２値的な動作以外にも、その開と閉との間で弁体の開度を連続量的に調節可能であるという、いわゆる調節弁機能を兼備してなるものであり、かつ異常判定制御回路４０が、流量Ｑ＞０で安定している際に（流量が０でなくその流量変動が後述する弁体の開度に対応して想定される流量変化と比較して十分に小さい場合に）、遮断弁９４を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させて行き、そのときのガスの圧力Ｐを圧力センサ９２によって監視して、そのときの圧力に所定量以上の減圧（ΔＰ≦ΔＰｔｈ＜０）が生じたときには、遮断弁９４が正常に作動しているものと判定し、遮断弁９４を全開状態から所定の開度まで閉じる方向に変化させて行ったときの減圧（ΔＰ）が所定量未満（ΔＰ＞ΔＰｔｈ）であった場合には（従って増圧（ΔＰ＞０）である場合も含む）、遮断弁９４の作動に異常が生じているものと判定する。
【００６７】
すなわち、図５にその制御および動作の主要な流れを示したように、流量Ｑ＞０で安定している際に、遮断弁９４を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させていく制御を行ったときに（Ｓ５１）、実際に遮断弁９４の弁体が全開状態から所定の開度にまで閉じた状態なっていたならば、それに伴って流量Ｑの増加と圧力Ｐの低下とが生じるので（弁体の開度が減少して流路の有効断面積が低下するので流速ヘッドが増大すると共に圧力ヘッドが減少し、かつ損失ヘッドが増大するから）、ガスの圧力Ｐに所定量以上の減圧（ΔＰ≦ΔＰｔｈ＜０）が生じたことが検知されることになる。それ故、ガスの圧力Ｐを監視して（Ｓ５２）、圧力Ｐに所定量以上の減圧が生じたことが検知された場合には（Ｓ５３のＹ）、それに基づいて、実際に遮断弁９４の弁体が全開状態から所定の開度にまで閉じた状態なっているものと判定することができる（Ｓ５４）。しかし逆に、遮断弁９４を全開状態から所定の開度にまで閉じる方向に変化させていく制御を行ったときに、実際には遮断弁９４の弁体が例えば錆付きなどに起因してほとんど動かないで全開状態のままになっていたならば、流量Ｑの増加と圧力Ｐの低下とは生じないので（流速ヘッドの増大も圧力ヘッドの減少も生じないのであるから）、ガスの圧力Ｐに所定量以上の減圧は検知されない。それ故、このとき（Ｓ５１〜Ｓ５２）、ガスの圧力Ｐに所定量未満の減圧しか検知されないか（０＞ΔＰ＞ΔＰｔｈ）、あるいは全く減圧が検知されない場合（ΔＰ＝０）には（Ｓ５３のＮ）、それに基づいて、実際に遮断弁９４の弁体が全開状態からほとんど動いていない（設定されている制御量未満しか開度が変化していない）か、あるいは全く不動である可能性が高い。よって、この場合には、遮断弁の動作に異常が生じているものと判定し（Ｓ５５）、その旨の警報を警報部１４０によって出力し（Ｓ５６）、あるいはさらに通信ユニットによって外部のガス管理会社等に通信出力する（Ｓ５６）。
【００６８】
なお、上記の所定の開度については、ガスメータの下流側でのガス消費器具等（図示省略）の使用に支障のない範囲内の流量が確保できるような開度に設定することが望ましい。このようにすることにより、ガスメータの下流側でのガス消費器具の使用に支障を生じることなく、遮断弁９４の異常判定を確実に行うことが可能となる。
【００６９】
また、上記の圧力センサ９２によってガスの圧力Ｐの監視を行う際には、圧力センサによる圧力計測のサンプリング頻度を、通常時の圧力計測のサンプリング頻度よりも高くすることで、ガスの圧力Ｐの計測精度を高くすることが望ましい。このようにすることによって、異常判定の確度をさらに高いものとすることができる。
【００７０】
また、異常判定制御回路４０は、温度センサ９３によって計測されたガスの温度に基づいて、ガスの圧力Ｐの計測結果を補正するようにしてもよい。このようにすることにより、異常判定の確度をさらに高いものとすることができる。
【００７１】
以上のようにして、本発明の第３の実施の形態に係るガスメータまたはその制御方法によれば、ユーザーの利便性を損うことなく、遮断弁が正しく機能しているか否かを簡易な手法で確実に検知することができる。
【００７２】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態に係るガスメータについて説明する。なお、以下の説明では、第１の実施の形態とは異なった動作（機能）を中心として詳述し、第１の実施の形態と同様の動作については、説明の簡潔化を図るために、必要な事項のみを簡略に説明して、それを詳述することは省略する。
【００７３】
この第４の実施の形態に係るガスメータでは、保安ユニット９０によってガスメータが遮断を必要とする所定の状態であると判定された場合には、遮断弁９４の弁体を閉じる制御を行い、圧力センサ９２によってガスの圧力を監視すると共に流量値演算部３０によって算出されるガスの流量を監視して、その遮断弁９４を閉じた状態にする制御が行われた後に、当該ガスメータが接続されている配管網（図示省略）の影響を受けてガスに生じることが想定される例えば脈動やうねりのような所定の変動量（弁体の動作不良に起因して弁体越しに検出されることが想定されるような変動量；詳しくは後述）以上の圧力変動（ΔＰ≧ΔＰｔｈ＞０，０＜ΔＰｔｈ≦ΔＰ）および所定の変動量以上の流量変動（ΔＱ≧ΔＱｔｈ＞０，０＜ΔＱｔｈ≦ΔＱ）が検知された場合には、遮断弁９４に異常が生じたものと判定する。
【００７４】
すなわち、図６にその制御および動作の主要な流れを示したように、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行った後に（Ｓ６１）、圧力センサ９２によってガスの圧力を監視すると共に流量値演算部３０によって算出されるガスの流量を監視し（Ｓ６２）、ガスの圧力Ｐまたは流量Ｑが、ガスメータの上流側における配管網を介して他の需要家のガス使用状況等に起因した脈動やうねりなどの影響を受けて、弁体の動作不良に起因して脈動やうねりが完全には遮断されなかったという場合に想定されるような所定の変動量以上の変動（ΔＰ≧ΔＰｔｈ＞０，０＜ΔＰｔｈ≦ΔＰまたはΔＱ≧ΔＱｔｈ＞０，０＜ΔＱｔｈ≦ΔＱ）が生じているときには（Ｓ６３）、遮断弁９４が完全には閉じられていないからその上流側の脈動等の影響を受けたものであるとして、遮断弁９４の弁体が完全には閉じられていない状態にあるといった異常が生じているという旨の判定を下して（Ｓ６４）、その旨の警報を出力する（Ｓ６５）。あるいはさらに通信ユニットによって外部のガス管理会社等に通信出力する（図示省略）。
【００７５】
あるいはこのとき、実際には脈動やうねりなどが発生しておらず、圧力センサ９２や超音波センサ２２Ａ，２２Ｂなどが故障していることに起因して所定の変動量以上の流量変動ΔＱや圧力変動ΔＰが計測されているという蓋然性もあるので、その旨の判定を併せて下してもよい。その場合の判定としては「遮断弁９４の機能に異常が生じているか、あるいは圧力センサ９２または超音波伝播時間計測部２０に異常が生じている」ものと判定することなどが可能である。
【００７６】
あるいは、異常判定制御回路４０は、遮断弁９４を閉じた状態にする制御を行った後に、配管網の影響を受けてガスに生じることが想定される所定の変動量以上の圧力変動および所定の変動量以上の流量変動が生じている場合には、遮断弁９４に異常が生じたものと判定し、ガスの圧力Ｐまたは流量Ｑのいずれか一方が配管網の影響を受けてガスに生じることが想定される所定の変動量以上の変動を生じており、他方が所定の変動量未満の変動しか生じていない（あるいは実質的に全く変動が生じていない）という計測結果が検出された場合には、圧力の計測装置系（圧力センサ９２等）または流量の計測装置系（超音波センサ２２Ａ，２２Ｂ等）のうち少なくともいずれか一方に異常が生じている可能性があると判定するようにしてもよい。これは、脈動のような現象は一般に、周期的な圧力変動と共に流量変動を伴う場合が多いが、そのうちのいずれか一方のみしか検知されない場合には、そのような不自然な現象が生じている可能性よりも、圧力センサ９２のような計測系に故障等の異常が発生している可能性の方が高いからである。
【００７７】
また、ガスの圧力や流量の監視を行う際には、圧力計測のサンプリング頻度や流量計測のサンプリング頻度を、通常時のサンプリング頻度よりも高くして、ガスの圧力や流量（圧力および／または流量）の計測精度を高くするようにしてもよい。より具体的には、ガスの圧力のみを監視する場合には、圧力計測のサンプリング頻度を高くし、ガスの流量のみを監視する場合には、流量計測のサンプリング頻度を高くし、ガスの圧力と流量との両方を同時に監視する場合には、圧力計測のサンプリング頻度も流量計測のサンプリング頻度も共に高くする。このようにすることにより、異常判定の確度をさらに高いものとすることができる。
【００７８】
また、異常判定制御回路４０は、温度センサ９３によって計測されたガスの温度に基づいて、ガスの圧力Ｐの計測結果を補正するようにしてもよい。このようにすることにより、異常判定の確度をさらに高いものとすることができる。
【００７９】
以上のようにして、本発明の第４の実施の形態に係るガスメータまたはその制御方法によれば、ユーザーの利便性を損うことなく、遮断弁が正しく機能しているか否か、あるいは圧力センサ９２をも含めてそのうちのいずれかに異常が発生しているか否かを、簡易な手法によって確実に検知することができる。
【００８０】
なお、上記の異常判定制御回路４０は、マイコンメータのようなガスメータに内蔵されてその動作制御を行うための専用ＬＳＩ（図示省略）またはそれをプリント配線基板上に実装してなるプリント配線回路（図示省略）等からなる制御回路などのように、そのマイコンメータ本体とは別に、それとは独立した工業製品として作製されてマイコンメータ本体に後付けされる制御回路とすることなども可能であることは言うまでもない。
【００８１】
また、上記の実施の形態で説明したような方式でガスに超音波を伝播させて流量計測を行う超音波伝播時間計測部２０の他にも、超音波センサ２２Ａ，２２Ｂの間で一方から発せられた超音波を他方で受信すると、その受信に基づいて折り返し超音波を発信するということを繰り返すように設定されており、その超音波の折り返しの送受の周期がガスの流量に対応して変化することを利用して、その超音波の折り返しの送受の周期であるシングアラウンド伝播周期を測定し、そのシングアラウンド伝播周期に基づいて、そのときの計測対象のガスの流量を計測するという、いわゆるシングアラウンド伝播方式の流量計測装置などにも適用可能であることは言うまでもない。
【００８２】
また、ガスメータの計測方式としては、上記のような超音波伝播方式のみには限定されないことは言うまでもない。この他にも、遮断弁および保安ユニットを備えたガスメータであれば、その他の例えば膜式やフルイディック方式のガスメータなどにも本発明は適用可能である。
【００８３】
また、上記の各実施の形態では、異常判定制御回路４０の動作の説明のために、所定のシーケンシャルを繰り返すようなループ状の流れ図を示して説明したが、これはループ状以外にも、例えば一連の制御および動作が完了したら、その都度、異常判定制御回路４０動作を停止するような手順にすることなども可能であることは言うまでもない。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし１０のいずれかに記載のガスメータまたは請求項１１ないし２０のいずれかに記載のガスメータの制御方法によれば、遮断弁の弁閉動作を行ったときのガスの圧力の変化（および場合によっては流量の変化）に基づいて、当該ガスメータの遮断弁に動作異常が生じているか否かなどを判定する異常判定制御手段を備えるようにしたので、ユーザーにとっての利便性を損なうことなく、遮断弁が正しく機能しているか否かを確実に検知する、あるいは遮断弁に異常が生じていることを確実に検知することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１ないし第４の実施の形態に係るガスメータの主要部の構成を表した図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るガスメータにおける異常判定制御回路による制御およびそれに対応した動作の主要な流れを表した図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るガスメータにおける異常判定制御回路による制御およびそれに対応した動作のバリエーションの一例を表した図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るガスメータにおける異常判定制御回路による制御およびそれに対応した動作の主要な流れを表した図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るガスメータにおける異常判定制御回路による制御およびそれに対応した動作の主要な流れを表した図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係るガスメータにおける異常判定制御回路による制御およびそれに対応した動作の主要な流れを表した図である。
【符号の説明】
２０…超音波伝播時間計測部、２２Ａ，２２Ｂ…超音波センサ、３０…流量値演算部、４０…異常判定制御回路、５０…流量値積算部、６１…流量積算値表示制御部、６２…流量積算値表示部、７０…基本動作制御部、８０…電池、９２…圧力センサ、９３…温度センサ、９４…遮断弁、１００…通信ユニット、１４０…警報部
【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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